專利名稱：帶有燃料電池系統(tǒng)的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種能夠用作電子設(shè) 備的電源的燃料電池系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及一種帶有燃料電池系統(tǒng)的電子 設(shè)備。
背景技術(shù)：
眾所周知，燃料電池是一種發(fā)電系統(tǒng)，其用于將包含在燃料中的氫和與 該燃料分開提供的氧的化學(xué)反應(yīng)能量直接轉(zhuǎn)化成電能。根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)的元件或者燃料類型，燃料電池分成多種類型的燃料電 池。其中，單極燃料電池由二維設(shè)置的多個(gè)單元電池構(gòu)成，并且提供燃料和 氧給這些單元電池以產(chǎn)生電能。一側(cè)被提供氧，使得氧不能根據(jù)用戶環(huán)境正確地提供給單元電池。因此，存 在單元電池的期望輸出不能最大化的問題。此外，如上所述，單極燃料電池僅僅通過燃料電池主體的一側(cè)被提供氧， 這使得難于完全冷卻發(fā)熱的單元電池。因此，燃料電池性能的可靠性和用戶 的安全性降低。近來，例如無線電通訊移動(dòng)終端、便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜 式游戲機(jī)(PSP)和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)之類重量輕、體積小的高科技電 子設(shè)備已經(jīng)迅速發(fā)展。作為電子設(shè)備的電源，通常使用可再充電電池。然而，現(xiàn)有的可再充電 電池存在可再充電電池與電子設(shè)備的高功率消耗不匹配的問題。因此，在燃料電池領(lǐng)域，需要能夠最大化電能輸出并且便于與電子設(shè)備一起使用和攜帶的燃料電池系統(tǒng)。 發(fā)明內(nèi)容為了解決前述問題，本發(fā)明提供一種能夠最大化由燃料電池產(chǎn)生的電能 輸出并且使用該電能作為主電源的電子設(shè)備，其中該燃料電池包含在該電子 設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種包括電子設(shè)備主體和燃料電池主體的電 子設(shè)備，該燃料電池主體具有用于產(chǎn)生電能的發(fā)電器并且可以相對(duì)于該電子 設(shè)備主體旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供一種包括電子設(shè)備主體和燃料電池主體的 電子設(shè)備，該燃料電池主體具有用于產(chǎn)生電能的發(fā)電器并且可以相對(duì)于該電子設(shè)備主體旋轉(zhuǎn)。此外，該發(fā)電器包括第一電極層和第二電極層、插在該 第一電極層和第二電極層之間的電解質(zhì)膜、對(duì)應(yīng)于該第一電極層的陽(yáng)極部分 和對(duì)應(yīng)于該第二電極層的陰極部分。該電子設(shè)備主體可以包括安裝部件。該安裝部件可以與該電子設(shè)備主體集成為一體。該安裝部件可以與該電子設(shè)備主體分離。該電子設(shè)備還可以包括一鉸鏈部分，該燃料電池主體通過該鉸鏈部分與 電子設(shè)備主體鉸接。該電子設(shè)備還可以包括一燃料罐，其設(shè)置在該安裝部件中并且儲(chǔ)存燃料。該安裝部件可以包括用于容納該燃料罐的容納部分。 該燃料罐可以從該容納部分拆離。該電子設(shè)備還可以包括設(shè)置在安裝部件中的燃料泵，用于將在燃料罐中 儲(chǔ)存的燃料提供給發(fā)電器。該燃料電池主體具有基本上為矩形平板的形狀。該發(fā)電器可以包括一對(duì)或者更多對(duì)膜電極組件(MEA)，在一對(duì)MEA
之間具有一中間(medium)部件。此外，MEA可以包括從該中間部件開始 順序設(shè)置的陽(yáng)極、電解質(zhì)膜、陰極。該外殼可以容納彼此面對(duì)的一對(duì)該發(fā)電器。所述發(fā)電器的陰極可以以面向該外殼一側(cè)的方式設(shè)置在外殼中。


通過參考附圖詳細(xì)描述的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu) 點(diǎn)將變得更加顯而易見，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子設(shè)備的部分分解透視圖； 圖2是圖1中示出的電子設(shè)備的側(cè)視圖；圖3是示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明第 一 實(shí)施例的燃料電池主體的前視圖； 圖4是示意性地顯示包括在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料電池主體的 發(fā)電器的截面圖；圖5是示意性地顯示在圖3中示出的燃料電池主體的側(cè)截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子設(shè)備的分解透視圖；圖7是圖6中示出的電子設(shè)備的側(cè)視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子設(shè)備的分解透視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的燃料電池主體的透視圖；圖IO是在圖9中示出的燃料電池主體的分解透視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的燃料電池主體的中間部件的前視圖；圖12是在圖11中示出的中間部件的分解透視圖；和圖13是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的燃料電池主體端板的截面圖。
具體實(shí)施方式
下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使得本發(fā)明可以 由本領(lǐng)域技術(shù)人員易于實(shí)施。然而，本發(fā)明不限于這些示例性實(shí)施例，而且
可以以各種形式實(shí)施。圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子設(shè)備的分解透視圖。圖2是圖1中 示出的電子設(shè)備的側(cè)視圖。參照附圖l和2描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子設(shè)備100。電子設(shè)備 100是多媒體設(shè)備，其具有小尺寸以便于攜帶并且可以觀看移動(dòng)圖像和信息 以及玩游戲。作為電子設(shè)備100的實(shí)例有便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜式游戲 機(jī)(PSP)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA) 、 MPEG音頻播放器-3 (MP3)和無線 電通訊移動(dòng)終端。在本實(shí)施例中，電子設(shè)備IOO不使用可再充電電池，但是電子設(shè)備IOO 使用用于使用燃料產(chǎn)生電能的燃料電池，以提供用于驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備IOO的電源。在本實(shí)施例中，電子設(shè)備100包括電子設(shè)備主體IO和構(gòu)造成固定于電子設(shè)備主體10的燃料電池系統(tǒng)90。在此，燃料電池系統(tǒng)90可以使用直接曱醇燃料電池(DMFC)方案，其中燃料電池系統(tǒng)90被直接提供例如甲醇、乙醇的液體燃料并且通過包含 在液體燃料中的氫的氧化反應(yīng)和包含在空氣中的氧的還原反應(yīng)來產(chǎn)生電能。燃料電池系統(tǒng)90包括燃料電池主體20。電子設(shè)備100包括其上裝載有 電子設(shè)備主體10的安裝部件40，以及鉸鏈部分60，燃料電池主體20通過 鉸鏈部分60與安裝部件40鉸接。在本實(shí)施例中，將燃料電池系統(tǒng)90構(gòu)造成直接提供電能給電子設(shè)備主 體10以作為主電源。圖3是示意性地示出圖1中示出的燃料電池主體20的結(jié)構(gòu)的前視圖。 參見圖3，燃料電池主體20具有基本上為矩形平板的形狀并且包括用于通 過空氣和燃料的反應(yīng)產(chǎn)生電能的多個(gè)發(fā)電器21。在本實(shí)施例中，發(fā)電器21以二維方向順序設(shè)置在外殼23中的燃料電池 主體20的兩側(cè)。 一對(duì)發(fā)電器21可以在燃料電池主體20的厚度方向彼此面 對(duì)地對(duì)稱設(shè)置。圖4是示意性地示出圖3中示出的發(fā)電器21的結(jié)構(gòu)的截面圖。參見圖 4，將發(fā)電器21構(gòu)成為用于通過燃料和空氣的反應(yīng)產(chǎn)生電能的最小燃料電池 單元。發(fā)電器21包括膜電極組件(MEA) 21a、設(shè)置在MEA 21a—側(cè)的陽(yáng)才及 部分21b和設(shè)置在MEA 21a另 一側(cè)的陰極部分21c。第一電極層形成在MEA 21a的一側(cè)，第二電極層形成在MEA 21a的另 一側(cè)，電解質(zhì)膜形成在這兩個(gè)電極層之間，由此形成普通MEA。在這種情 況中，在第一電極層中，包含在燃料中的氫分解成電子和氫離子，電解質(zhì)膜 將氫離子移動(dòng)至第二電極層，第二電極層允許由第一電極層提供的電子和氳 離子與空氣中的氧反應(yīng)，從而產(chǎn)生水和熱量。陽(yáng)極部分21b具有將燃料分配給第一電極層的功能。陽(yáng)極部分21b包括 燃料通道(未示出)，燃料通過該燃料通道流動(dòng)，并且該燃料通道緊密接觸 MEA21a的第一電極層設(shè)置。陰極部分21c具有將空氣分配給MEA 21a的第二電4及層的功能。陰相_ 部分21c具有多個(gè)孔21d，使得大氣中的空氣通過對(duì)流和擴(kuò)散來循環(huán)，從而 被提供給MEA 21a的第二電極層，并且陰極部分21c緊密接觸第二電極層 設(shè)置。因此，陰極部分21c通過燃料電池主體20兩側(cè)暴露于外部。如上所述，為了使發(fā)電器21和陰極部分21c通過燃料電池主體20兩側(cè) 暴露至外部，根據(jù)本實(shí)施例的燃料電池主體20包括在其兩側(cè)的多個(gè)氣孔23a 和容納發(fā)電器21的外殼23。外殼23具有基本上長(zhǎng)方體的形狀，其形成用于容納發(fā)電器21的容納空 間，以及如圖所示，在兩側(cè)的氣孔23a形成為對(duì)應(yīng)于陰極部分21c的圖4中 示出的孔21d。因此，將發(fā)電器21設(shè)置成允許陰極部分21c面對(duì)外殼23的兩內(nèi)側(cè)，使 得外殼23的氣孔23a與陰極部分21c的孔21d以一對(duì)一的模式連通?？蛇x擇地，作為陰極部分的孔和外殼的氣孔之間的連接關(guān)系的實(shí)例，該
外殼的氣孔可以以多對(duì)一的模式對(duì)應(yīng)于發(fā)電器的整個(gè)尺寸形成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，大氣中的空氣通過外殼23的氣孔23a和陰極部分21c的 孔21 d利用對(duì)流或者擴(kuò)散被提供給MEA 21a的第二電極層。此外，當(dāng)陽(yáng)極部分21b和陰極部分21c具有將燃料和空氣分別提供給笫 一電極層和第二電極層的功能時(shí)，陽(yáng)極部分21b和陰極部分21c具有作為用 于串連連接第一電極層和第二電極層的導(dǎo)體的功能。在本實(shí)施例中，當(dāng)將發(fā)電器容納于該外殼中時(shí)，如上所述，發(fā)電器被i殳 置成允許陰極部分面對(duì)外殼的兩內(nèi)側(cè)?？蛇x擇地，陰極部分和陽(yáng)極部分被設(shè) 置成面對(duì)該外殼的兩內(nèi)側(cè)。在本實(shí)施例中，如圖1和2所示，電子設(shè)備主體10實(shí)際上被安裝于該 安裝部件40上。此外，燃料電池主體20通過將在后面描述的鉸鏈部分60 4交接于安裝部件40上?？梢詫惭b部件40構(gòu)造為通過常規(guī)的緊固部件集成于形成電子設(shè)備主 體10的外觀的封裝中而成為一體，或者可以將安裝部件40被構(gòu)造成選擇性 地可從該電子設(shè)備主體IO的封裝拆離。在本實(shí)施例中，將安裝部件40構(gòu)造成具有底板41和支撐塊43，其中 底板41實(shí)際上與該電子設(shè)備主體IO的背部相結(jié)合，支撐塊43用于支撐電 子設(shè)備主體10的下部。底板41具有帶預(yù)定內(nèi)部空間的箱形狀。在該內(nèi)部空間中，可以包括用 于將燃料提供給燃料電池主體20的發(fā)電器21的管道和用于管理不反應(yīng)的燃 料和空氣、二氧化碳、水和熱量的各種元件。此外，底板41可以包括附加的電管理裝置，其用于管理燃料電池主體 20的發(fā)電器21和由發(fā)電器21產(chǎn)生的電能；以及用于電連接電子設(shè)備100 的接線端子。此外，底板41包括用于儲(chǔ)存燃料的燃料罐。將燃料罐30構(gòu)造成容納在 底板41上形成的容納部分45中。更具體而言，形成在底板41上的容納部分45設(shè)置有中空部分45a，該
中空部分45a具有對(duì)應(yīng)于燃料罐30的外觀的形狀，燃料罐30容納在該中空 部分45a中。該容納部分45可以形成在垂直于支撐塊43的方向上。在本實(shí)施例中，燃料罐30可以與容納部分45分離并且被構(gòu)造為彈藥筒 型以填充燃料。此外，在燃料罐30容納于容納部分45中的狀態(tài)時(shí)，燃料罐 30可以通過前述管道與燃料電池主體20的發(fā)電器21連接。支撐塊43具有預(yù)定內(nèi)部空間并且設(shè)置在垂直于底板41設(shè)置方向的方向 上。當(dāng)燃料電池主體20和安裝部件40之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，支撐塊43具有穩(wěn) 定地保持燃料電池系統(tǒng)90和電子設(shè)備主體10的直立狀態(tài)的功能。支撐塊43的內(nèi)部空間可以包括反相器和變流器，其用于控制從燃料電 池主體20的發(fā)電器21輸出的功率的電壓電平；或者控制器(未示出)，其 用于提供并且處理一般驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要的控制信號(hào)。此外，支撐塊43的內(nèi)部空間包括燃料泵50，其用于在預(yù)定泵送壓力下 排放存儲(chǔ)在燃料罐30中的燃料，并且將燃料提供給燃料電池主體20的發(fā)電 器21。燃料泵50通過前述管道連接于燃料罐30,以及更優(yōu)選地，燃料泵 50可以緊靠燃料罐30設(shè)置。在本實(shí)施例中，將鉸鏈部分60構(gòu)造成允許燃料電池主體20和安裝部件 40之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)。燃料電池主體20的上部鉸接于安裝部件40的上部。鉸鏈部分60具有鉸鏈軸61，使得燃料電池主體20與安裝部件40以預(yù) 定角度旋轉(zhuǎn)。燃料電池主體20的上部通過鉸鏈軸61與安裝部件40的上部 鉸接于同一軸上。在這種情況中，燃料電池主體20和安裝部件40之間的旋 轉(zhuǎn)角度可以是基本上45。。4史鏈部分60可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中用于將燃料電池主體20 連接于燃料罐30的管道和用于將燃料電池主體20的發(fā)電器21電連接于控 制器的導(dǎo)線容易穿過。此外，鉸鏈部分60可以包括常規(guī)的on-off開關(guān)，其用于根據(jù)燃料電池.....-滋池系統(tǒng)90。
將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的如上所述構(gòu)成的電子設(shè)備的操作。首先，安裝部件40在其上裝載電子設(shè)備主體10，并且使燃料電池主體 20和安裝部件40處于折疊的狀態(tài)，燃料電池主體20或者安裝部件40在4交 鏈部分60上轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況中，燃料電池主體20相對(duì)于安裝部件4(H呆 持基本上45。的旋轉(zhuǎn)角，使其兩側(cè)暴露于大氣中。其后，執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)90的正常操作，驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備主體IO。更具 體而言，燃料泵50排放存儲(chǔ)在燃料罐30中燃料并且提供該燃料給燃料電池 主體20的發(fā)電器21。接著，發(fā)電器21的陽(yáng)極部分21b將燃料分配給MEA21a 的第一電極層。同時(shí)，由于燃料電池主體20的兩側(cè)暴露于大氣中，大氣中的空氣以對(duì) 流或者擴(kuò)散的方式穿過外殼23的氣孔23a，從而提供給發(fā)電器21。然后， 發(fā)電器的陰極部分21c將空氣分配給MEA21a的第二電極層。其后，發(fā)電器21利用通過MEA21a的第一電極層的燃料的氧化反應(yīng)和 通過MEA 21a的第二電極層的氧的還原反應(yīng)，產(chǎn)生預(yù)定幅度的預(yù)定電能， 并且將電能輸出給電子設(shè)備主體10。因此，電子設(shè)備主體10可以通過作為主電源提供的電能而被驅(qū)動(dòng)，電穩(wěn)定的直立狀態(tài)。換句話說，電子設(shè)備主體10由燃料電池主體20支撐，以保持穩(wěn)定的直 立狀態(tài)，這樣用戶可以在舒服的位置使用電子設(shè)備主體IO觀看移動(dòng)圖像和 J元游戲以及處理信息。當(dāng)電子設(shè)備主體10或者燃料電池主體20在鉸鏈部分60上轉(zhuǎn)動(dòng)，使得 安裝部件40和燃料電池主體20再次折疊時(shí)，燃料電池系統(tǒng)90的操作停止， 電子設(shè)備主體10關(guān)閉。圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子設(shè)備的分解透視圖。圖7是圖6中 示出的電子設(shè)備的側(cè)視圖。參見圖6和7,根據(jù)第二實(shí)施例的電子設(shè)備200與前述第一實(shí)施例的電
子設(shè)備IOO的結(jié)構(gòu)具有基本上相同的結(jié)構(gòu)。特別是，在第二實(shí)施例中，電子 設(shè)備200包括燃料電池系統(tǒng)190，其被構(gòu)造為可與電子設(shè)備主體110分離。在第二實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)190包括燃料電池主體120、裝栽電子 設(shè)備主體110的安裝部件140、鉸鏈部分160和分離部件180，其中，燃料 電池主體120通過鉸鏈部分160鉸接于安裝部件140，使得燃料電池主體120 和安裝部件140相對(duì)旋轉(zhuǎn)，電子設(shè)備主體IOO通過分離部件180可以選擇性 地從安裝部件140分離。由于根據(jù)本實(shí)施例的安裝部件140的底板141、支撐塊143、燃料罐130 及其容納部分145,燃料泵150和電子設(shè)備主體110、燃料電池主體120、 安裝部件140、鉸鏈部分160與在第一實(shí)施例中的這些部件結(jié)構(gòu)相同，因而 省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。分離部件180用于根據(jù)用戶選擇使電子設(shè)備主體IIO與安裝部件140分 離。#4居第二實(shí)施例的分離部件180包括形成在安裝部件140的底板141上 的一個(gè)或者更多個(gè)第一嚙合突起181和形成在電子設(shè)備主體110中對(duì)應(yīng)于該 第一嚙合突起181的第一嚙合凹槽111。第一嚙合突起181從底板141突出，并且多個(gè)該第一嚙合突起181可以 提供在底板141的邊緣部分。第一嚙合凹槽111形成在電子設(shè)備主體110的背面，從而對(duì)應(yīng)于第一嚙 合突起181。第一嚙合凹槽111形成為這種形狀，使得第一嚙合凹槽與第一 嚙合突起181在電子設(shè)備主體110的封裝處嘧合。第一嚙合突起181與第一嚙合凹槽111強(qiáng)力嚙合，從而借助凸凹連接容 易地裝配在一起。因此，第一嚙合突起181形成為圓形，使得第一嚙合突起 181容易與第一嚙合凹槽111脫離，第一嚙合凹槽111也形成為對(duì)應(yīng)于第一 嚙合突起181形狀的圓形。根據(jù)基于本發(fā)明的第二實(shí)施例具有前述結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備200,在燃料電 池主體120和安裝部件140彼此折疊的狀態(tài)時(shí)，電子設(shè)備主體111與安裝部 件140的第一嚙合突起181嚙合。
在這種情況中，由于電子設(shè)備主體IIO在其封裝處提供有第一嚙合凹槽 111,第一嚙合突起181與第一嚙合凹槽111強(qiáng)力嚙合，從而借助凸凹連接 而裝配在一起。因此，電子設(shè)備主體110牢固固定于安裝部件140上。在這種狀態(tài)下，燃料電池主體120或者安裝部件140在鉸鏈部分160上 轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況中，燃料電池主體120保持相對(duì)于安裝部件140基本上 45°的旋轉(zhuǎn)角，使其兩側(cè)暴露于大氣中。當(dāng)用戶以與電子設(shè)備主體110的嚙合方向相反的方向?qū)⑼饬κ┘佑陔?子設(shè)備主體110上時(shí)，第一嚙合突起181與第一嚙合凹槽111分離，使得電 子設(shè)備主體110與安裝部件140分離。由于根據(jù)本發(fā)明本實(shí)施例的便攜式電子設(shè)備200的其它操作與前述實(shí) 施例中的便攜式電子設(shè)備的操作相同，故在此省略其詳細(xì)描述。圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。參見圖8，根據(jù)第三實(shí)施例的電子設(shè)備300具有與在第二實(shí)施例中的前 述電子設(shè)備200基本相同的結(jié)構(gòu)。特別是，在第三實(shí)施例中，電子設(shè)備300 可以包括分離部件280，其用于將電子設(shè)備主體210與安裝部件240以滑動(dòng) 的方式分離。分離部件280包括形成在安裝部件240的底板241上的一個(gè)或者多個(gè)第 二嚙合突起281和形成在電子設(shè)備主體210中對(duì)應(yīng)于第二嚙合突起281的嚙 合凹槽211。第二嚙合突起281沿底板241的縱軸方向形成為長(zhǎng)形。在第三實(shí)施例中， 一對(duì)該第二嚙合突起從底板241的上邊緣部分和下邊緣部分突出，并且沿著 底板241的縱向彼此平行形成。在這種情況中，第二嚙合突起281可以形成 為軌道形狀，使得第二嚙合突起281與電子設(shè)備主體210的第二嚙合凹槽 211滑動(dòng)分離。前述第二嚙合凹槽211對(duì)應(yīng)于第二嚙合突起281形成在電子設(shè)備主體 210的背面。因此，第二嚙合突起281與電子設(shè)備主體210的封裝部分滑動(dòng) 嚙合或者滑動(dòng)分離。因此，根據(jù)本實(shí)施例在便攜式電子設(shè)備300中，借助形成在安裝部件 240上的第二嚙合突起281和形成在電子設(shè)備主體210中的第二嚙合凹槽 211，電子設(shè)備主體210可與安裝部件240滑動(dòng)分離。由于根據(jù)本發(fā)明本實(shí)施例的便攜式電子設(shè)備300的其它部件和操作與 在前述實(shí)施例中的便攜式電子設(shè)備的相同，故在此省略其詳細(xì)描述。圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的燃料電池系統(tǒng)的燃料電池主體的透禍L圖。圖IO是在圖9中示出的燃料電池主體的分解透視圖參見圖9和圖10,根據(jù)第四實(shí)施例的燃料電池主體400包括隔板320 和多個(gè)發(fā)電器330，發(fā)電器330形成在設(shè)置在發(fā)電器330之間的隔板320的 兩側(cè)以^皮此對(duì)應(yīng)。隔板320具有分隔形成在其兩側(cè)的發(fā)電器330的功能。隔板320具有絕 緣性質(zhì)，其阻止電流流動(dòng)并且包括中間部件321，該中間部件321具有允i午 燃料流入其兩側(cè)的板型。后面將參照附圖11和12進(jìn)一步描述中間部件321 的結(jié)構(gòu)。前述發(fā)電器330以彼此間隔預(yù)定間隔設(shè)置在中間部件321的兩側(cè)。發(fā)電 器330以電池單元形式構(gòu)成燃料電池，其用于通過燃料和空氣的反應(yīng)產(chǎn)生電 能。發(fā)電器330包括緊密接觸中間部件321兩側(cè)設(shè)置的陽(yáng)極部分340、緊密 接觸對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極部分340設(shè)置的MEA350和緊密接觸MEA 350設(shè)置的陰擬^ 部分360。在第四實(shí)施例中，中間部件321具有短邊比其長(zhǎng)邊短的矩形形狀。 如圖ll所示，多個(gè)單元區(qū)域321a形成在中間部件321的兩側(cè)上。單元區(qū)域321a以彼此間隔預(yù)定間隔順序形成在中間部件321的兩側(cè)上。單元區(qū)域321a設(shè)置有歧管322,歧管322允許燃料流向?qū)⒃诤竺孢M(jìn)一步描述的陽(yáng)極部分340。此外，中間部件321的內(nèi)側(cè)設(shè)置有連接于歧管322的燃料通道323。前述單元區(qū)域321a是設(shè)置有發(fā)電器330的電池單元的區(qū)段，并且代表
燃料和空氣發(fā)生反應(yīng)的活性區(qū)域。單元區(qū)域321a沿著其短邊的方向形成在中間部件321的兩側(cè)，并且在 其長(zhǎng)邊方向以預(yù)定間隔分隔。單元區(qū)域321a通過嗜合凹槽321b分隔，該。齒 合凹槽用于與將在后面進(jìn)一步描述的陽(yáng)極部分340嚙合。更具體而言，不包括在中間部件321兩側(cè)的嚙合凹槽321b的部分突出。 因此，單元區(qū)域321a可以是在該突起部分內(nèi)側(cè)的空間。燃料通道323沿著長(zhǎng)邊方向形成在中間部件321內(nèi)部。燃料通道323包 括第一通道323a和第二通道323b，其中由燃料供應(yīng)裝置提供的燃料通過該 第一通道323a流動(dòng)，并且穿過陽(yáng)極部分40的燃料通過該第二通道323b流 動(dòng)。在這種情況中，第一通道323a沿著中間部件321的下邊緣部分形成。 第二通道323b沿著中間部件321的上邊緣部分在與該第一通道323a平行的 方向上形成。在本實(shí)施例中，歧管322形成在中間部件321的每個(gè)單元區(qū)域321a中。 歧管322提供有與燃料通道323的第一通道323a連接的出口 322a和與燃料 通道323的第二通道323b連接的入口 322b。出口 322a允許流過第一通道323a的燃料流出至將在后面進(jìn)一步描述的 陽(yáng)極部分340的流動(dòng)通路。入口 322b允許流過陽(yáng)極部分340的燃料流入第 二通道323b。此外，中間部件321提供有用于在其端部將燃料注入的燃料注入部分 324，以及用于將流過第二通道323b的燃料在其另一端部排出的燃料排放部 分325。在這種情況中，燃料注入部分324可以通過常規(guī)管道連接于燃料泵。具有前述結(jié)構(gòu)的中間部件321分為兩部分，即，如圖12所示的第一部 分326和第二部分327。第一部分326和第二部分327附接成一體以形成圖 11所示的燃料通道323。更具體而言，燃料通道323的第一通道323a和對(duì) 應(yīng)于第二通道323b的第一凹槽326a形成在第一部分326的一側(cè)上。此外， 燃料通道323的第一通道323a和對(duì)應(yīng)于第二通道323b的第二凹槽327a形
成在第二部分327的一側(cè)上。在此，上述的多個(gè)單元區(qū)域321a形成在第一 部分326和第二部分327的另一側(cè)上。因此，根據(jù)本實(shí)施例的中間部件321的第一部分326和第二部分327的 一側(cè)彼此集成，同時(shí)彼此面對(duì)以在它們之間形成燃料通道323。下文中，以彼此間隔預(yù)定間隔設(shè)置在中間部件321兩側(cè)的發(fā)電器330的 結(jié)構(gòu)將參照?qǐng)D9和IO詳細(xì)描述。發(fā)電器330包括MEA 350、陽(yáng)極部分340和陰極部分360,陽(yáng)極部分 340和陰極部分360與設(shè)置在其間的MEA 350的兩側(cè)緊密接觸設(shè)置。第一電極層(陽(yáng)極)351形成在MEA 350的一側(cè)上，第二電極層(陰 極)352形成在MEA 350的另一側(cè)上，電解質(zhì)膜353形成在兩電極層351 和352之間，由此構(gòu)成常少見的MEA。在第一電極層351中，燃料中包含的氫分解成電子和氫離子，在電解質(zhì) 膜353中，氫離子移動(dòng)至第二電極層352，在第二電極層中，由第一電極層 351提供的電子和氫離子與另外提供的氧反應(yīng)產(chǎn)生水和熱。在本實(shí)施例中，MEA 350具有對(duì)應(yīng)于陽(yáng)極部分340和陰極部分360的 尺寸，并且可以包括在其邊緣部分的常規(guī)墊圈(未示出)。陽(yáng)極部分340緊密接觸MEA 350的第一電極層351，并且設(shè)置在每個(gè) 單元區(qū)域321a處，同時(shí)與中間部件321的兩側(cè)保持預(yù)定間隔。在陽(yáng)極部分340中，燃料循環(huán)并且被分配提供給MEA 350的第一電極 層351。此外，陽(yáng)極部分340具有導(dǎo)體功能，使得從燃料中包含的氫分解的 電子通過第一電極層351移動(dòng)至發(fā)電器330的相鄰陰極部分360。因此，陽(yáng)極部分340包括第一通道342和第一通道部件341，燃料通過 該第一通道342循環(huán)，該第一通道部件341設(shè)置在中間部件321的每個(gè)單元 區(qū)域321a中。第一通道部件341由導(dǎo)電的金屬板構(gòu)成，具有對(duì)應(yīng)于MEA 350的尺寸， 并且與單元區(qū)域321a的嚙合凹槽321b嚙合。在本實(shí)施例中，第一通道部件341具有導(dǎo)體功能，使得電子移動(dòng)至如上
所述的發(fā)電器330的相鄰陰極部分360。因此，第一通道部件341被構(gòu)造成 集流器344，其用于收集具有與陰極部分360的極性相反極性的電流。因此，第一通道部件341提供有端子部分345，其通過導(dǎo)線電連接于發(fā) 電器330的相鄰陰極部分360。端子部分345集成到第一通道部件341中成為一體，并且包括從中間部 件321的邊緣部分向外伸出的突起部分346。在這種情況中，突起部分346 從通道部件341的端部突出，并且相應(yīng)的突起也提供在相鄰第一通道部件的 相應(yīng)端部，以與突起346對(duì)齊。第一通道342被構(gòu)造有多個(gè)通道343,其用于連接歧管322,即，在單 元區(qū)域321a中形成的出口 322a和入口 322b，以便4吏通過第一通道323a注 入的燃并+流動(dòng)。將第一通道342構(gòu)造為貫通第一通道部件341的板的孔，更優(yōu)選地，將 其沿著第一通道部件341的縱向之間間隔預(yù)定間隔地形成為直線，其端部在 交替位置接續(xù)，從而形成蛇曲形狀。在這種情況中，第一通道部件341與單 元區(qū)域321a的嚙合凹槽321b嚙合，使得第一通道342的端部連接于歧管322 的出口 322a,并且另一端部連接于歧管322的入口 322b。在本實(shí)施例中，陰極部分360緊密接觸MEA 350的第二電極層352, 并且與端板370嚙合，后面將進(jìn)一步描述彼此間具有預(yù)定間隔的該端板。在陰極部分360中，大氣中的空氣通過空氣的擴(kuò)散或者對(duì)流流動(dòng)，使得 空氣被分配并且被提供給MEA 350的第二電極層352。此外，陰極部分360 具有導(dǎo)體功能，使得可以將來自發(fā)電器330的陽(yáng)極部分340的電子提供給陰 極部分360。因此，陰極部分360由導(dǎo)電的金屬板構(gòu)成，并且包括具有第二通道362 的第二通道部件361 ，從而將空氣分配給MEA 350的第二電極層352。在這種情況中，第二通道部件361具有對(duì)應(yīng)于第一通道部件341和MEA 350的尺寸。此外，將第二通道362構(gòu)造為貫通該板的孔，更優(yōu)選地，第二 通道362在整個(gè)板上包括多個(gè)氣孔363。 此外，第二通道部件361具有導(dǎo)體功能，使得將來自如上所述的發(fā)電器 330的相鄰陽(yáng)極部分340的電子提供給第二通道部件361。因此，第二通道 部件361被構(gòu)造為集流器364,集流器364用于收集具有與陽(yáng)極部分340的 極性相反的電流。第二通道部件361包括端子部分365，其電連接于發(fā)電器330的相鄰陽(yáng) 才及部分340,即，第一通道部件341的端子部分345。端子部分365集成于第二通道部件361成為一體，并且包括從中間部件 321的邊緣部分向外伸出的突起366。突起366從通道部件361的端部突出，并且相應(yīng)的突起也提供在相鄰的 第二通道部件的相應(yīng)端部以與突起366對(duì)齊。此外，第二通道部件361的突 起366和第一通道部件341的突起346交替設(shè)置在中間部件321的縱向上。根據(jù)本實(shí)施例的燃料電池主體400中，陰極部分360的第二通道部件 361固定于中間部件321的兩側(cè)，同時(shí)，燃料電池主體400包括端板370， 從而允許第二通道部件361牢固附著于MEA 350。端板370包括開口 371,從而將第二通道部件361暴露于大氣中。開口 371具有對(duì)應(yīng)于第二通道部件361大小的尺寸。此外，端板370還包括沉口 (snag) 372，如圖13所示，其形成在開口 371的邊緣部分附近。該沉口 372具有對(duì)應(yīng)于第二通道部件361厚度的厚度， 從而固定了第二通道部件361的位置。此外，沉口 372擠壓第二通道部件 361的邊緣部分，使得第二通道部件361與MEA350緊密接觸。在本實(shí)施例中，每個(gè)端板370通過多個(gè)緊固部件380集成于中間部件 321成為一體。緊固部件380包括常規(guī)的緊固螺栓381，其貫穿端板370的不包括開口 371的部分，以將其緊固于中間部件321中除了單元區(qū)域321a以外的區(qū)域。現(xiàn)在描述具有根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的前述結(jié)構(gòu)的燃料電池主體400 的制造工藝。首先，第一通道部件341安裝于中間部件321的單元區(qū)域321a 中。
第一通道部件341與中間部件321的兩側(cè)保持預(yù)定間隔，并且與。齒合凹 槽321b嚙合，使得第一通道部件341的一側(cè)緊密接觸單元區(qū)域321a的內(nèi)表 面。在這種狀態(tài)中，MEA 350的第一電極層351與第一通道部件341的另 一側(cè)緊密接觸地設(shè)置。在此，靠近MEA 350的邊緣部分形成的墊圏(未示 出)可以設(shè)置在在中間部件321的兩側(cè)形成的突起部分(除單元區(qū)域的部分) 上，并且與第一通道部件341的另一側(cè)接觸地設(shè)置。接著，第二通道部件361固定于端板370的開口 371處。更具體而言， 第二通道部件361與靠近開口 371的邊緣部分形成的沉口 372嚙合，從而i呆 持固定狀態(tài)。接下來，設(shè)置端板370與中間部件321的突起部分接觸。在這種情況中， 第二通道部件361接觸MEA350的第二電極層352。接下來，緊固部件380貫穿端板370中不包括開口 371的部分，以與中 間部件321的突起部分，即中間部件321中不包括單元區(qū)域321a的區(qū)域緊 固。然后，端板370通過緊固部件380緊固于中間部件321,使得端板370 擠壓第二通道部件361的邊緣部分，從而第二通道部件361緊密接觸MEA 350的第二電極層352。因此，通過前述工藝就完成了根據(jù)第四實(shí)施例的燃料電池主體400的制 造。燃料電池主體400相對(duì)于前述的電子設(shè)備主體的旋轉(zhuǎn)，使得包括在每個(gè) 發(fā)電器330的陰極部分360中的第二通道部件361的氣孔363暴露于大氣中。燃料電池主體400還可以容納于另外的外殼中(未示出)。在這種情況 中，該外殼在其兩側(cè)提供有多個(gè)孔。結(jié)果，包括在每個(gè)發(fā)電器330的陰極部 分360中的第二通道部件361的氣孔363暴露于大氣中。根據(jù)如上所述的本發(fā)明，通過燃料電池主體的兩側(cè)提供空氣，燃料電池 主體相對(duì)于折疊結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備旋轉(zhuǎn)。因此，抵御溫度升高的穩(wěn)定性可以由 燃料電池主體保證，并且可以最大化電能輸出。此外，電子設(shè)備是便攜式的 并且易于用戶使用而不用考慮周圍環(huán)境。 且在燃料電池主體中產(chǎn)生的電能可以用作主電源。因此，電子設(shè)備主體是便 攜式的并且用戶易于使用燃料電池系統(tǒng)而不用考慮周圍環(huán)境。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例和改進(jìn)實(shí)例，但本發(fā)明不限于這 些實(shí)施例和實(shí)例，而且在不脫離本發(fā)明的附帶權(quán)利要求、詳細(xì)的說明書和附 圖的范圍的前提下可以作各種方式修改。因此，顯然這些修改屬于本發(fā)明的 范圍。
權(quán)利要求
1、 一種電子設(shè)備，包括 電子設(shè)備主體；和燃料電池主體，該燃料電池主體具有用于產(chǎn)生電能的發(fā)電器并且可相對(duì) 于該電子設(shè)備主體旋轉(zhuǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備包括安裝部件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2的電子設(shè)備，其中該安裝部件與電子設(shè)備主體集成 為一體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2的電子設(shè)備，其中該安裝部件可與該電子設(shè)備主體 分離。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，還包括一鉸鏈部分，該燃料電池主體 通過該鉸鏈部分與電子設(shè)備主體鉸接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2的電子設(shè)備，還包括設(shè)置在該安裝部件中并且儲(chǔ)存 燃料的燃料罐。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的電子設(shè)備，其中該安裝部件包括用于容納該燃料 罐的容納部分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的電子設(shè)備，其中該燃料罐可從該容納部分拆離。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6的電子設(shè)備，還包括一燃料泵，其設(shè)置在安裝部件 中，用于將燃料罐中儲(chǔ)存的燃料提供給發(fā)電器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中該燃料電池主體具有矩形平板形狀。
11、 根據(jù)權(quán)利要求4的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備主體可從該安裝部件 拆離。
12、 一種電子設(shè)備，包括 電子設(shè)備主體；和燃料電池主體，該燃料電池主體具有用于產(chǎn)生電能的發(fā)電器并且可相對(duì)于該電子設(shè)備主體旋轉(zhuǎn)，其中該發(fā)電器包括第一電極層、第二電極層和插在該第一電極層和第二電極層之間的電解 質(zhì)膜；對(duì)應(yīng)于該第一電極層的陽(yáng)極部分；和 對(duì)應(yīng)于該第二電極層的陰極部分。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備主體包括安裝部件。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的電子設(shè)備，其中該安裝部件與該電子設(shè)備主體 集成為一體。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13的電子設(shè)備，其中該安裝部件可與該電子設(shè)備主 體分離。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12的電子設(shè)備，還包括一鉸鏈部分，該燃料電池主 體通過該鉸鏈部分與電子設(shè)備主體鉸接。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13的電子設(shè)備，還包括設(shè)置在該安裝部件中并且儲(chǔ) 存燃料的燃料罐。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的電子設(shè)備，其中該安裝部件包括用于容納燃料 罐的容納部分。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18的電子設(shè)備，其中該燃料罐可從該容納部分拆離。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17的電子設(shè)備，還包括設(shè)置在安裝部件中的燃料泵， 其用于將在燃料罐中儲(chǔ)存的燃料提供給發(fā)電器。
21、 根據(jù)權(quán)利要求12的電子設(shè)備，其中該燃料電池主體具有矩形平板 形狀。
22、 根據(jù)權(quán)利要求15的電子設(shè)備，其中該電子設(shè)備主體可從該安裝部 件拆離。
23、 根據(jù)權(quán)利要求13的電子設(shè)備，其中該發(fā)電器包括一對(duì)或者更多對(duì) 膜電極組件MEA,在一對(duì)MEA之間具有一中間部件，并且其中該MEA包括從該中間部件開始順序設(shè)置的陽(yáng)極、電解質(zhì)膜、陰極。
24、 根據(jù)權(quán)利要求12的電子設(shè)備, 氣孔并且容納所述發(fā)電器的外殼。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24的電子設(shè)備， 述發(fā)電器。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的電子設(shè)備， 一側(cè)的方式設(shè)置在外殼中。其中該燃料電池主體包括具有多個(gè) 其中該外殼容納彼此面對(duì)的一對(duì)所 其中該發(fā)電器的陰極以面向該外殼
全文摘要
提供一種電子設(shè)備，包括電子設(shè)備主體和燃料電池主體，該燃料電池主體具有用于產(chǎn)生電能的發(fā)電器并且可相對(duì)于電子設(shè)備主體旋轉(zhuǎn)。該發(fā)電器包括第一電極層、第二電極層和插在該第一電極層和第二電極層之間的電解質(zhì)膜、對(duì)應(yīng)于該第一電極層的陽(yáng)極部分和對(duì)應(yīng)于該第二電極層的陰極部分。
文檔編號(hào)H01M2/10GK101145603SQ20061014953
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月13日
發(fā)明者權(quán)鎬真 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社