專利名稱：燃料電池系統(tǒng)及包括它的移動(dòng)通訊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池和包括燃料電池的電子裝置，特別是，燃料電池系統(tǒng)和包括燃料電池系統(tǒng)的移動(dòng)通訊裝置。
背景技術(shù)：
隨著因特網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，因特網(wǎng)用戶在增加，并且現(xiàn)今無(wú)線移動(dòng)通訊裝置頻繁使用。在這點(diǎn)上，自然地需要輕重量、小尺寸和大容量的電池。因此，想到利用具有體輕和長(zhǎng)使用周期的二次電池。然而，二次電池的使用周期在待機(jī)時(shí)間上通常為標(biāo)準(zhǔn)化的。因而，在實(shí)際使用條件下，因?yàn)椴僮鲿r(shí)間，特別是通訊時(shí)間長(zhǎng)，所以二次電池的使用周期不足。另外，當(dāng)移動(dòng)通訊裝置可以用作數(shù)碼照相機(jī)、便攜式攝像機(jī)、便攜式存儲(chǔ)器和數(shù)字多媒體廣播裝置時(shí)，二次電池的使用周期減少。
因此，考慮到比二次電池具有更高發(fā)電效率和總效率的燃料電池。盡管沒(méi)有許多用于通訊裝置的燃料電池的實(shí)例，但是燃料電池可用在個(gè)人數(shù)字助理終端或筆記本電腦上。
燃料電池是電-化學(xué)設(shè)備，其通過(guò)電-化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換液體燃料的化學(xué)能為電能。燃料電池的基本原理是通過(guò)重組化石(fossil)燃料，諸如石油或天然氣獲得的氫或純氫與空氣中的氧氣反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，產(chǎn)生電能，同時(shí)作為副產(chǎn)品產(chǎn)生熱和蒸氣(濕氣)。
燃料電池可以區(qū)別于二次電池之處，在于只要有外部然料供應(yīng)它可連續(xù)運(yùn)行。
燃料電池可以分成四類磷酸燃料電池(PAFCs)、熔化碳酸鹽燃料電池(MCFCs)、固體氧化物燃料電池(SOFCs)和質(zhì)子交換隔膜燃料電池(PEMFCs)，PAFCs已經(jīng)商業(yè)化，而其它類型的燃料電池還在試驗(yàn)階段。同樣，直接甲醇燃料電池(DMFCs)不是重組燃料(提取氫)而是從甲醇直接產(chǎn)生電，并且正在發(fā)展利用金屬氫化物(metal hydride)的燃料電池。
在燃料電池用于移動(dòng)通訊裝置的情況下，通過(guò)裝置的背面給燃料電池的陰極供氧。然而，由于裝置的背面通常被使用者的手覆蓋，因此當(dāng)裝置使用時(shí)，會(huì)難于供氧、迅速排除由裝置產(chǎn)生的熱量及釋放產(chǎn)生的CO2。另外，燃料罐直接連接到陽(yáng)極上，因此，當(dāng)燃料電池安裝到裝置上時(shí)，裝置的背面厚度變厚。此外，因?yàn)槿剂瞎拊O(shè)置在電池組之后，所以會(huì)難于置換燃料罐或補(bǔ)給燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的燃料電池系統(tǒng)，可以自由地供給氧氣和釋放氣體(CO2)，具有減小厚度和體積的燃料電池，其中可以用簡(jiǎn)單的方法置換燃料罐和供給燃料。
本發(fā)明還提供包括燃料電池系統(tǒng)的移動(dòng)通訊裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供的燃料電池系統(tǒng)包括電池組，包括陽(yáng)極層、陰極層和電解質(zhì)；燃料罐，與電池組分隔，并具有孔；燃料混合單元，連接到電池組上；燃料儲(chǔ)備介質(zhì)，包括在燃料罐中，并且燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分通過(guò)該孔露出；燃料補(bǔ)給通道，其一端連接到燃料混合單元上，而另一端僅當(dāng)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)連接到燃料儲(chǔ)備介質(zhì)上。
燃料混合單元可以包括第一毛細(xì)管單元，連接到電池組的陽(yáng)極層上；和第二毛細(xì)管單元，連接到電池組的陰極層上，其中第一和第二毛細(xì)管單元連接到燃料補(bǔ)給通道上。第一和第二毛細(xì)管單元可以形成為對(duì)其施與毛細(xì)力的多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)。燃料補(bǔ)給通道可以形成為對(duì)其施與毛細(xì)力的多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)。燃料儲(chǔ)備介質(zhì)可以為對(duì)其施與毛細(xì)力的多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)。
燃料儲(chǔ)備介質(zhì)可以占據(jù)燃料罐的部分，而燃料可填滿燃料罐的其它部分。燃料罐可以用燃料充滿，而燃料儲(chǔ)備介質(zhì)可以設(shè)置在孔上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供的移動(dòng)通訊裝置包括上面板，包括顯示區(qū)域；下面板，與上面板接合，并且包括輸入/輸出數(shù)據(jù)及搜索信息的鍵；電力單元，安裝在上面板和下面板中的一個(gè)上；和燃料電池系統(tǒng)，具有設(shè)置在上面板和下面板中的一個(gè)上和電力單元上的元件。
燃料電池系統(tǒng)可以包括電池組，包括陽(yáng)極層、陰極層和電解質(zhì)；燃料罐，與電池組分隔，并且包括孔；燃料混合單元，連接到電池組上；燃料儲(chǔ)備介質(zhì)，包括在燃料罐中，而燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分通過(guò)該孔露出；燃料補(bǔ)給通道，僅當(dāng)燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，其一端連接到燃料混合單元上，而另一端連接到燃料儲(chǔ)備介質(zhì)上。
燃料儲(chǔ)備介質(zhì)可以占據(jù)燃料罐的部分，而燃料可填滿燃料罐的其它部分。燃料儲(chǔ)備介質(zhì)可以為多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)。燃料罐可以用燃料充滿，而燃料儲(chǔ)備介質(zhì)可以提供在孔上。
燃料混合單元的結(jié)構(gòu)和元件的特征可以與燃料電池系統(tǒng)的相同。
燃料補(bǔ)給通道除接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分外可以構(gòu)造在上面板上。
燃料補(bǔ)給通道在其中通過(guò)的孔可以設(shè)置在下面板中，而燃料補(bǔ)給通道提供在下面板和電力單元之間。燃料補(bǔ)給通道接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分可以比燃料補(bǔ)給通道的其它部分厚。燃料補(bǔ)給通道可以由彈性框架支撐，并且框架的端末固定到下面板的后表面上。
上面板可以設(shè)置成可移動(dòng)，而燃料補(bǔ)給通道可以設(shè)置在形成于上面板后表面上的凹槽中。燃料補(bǔ)給通道可以由彈性框架支撐，并且框架的末端固定到上面板上。下面板設(shè)置鍵的區(qū)域可以比周邊區(qū)域低。
電力單元可以包括電池。
上面板和下面板可以彼此連接，以便彼此間可滑動(dòng)或可旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，由于燃料電池系統(tǒng)利用通訊裝置的閑置區(qū)構(gòu)造，因此由燃料電池系統(tǒng)引起的通訊裝置的厚度和體積的增加可以最小化。另外，閑置區(qū)域，例如，滑動(dòng)型便攜式電話上面板的上方后部，暴露于空氣中。在本發(fā)明的通訊裝置中，吸入或排除氣體的通道(例如孔)形成在閑置區(qū)域上。因此，根據(jù)本發(fā)明，空氣可以自由地吸入，而燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生的氣體，即二氧化碳，可以自由地排放。另外，燃料電池使用時(shí)產(chǎn)生的熱可以迅速地排放。


通過(guò)參照所附圖紙?jiān)敿?xì)描述其中的示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯明，其中圖1是在運(yùn)行模式下根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的前視圖；圖2是圖1中燃料電池系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖3是沿著圖1中3-3’線剖取的燃料電池系統(tǒng)的截面圖；圖4是圖1中的燃料電池系統(tǒng)的后視圖；
圖5是圖4所示的第二毛細(xì)管單元的修改實(shí)例的后視圖；圖6是在待機(jī)模式下圖1中燃料電池系統(tǒng)的前視圖；圖7是圖6中燃料電池系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖8是圖6中沿著8-8’線剖取的燃料電池的截面圖；圖9是圖1中燃料電池系統(tǒng)的截面圖，其中燃料補(bǔ)給通道由屏蔽層覆蓋；圖10是圖6中燃料電池系統(tǒng)的后視圖；圖11是在圖1的燃料電池系統(tǒng)中彼此分離的燃料罐和其它元件的前視圖；圖12到15是在圖1的燃料電池系統(tǒng)中的燃料罐的改進(jìn)實(shí)例的截面圖；圖16是包括在圖15中的燃料罐的吸油芯板的平面圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例包括圖1中的燃料電池系統(tǒng)的移動(dòng)通訊裝置的透視圖；圖18是圖17中的移動(dòng)通訊裝置的上面板的后視圖；圖19是圖17中的移動(dòng)通訊裝置的下面板的前視圖；圖20是圖17中的移動(dòng)通訊裝置的下面板的后視圖；圖21是圖17中的移動(dòng)通訊裝置的燃料罐的前視圖；圖22是沿著圖21中22-22’線剖取的燃料罐的截面圖；圖23是當(dāng)電池插入下面板和固定到下面板上的燃料罐之間時(shí)，圖17中的移動(dòng)通訊裝置的截面圖；圖24是沿著圖17中24-24’線剖取的移動(dòng)通訊裝置的截面圖；圖25是在運(yùn)行模式下沿著圖17中24-24’線剖取的移動(dòng)通訊裝置的截面圖；圖26和27是當(dāng)燃料補(bǔ)給通道安裝在下面板和燃料罐之間時(shí)圖17中的移動(dòng)通訊裝置的視圖，其中圖26是在待機(jī)模式下移動(dòng)通訊裝置的截面圖，而圖27是在運(yùn)行模式下移動(dòng)通訊裝置的截面圖；圖28和29是當(dāng)燃料補(bǔ)給通道安裝在上面板和下面板之間時(shí)，圖17中的移動(dòng)通訊裝置的視圖，其中圖28是在待機(jī)模式下移動(dòng)通訊裝置的截面圖，而圖29是在運(yùn)行模式下移動(dòng)通訊裝置的截面圖；圖30和圖31是當(dāng)在下面板上的按鈕區(qū)域的表面低于周邊區(qū)域的表面時(shí)，圖28和29中的移動(dòng)通訊裝置的截面圖；圖32和圖33是實(shí)際的滑動(dòng)型便攜式電話的照片，其可使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)；圖34和35是圖1中包括該燃料電池系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)通訊裝置的視圖，其中圖34是在運(yùn)行模式下移動(dòng)通訊裝置的前視圖，而圖35是在待機(jī)狀態(tài)下移動(dòng)通訊裝置的前視圖；和圖36是實(shí)際的滑動(dòng)型便攜式電話的照片，其可使用圖1中的燃料電池系統(tǒng)；具體實(shí)施方式
現(xiàn)將參照附圖更全面地描述根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)和包括燃料電池系統(tǒng)的移動(dòng)通訊裝置，其中展示了本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在附圖中，為清楚起見(jiàn)，夸大了層和區(qū)的厚度。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)將描述如下。
參照?qǐng)D1，燃料電池包括產(chǎn)生電的電池組10；燃料罐40，儲(chǔ)存給電池組10提供的燃料，例如，甲醇；燃料混合單元20，其中由燃料罐40供給的燃料和水混合；和燃料補(bǔ)給通道30，其將燃料從燃料罐40供應(yīng)到燃料混合單元20。燃料混合單元20包括第一毛細(xì)管單元22，其一端連接到電池組10的陽(yáng)極層12上。第一毛細(xì)管單元22可以是吸油芯結(jié)構(gòu)，例如，由薄膜形成的吸油芯板，或可以是多孔介質(zhì)。燃料補(bǔ)給通道30的一端連接到毛細(xì)管單元22的另一端上。燃料補(bǔ)給通道30利用毛細(xì)現(xiàn)象從燃料罐傳送燃料到燃料混合單元20。因此，燃料補(bǔ)給通道30也可以為吸油芯結(jié)構(gòu)或多孔介質(zhì)，因此，燃料補(bǔ)給通道30和第一毛細(xì)管單元22可以為一體的吸油芯板。參考代號(hào)42表示在燃料罐40中存儲(chǔ)該燃料的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)。
參照?qǐng)D解圖1中燃料電池側(cè)部的圖2，燃料補(bǔ)給通道30向上傾斜，并且燃料混合單元20包括第一毛細(xì)管單元22和設(shè)置在第一毛細(xì)管單元22下方的第二毛細(xì)管單元24。第二毛細(xì)管單元24給第一毛細(xì)管單元22傳送由電池組10的陰極層14產(chǎn)生的水。第二毛細(xì)管單元24可以為吸油芯結(jié)構(gòu)，例如，吸油芯板，或象第一毛細(xì)管單元22一樣的多孔介質(zhì)。在圖2中，第二毛細(xì)管單元24具有直角結(jié)構(gòu)，然而，它可以具有柔性結(jié)構(gòu)。在電池組10陰極層14和陽(yáng)極層12之間的層間層16包括催化層和電解層。電池組10包括多個(gè)單元電池，其每一個(gè)包括陰極層14、陽(yáng)極層12和層間層16。然而，為了方便，附圖中僅描繪了單元電池。
參照?qǐng)D3，其圖解了沿著圖1中3-3’線剖取的燃料電池的截面圖，通過(guò)燃料罐40上的孔h暴露的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42的一部分接觸燃料補(bǔ)給通道30。燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42可以為用于存儲(chǔ)燃料(例如甲醇)的多孔介質(zhì)。
圖4展示圖1中燃料電池系統(tǒng)的底面。參照?qǐng)D1和圖4，燃料混合單元20的第一和第二毛細(xì)管單元22和24具有相同的寬度。然而，第一和第二毛細(xì)管單元22和24可以彼此具有不同的寬度。
盡管第一和第二毛細(xì)管單元22和24的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)燃料補(bǔ)給通道30的寬度，但是第一和第二毛細(xì)管單元22和24的寬度可以朝著燃料補(bǔ)給通道的方向逐漸減小，以便接觸燃料補(bǔ)給通道30的部分的寬度可以與燃料補(bǔ)給通道30的寬度相同。圖5圖解了包括燃料混合單元20’的燃料電池系統(tǒng)，其在接觸電池組10和燃料補(bǔ)給通道30的部分具有不同的寬度。參考代號(hào)24a表示改進(jìn)的與燃料混合單元20具有相同寬度的第二毛細(xì)管單元20。盡管它沒(méi)有顯示在圖5中，連接到燃料補(bǔ)給通道30的第一毛細(xì)管單元22也可以具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，與燃料混合單元20具有相同的寬度。
圖6圖解了在待機(jī)模式下圖1中的燃料電池系統(tǒng)的前視圖。當(dāng)燃料電池系統(tǒng)在待機(jī)模式下時(shí)，電池組10、燃料混合單元20和燃料補(bǔ)給通道30向下拉。因此，如圖6所示，減小了燃料混合單元20和燃料罐40之間的距離，從而，燃料補(bǔ)給通道30的下端比在燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行模式下更接近于燃料罐40的下端。
圖7是圖6中的燃料電池系統(tǒng)的側(cè)視圖，而圖8是沿著圖6中的8-8’線剖取的燃料電池系統(tǒng)的截面圖。參照?qǐng)D8，由于燃料補(bǔ)給通道30沿著燃料罐40的表面降低，因此燃料補(bǔ)給通道30的下端遠(yuǎn)離燃料罐40的孔h。于是，燃料補(bǔ)給通道30和孔h彼此分開(kāi)，并且因?yàn)槿剂涎a(bǔ)給通道30是向上傾斜的，所以燃料不再供應(yīng)給燃料補(bǔ)給通道30。
另外，如圖9所示，在燃料補(bǔ)給通道30除接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42的部分以外的部分由屏蔽層33覆蓋的情況下，燃料補(bǔ)給通道30在水平方向上延伸。
圖10圖解了在待機(jī)模式下圖6中的燃料電池系統(tǒng)的底部。
圖11圖解了在圖1的燃料電池系統(tǒng)中彼此分開(kāi)的燃料補(bǔ)給通道30和燃料罐。
參照?qǐng)D11，可以明顯地看到，孔h形成在燃料罐40中。參考代號(hào)42a表示在燃料罐40中燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42的部分，其通過(guò)孔h暴露。當(dāng)燃料電池系統(tǒng)在運(yùn)行模式下時(shí)，通過(guò)孔h暴露的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42的部分42a接觸燃料補(bǔ)給通道30。
燃料罐40可以用燃料儲(chǔ)備介質(zhì)完全充滿，如圖8和9所示，或可以不完全充滿。圖12至16出示燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42的例子。
參照?qǐng)D12，燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42可用具有預(yù)定厚度的多孔介質(zhì)44置換。多孔介質(zhì)44在其中心部分彎曲，并且多孔介質(zhì)44的一端接觸燃料罐40的底部而另一端接觸燃料罐40的頂板。多孔介質(zhì)44的厚度薄于燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42的厚度。
參照?qǐng)D13，燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42可以只占據(jù)燃料罐40的部分，并且燃料罐40的其它部分可由燃料46(例如甲醇)填充。燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42可占據(jù)燃料罐40的孔h形成處的空間。燃料46引入燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42中。
另外，參照?qǐng)D14，燃料46可以填充燃料罐40的整個(gè)空間。然后，燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42可以形成在孔h上。在圖14中所描繪的情況下，燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42起通道作用，燃料46從中通過(guò)。
參照?qǐng)D15，燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42可用多個(gè)吸油芯板48堆疊的結(jié)構(gòu)置換，占據(jù)燃料罐40的大部分。在燃料罐40中吸油芯板48沒(méi)有占據(jù)的空間由燃料46填充。多個(gè)吸油芯板48接觸燃料46的部分彼此分開(kāi)，然而，多個(gè)吸油芯板48的相對(duì)部分彼此連接。在圖15中，三個(gè)吸油芯板48堆疊在燃料罐40中，然而，在燃料罐40中可以有更多的吸油芯板48。圖16圖解了吸油芯板48的例子。
參照?qǐng)D16，多個(gè)長(zhǎng)孔48a形成在吸油芯板48中。另外，平吸油芯48b位于孔48a之間，并且毛細(xì)作用力施與平吸油芯48b下。因此，燃料46可以在平吸油芯48b下流動(dòng)。
其次，將描述包括上面描述的燃料電池系統(tǒng)的移動(dòng)通訊裝置。
圖17圖解了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的移動(dòng)通訊裝置(以下簡(jiǎn)稱通訊裝置)的例子。在本實(shí)施例中，通訊裝置是滑動(dòng)型移動(dòng)電話。
參照?qǐng)D17，本發(fā)明的通訊裝置包括上面板60、下面板70、包括燃料罐的電力單元80和包括在上面板60中的電池組10。上面板60包括屏幕區(qū)域62，在其前面部分上顯示文字、圖像和活動(dòng)圖像；和第一按鈕區(qū)域64，其在屏幕顯示區(qū)62之下。第一按鈕區(qū)域64包括用于在通訊裝置處于待機(jī)模式時(shí)識(shí)別或搜索顯示在屏幕區(qū)域62上的信息。第二按鈕區(qū)域72設(shè)置在下面板70的前面下部。另外，用于引導(dǎo)上面板60的導(dǎo)軌74a和74b(參照?qǐng)D19)設(shè)置在下面板70的前面上部。下面板70的第二按鈕區(qū)域72包括在通訊裝置處于運(yùn)行模式時(shí)使用的主鍵。
圖18展示了上面板60的后面，即面對(duì)下面板70的前面的面。
參照?qǐng)D18，兩個(gè)導(dǎo)軌66a和66b彼此以預(yù)定距離設(shè)置在上面板60的后面上。導(dǎo)軌66a和66b接觸形成在下面板70的前面上的導(dǎo)軌74a和74b(參照如圖19)。電池組10建在介于導(dǎo)軌66a和66b間的上面板60中。暴露電池組10的通孔60a形成在介于導(dǎo)軌66a和66b間的上面板60的后面中。通孔60a用作空氣的進(jìn)口，和通訊裝置運(yùn)行期間用于排除由電池組10產(chǎn)生的氣體及熱量的出口。上面板60也包括連接到電池組10下端上的第二毛細(xì)管單元24和連接到第二毛細(xì)管單元24下端上的燃料補(bǔ)給通道30。然而，燃料補(bǔ)給通道30的端部30a通過(guò)形成在上面板60的后面中的孔h1暴露?？議1形成在燃料補(bǔ)給通道30和上面板60的后面之間。當(dāng)通訊裝置處于運(yùn)行模式時(shí)，燃料補(bǔ)給通道30的暴露的末端30a接觸在電力單元80的燃料罐中的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)。電池組10、第二毛細(xì)管單元24和燃料補(bǔ)給通道30與在燃料電池系統(tǒng)中的相同。
圖19圖解了下面板70的前面，其具有連接在其后面上的電力單元80。參照?qǐng)D19，多個(gè)主鍵72a設(shè)置在第二按鈕區(qū)72中。另外，兩個(gè)導(dǎo)軌74a和74b對(duì)應(yīng)于上面板60的導(dǎo)軌66a和66b形成?？議2形成在第二按鈕區(qū)域72的上方。通過(guò)孔h2暴露的部分是包括在電力單元80中的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的一部分，其將隨后描述。參考代號(hào)77表示天線，其可構(gòu)造在通訊裝置中。
圖20圖解沒(méi)有電力單元80的下面板70的后面。參照?qǐng)D20，形成有暴露了包括在電力單元80中的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的一部分的孔h2。參考代號(hào)78表示連接到電力單元80上的區(qū)域。
圖21圖解了電力單元80的前面，即連接到下面板70上的面。參照?qǐng)D21，電力單元80包括電池82，即二次電池，和燃料罐84。孔h形成在燃料罐84中而在電池82之上。當(dāng)電力單元80連接到下面板70上時(shí)，形成在燃料罐84中的孔h與形成在下面板70上的孔h2恰好配合。電池82是通訊裝置在待機(jī)模式下使用的電源。當(dāng)需要大量電能，例如通訊裝置的用戶通話時(shí)，包括電池組10和燃料罐84的燃料電池系統(tǒng)可用于支持電池82，或者該燃料電池系統(tǒng)可單用于運(yùn)行模式。
圖22是沿著圖21中的22-22’線剖取的電力單元80的截面圖。參照?qǐng)D22，電力單元80通過(guò)堆疊燃料罐84和電池82形成。即燃料罐84形成孔h的部分向上突出，并且其它部分是平的。另外，電池82形成在燃料罐84的平面部分上。
同時(shí)，如果燃料罐84是可再充的，電力單元80的燃料罐84可以永久地固定在下面板70上，并且是電池82可以插在下面板70和燃料罐84之間。圖23展示可再充燃料罐84和插在下面板70和燃料罐84之間的電池82。作為選擇，電池82可整體地固定在下面板70上，而燃料罐84可以為可分開(kāi)的。
圖24是圖17中沿著24-24’線剖取的通訊裝置的截面圖。參照?qǐng)D24，在燃料電池系統(tǒng)中，除燃料罐84外的所有元件，即電池組10、燃料混合單元20和燃料補(bǔ)給通道30都構(gòu)造在上面板60上。另外，燃料補(bǔ)給通道30的暴露的端部分30a接觸下面板70。圖24圖解了待機(jī)狀態(tài)下的通訊裝置。在運(yùn)行模式下的通訊裝置的截面圖可以如圖25所示。
參照?qǐng)D25，當(dāng)通訊裝置處在運(yùn)行模式下時(shí)，燃料補(bǔ)給通道30的暴露的端部分30a覆蓋形成在下面板70上的孔h2。因此，儲(chǔ)藏在燃料罐84的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86中的燃料可以通過(guò)孔h2供給燃料補(bǔ)給通道30。在圖25中，由于孔h2的深度，因此燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86和燃料補(bǔ)給通道30的端部30a彼此分離，然而，下面板70很薄，并且孔h2的深度比其直徑小很多。因此，燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86可以可靠地接觸到燃料補(bǔ)給通道30的端部30a。
本發(fā)明的通訊裝置可以以各種方式改進(jìn)，并且這樣的例子展示在圖26和28中。
參照?qǐng)D26，孔h3形成在下面板70上。孔h3朝著連接到下面板70的電力單元80的區(qū)域延伸。燃料補(bǔ)給通道30通過(guò)孔h3延伸到下面板70的后面，即連接到電力單元80上的表面。燃料補(bǔ)給通道30的末端30a可以比燃料補(bǔ)給通道30的其它部分厚。于是，如圖26所示當(dāng)通訊裝置處于待機(jī)模式時(shí)，燃料補(bǔ)給通道30不接觸燃料罐84中的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86，而如圖27所示，當(dāng)通訊裝置處于運(yùn)行模式時(shí)，燃料補(bǔ)給通道30只能沿著孔h3接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86。如果如圖9中描述的除接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86的部分30a外，燃料補(bǔ)給通道30由屏蔽材料覆蓋，接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86的燃料補(bǔ)給通道30的部分30a不可以形成為比燃料補(bǔ)給通道30的其它部分厚。
圖28圖解了燃料補(bǔ)給通道30設(shè)置在上面板60和下面板70之間的通訊裝置。在圖28中，省略了在圖27中已圖解的元件。
參照?qǐng)D28，預(yù)定深度的凹槽G形成在上面板60的后面上。凹槽G的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于燃料補(bǔ)給通道30的長(zhǎng)度。從而，包括接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86的末端30a的整個(gè)燃料補(bǔ)給通道30位于上面板60和下面板70之間。除接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86的端部30a外的部分，即，在末端30a和燃料混合單元20的第一毛細(xì)管單元22之間的中間部分是向上傾斜的。在燃料補(bǔ)給通道30為吸油芯板的情況下，吸油芯板可以是傾斜的，然而，如果燃料補(bǔ)給通道30由柔軟多孔材料制造的，燃料補(bǔ)給通道30可以固定到框架90上，其具有與燃料補(bǔ)給通道30相同的形狀，并且具有一定程度的彈性，以便保持該傾斜形狀，并且使得末端30a到燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86的連接穩(wěn)固?？蚣?0的末端固定到上面板60的后表面上。由于燃料補(bǔ)給通道30是向上傾斜的，因此在待機(jī)模式下燃料補(bǔ)給通道30不接觸燃料儲(chǔ)備介質(zhì)86。
圖29圖解了當(dāng)通訊裝置在運(yùn)行模式下時(shí)上和下面板60和70的位置。參照?qǐng)D29，燃料補(bǔ)給通道30的端部30a覆蓋形成在下面板70上的孔h2。
參照?qǐng)D30，空間S可以形成在燃料補(bǔ)給通道30的末端30a和在圖28的通訊裝置中的下面板70的第二按鈕區(qū)域72之間。要作到這點(diǎn)，第二按鈕區(qū)域72的表面可以形成為比周邊部分低的位置。如圖28所示，盡管在第二按鈕區(qū)域72和燃料補(bǔ)給通道30的端部30a之間沒(méi)有空間S，但是也沒(méi)有污染第二按鈕區(qū)域72的可能性。然而，如果第二按鈕區(qū)域72和燃料補(bǔ)給通道30的端部30a之間存在空間S，第二按鈕區(qū)域72的污染也完全可以防止。
圖31圖解了在運(yùn)行模式下，當(dāng)通訊裝置在第二按鈕區(qū)域72和燃料補(bǔ)給通道30的端部30a之間具有空間S時(shí)，上和下面板60和70的位置。
同時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人關(guān)切當(dāng)通過(guò)燃料補(bǔ)給通道30供應(yīng)的燃料和通過(guò)連接到陰極層14的第二毛細(xì)單元24供應(yīng)的水在燃料混合單元中混合時(shí)，燃料通過(guò)第二毛細(xì)單元24向陰極層14疏散的問(wèn)題。然而，在這點(diǎn)上的實(shí)驗(yàn)沒(méi)有顯示這樣。在上面的實(shí)驗(yàn)中，織物用作燃料補(bǔ)給通道，并且使用純甲醇和水，純甲醇和水在混合單元中混合，并且在同一方向上疏散，既不在甲醇供應(yīng)的方向上也不在水的供應(yīng)方向上。另外，通過(guò)控制供給純甲醇和水的通道的寬度，控制了在混合單元中的純甲醇和水的混合率。在這些實(shí)驗(yàn)中，供給純甲醇的通道對(duì)應(yīng)于燃料電池系統(tǒng)或根據(jù)本發(fā)明的通訊裝置的燃料補(bǔ)給通道30，而供水通道對(duì)應(yīng)于第二毛細(xì)管單元24。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)控制燃料補(bǔ)給通道30和第二毛細(xì)管單元24的寬度，燃料和水可以在期望的混合率上混合。
圖32和33是使用根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的滑動(dòng)型移動(dòng)電話的照片。包括在移動(dòng)電話中的燃料電池系統(tǒng)的示意圖交迭在移動(dòng)電話的照片上。
圖32表示在待機(jī)模式下，即當(dāng)上面板60沒(méi)有滑開(kāi)時(shí)的滑動(dòng)型移動(dòng)電話。另外，圖33表示在運(yùn)行模式下，即滑開(kāi)上面板60的滑動(dòng)型移動(dòng)電話。
圖32和33中的參考代號(hào)200表示用于從燃料罐84向燃料補(bǔ)給通道30傳輸燃料的轉(zhuǎn)換介質(zhì)。轉(zhuǎn)換介質(zhì)200可以為具有毛細(xì)力或吸油芯結(jié)構(gòu)的多孔材料。轉(zhuǎn)換介質(zhì)200可以通過(guò)延伸包括在燃料罐84中的燃料儲(chǔ)備介質(zhì)42或86形成。
圖32和33中的參考代號(hào)210表示燃料進(jìn)口快門(shutter)。
參照?qǐng)D32，當(dāng)滑動(dòng)型移動(dòng)電話處在待機(jī)模式時(shí)，填充轉(zhuǎn)換介質(zhì)200的孔h4，由燃料進(jìn)口快門200覆蓋。然而，當(dāng)使用滑動(dòng)型移動(dòng)電話時(shí)，即滑開(kāi)上面板60，燃料進(jìn)口快門210隨同上面板60移動(dòng)，來(lái)打開(kāi)如圖33所示的孔h4，從而，燃料補(bǔ)給通道30可以接觸填充孔h4的轉(zhuǎn)換介質(zhì)200。
圖34圖解了旋轉(zhuǎn)型移動(dòng)電話，例如，旋轉(zhuǎn)型便攜式電話或者數(shù)字多媒體廣播電話，其中，上面板100和下面板110之一旋轉(zhuǎn)。
參照?qǐng)D34，上面板100和下面板110通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸130以預(yù)定的角度旋轉(zhuǎn)。電池組150設(shè)置在下面板110上，而電池120安裝在下面板110的后面上。下面板110也包括連接到電池組150上的燃料混合單元160。燃料混合單元160的一部分外露。燃料混合單元160可以與上述的燃料混合單元20具有相同的結(jié)構(gòu)?？紤]到置換或燃料再裝，燃料罐140可以建在上面板100中，然而，如同電池120設(shè)置在下面板110的后面上一樣，其可以設(shè)置在上面板100的底面上。燃料補(bǔ)給通道170的一部分暴露，以便當(dāng)圖34的通訊裝置處于運(yùn)行模式，即上和下面板110和100以預(yù)定的角度張開(kāi)時(shí)，接觸在下面板110上的燃料混合單元160的外露部分。
參照?qǐng)D35，當(dāng)通訊裝置處于待機(jī)模式，即當(dāng)上和下面板100和110折疊時(shí)，燃料補(bǔ)給通道170和燃料混合單元160彼此分隔。電池組150和燃料罐140可以在圖35的通訊裝置中形成在彼此相對(duì)的位置上。
同時(shí)，如果當(dāng)通訊裝置處于待機(jī)模式和運(yùn)行模式時(shí)，燃料供應(yīng)的量可以控制，本發(fā)明的通訊裝置可以僅用燃料電池系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)而不使用二次電池，另外，燃料電池系統(tǒng)可以用于其它類型的通訊裝置上，例如，可折疊型的便攜式電話。
圖36是使用根據(jù)本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)型便攜式電話的照片。
在圖36的旋轉(zhuǎn)型便攜式電話中，電池系統(tǒng)的電池組構(gòu)造在當(dāng)上面板300旋轉(zhuǎn)時(shí)部分300a露出的部位上。另外，燃料罐可獨(dú)立地安裝在安裝電池310的部分上，或者可以用電池310形成電力單元。
上述的描述不限定本發(fā)明的范圍，而是提供本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以把該燃料電池系統(tǒng)用于其它類型的移動(dòng)通訊裝置上，如DMB電話。另外，露出燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的兩個(gè)或更多的孔可以形成在燃料罐中。另外，取代在燃料罐中填充純?nèi)剂?，在燃料混合單元中以相同的混合率把燃料與水混合，可以填充在燃料罐中。然后，燃料補(bǔ)給通道可以直接地連接到陽(yáng)極層上，從而，可以不需要燃料混合單元。另外，本發(fā)明可以用于通用的通訊裝置上，也用于移動(dòng)通訊裝置上。
如上所述，本發(fā)明的移動(dòng)通訊裝置包括二次電池和燃料電池系統(tǒng)，其包括在通訊裝置閑置區(qū)上的電池組；燃料罐，形成在安裝電池的部分上；和燃料補(bǔ)給通道，用于提供從燃料罐到電池組的燃料。根據(jù)本發(fā)明，由于燃料電池系統(tǒng)利用通訊裝置的閑置區(qū)構(gòu)造，因此由于燃料電池系統(tǒng)引起的通訊裝置的厚度和體積的增加可以最小化。另外，閑置區(qū)(例如滑動(dòng)型便攜式電話的上面板的上方后部)暴露在大氣中。在本發(fā)明的通訊裝置中，吸入和排放氣體的通道(例如孔)形成在閑置區(qū)域。因此，根據(jù)本發(fā)明，空氣可以自由地吸收，并且燃料電池系統(tǒng)工作期間產(chǎn)生的氣體(即二氧化碳)可以自由排放。另外，燃料電池使用時(shí)產(chǎn)生的熱量可以迅速地排除。
盡管本發(fā)明通過(guò)參照其中的示范性實(shí)施例已經(jīng)進(jìn)行了具體的展示和描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在此可以對(duì)其進(jìn)行形式上和細(xì)節(jié)上的各種變化，而不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，包括電池組，包括陽(yáng)極層、陰極層和電解質(zhì)；燃料罐，與該電池組分隔，并且具有孔；燃料混合單元，連接到該電池組上；燃料儲(chǔ)備介質(zhì)，包括在該燃料罐中，并且該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的一部分通過(guò)該孔露出；和燃料供給通道，其一端連接到該燃料混合單元上，而另一端僅當(dāng)該燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)連接到該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)上。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料混合單元包括第一毛細(xì)管單元，連接到該電池組的該陽(yáng)極層上；和第二毛細(xì)管單元，連接到該電池組的該陰極層上，其中該第一和該第二毛細(xì)管單元連接到該燃料補(bǔ)給通道上。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其中該第一和該第二毛細(xì)管單元形成為多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)，以給其施與毛細(xì)力。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料補(bǔ)給通道形成為多孔介質(zhì)或吸油芯(wick)結(jié)構(gòu)，以給其施與毛細(xì)力。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)是多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)，以給其施與毛細(xì)力。
6.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)占據(jù)該燃料罐的部分，并且該燃料充滿該燃料罐的其它部分。
7.如權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中該燃料罐充滿該燃料，并且該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)設(shè)置在該孔上。
8.一種移動(dòng)通訊裝置，包括上面板，包括顯示區(qū)域；下面板，與該上面板接合，并且包括輸入/輸出數(shù)據(jù)和搜索信息的鍵；電力單元，安裝在該上面板和該下面板之一上；和燃料電池系統(tǒng)，具有設(shè)置在該上面板和該下面板之一上和電力單元上的元件。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該燃料電池系統(tǒng)包括電池組，包括陽(yáng)極層、陰極層和電解質(zhì)；燃料罐，與該電池組分隔，并且包括孔；燃料混合單元，連接到該電池組上；燃料儲(chǔ)備介質(zhì)，包括在該燃料罐中，并且該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分通過(guò)該孔露出；和燃料補(bǔ)給通道，其一端連接到該燃料混合單元上，而另一端僅當(dāng)該燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)連接到該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)上。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)占據(jù)該燃料罐的部分，而該燃料充滿該燃料罐的其它部分。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)是多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料罐用該燃料充滿，并且該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)設(shè)置在該孔上。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料混合單元包括第一毛細(xì)管單元，連接到該電池組的該陽(yáng)極層上；和第二毛細(xì)管單元，連接到該電池組的該陰極層上，其中該第一和該第二毛細(xì)管單元連接到該燃料補(bǔ)給通道上。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中該第一和第二毛細(xì)管單元形成為多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)，以給其施與毛細(xì)力。
15.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料補(bǔ)給通道形成為多孔介質(zhì)或吸油芯結(jié)構(gòu)，以給其施與毛細(xì)力。
16.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料補(bǔ)給通道除接觸該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分外構(gòu)造在該上面板上。
17.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該燃料補(bǔ)給通道通過(guò)的孔設(shè)置在該下面板上，并且該燃料補(bǔ)給通道設(shè)置在該下面板和該電力單元之間。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中該燃料補(bǔ)給通道接觸該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)的部分比該燃料補(bǔ)給通道的其它部分厚。
19.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中該上面板設(shè)置為可移動(dòng)，并且該燃料補(bǔ)給通道設(shè)置在形成在該上面板后面上的凹槽中。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中該燃料補(bǔ)給通道由彈性框架支撐，并且該框架的一端固定到該上面板上。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中該下面板設(shè)置按鍵的該區(qū)域比周邊區(qū)域低。
22.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中該燃料補(bǔ)給通道由彈性框架支撐，并且該框架的一端固定到該下面板的后面上。
23.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該電力單元包括電池。
24.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中該上面板和該下面板彼此連接成彼此間可滑動(dòng)或可旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明所提供的是燃料電池系統(tǒng)和包括燃料電池系統(tǒng)的移動(dòng)通訊裝置。燃料電池系統(tǒng)包括電池組，包括陽(yáng)極層、陰極層和電解質(zhì)；燃料罐，與電池組分隔，并具有孔；燃料混合單元，連接到該電池組上；燃料儲(chǔ)備介質(zhì)，包括在該燃料罐中，并且其一部分通過(guò)該孔露出；和燃料補(bǔ)給通道，其一端連接到該燃料混合單元上，而另一端僅當(dāng)該燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)連接到該燃料儲(chǔ)備介質(zhì)上。
文檔編號(hào)H04B1/38GK1866596SQ20061008186
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者李在鏞, 吳柾旻 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社