專利名稱:燃料電池集電設備的制作方法
本發(fā)明與燃料電池組合件有關，具體有關有大電極表面的燃料電池組合件的集電設備。
在有一個集電器，一個耐熱絕緣板和一塊端板，依次放在一個燃料電池疊堆每端的類型的燃料電池組合件中，集電器和通過端板引出的連接端連接。
當燃料電池組合件的電極表面在1000cm2或以下時，這種集電器結(jié)構足敷應用。但是，假如把這種結(jié)構應用于電極表面為2000至3000cm2的燃料電池組合件時，集電效率下降，便發(fā)生功率輸出的偏離。因此，要求在電極表面增大時，把連接端的數(shù)目，從一個增加到兩個，三個，四個，五個等等，舉例如圖8所示。圖8中的集電設備有五個連接端7，與集電器4連接，并通過一個絕緣板5和一個端板6引出。
在燃料電池組合件運轉(zhuǎn)中，當集電器4受熱膨脹時，連接端7防止集電器4的自由膨脹，造成集電器的波浪狀變形。這變形造成集電器和電極之間的接觸中斷，從而降低集電效率，而使燃料電池的性能下降。
因此本發(fā)明的目的，是提出一種燃料電池組合件的集電設備，甚至在應用于有大電極表面的燃料電池組合件中時，有高集電效率。
本發(fā)明的另一個目的，是提出一種燃料電池組合件的集電設備，有可能防止集電器由于受熱膨脹而造成變形。
本發(fā)明還有一個目的，是提出一種燃料電池組合件的集電設備，可使接線作業(yè)簡化。
根據(jù)本發(fā)明提出的一種類型的燃料電池組合件的集電設備中，有一個集電器，一個耐熱絕緣板，和一個端板，在一個燃料電池疊堆的每一端部上依次疊放，特征為集電器中有若干集電部分，相鄰部分的邊與邊之間有間距，有若干連接端，分別與集電部分連接，并通過端板引出。
在一個理想的實施方案中，集電器有四個三角形的集電部分，其安排中使相鄰兩部分的邊與邊之間的間距，從集電器中心，沿集電器的對角線徑向伸展。
在另一個實施方案中，集電器中有四個矩形集電部分，在其安排中，相鄰兩部分的邊與邊之間的間距，從集電器的中心，沿集電器邊上的垂直線徑向伸展。
集電部分的制作，可以沿一塊矩薄板的對角線，或沿矩形板邊上的垂直線，把矩形板分切成為四塊。
在本發(fā)明的集電設備中，集電器有若干集電部分，互有間距，連接端分別埋在集電部分中，通過絕緣板和端板引出。因此，由于相鄰部分的邊與邊之間留有間距，所以每一個集電部分，可隨溫度變化自由膨脹和收縮，于是可以防止集電部分變形而降低集電效率。
根據(jù)本發(fā)明，還提出了一種燃料電池組合件的集電設備，其特征為集電器有若干集電部分，在相鄰的部分的邊與邊之間有間距，內(nèi)連接端分別與集電部分連接，并通過一個導體架互相連接，導體架放在絕緣體和端板之間，和通過端板引出的一個輸出端連接。
附圖內(nèi)容簡述如下圖1為實施本發(fā)明的燃料電池組合件的分解剖視圖;
圖2為實施本發(fā)明的燃料電池組合件的透視圖;
圖3為用于圖1中的燃料電池組合件的一個集電設備的透視圖，圖示設備的一個內(nèi)側(cè);
圖4為集電部分和用于圖3中的設備的輸出端部件分解透視;
圖5為實施本發(fā)明的集電設備另一形式的底視圖;
圖6為實施本發(fā)明集電設備另一形式的局部剖析頂視圖;
圖7為沿6中Ⅰ-Ⅰ線的一個剖視圖;
圖8為應用于已有技術領域：
燃料電池組合件中的集電設備透視，圖示設備的一個內(nèi)側(cè);
圖9為實施本發(fā)明燃料電池組合件另一形式的局部剖析頂視圖;
圖10為沿圖9中A-A線剖視圖;
圖11為沿圖9中B-B線剖視圖;
參照圖1至4，著重參看圖2，圖示有本發(fā)明所提出的集電設備的燃料電池組合件1。組合件1有一個燃料電池堆(S)，一對集電器4，一對耐熱絕緣體5，和一塊端板6。燃料電池堆(S)有若干個體的燃料電池，和石墨氣體分離器或雙極板3交替疊放，并用(圖中未示的)夾具和端板6緊固在一起。
每一個集電器4由四個三角形集電部分4a、4b、4c和4d組成，其安排為每一部分的一邊，與耐熱絕緣板5的邊平行，集電部分的其余的邊，和相鄰的部分之間留有窄間距8。間距的寬度1至2mm，從集電器4的中心，沿絕緣體5的對角線，向各邊徑向延伸。
如圖4所示，集電部分4a、4b、4c及4d分別在其中心部，設有一個連接端插座10，在其一個頂點上設有一個四分之一連接端插座10′。連接端插座10和四分之一連接端插座10′，由凸肋30形成，在中心部分有開孔9。這種集電部分4a、4b、4c及4d的制法，是先把一塊矩形板模壓并沖剪，然后沿對角線切成四塊，形成四個三角形集電部分。
連接端7的頭部7a插在連接端座10、10′內(nèi)，其有螺紋的桿7b，通過安裝在端板6的通孔里的有突緣的套管13，伸到端板6的上方。有一個連接端7。作插在插座10′中的共同連接端，插座10′在四個集電板部分的頂點上形成。集電部分4a、4b、4c及4d的隆突連接端插座10，分別放在在絕緣板5上形成的凹陷5a內(nèi)，如圖1所示。
有上述構造的集電設備的組裝，可以先放置耐熱絕緣板5，然后把集電部分4a，4b，4c和4d，依次放到端板6上，把連接端7及7o的桿部，插入開孔9和絕緣套管13中，然后用螺母12固定。在每一個絕緣套管13的突緣和螺母12之間，安排一個連接端凸片11，用以連接導線。連接端凸片11和端板6之間，用有突緣的絕緣套管13絕緣。
圖5表示實施本發(fā)明的燃料電池組合件集電設備的另一種形式。本實施方案的集電設備，集電器4有四個矩形的集電部分4a、4b、4c及4d外，它有與圖3實施方案集電設備相同的構造。除集電部分4a、4b，4c及4d的安排，是每一部分有兩條邊，和相鄰的耐熱絕緣板5的邊平行，相鄰集電部分的其余兩邊，和相鄰部分的邊，共同形成窄間距8。間距8從絕緣板5的中心，沿與絕緣板5平行的線，伸到絕緣板5的邊上。
從上面可以看到，本發(fā)明的集電器被分割成為小的集電部分，數(shù)目和連接端的數(shù)目一致，減小了各個部分的膨脹。并且，在集電部分之間設有間距，集電部分分別和相應的連接端連接。因此，在燃料電池組合件運轉(zhuǎn)時，即使各個集電部分受熱膨脹，也可防止變形，這樣便可在長時期內(nèi)，保持集電效率穩(wěn)定。本發(fā)明對有大電極表面的燃料電池組合件特別有用。
在前述實施方案中，連接端通過安裝在端板頂部和底部上的絕緣套管13引出，因此要求把全部連接端7及7o，和導線15及凸片16連接，接受全部連接端的電流，如圖6及7所示。但是這種外導線的工作效率低，并會造成燃料電池組合件元件之間的絕緣和接線的故障。此外，這種接線使燃料電池組合件的外觀不良。
這個缺點可以通過把連接端在燃料電池組合件內(nèi)互相連接，并在每一個端板上設置一個連接端，而予以解決。
現(xiàn)參看圖9至11，圖示有本發(fā)明的集電設備的燃料電池組合件1的另一種形式。組合件中有一個燃料電池堆(S)，一對集電器4，耐熱絕緣板5，和一對端板6，共同用(圖中未示的)夾具緊固在一起。
在這個實施方案中，集電設備有四個集電部分4a、4b、4c和4d，四個有螺紋的內(nèi)連接端7′，一個銅制的導體架20，其四角有四個通孔，并有一個輸出連接端25。集電部分4a、4b、4c及4d的構造，與圖5中的構造相似。集電部分和導體架20在耐熱絕緣板5上固定;把它們放在絕緣板5上，用內(nèi)連接端7′插入導體架20的通孔，從集電部分的開孔9，和絕緣板5的通過中穿過，然后用螺母12′擰緊。連接端7′利用導體架20通電。
每一塊端板6上設置一條槽17，形狀與導體架20相對應，用以容放導體架。在槽17的角上，有四個圓柱形的凹陷18，容納內(nèi)連接端7′的外伸端，并使之與端板6絕緣。有一個絕緣架19和絕緣條23，放在槽17內(nèi)，使導體架20和端板6絕緣。圓柱形凹陷18設有絕緣涂層21，使內(nèi)連接端7′的伸出端，和端板6絕緣。絕緣涂層21并非必須，也可以用空氣間隔代替。
一個螺紋輸出端25焊接在導體架20上，將其桿部插入安放在端板6里的一根絕緣套管13′里，然后用螺母26在外伸端上擰緊，使輸出端與端板6固定。輸出端25用套管13和端板6絕緣，用螺母27和導線15接通。
在這實施方案中，各個內(nèi)連接端，通過放在燃料電池組合件1內(nèi)的導體架20互相連接，有一個與導體架20連接的單一輸出端25，通過組合件1的端板6引出。這樣便可能避免使用暴露的線路，因此可能簡化接線，提高集電效率。此外，還可以防止絕緣和通電的故障。
顯然本發(fā)明用其他的形式實施，也不脫離本發(fā)明的實質(zhì)范圍。例如，可以把集電器分成若干部分，集電部分和連接端的數(shù)目，可以按照需要而變化。
權利要求
1.一種燃料電池組合件的集電設備，包括有一個集電器，一個耐熱絕緣板，和一塊端板，依次安裝在燃料電池堆的每一端，特征在于集電器有若干集電部分，在相鄰的部分的邊與邊之間有間距，連接端分別和集電部分連接，并通過端板引出。
2.如權利要求
第1項中之集電設備，特征為集電器有四個三角形部分，在其安排中，兩個相鄰部分的邊與邊之間形成間距，并從集電器中心，沿集電器對角線徑向伸展。
3.如權利要求
第1項中之集電設備，特征為集電器有四個距形部分，在其安排中，兩個部分的相鄰邊之間的間距，從集電器的中心，沿集電器邊上的垂直線徑向伸展。
4.如權利要求
第2或第3項中之集電設備，特征為集電器的中心有一個共同連接端，通過端板引出。
5.一種燃料電池組合件的集電設備，包括有一個集電器，一個耐熱絕緣板，和一塊端板，依次安裝在燃料電池堆的每一端，特征在于集電器有若干集電部分，在相鄰的部分的邊與邊之間有間距，內(nèi)連接端分別連接集電部分，并通過一個導體架互相連接，導體架放在絕緣板和端板之間，并和通過端板引出的一個輸出連接端連接。
專利摘要
一種燃料電池組合件的集電設備，包括有一個集電器，一個耐熱絕緣板，和一塊端板，依次安裝在燃料電池堆的每一端。特征在于集電器有若干集電部分，在相鄰的部分的邊與邊之間，布置有間距，連接端分別和集電部分連接，并通過端板中引出。集電設備可以有四個集電部分，有一個導體架，在其四角上設有四個通孔，有四個內(nèi)連接端互相連接，并和導體架連接，有一個輸出連接端設置在導體架上，通過端板引出。
文檔編號H01M8/02GK86103794SQ86103794
公開日1986年12月17日 申請日期1986年6月6日
發(fā)明者堤, 荻野秀雄, 藤原治, 藤一志 申請人:三洋電機株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan