形成燃料电池层的方法技术

本发明专利技术涉及在平面基板上的电传导路径。各个实施例提供一种在平面基板上形成一个或多个电传导路径的方法，其中在路径的形成过程中实质上不移除基板。在各个实施例中，通过避免在电传导路径的形成的过程中移除基板，可以有利地避免由剩余基板材料引起的问题。在各个实施例中，具有电传导路径的平面基板可以用于制成平面燃料电池阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成燃料电池层的方法要求优先权本申请要求2011年11月18日提交的名称为“形成燃料电池层的方法(METHODSOFFORMINGFUELCELLLAYERS)”的第61/561,647号美国临时专利申请的权益，该申请以其整体参考结合于此。
本专利技术的主题涉及用于平面燃料电池阵列的制造的方法。
技术介绍
例如燃料电池这样的电化学电池包括用于带电化学种类的运输的途径(pathway)。来自电化学反应的离子通过离子交换膜(例如，质子交换膜)运输，并且电子在邻近的燃料电池之间转移。在一些类型的电池中，用于质子传导性的路径(path)集成在燃料电池内，而用于电子传导性的路径在邻近的燃料电池之间产生以从燃料电池装置的正和负电连接部提供电路。一类燃料电池结构(fuelcellarchitecture)正出现以用于微型燃料电池应用中，该应用包括在阵列中彼此相邻排列的邻近的燃料电池的薄层燃料电池结构。燃料电池阵列可以包括多个燃料电池，这些燃料电池具有在它们之间的电传导路径。存在对用于产生这样的燃料电池体系的改进的制造方法的需要。
技术实现思路
各个实施例提供一种用于在平面基板中形成电传导路径的方法。该方法包括获得和/或提供具有第一和第二主面(majorface)和第一体积的平面基板。基板包括至少一个离子传导区域。该方法包括在平面基板的至少一个离子传导区域中形成至少一个孔(aperture)。孔在第一和第二面之间延伸。孔限定具有与第一体积实质上相同的第二体积的刺穿的平面基板。该方法还包括在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料，以提供在第一和第二面之间延伸的电传导路径。电传导路径密封到基板上，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。各个实施例提供一种用于在平面基板上形成电传导路径的方法。该方法包括获得和/或提供具有第一和第二主面的平面基板。基板包括至少一个离子传导区域。基板包括在平面基板的至少一个离子传导区域中制成至少一个孔。孔在第一和第二面之间延伸。在孔形成的过程中实质上没有移除基板。该方法包括在孔中设置电传导材料以提供包括电传导材料的电传导路径。电传导路径在第一和第二面之间延伸。电传导路径密封到基板上，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。各个实施例提供一种用于在平面基板上形成电传导路径的方法。该方法包括获得和/或提供具有第一和第二主面以及第一体积的平面离子传导基板(ion-conductingsubstrate)。基板包括至少一个离子传导区域。该方法包括在平面基板的至少一个离子传导区域中形成至少一个孔。孔在第一和第二面之间延伸。孔限定具有与第一体积实质上相同的第二体积的刺穿的平面基板。该方法包括在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料，以提供在第一和第二面之间延伸的电传导路径。平面基板包括：包含第一主面的上部第一体积，以及包含第二主面的下部第一体积。刺穿的平面基板包括：包含该第一主面并对应于上部第一体积的上部第二体积，以及包含第二主面并对应于下部第一体积的下部第二体积。第一上部体积与第二上部体积实质上相同。第一下部体积与第二下部体积实质上相同。电传导路径密封到基板上，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。在产生通过基板的传导路径的传统方法中，可以移除基板材料以形成孔口(orifice)，并且传导材料可以放置在孔口中，导致少量可能成问题的剩余基板材料。例如，剩余材料会在一个或多个点保持与基板的连接，引起不平坦或变形的表面。在另一示例中，剩余材料会堵塞或以其它方式妨碍工具或装置。在另一示例中，剩余材料会积累在基板上或机器上的其它位置，并且会导致各种问题。在一个示例中，基板的表面上的剩余材料会在压制步骤之后变得融合到基板表面上，消极地影响基板的性能。在产生通过基板的传导路径的另一传统方法中，可以利用例如激光消融这样的方法移除基板材料。然而，与激光处理关联的大量的热会消极地改变基板的局部性能，例如机械或电特性。本专利技术的各个实施例提供优于其它燃料电池层或在基板中形成传导路径的其它方法的某些优点。出乎意外地，本专利技术的实施例在没有移除基板材料的情况下完成通过基板的平面的传导路径的形成。因此，本专利技术的各个实施例允许避免当移除材料时会出现的问题，从而形成通过基板的传导路径。在一些示例中，实施例允许避免剩余材料(例如“孔屑(chad)”)堵塞工具或装置，或者在各个位置中的剩余材料的积累。在一些示例中，实施例允许避免形成的孔的附近区域中基板的性能的改变。通过避免与基板材料的移除关联的问题，各个实施例提供与其它方法相比，在基板中形成传导路径的更为简单且更有效的方法。通过不移除材料，各个实施例消耗比其它方法更少的材料。在一些实施例中，通过不移除材料，其更简单地实现具有传导路径的密封的基板，其中基板密封住液体或气体泄漏。在一些实施例中，传导材料，或包括传导材料的夹钳或预制结构可以在薄膜上提供压缩或密封力。在一些实施例中，支承传导材料的预制结构可以允许使用更多种的传导材料。在某些实施例中，在总体上连续的基板片上形成传导途径可以避免不相似材料与大的接合界面的接合，如其它方法需要的那样。例如，一些类型的电解质材料难以与其它材料很好地接合，当从电解质材料片组装燃料电池时会有严重问题；在一些示例中，通过利用本专利技术的实施例在基板中形成传导路径，可以避免这些困难。附图说明在附图中，附图没有必要按比例绘制，全部若干个视图中，相同的附图标记描述实质上类似的组件。具有不同字母后缀的相同附图表示实质上类似的组件的不同情况。附图总体上作为示例而非作为限制对本专利技术中讨论的各个实施例进行说明。图1A-1D表示本专利技术方法的实施例的顺序描述(sequentialdepiction)。图2A-2C表示本专利技术方法的实施例的顺序描述。图3A表示由本专利技术方法的实施例形成的传导线路(conductiveline)。图3B表示由本专利技术方法的实施例形成的一系列传导路径。图4表示具有由本专利技术方法的实施例形成的传导线路的离子传导层。图5A-5B表示本专利技术方法的实施例的顺序描述。图6A表示本专利技术方法的实施例。图6B表示应用到包括性能增强层的离子传导薄膜的本专利技术方法的实施例。图6C表示包括由本专利技术方法的实施例形成的预制结构性组件的离子传导层。图7A-7B表示本专利技术方法的实施例的顺序描述。图8表示本专利技术方法的方框流程图。具体实施方式在以下说明中，为了提供对本专利技术更加全面的理解，阐明具体细节。然而，本专利技术可以在没有这些详情的情况下得到实践。在其它例子中，为了避免不必要地影响对本专利技术的理解，公知的部件尚未示出或尚未详细描述。附图通过说明的方式示出具体实施，可以在这些具体实施例中实践本专利技术。在不背离本专利技术的范围的情况下可以组合这些实施例，可以利用其它元件或者可以进行结构性或逻辑性改变。因此，说明书和附图被视为是说明性意义而非限制意义。本专利技术中提及的所有出版物、专利或专利文献，即便通过参考分别进行结合，但都以它们的整体参考结合于此。倘若如此参考结合导致本专利技术与那些文献之间存在不一致的使用，在结合参考中的使用应该当作对本专利技术的使用的补充；对于不可调和的不一致，本专利技术中的使用控制。在本专利技术中，术语“一”独立于任何其它情况或“至少一个”或“一个或多个”的用法，用于包括一个或超过一个。在本专利技术中，除非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成电传导路径的方法，其特征在于，包含：获得和/或提供具有第一和第二主面以及第一体积的平面基板，基板包含至少一个离子传导区域；在平面基板的所述至少一个离子传导区域中形成至少一个孔，孔在第一和第二面之间延伸并且限定具有与第一体积实质上相同的第二体积的刺穿的平面基板；以及在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料，以提供在第一和第二面之间延伸的电传导路径；其中，电传导路径密封到基板，使得基板在第一和第二面之间是实质上气密的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 US 61/561,6471.一种用于形成电传导路径的方法，其特征在于，包含：获得和/或提供具有第一和第二主面以及第一体积的平面基板，基板包含至少一个离子传导区域；在平面基板的所述至少一个离子传导区域中形成至少一个孔，孔在第一和第二面之间延伸并且限定具有与第一体积相同的第二体积的刺穿的平面基板；以及在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料，以提供在第一和第二面之间延伸的电传导路径；其中，电传导路径密封到基板，使得基板在第一和第二面之间是气密的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在没有形成一个或多个悬置孔屑的情况下形成孔。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包含制造电化学电池的方法。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在平面基板的所述至少一个离子传导区域中形成至少一个孔和在刺穿的平面基板的孔中设置电传导材料同时完成。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含压制基板或对基板增加新材料，足以密封基板以使得基板在第一和第二面之间是气密的。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，压制基板包括至少在沉积有电传导材料的位置对基板的第一和第二面施加压缩压力。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，压制基板根据达到15psi的气压密封在第一和第二面之间延伸的电传导路径。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电传导路径电...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·施鲁特恩，奥伦·理查德·范德利登，G·F·麦克莱恩，马丁·拉格若斯，JL·伊康艾斯，安娜·斯图卡斯，
申请(专利权)人：法商BIC公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR