制造用于氢气发生器的包装燃料单元的方法技术

本发明专利技术公开一种制造用于燃料单元的包装的方法、一种包括所述包装的燃料单元和一种包括一个或多个所述燃料单元的氢气发生器。所述包装包括通过以下步骤制造的包装带：在非导电性基板带中形成孔口，在导体带中形成导体部分，将基板与导体带对准，接合导体部分与基板带以覆盖所述孔口，和移除所述导体带中未接合的部分。通过将所述包装带段固定至其自身、一个或多个其它段材和/或一个或多个其它包装组件而形成封闭氢气产生反应物的包装。使所述包装带中的一个或多个导体部分与一个或多个量的反应物组合物热接触，使得热可以被转移以热分解所述反应物组合物且产生氢气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于提供氢气的氢气发生器，确切地说提供了一种制造用于含有反应物且用于氢气发生器的燃料单元的包装的方法和一种制造包括所述包装的包装燃料单元的方法。背景对作为便携式电子装置的电源的燃料电池电池组的兴趣已经有所增长。燃料电池是使用电池外部的材料作为正电极和负电极的活性材料的电化学电池。因为燃料电池不必含有所有用于发电的活性材料，所以与其它类型的电池组相比，相对于所产生的电能的量，燃料电池可以制造得具有较小体积。可以根据所使用的电解质的类型对燃料电池进行分类，典型地为以下五种类型之一：质子交换膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)。这些类型的燃料电池中每一种都可以分别使用氢气和氧气作为燃料电池负电极(阳极)和正电极(阴极)的活性材料。氢气在负电极上被氧化，而氧气在正电极上被还原。离子通过非导电性离子可透过分离器，而电子通过外部电路，以提供电流。在一些类型氢燃料电池中，由供应到燃料电池负电极侧的含氢燃料形成氢气。在其它类型氢燃料电池中，氢气从燃料电池外面的来源供应到燃料电池。燃料电池系统可包括燃料电池电池组，其包括一个或多个燃料电池(例如燃料电池堆叠)；和燃料来源，诸如燃料箱或氢气发生器。向燃料电池供应氢气的氢气发生器可以是燃料电池系统的组成部分，或者它们能够以可移除的方式与燃料电池系统耦合。当产生氢气的反应物已经耗尽时，可拆卸型氢气发生器可以用另一个替换。可拆卸型氢气发生器可以是一次性的(意在仅用于一次性使用)。可拆卸型和永久安装的氢气发生器可以是可再填充的(意在用于多次使用)以替换消耗的反应物材料。氢气发生器可以通过使用多种反应物和用于引发产生氢气的反应物的多种方法产生氢气。当含氢材料反应时，氢气可以逸出。含氢材料的例子包括液态或气态烃(诸如甲醇)、氢化物(诸如金属氢化物和化学氢化物)、碱金属硅化物、金属/二氧化硅凝胶、水、醇、稀酸和有机燃料(诸如N-乙基缩氨脲和全氢化芴。当在催化剂、热或酸或其组合存在下将反应物混合在一起时，含氢化合物可以与另一种反应物反应以产生氢气。可以在热化学分解反应中对含氢化合物进行加热以使氢气逸出。在选择用于氢气发生器的反应物时，可以考虑以下因素：(a)氢气发生器长期不使用期间的稳定性；(b)引发氢气产生反应的容易性；(c)为维持氢气产生反应而必须提供的能量的量；(d)氢气产生反应的最高操作温度；和(e)每单位体积和每单位反应物质量可产生的氢气的总体积。可以进行热分解反应以产生氢气的反应物是理想的，因为以体积计，它们一般产生相对较高体积的氢气。可以使用电阻型电加热元件来提供引发氢气产生反应所必需的热。反应物可以包含在可替换型燃料单元中，所述燃料单元可以封装在包装中。因此，为了引发反应，必须将来自外部加热元件的热或用于操作内部加热元件的电力导入包装中。用于实现这个目的的一种方式是通过包装上的导电和/或导热区域。可能一次仅需要加热燃料单元中的反应物的有限部分。这可以通过使所述包装中单独的导电和/或导热区域与反应物的若干个部分中的每一个相关联加以促进。本专利技术的一个目的是提供一种用于制造用于氢气发生器燃料单元的包装的方法，所述燃料单元具有所述包装中的一个或多个导电和/或导热区域。需要所述包装具有简单设计，由有限数目的便宜材料和组件制造，并且可容易且经济地制造。本专利技术的另一个目的是提供一种制造燃料单元的方法，所述燃料单元包括所述包装和包括所述燃料单元的氢气发生器。概述在本专利技术的一个方面，提供了一种制造用于氢气发生器燃料单元的包装的方法，所述方法包括以下步骤：提供由热导率小于10瓦/米·开的不导电材料制造的基板带；在所述基板带中形成孔口阵列；提供由热导率大于10瓦/米·开的导电材料制造的导体带；在所述导体带中形成导体部分阵列；将所述导体带中的各个导体部分与所述基板带中的孔口对准；将所述各个导体部分中每一个的周边部分与所述基板带中围绕一个或多个所述孔口的部分接合，以形成接合的带材；和从接合的带材的接合的导体部分周围移除所述导体带的未接合部分，以形成包装带。实施方案可以包括一个或多个以下特征：●所述基板带是由热导率小于5瓦/米·开，优选地小于2瓦/米·开，且更优选地小于1瓦/米·开的材料制造；●所述导体带是由热导率大于100瓦/米·开的材料制造；●所述基板带和所述导体带是由在高达至少250℃的温度下稳定的材料制造；●所述基板带是由至少一种高温聚合物制备；所述至少一种高温聚合物可以是两种或更多种高温聚合物的组合或复合物；所述至少一种高温聚合物可以是选自聚醚醚酮、聚酰亚胺、酚醛树脂及其衍生物的聚合物；●所述导体带是由选自金属、金属合金和非金属材料的材料制造；所述金属可以是铝、钢、铜和镍之一、组合及其合金；所述非金属材料可以是基于石墨的材料；●所述基板带是以卷筒形式提供；●所述导体带是以卷筒形式提供；●所述包装带被卷绕成卷筒形式；●所述包装带被切成多个段材以用于后续分批处理；●所述孔口阵列包括排列在平行于所述基板带的纵向轴而延伸的纵向排中的孔口；所述孔口阵列可以包括一个以上平行于所述基板带的纵向轴而延伸的纵向排；可以使一个纵向排中的孔口与另一个纵向排中的孔口对准，以形成与所述基板带的纵向轴垂直的横向孔口排；可以使一个纵向排中的孔口与另一个纵向排中的孔口对准，以形成与所述基板带的纵向轴既不平行也不垂直的斜向孔口排；●所述基板带与所述导体带具有配准特征以便将所述导体带中的各个导体部分与所述基板带中的相应孔口对准；●利用连续接合在所述导体部分的周边部分周围将所述导体部分接合到所述基板；●利用不连续接合在所述导体部分的周边部分周围将所述导体部分接合到所述基板；●所述接合是通过选自热接合、粘合剂接合、超声焊接和激光焊接的方法来进行；●所述在导体带中形成导体部分的阵列的步骤包括在所述导体部分周围创建薄弱区以促进从接合的带材的接合的导体部分周围移除所述导体带的未接合部分；所述薄弱区可包括连接所述导体部分与周围导体带的一个或多个窄带和处于所述导体部分与周围导体带之间的压印区域；●所述在导体带中形成导体部分的阵列的步骤包括移除所述导体带中在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于氢气发生器燃料单元的包装的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供由热导率小于10瓦/米·开的不导电材料制造的基板带；(b)在所述基板带中形成孔口阵列；(c)提供由热导率大于10瓦/米·开的导电材料制造的导体带；(d)在所述导体带中形成导体部分的阵列；(e)使所述导体带中的各个导体部分与所述基板带中的孔口对准；(f)将所述各个导体部分中每一个的周边部分与所述基板带中围绕一个或多个所述孔口的部分接合，以形成接合的带材；和(g)从所述接合的带材的接合的导体部分周围移除所述导体带的未接合部分，以形成包装带。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.11 US 61/657,9091.一种制造用于氢气发生器燃料单元的包装的方法，所述方法
包括以下步骤：
(a)提供由热导率小于10瓦/米·开的不导电材料制造的基板带；
(b)在所述基板带中形成孔口阵列；
(c)提供由热导率大于10瓦/米·开的导电材料制造的导体带；
(d)在所述导体带中形成导体部分的阵列；
(e)使所述导体带中的各个导体部分与所述基板带中的孔口对
准；
(f)将所述各个导体部分中每一个的周边部分与所述基板带中围
绕一个或多个所述孔口的部分接合，以形成接合的带材；和
(g)从所述接合的带材的接合的导体部分周围移除所述导体带
的未接合部分，以形成包装带。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板带是由至少一种高
温聚合物制备，根据ASTM D648，所述高温聚合物在18.56kg/cm2下具有至少250℃的热变形温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一种高温聚合物
包含两种或更多种高温聚合物。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中所述至少一
种高温聚合物包含选自聚醚醚酮、聚酰亚胺、酚醛树脂及其衍生物的
聚合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述导体带是
由选自金属、金属合金和非金属材料的材料制造。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基板带、
所述导体带和所述包装带中的至少一者是以卷筒形式提供。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述包装带被
切成多个段材以用于后续分批处理。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述孔口阵列
包括排列在平行于所述基板带的纵向轴而延伸的至少一个纵向排中
的孔口。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基板带与
所述导体带具有配准特征以便将所述导体带中的各个导体部分与所
述基板带中的相应孔口对准。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中利用连续接合
在所述导体部分的周边部分周围将所述导体部分接合到所述基板。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中利用不连续
接合在所述导体部分的周边部分周围将所述导体部分接合到所述基
板。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述导体带
中形成导体部分的阵列的所述步骤包括在所述导体部分周围创建薄
弱区以促进从所述接合的带材的所述接合的导体部分周围移除所述
导体带的未接合部分。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述薄弱区包括连接所
述导体部分与周围导体带的一个或多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·克梅蒂奇，C·E·罗，R·A·兰根，
申请(专利权)人：智能能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US