氢燃料电池、汽车、无人机及船舶的制作方法

本实用新型涉及一种氢燃料电池、汽车、无人机及船舶。

背景技术：

现有的氢燃料电池体积、重量都较大，主要是导流燃料氢的导流板等材料采用石墨雕刻而成。

因此，如何减小氢燃料电池体积、降低重量，是本领域的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种体积、重量都较小的氢燃料电池，及应用该电池的汽车、无人机及船舶。

实现本实用新型目的氢燃料电池，包括：设于上、下压板之间的至少一个电池单元，其特征在于：该电池单元包括依次叠层设置的：金属波纹片、金属布气片、上碳纸、膜电极、下碳纸和金属网片；上压板上设有进气口、排气口，金属布气片的内侧面上均匀分布有多条平行且对齐分布的纵向槽，各纵向槽的端部彼此通过横向槽连通，该横向槽和纵向槽构成的槽体适于将来自所述进气口的气体排至所述排气口。

多个所述电池单元对齐叠层串联在所述上、下压板之间。

金属波纹片包括：平面金属片和固定在该平面金属片上的波纹金属片；依次叠层设置的金属波纹片、金属布气片、上碳纸、膜电极、下碳纸和金属网片的两端对应处设有贯通的通孔，于膜电极的供氧侧、且在所述下碳纸和金属网片的端部的通孔中穿设有密封圈；该密封圈的伸出通孔的外端部通过压力密封配合在处于下方的另一电池单元中的所述平面金属片上的通孔的顶部边缘，并使各电池单元中、处于同侧的通孔同轴分布，形成走气通道。

上压板的进、排气口的底面分别与相邻金属波纹片中的平面金属片上的一对通孔的顶面通过密封环密封配合，以使各走气通道分别与进、排气口密封连通。

进、排气口分别设于邻近上压板的两侧；平面金属片和波纹金属片上的通孔同轴分布，且平面金属片上的通孔直径小于波纹金属片上的通孔直径，以方便密封环穿过波纹金属片上的通孔密封配合在平面金属片上的通孔边缘。

上、下压板的四周边缘通过螺栓彼此固定。

上述氢燃料电池的工作方法，包括如下步骤：

A、安装氢燃料电池时，将所述金属波纹片基本处于竖直分布，并使氢燃料电池上、下方都有空间，且这些空间与外部空气连通；

B、将负载的两电极分别连接上、下压板；

C、进气口连通氢气气源，上、下压板之间产生电压并驱动负载；其中，各条形槽中氧气穿过金属网片和下碳纸后与穿过膜电极氢离子结合生成水，并产生电压、驱动负载，并使得氢燃料电池变热，以使空气在各波纹金属片上的各条形槽中向上流动，进而更新空气。

一种无人机，该无人机采用上述氢燃料电池作为动力源，同时该无人机上还设有锂电池，作为动力源。

一种船舶，该船舶采用上述的氢燃料电池作为电源。

一种汽车，该汽车为采用上述氢燃料电池作为动力源的电动汽车。

一种飞机，采用上述氢燃料电池作为电源，该飞机需人工驾驶，并采用电动引擎，同时该飞机上还设有锂电池，作为动力源。

本实用新型的氢燃料电池的有益效果：（1）金属波纹片上的凹凸用于形成条形槽，排出氧气极的水，并流通空气，以提供氧气以及散热。金属布气片上的槽既用于均布氢气，同时也用于排出氢气侧的水分，以防止水分将氢气侧的通道堵塞。金属波纹片、金属布气片、膜电极是共有一个通孔，膜电极的氧气侧粘有一密封圈，密封圈再跟下一片单电池的金属板靠压力密封，以此串联，形成走气通道相对于现有技术采用石墨材料制成的导流板，金属布气片体积小、重量轻，气体扩散性好、布气均匀，产品一致性好，不易堵塞。大幅减小了氢燃料电池的体积和重量，降低了生产和使用成本。大幅减小了氢燃料电池的体积和重量，降低了生产和使用成本（以500W氢燃料电池为例，本实用新型相对于传统 氢燃料电池，重量轻35-40%，体积小40-50%，成本低40%）。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的氢燃料电池中的电池单元的断面分解结构示意图；

图2是本实用新型的氢燃料电池的断面结构示意图；

图3是所述电池单元的断面装配结构示意图；

图4是本实用新型的金属波纹片的断面结构示意图；

图5是本实用新型的氢燃料电池在使用时的示意图；

图6是本实用新型的金属波纹片的背面结构图；

图7是本实用新型的金属布气片的内侧面的结构示意图；

图中：金属波纹片1、金属布气片2、上碳纸4、膜电极5、下碳纸6和金属网片7、下压板8、排气口9、平面金属片11、波纹金属片12、密封圈13、进气口14。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，氢燃料电池，包括：设于上、下压板（一般为铝质）之间的一个或多个电池单元，该电池单元包括依次叠层设置的：金属波纹片1、金属布气片2、上碳纸4、膜电极5、下碳纸6和金属网片7；上压板上设有进、排气口，金属布气片2的内侧面上均匀分布有多条平行且对齐分布的纵向槽，各纵向槽的端部彼此通过横向槽连通，该横向槽和纵向槽构成的槽体适于将来自所述进气口的气体排至所述排气口。

以下以多个所述电池单元对齐叠层串联在所述上、下压板之间为例。

如图4，所述金属波纹片1包括：平面金属片11和通过点焊固定在该平面金属片11上的波纹金属片12；依次叠层设置的金属波纹片1、金属布气片2、上碳纸4、膜电极5、下碳纸6和金属网片7的两端对应处设有贯通的通孔，于膜电极5的供氧侧、且在所述下碳纸6和金属网片7的端部的通孔中穿设有密封圈13；该密封圈13的伸出通孔的外端部通过压力密封配合在处于下方的另一电池单元中的所述平面金属片上的通孔的顶部边缘，并使各电池单元中、处于同侧的通孔同轴分布，形成走气通道。上碳纸4和下碳纸6为单层或多层碳纸。

上压板的进、排气口的底面分别与相邻金属波纹片1中的平面金属片11上的一对通孔的顶面通过密封环密封配合，以使各走气通道分别与进、排气口密封连通。

进、排气口分别设于邻近上压板的两侧；平面金属片和波纹金属片上的通孔同轴分布，且平面金属片上的通孔直径小于波纹金属片上的通孔直径，以方便密封环穿过波纹金属片上的通孔密封配合在平面金属片上的通孔边缘。

上、下压板的四周边缘通过螺栓彼此固定。

上述氢燃料电池的工作方法，包括如下步骤：

A、安装氢燃料电池时，将所述金属波纹片1基本处于竖直分布，并使氢燃料电池上、下方都有空间，且这些空间与外部空气连通；

B、将负载的两电极分别连接上、下压板；

C、进气口连通氢气气源，上、下压板之间产生电压并驱动负载；其中，各条形槽中氧气穿过金属网片7和下碳纸6后与穿过膜电极氢离子结合生成水，并产生电压、驱动负载，并使得氢燃料电池变热，以使空气在各波纹金属片上的各条形槽中向上流动，进而更新空气。

为了提高空气流速、提高氢燃料电池的功率，所述金属波纹片1的一侧、所述条形槽的端部设有风机或高压气流喷口，该高压气流喷口与压缩空气源相连。

实施例2

一种无人机，该无人机采用上述实施例1的氢燃料电池作为动力源，同时该无人机上还设有锂电池，作为动力源。

实施例3

一种汽车，该汽车采用上述实施例1的氢燃料电池作为动力源，同时该无人机上还设有锂电池，作为动力源。

该汽车还可以是混合动力汽车或双模汽车。

实施例4

一种船舶，其特征在于，该船舶采用权利要求1或3所述的氢燃料电池作为电源。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。