[实用新型]一种燃料电池及电池组

说明书

本实用新型提供了一种燃料电池及电池组，通过在两块介电材料制成的极板之间设置多块电池单元形成平板结构的燃料电池，结构简单，易于加工，不需要大型配套制冷设备。通过单个燃料电池上电池单元的导电极耳，实现灵活的电压输出控制，并且根据应用场景，适宜性的变换多个燃料电池组装在一起的形状，可以贴紧载具的表面，节省载具内部空间，尤其适用于翼展较大的飞行器、便携电源或者电动车等对重量和空间敏感型装置。结合印刷电路板工艺，可以选择高分子材料作为极板，将极耳及导电层加工在极板上，降低了成本，有利于大规模量产，结合可组装的特点，拓展了适用范围。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种平板型氢燃料电池及电池组。

背景技术

燃料电池是一种将燃料中的化学能转化成电能的装置，其并不存储电能，而只充当能量的转化器。按照电解质划分，燃料电池分为碱性燃料电池、磷酸盐型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池、固体氧化物型燃料电池和质子交换膜燃料电池。因主燃料电池主要产物为水，所以具有清洁无污染的特点，除此之外，还具有能量转化率快，运行质量高等优点。随着市场对新能源的需求，燃料电池同锂电池一样，广泛应用到电动汽车和移动电子设备等领域。

以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为例，在原理上相当于实现水电解逆反应的装置，其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。在工作状态下，燃料电池相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极即电源正极。

现有质子交换膜燃料电池通常采用堆叠结构，结构复杂，体积大，在放入电动汽车、无人机等载具中充当动能设备时挤压载具内部空间。而且质子交换膜的工作温度在80℃，为了去掉氧化还原反应时多余的热量，需要配备冷却装置，使载具内本就狭小的空间更紧张。复杂的堆叠型燃料电池结构也不利于便携性，对于不同使用情形，燃料电池堆及配气系统都需要重新设计，大大限制了燃料电池的应用范围和普及程度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃料电池，包括：

由介电材料制成的极板，所述极板上具有开孔的导电层；

位于两个所述极板之间的多个电池单元，所述电池单元具有扩散层和膜电极，且设置有导电极耳；

所述导电极耳和导电层电连接。

可选的，所述极板分为氢气侧的极板和空气侧的极板。

可选的，所述氢气侧的极板配置有气体盒，所述气体盒具有进气口和出气口。

可选的，所述出气口设置有气阀，用于控制尾气排放。

可选的，所述极板的氢气侧配置有蛇形或梳形流场。

可选的，所述氢气侧的极板和/或氧气侧极板为多孔结构。

可选的，所述空气侧的极板上方设置有气流控制结构和过滤结构。

可选的，还包括位于膜电极上下两侧的密封圈。

可选的，所述两个密封圈截面分别为圆形和方形。

可选的，多个所述电池单元的膜电极为一体化连接。

可选的，所述膜电极包括质子交换层和催化层，所述扩散层为碳纸。可选的，所述导电层表面设置有温控层。

可选的，所述导电层和导电极耳由铜溅射金或碳制成。

可选的，所述极板和导电层通过印制线路板工艺制成。

可选的，所述极板为高分子材料。

可选的，所述燃料电池还包括有连接结构，用于多块所述燃料电池之间的机械连接。