氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，包括殼體（1）、均壓腔（3）和電池主體，均壓腔（3）和電池主體均位于殼體（1）內(nèi)部，電池主體包括陽極（11）、陰極（13）、質(zhì)子交換膜（12）、氫氣催化層（5）、氫離子擴(kuò)散層（6）、反應(yīng)層（8），均壓腔（3）的進(jìn)氣口與氫氣入口相連，均壓腔（3）的出氣口通過供氫通道（4）與陰極（13）相連，陰極（13）、氫氣催化層（5）、氫離子擴(kuò)散層（6）、質(zhì)子交換膜（12）、反應(yīng)層（8）、陽極（11）順次貼合。本實用新型專利技術(shù)主要運(yùn)用于新能源車輛，其原材料豐富，產(chǎn)物環(huán)保，且大幅度提高了電池的最大放電電流和功率，與鋰離子電池聯(lián)合工作，能減少備用鋰電池成本。

Single structure of hydrogen fuel cell

The utility model discloses a hydrogen fuel cell monomer structure, including a shell (1), a pressure mean chamber (3) and a battery body. The pressure mean chamber (3) and the battery body are both in the shell (1). The battery body consists of an anode (11), a cathode (13), a proton exchange membrane (12), a hydrogen catalytic layer (5), a hydrogen ion diffusion layer. (6), reaction layer (8), the air inlet of the pressure mean chamber (3) is connected with the inlet of hydrogen, and the outlet of the pressure mean chamber (3) is connected by the hydrogen supply channel (4) to the cathode (13), the cathode (13), the hydrogen catalytic layer (5), the hydrogen ion diffusion layer (6), the proton exchange membrane (12), the reaction layer (8), and the anode (11). Together. The utility model is mainly used for new energy vehicles, with rich raw materials, environmentally friendly products, and greatly increasing the maximum discharge current and power of the battery, and working together with lithium ion batteries to reduce the cost of the spare lithium battery.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)
本技術(shù)涉及一種氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
人類對新能源的廣泛運(yùn)用，導(dǎo)致了二次電池市場的急速擴(kuò)大。當(dāng)前新能源體系中對二次電池的要求無處不在。無論是電動汽車，風(fēng)能，太陽能并網(wǎng)還是電網(wǎng)調(diào)峰，都急需一種廉價，可靠，安全和壽命長的二次電池。目前所發(fā)展的二次電池主要集中在鋰離子電池，高溫鈉硫電池，鈉鎳氯電池和釩液流電池。這些電池都具有各自的優(yōu)點(diǎn)，比如鋰離子電池和高溫鈉硫電池壽命長以及能量密度高，釩液流電池更是理論上具備無限的壽命等。但無論哪種電池，都無法同時滿足廉價，可靠，安全和壽命長的要求。傳統(tǒng)的鋰離子電池過于昂貴，且有安全隱患；高溫鈉硫電池制造技術(shù)門檻高，售價昂貴；釩液流電池多項技術(shù)瓶頸目前都未能獲得突破等。鋰離子動力蓄電池包通常安裝在底盤車架內(nèi)，由于空間限制，一個電池包的能量（200度電）只能運(yùn)行100公里左右，車輛續(xù)航里程有限。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，解決自放電問題，操作安全、循環(huán)性能優(yōu)良。本技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，包括殼體、均壓腔和電池主體，殼體上設(shè)有氫氣入口和空氣入口，均壓腔和電池主體均位于殼體內(nèi)部，電池主體包括陽極、陰極、質(zhì)子交換膜、氫氣催化層、氫離子擴(kuò)散層、反應(yīng)層，均壓腔的進(jìn)氣口與殼體上的氫氣入口相連，均壓腔的出氣口通過供氫通道與陰極相連，陰極、氫氣催化層、氫離子擴(kuò)散層、質(zhì)子交換膜、反應(yīng)層、陽極順次貼合。所述的陽極通過供氧通道與殼體上的空氣入口相連。所述反應(yīng)層的底部設(shè)有排水管道。所述的殼體外側(cè)設(shè)有造氫裝置，造氫裝置的氫氣出口與殼體上的氫氣入口相連。所述的陰極底部連接有氫氣回收管，氫氣回收管與殼體上的氫氣入口相連。所述的質(zhì)子交換膜為全氟磺酸膜，該全氟磺酸膜的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、電壓降低、電導(dǎo)率高，可在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑介質(zhì)和高溫等苛刻條件下使用。所述的氫氣催化層為鉑質(zhì)金屬片，加快反應(yīng)進(jìn)行速率。本技術(shù)的有益效果是：1）氫燃料電池工作效率高，清潔無污染，過載能力強(qiáng)，其短時過載能力可達(dá)200%的額定功率，更適合于車輛的加速、爬坡等工況。2）氫燃料電池裝配在原電池包的容積內(nèi)，隨車輛運(yùn)行持續(xù)發(fā)電，供電給車載的20度左右的高功率鋰離子電池牽引車輛，延長了車輛續(xù)航里程，減少了大量建設(shè)和備用鋰電池成本，也能有效減輕車身重量。3）質(zhì)子交換膜采用的全氟磺酸膜的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、電壓降低、電導(dǎo)率高。附圖說明圖1為本技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1-殼體，2-氫氣回收管，3-均壓腔，4-供氫通道，5-氫氣催化層，6-氫離子擴(kuò)散層，7-造氫裝置，8-反應(yīng)層，9-排水管道，10-供氧通道，11-陽極，12-質(zhì)子交換膜，13-陰極。具體實施方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本技術(shù)的技術(shù)方案，但本技術(shù)的保護(hù)范圍不局限于以下所述。如圖1所示，氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，包括殼體1、均壓腔3和電池主體，殼體1上設(shè)有氫氣入口和空氣入口，均壓腔3和電池主體均位于殼體1內(nèi)部，所述均壓腔3內(nèi)設(shè)有均壓器，使造氫裝置7進(jìn)入的氫氣保持與供氧通道10內(nèi)相同的氣壓，作為優(yōu)選，可在供氫通道4和供氧通道10內(nèi)各設(shè)一個檢壓器，通過檢壓器設(shè)定適合該化學(xué)反應(yīng)的氣壓差，當(dāng)達(dá)到此氣壓差時，停止兩種氣體的供應(yīng)，使反應(yīng)始終保持在最佳狀態(tài)下進(jìn)行。所述的殼體1外側(cè)設(shè)有造氫裝置7，造氫裝置7的出氣口與殼體1上的氫氣入口相連，陽極11通過供氧通道10與殼體1上的空氣入口相連，為反應(yīng)提供充足的氣體來源。電池主體包括陽極11、陰極13、質(zhì)子交換膜12、氫氣催化層5、氫離子擴(kuò)散層6、反應(yīng)層8。均壓腔3的進(jìn)氣口與殼體1上的氫氣入口相連，均壓腔3的出氣口通過供氫通道4與陰極13相連。陰極13、氫氣催化層5、氫離子擴(kuò)散層6、質(zhì)子交換膜12、反應(yīng)層8、陽極11順次貼合。所述的陰極13底部連接有氫氣回收管2，氫氣回收管2用于將未被陰極13解離的多余氫氣進(jìn)行回收，節(jié)約成本。氫氣回收管2與殼體1上的氫氣入口相連，可使收集的多余氫氣直接參與化學(xué)反應(yīng)。所述的氫氣催化層5為鉑質(zhì)金屬片，質(zhì)子交換膜12為全氟磺酸膜。陰極13上的氫氣在鉑層的催化作用下發(fā)生氧化反應(yīng)被解離成帶正電的氫離子和電子，其中，產(chǎn)生的電子在電勢的作用下經(jīng)外電路流向陰極13形成電流，氫離子則經(jīng)質(zhì)子交換膜12到達(dá)貼近陽極11的反應(yīng)層8處，氧氣在陽極11上被拆分成帶負(fù)電的氧離子和電子，電子在電極板之間形成電流。所述反應(yīng)層8的底部設(shè)有排水管道9，兩個氫離子和一個氧離子在反應(yīng)層8上發(fā)生還原反應(yīng)生成水，生成的水通過排水管道9經(jīng)冷凝蒸發(fā)后排出殼體1。以上所述僅是本技術(shù)的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)理解本技術(shù)并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本技術(shù)的精神和范圍，則都應(yīng)在本技術(shù)所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括殼體（1）、均壓腔（3）和電池主體，殼體（1）上設(shè)有氫氣入口和空氣入口，均壓腔（3）和電池主體均位于殼體（1）內(nèi)部，電池主體包括陽極（11）、陰極（13）、質(zhì)子交換膜（12）、氫氣催化層（5）、氫離子擴(kuò)散層（6）、反應(yīng)層（8），均壓腔（3）的進(jìn)氣口與殼體（1）上的氫氣入口相連，均壓腔（3）的出氣口通過供氫通道（4）與陰極（13）相連，陰極（13）、氫氣催化層（5）、氫離子擴(kuò)散層（6）、質(zhì)子交換膜（12）、反應(yīng)層（8）、陽極（11）順次貼合。

【技術(shù)特征摘要】
1.氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括殼體（1）、均壓腔（3）和電池主體，殼體（1）上設(shè)有氫氣入口和空氣入口，均壓腔（3）和電池主體均位于殼體（1）內(nèi)部，電池主體包括陽極（11）、陰極（13）、質(zhì)子交換膜（12）、氫氣催化層（5）、氫離子擴(kuò)散層（6）、反應(yīng)層（8），均壓腔（3）的進(jìn)氣口與殼體（1）上的氫氣入口相連，均壓腔（3）的出氣口通過供氫通道（4）與陰極（13）相連，陰極（13）、氫氣催化層（5）、氫離子擴(kuò)散層（6）、質(zhì)子交換膜（12）、反應(yīng)層（8）、陽極（11）順次貼合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池單體結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述的陽極（11）通過供氧通道（10）與殼體（1）上的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李玉琴，劉光代，
申請(專利權(quán))人：成都因納維特科技有限公司，
類型：新型
國別省市：四川,51