本发明专利技术是一种改善平板式燃料电池的双极板与质子交换膜件接触的方法，平板式直接甲醇燃料电池的双极板／质子交换膜组件结构，包含一基板，覆盖于该基板上下表面的金属层以及一质子交换膜件。本发明专利技术利用双极板的上下表面金属层的厚度的变化以及提供导电凸起结构等方法，来解决双极板与质子交换膜件压合时产生接触不良的情形。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种平板式燃料电池，尤指一种改善平板式燃料电池的 双极电极板(或称双电极板、双极板)与质子交换膜件接触的方法。
技术介绍
直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell， DMFC)是一种利用 液态的稀释甲醇水溶液或纯甲醇作为燃料，通过电化学程序将化学能转 换成电力的发电装置。与传统的发电方式相较，直接甲醇燃料电池具有 低污染、低噪音、高能量密度以及较高的能量转换效率等优点，乃具有 前瞻性的干净能源，可应用的领域包括家用发电系统、电子产品、运输 工具、军用设备、太空工业等。直接甲醇燃料电池的运作原理乃以甲醇水溶液在阳极触媒层进行氧 化反应，产生氢离子(H+)、电子以及二氧化碳(C02)，其中氢离 子经由电解质传递至阴极，而电子经由外部电路传递至负载作功后再传 递至阴极，此时供给阴极端的氧气会与氢离子及电子在阴极触媒层进行 还原反应，并产生水。燃料电池一般皆由数个基本单元所组成。由于每个基本单元所能提供 的电压较小，因此在应用时必须串联多的基本单元，以达到所需要的操 作电压输出。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在提供一种改善平板式燃料电池的双极板与质子 交换膜件接触的方法，以解决习知技艺的缺点。为达上述目的，本专利技术提供一种，包含有下列步骤提供一第一双极板、 一质子交换膜件、 一第二双极板以及至少一接合 片，其中质子交换膜件放置于第一双极板上，接合片具有一用以容置质 子交换膜件的开口处，而第二双极板置于质子交换膜件上，其中第一双 极板具有一与质子交换膜件接触的第一质子交换面以及一接触燃料的燃 料面，第二双极板具有一与质子交换膜件接触的第二质子交换面以及一 接触空气的空气面，其中燃料面上设有第一金属层、第一质子交换面上 设有第二金属层、该第二质子交换面上设有第三金属层以及该空气面上 设有第四金属层，其中该第二金属层的厚度大于该第一金属层的厚度， 该第三金属层的厚度大于该第四金属层的厚度；其中，该第一双极板包含有一第一基板，其上形成该第一金属层和该第二金属层；该第二双极板包含有一第二基板，其上形成该第三金属层 和该第四金属层；该质子交换膜件中的质子交换膜为固态质子交换膜；然后将第一双极板、质子交换膜件、第二双极板以及该接合片压合， 成双极板/质子交换膜组件。本专利技术提供另一种改善平板式燃料电池的双极板与质子交换膜件接 触的方法，包含有下列步骤，提供一双极板以及一质子交换膜件，其中 双极板包含有至少一电极区域，质子交换膜件欲置于双极板的电极区域 上，于电极区域上提供多个导电凸起结构，以及将质子交换膜件与多个 导电凸起结构接触。附图说明图1显示习知技艺的平板式燃料电池的双极板/质子交换膜组件示意图；图2显示习知技艺的平板式燃料电池的双极板/质子交换膜组件压合后示意图；图3显示本专利技术较佳实施例的平板式燃料电池的双极板/质子交换膜 组件示意图；图4显示本专利技术较佳实施例的平板式燃料电池的双极板/质子交换膜 组件压合后示意图；图5显示本专利技术另一较佳实施例的平板式燃料电池的双极板/质子交 换膜组件示意图；图6显示本专利技术另一较佳实施例的平板式料电池的双极板/质子交换 膜组件压合后示意图。符号说明-300双极板/质子交换膜组件320第一个双极板322第一基板324第一金属层326第二金属层330接合片340质子交换膜件350第二个双极板352第二基板354第三金属层356第四金属层400双极板/质子交换膜组件420第一双极板422第一基板424第一金属层426第二金属层430接合片440质子交换膜件450第二双极板452第二基板454第三金属层456第四金属层500双极板/质子交换膜组件520第一双极板522第一基板524电极区域526下表面528导电凸起结构530接合片540质子交换膜件550 第二双极板 552 第二基板554电极区域 556 上表面558 导电凸起结构具体实施方式请参考图1以及图2，图1以及图2分别显示平板式燃料电池的双极 板与质子交换膜件压合前、后的示意图。如图1所示，平板式燃料电池 的双极板/质子交换膜组件300包含有第一个双极板(Bipolar Plate) 320、 至少一接合片(Bonding sheet) 330、一质子交换膜件(膜电极组件， Membrane Electrode Assembly, MEA) 340以及第二个双极板(Bipolar Plate) 350。其中，第一双极板320包括一第一基板322，以及覆盖于第 一基板322的上表面的第一金属层324以及下表面的第二金属层326，而 第二双极板350包括一第二基板352以及覆盖于第二基板的上表面的第 三金属层354以及下表面的第四金属层356，其中上述的金属层厚度均相 等。前述的第一金属层324、第二金属层326、第三金属层354与第四金 属层356可以是由金属铜层所构成。然后进行压合制程，如图2所示，其中第二金属层326以及第三金属 层354与质子交换膜件340接触，但由于金属层应力的影响，使第二金 属层326以及第三金属层354与质子交换膜件340之间产生间距且附着 力差等现象，甚至于质子交换膜件340因受压程度不同，造成厚度不一 致、表面产生波纹以及因加热或冷却造成膨胀或收縮而与双极板分离等 情形产生。由于前述双极板/质子交换膜组件300压合后所产生的现象， 造成制程成本提高、良率降低等现象。因此本专利技术提供一种改善平板式燃料电池的双极板与质子交换膜件 接触的制造方法，以解决前述的问题。请参阅图3与图4，图3与图4显示本专利技术较佳实施例的改善平板式燃料电池的双极板与质子交换膜件接触的制造方法。如图3所示，平板 式燃料电池的双极板/质子交换膜组件400包含有第一双极板(Bipolar Plate) 420、至少一接合片(Bonding sheet) 430、 一质子交换膜件(膜电 极组件，Membrane Electrode Assembly, MEA) 440以及第二双极板 (Bipolar Plate) 450。其中，第一双极板420包括一第一基板422，其上 表面设有第一金属层424以及下表面设有第二金属层426，而第二双极板 450包括一第二基板452，其上表面设有第三金属层454以及下表面设有 第四金属层456。前述的第一金属层424、第二金属层426、第三金属层 454与第四金属层456可以是由金属铜层所构成。其中，第二金属层426 的厚度大于第一金属层424的厚度，第三金属层454的厚度大于第四金 属层456的厚度，另外第一基板422以及第二基板452可以为玻纤强化 高分子材料(Glass Fiber Reinforced Polymeric Material)所构成，如ANSI 级的FR-1、 FR-2、 FR-3、 FR-4、 FR-5、 CEM-1或CEM-3等等所构成， 而质子交换膜件中的质子交换膜可采用如杜邦公司Nafion质子交换膜，或 具有相同功能的其它固态质子交换膜，另外接合片可以为因双电路板制程 中所用的部分聚合阶段(B-stage)的"PREPREG"树脂胶片等材质。然后进行压合制程，如图4所示，将第一双极板420、质子交换膜件 440、第二双极板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改善平板式燃料电池的双电极板与质子交换膜件接触的方法，包含有：提供一双极板以及一质子交换膜件，其中该双极板包含有至少一电极区域，该质子交换膜件欲置于该双极板的该电极区域上；于该电极区域上提供多个导电凸起结构；将该质子交换膜件与该多个导电凸起结构接触。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永义，尚希贤，
申请(专利权)人：南亚电路板股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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