专利名称：用于组装平板式膜电极组层的组装方法及其结构的利记博彩app
技术领域：
本发明是关于一种用于燃料电池中的膜电极组层的组装方法及其结构，特别是指用于组装平板式膜电极组层的组装方法及其结构。
背景技术：
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池的种类相当多，而且分类的方式也各有所不同，若依电解质性质不同加以区分，有碱性燃料电池、磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池等五种不同电解质的燃料电池。其中，质子交换膜燃料电池又包含所谓直接甲醇燃料电池，直接以甲醇为燃料，而不需先改质成氢气，是目前研发能量较高的技术之一，其应用目标包含大型发电厂、汽车用发电机、携带式电源等。
然而，公知燃料电池的制造程序，由于未考虑到量产化的生产规模，采取手工的生产方式来制造燃料电池，因而使得燃料电池的制造程序尚无法进入自动化且大量生产的阶段。此外，燃料电池中关键组件之一的膜电极组(Membrane Electrode Assembly)在生产过程中常有干燥的现象发生，或者容易卷曲，以及在组装过程中因为晃动移位所引起的组装质量始终低劣等问题，此种问题可能导致所组装成的燃料电池模块会有液体外漏之虞。
再者，考虑到能够提供给工业界所实行的制造程序至少必须具备下列两特点一、制造程序自动化且能够大量制造燃料电池；二、大幅度降低制造时所产生的人为因素的误差。
是以，本发明的发明人基于燃料电池的公知制造技艺所显见的缺点，以及工业界对于燃料电池的制造技术的期盼，因而亟思发明改良，乃发明出一种用于组装平板式膜电极组层的组装方法及其结构，来解决上述公知缺点。
发明内容
本发明的主要目的，是提供一种用于组装平板式膜电极组层的组装方法，可以有效提升燃料电池的组装质量，而且能够以自动化的方式来大量组装制造燃料电池。
本发明的另一目的，是提供一种平板式膜电极组层结构，用以改善公知制造技术中膜电极组可能干燥以及容易卷曲等问题。
本发明为达成上述目的，本发明提供一种用于组装平板式膜电极组层的组装方法，包括下列步骤提供至少一个以上的膜电极组(Membrane ElectrodeAssembly)；提供一框板(Frame)，其中该框板系具有至少一个以上的第一开孔，且该第一开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积；提供一接合片(Bonding Sheet)，其中该接合片具有至少一个以上的第二开孔，且该第二开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积，且各个第二开孔分别对应于各个第一开口；将该些膜电极组分别置放在该框板的该些第一开孔，然后，将该接合片覆盖于该些膜电极组；然后在该接合片上环绕于该些第二开孔的加压区域施予压合，使得依序堆栈的该接合片、该些膜电极组、该框板能够接合成一片平板式膜电极组层，其中该些加压区域对应于环绕该些膜电极组的外部周围。
藉由实施本发明的组装方法，可制造本发明的平板式膜电极组层结构，其中，该平板式膜电极组层结构包括一框板(Frame)，其中该框板具有至少一个以上的开孔。至少一个以上的膜电极组(Membrane Electrode Assembly)，对应于该开孔而设置于该框板上，其中该膜电极组的面积略大于该开孔的开口面积。以及一接合层，覆盖于该些膜电极组且系压合在环绕于该些膜电极组的外部周围的该框板上。
为使熟悉该项技术的人士了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体实施例，并配合所附的附图，对本发明详加说明如后。
图1A显示本发明平板式膜电极组层结构的第一具体实施例的立体分解图。
图1B显示图1A之平板式膜电极组层结构压合后的剖面示意图。
图2显示图1A的平板式膜电极组层之组装方法的流程图。
图3A显示本发明平板式膜电极组层结构的第二具体实施例的立体分解图。
图3B显示图3A之平板式膜电极组层结构压合后的剖面示意图。
图4显示图3A的平板式膜电极组层之组装方法的流程图。
其中1平板式膜电极组层结构30框板2组装方法32膜电极组4组装方法320贯通孔10框板 34第一接合片100第一开孔 340第二开孔12膜电极组 35第二接合片14接合片 350第三开孔140第二开孔 352加压区域142加压区域 36热压合机14a接合层38接合层16热压合机 40、42、44、46、48、49步骤20、22、24、26、28步骤3平板式膜电极组层结构具体实施方式
本发明的平板式膜电极组层结构1主要是将膜电极组12密接合在框板10上所制造而成，而且本发明主要是针对膜电极组12与框板10的组装结构，至于关于构成燃料电池的其余部份，例如燃料流道、燃料储存槽等，并非本发明重点所在，故不予赘言描述。
图1A显示本发明平板式膜电极组层结构的第一具体实施例的立体分解图。图1B显示图1A的平板式膜电极组层结构压合后的剖面示意图。如图1A与图1B所示，本发明的平板式膜电极组层结构(1)包括框板(10)，其具有至少一个以上的第一开孔(100)，而且框板(10)可以用作为燃料电池中的阳极电极板或阴极电极板，或者仅是一印刷电路板基材，例如FR4基材、软性电路板等，端视制造者所欲设计的燃料电池结构而定。
至少一个以上的膜电极组(12)，其对应于第一开孔(100)而设置于框板(10)上，其中膜电极组(12)的面积略大于第一开孔(100)的开口面积。而且，膜电极组(12)可以为一直接甲醇燃料电池所使用的膜电极组。
接合层(14a)，其覆盖于该些膜电极组(12)且压合在环绕于该些膜电极组(12)的外部周围的框板(10)上，其中接合层(14a)在图1A中的接合片(14)上环绕于该些第二开孔(140)的加压区域(142)施予压合后，因而形成在环绕于该些膜电极组(12)的外部周围的框板(10)上。其中，该些加压区域(142)对应于环绕该些膜电极组(12)的外部周围。再者，适用于本发明的接合片(14)或接合层(14a)，可以利用印刷电路板制造程序中常使用的Prepreg树脂胶片。
图2显示图1A的平板式膜电极组层之组装方法的流程图。本发明的组装方法(2)主要包括有步骤(20)、步骤(22)、步骤(24)、步骤(26)及步骤(28)，分别说明如下内文。步骤(20)提供至少一个以上的膜电极组(12)。步骤(22)提供框板(10)，其中框板(10)具有至少一个以上的第一开孔(100)，且第一开孔(100)的开口面积略小于膜电极组(12)的面积。步骤(24)提供接合片(14)，其中接合片(14)具有至少一个以上的第二开孔(140)，且第二开孔(140)的开口面积略小于膜电极组(12)的面积，且各个第二开孔(140)分别对应于各个第一开口(100)。步骤(26)将该些膜电极组(12)分别置放在框板(10)的该些第一开孔(100)，然后，将接合片(14)覆盖于该些膜电极组(12)。
接着，步骤(28)在接合片(14)上环绕于该些第二开孔(140)的该些加压区域(142)施予压合，使得依序堆栈的接合片(14)、该些膜电极组(12)、框板(10)能够接合成一片平板式膜电极组层(1)，其中该些加压区域(142)对应于环绕该些膜电极组(12)的外部周围。再者，该施予压合的步骤可以使用热压合机(16)在接合片(14)上的该些加压区域(142)施予热压合，且该些加压区域(142)的宽度W系介于1mm至5mm之间，或是界面大于0mm至1mm之间。
上述定义于第二开孔(140)的加压区域(142)，其位置采接近于第二开孔(140)的开口边缘，但是并不会与下层的膜电极组(12)发生重迭，也就是说，施予在加压区域(142)的压合力量不会传送在膜电极组(12)。
图3A显示本发明平板式膜电极组层结构的第二具体实施例的立体分解图。图3B显示图3A的平板式膜电极组层结构压合后的剖面示意图。如图3A与图3B所示，本发明的平板式膜电极组层结构(3)包括框板(30)，具有至少一个以上的第一开孔(300)，而且框板(30)可以用作为燃料电池中的阳极电极板或阴极电极板，或者仅是一印刷电路板基材，例如FR4基材、软性电路板等，端视制造者所欲设计的燃料电池结构而定。
至少一个以上的膜电极组(32)，其对应于第一开孔(300)而设置于框板(30)上，其中膜电极组(32)的面积略小于第一开孔(300)的开口面积，且膜电极组(32)的边缘区域具有至少一个以上的贯通孔(320)。而且，膜电极组(32)可以是一直接甲醇燃料电池所使用的膜电极组。
接合层(38)，其压合在该些膜电极组(32)的边缘区域，且接合层(38)是通过该边缘区域的该些贯通孔(320)而压合在框板(30)上。其中，接合层(38)在图3A中的第二接合片(35)上环绕于该些第三开孔(350)的加压区域(352)施予压合后，第二接合片(35)的部分材质会渗入膜电极组(32)边缘区域内的贯通孔(320)，且第一接合片(34)的部分材质亦会渗入贯通孔(320)，然后第一接合片(34)及第二接合片(35)便接合在一块，因而形成接合层(38)。再者，适用于本发明的第一、二接合片(34)、(35)或接合层(38)，可以利用印刷电路板制造程序中常使用的Prepreg树脂胶片、AB胶等具抗腐蚀及/或防酸材质。
图4显示图3A的平板式膜电极组层之组装方法的流程图。本发明的组装方法(4)主要包括有步骤(40)、步骤(42)、步骤(44)、步骤(46)、步骤(48)及步骤(49)，分别说明如下内文。步骤(40)提供至少一个以上的膜电极组(32)，其中膜电极组(32)的边缘区域具有至少一个以上的贯通孔(320)。步骤(42)提供框板(30)，其中框板(30)具有至少一个以上的第一开孔(300)，且第一开孔(300)的开口面积略小于膜电极组(32)的面积。步骤(44)系提供一第一接合片(34)，其中第一接合片(34)具有至少一个以上的第二开孔(340)，且第二开孔(340)的开口面积略小于膜电极组(32)的面积，且各个第二开孔(340)分别对应于各个第一开孔(300)。步骤(46)提供一第二接合片(35)，其中第二接合片(35)具有至少一个以上的第三开孔(350)，且第三开孔(350)的开口面积略小于膜电极组(32)的面积，且各个第三开孔(350)分别对应于各个第一开孔(300)。
接着，步骤(48)依序将第一接合片(34)、该些膜电极组(32)、第二接合片(35)迭放在框板(30)上，其中各个膜电极组(32)分别对应于框板(30)的各个第一开孔(300)。然后，步骤(49)在第二接合片(35)上环绕于该些第三开孔(350)的该些加压区域(352)施予压合，使得依序堆栈的框板(30)、第一接合片(34)、该些膜电极组(32)、第二接合片(35)能够接合成一片平板式膜电极组层，其中该些加压区域(352)对应于该些膜电极组(32)的该些边缘区域。
上述的该施予压合的步骤可使用热压合机(36)在第二接合片(35)上的该些加压区域(352)施予热压合。由于第一、二接合片(34)、(35)使用一固态接合剂，故当温度达一溶解温度时，上、下两片的固态接合剂即溶解，而渗入膜电极组(32)边缘区域内的贯通孔(320)，当固态接合剂冷却后，膜电极组(32)便紧密贴合于框板(30)上，最后形成本发明的平板式膜电极组层结构(3)。
本发明所提供用于组装平板式膜电极组层的组装方法及其结构，乃能够达到以下效果1.本发明的组装方法及组装结构，可以藉由热压机一次压合成型，不再仰赖人工组装的方式，因而可以达到自动化与大量生产的目的，同时显著提升燃料电池的组装质量。再者，亦克服公知技术中膜电极组容易干燥及卷曲等问题。
2.本发明的组装结构，可以利用印刷电路板制造程序中常使用的Prepreg树脂胶片做为接合片或接合层，由于此种胶片具有轻薄的特性，因而使得具有本发明组装结构的燃料电池同样有轻薄的特点，此将有利于运用在可携式电子产品中。
虽然本发明已以具体实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，其所作的更动与润饰皆属于本发明的范畴，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种用于组装平板式膜电极组层的组装方法，包括下列步骤提供至少一个以上的膜电极组；提供一框板，其中该框板具有至少一个以上的第一开孔，且该第一开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积；提供一接合片，其中该接合片具有至少一个以上的第二开孔，且该第二开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积，且各个第二开孔分别对应于各个第一开孔；将该些膜电极组分别置放在该框板的该些第一开孔，然后，将该接合片覆盖于该些膜电极组；然后在该接合片上环绕于该些第二开孔的加压区域施予压合，使得依序堆栈的该接合片、该些膜电极组、该框板能够接合成一片平板式膜电极组层，其中该些加压区域系对应于环绕该些膜电极组的外部周围。
2.如权利要求1所述的组装方法，其特征在于该施予压合的步骤，是使用热压合机在该接合片上的该些加压区域施予热压合，且该些加压区域的宽度介于1mm至5mm之间。
3.如权利要求1所述的组装方法，其特征在于该施予压合的步骤，是使用热压合机在该接合片上的该些加压区域施予热压合，且该些加压区域的宽度介于大于0mm至1mm之间。
4.如权利要求1所述的组装方法，其特征在于该膜电极组，为直接甲醇燃料电池的膜电极组。
5.如权利要求1所述的组装方法，其特征在于该框板是一阳极电极板。
6.如权利要求1所述的组装方法，其特征在于该框板是一阴极电极板。
7.如权利要求1所述的组装方法，其特征在于该接合片是一Prepreg树脂胶片。
8.一种平板式膜电极组层结构，包括一框板，其中该框板具有至少一个以上的第一开孔；至少一个以上的膜电极组，其对应于该第一开孔而设置于该框板上，其中该膜电极组的面积略大于该第一开孔的开口面积；一接合层，其覆盖于该些膜电极组且压合在环绕于该些膜电极组的外部周围的该框板上。
9.如权利要求8所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该膜电极组，为直接甲醇燃料电池的膜电极组。
10.如权利要求8所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该框板为一阳极电极板。
11.如权利要求8所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该框板为一阴极电极板。
12.如权利要求8所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该接合层是一Prepreg树脂胶片。
13.一种用于组装平板式膜电极组层的组装方法，包括下列步骤提供至少一个以上的膜电极组，其中该膜电极组的边缘区域具有至少一个以上的贯通孔；提供一框板，其中该框板具有至少一个以上的第一开孔，且该第一开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积；提供一第一接合片，其中该第一接合片具有至少一个以上的第二开孔，且该第二开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积，且各个第二开孔分别对应于各个第一开孔；提供一第二接合片，其中该第二接合片具有至少一个以上的第三开孔，且该第三开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积，且各个第三开孔分别对应于各个第一开孔；依序将该第一接合片、该些膜电极组、该第二接合片迭放在该框板上，其中各个膜电极组分别对应于该框板的各个第一开孔；然后在该第二接合片上环绕于该些第三开孔的加压区域施予压合，使得依序堆栈的该框板、该第一接合片、该些膜电极组、该第二接合片能够接合成一片平板式膜电极组层，其中该些加压区域对应于该些膜电极组的边缘区域。
14.如权利要求13所述的组装方法，其特征在于其中该膜电极组，为直接甲醇燃料电池的膜电极组。
15.如权利要求13所述的组装方法，其特征在于该框板为一阳极电极板。
16.如权利要求13所述的组装方法，其特征在于该框板是一阴极电极板。
17.如权利要求13所述的组装方法，其特征在于该第一接合片是一Prepreg树脂胶片。
18.如权利要求13所述的组装方法，其特征在于该第二接合片是一Prepreg树脂胶片。
19.一种平板式膜电极组层结构，包括一框板(Frame)，其中该框板具有至少一个以上的第一开孔；至少一个以上的膜电极组，其对应于该第一开孔而设置于该框板上，其中该膜电极组的面积略大于该第一开孔的开口面积，且该膜电极组的边缘区域具有至少一个以上的贯通孔；一接合层，其压合在该些膜电极组的边缘区域，且该接合层是通过该边缘区域的该些贯通孔而压合在该框板上。
20.如权利要求19所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该膜电极组，为直接甲醇燃料电池的膜电极组。
21.如权利要求19所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该框板是一阳极电极板。
22.如权利要求19所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该框板是一阴极电极板。
23.如权利要求19所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该接合层为一抗腐蚀及/或防酸材质。
24.如权利要求23所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该抗腐蚀及/或防酸材质是一Prepreg树脂胶片。
25.如权利要求19所述的平板式膜电极组层结构，其特征在于该抗腐蚀及/或防酸材质为一AB胶。
全文摘要
本发明揭露一种用于组装平板式膜电极组层的组装方法及其结构。其中，该组装方法包括下列步骤提供至少一个以上的膜电极组；提供一框板，其中该框板具有至少一个以上的第一开孔，且该第一开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积；提供一接合片，其中该接合片系具有至少一个以上的第二开孔，且该第二开孔的开口面积略小于该膜电极组的面积，且各个第二开孔分别对应于各个第一开口；将该些膜电极组分别置放在该框板的该些第一开孔，然后，将该接合片覆盖于该些膜电极组；然后在该接合片上环绕于该些第二开孔的加压区域施予压合，使得依序堆栈的该接合片、该些膜电极组、该框板能够接合成一片平板式膜电极组层，其中该些加压区域对应于环绕该些膜电极组的外部周围。
文档编号H01M8/02GK101071862SQ200610078800
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者许锡铭, 张仓铭, 潘俊祎, 张家豪 申请人:胜光科技股份有限公司