[发明专利]一种甲醇燃料电池外壳及其制备方法

说明书

一种甲醇燃料电池外壳，包括底壳、上盖，在底壳的中部由左至右具有三个隔离板，在底壳的右侧中部下端有一个开孔，三只隔离板的左侧中部下端各有一个开孔，上盖和底壳一体成型，左端一个阳极甲醇储槽前端有一个方形开口，底壳的前端横向有个开口槽，底壳的右端纵向有个开口槽，四个阳极甲醇储槽的前内侧端左右两部各有一个插槽，上盖位于底壳的上端，上盖的前端横向分布有四个插口，每组DMFC第一只集流体、核心部件、第二只集流体组成的发电体直接经上盖其中一个插口插入其中一个阳极甲醇储槽前内侧端左右两部插槽的槽内。本发明用3D打印技术打印DMFC的壳体，成品精度高，能方便实现DMFC核心部件串联，不会造成混连短路，核心部件损坏后能方便更换。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别一种甲醇燃料电池外壳及其制备方法。

背景技术

由于化石能源的持续消耗和环境污染的日益严重，世界各国竞相开发新能源和可持续能源，包括太阳能、风能和氢能等。燃料电池(Fuel Cell, FC)作为一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能不经过燃烧而直接转化为电能的发电装置，因其能量转换效率高，环境友好、使用方便，在能量转化过程中不受卡诺循环限制而引起广泛关注，极具应用前景。燃料电池中的直接甲醇燃料电池DMFC (Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)是直接利用甲醇水溶液作为燃料的一种质子交换膜燃料电池，具有体积小、重量轻、系统结构简单、燃料来源丰富、价格低廉、储存携带方便、安全性高等优点，因而在手机、笔记本电脑、摄像机等小型民用电源和军事上的单兵携带电源等方面具有极大竞争优势，根据文献报道，直接甲醇燃料电池的标准单电位达到1.183 V，通过计算可知DMFC理论能量转化效率达92.5%。DMFC主要结构包括阳极甲醇储槽、集流体、密封圈、产生电能的核心部件、阴极支撑板，现有的DMFC的布置方式，一般是将每组DMFC第一只集流体、第一只密封圈、核心部件、第二只密封圈、第二只集流体组成的发电体用螺杆螺母连接在一起，然后再放入阳极甲醇储槽、阴极支撑板之间，阴极支撑板分前后两排，阳极甲醇储槽位于中间，每排安装三组DMFC，六组DMFC的核心部件（就是产生电能的部件）通过导线串联在一起，从而为外部提供电能；由于将六组DMFC的核心部件分别安装在外壳的前后两端，串联时导线有出现混连的几率，导致电池短路；而且受到结构所限，更换时由于需要螺杆螺母固定，在进行核心部件更换时极其不便。

三维立体打印机（3D打印）是二十世纪八十年代末九十年代初兴起、并迅速发展起来的新兴先进制造技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过计算机控制喷头逐层打印的方式来构造物体的技术。是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程技术的集成。它可以自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可对产品设计进行快速评价、修改，以响应市场需求，提高企业的竞争能力，其打印出的部件还具有精密度高等优点。

基于上述，提供一种利用3D打印技术打印DMFC的壳体，制得的成品精度高，而且能方便实现DMFC核心部件产生电能的部位串联，以及损坏后核心部件能方便更换的DMFC壳体及其制备方法显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有的直接甲醇燃料电池DMFC使用的壳体因结构所限，在多只DMFC核心产生电能部件串联时，容易导致混连、进而导致电池短路，以及DMFC核心产生电能部件损坏时更换不方便的弊端，本发明提供了利用3D打印技术打印DMFC的壳体，制得的成品精度高，而且能方便实现DMFC核心部件产生电能的部位串联，不会造成混连短路，且核心部件损坏后能方便更换的一种甲醇燃料电池外壳及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：