專利名稱：燃料電池和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配備有其中電解質(zhì)膜設(shè)置在陽極電極和陰極電極之間的電極結(jié)構(gòu)的燃料電池，以及一種使用該燃料電池的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
燃料電池具有其中電解質(zhì)設(shè)置在陽極電極(燃料電極)和陰極電極(氧電極)之間的配置。向陽極電極供給燃料，并且向陰極電極供給氧化劑。在供給時(shí)，發(fā)生由氧化劑引起燃料的氧化的氧化-還原反應(yīng)，從而燃料擁有的化學(xué)能被轉(zhuǎn)換為電能。對于該燃料電池，當(dāng)由于作為燃料供給系統(tǒng)的任何故障的結(jié)果而過度供給燃料引起發(fā)生滲透(crossover)時(shí)，或者當(dāng)由于燃料的過度供給而發(fā)生陽極電極和陰極電極之間的短路時(shí)，有可能引起異常發(fā)熱。燃料電池的這種異常發(fā)熱是包括燃料電池的電子設(shè)備的故障的起因。先前提出了，例如，通過在燃料供給部的開口部分處提供親水性聚合物溶脹膜，調(diào)整以氣體形式供給燃料的氣化型燃料電池中的燃料的濃度(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。引用文獻(xiàn)列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本未審專利公開第2006-269126號

發(fā)明內(nèi)容
專利文獻(xiàn)1中描述的先前的技術(shù)實(shí)際上有如下功能通過作為在燃料電池內(nèi)部的溫度增加(異常發(fā)熱)期間的聚合物溶脹膜的凝膠化的結(jié)果而減少燃料的擴(kuò)散速度，來防止燃料的過度供給。然而，由于燃料供給不能完全停止，因此防止異常發(fā)熱的效果是不足的?？紤]到這些缺點(diǎn)提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在異常發(fā)熱時(shí)確實(shí)切斷燃料和/或空氣的供給的燃料電池，以及一種包括該燃料電池的電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃料電池包括具有陽極電極和陰極電極之間的電解質(zhì)膜的電極結(jié)構(gòu)(發(fā)電部)。在該電極結(jié)構(gòu)中，可熔多孔膜設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)中的陽極電極和陰極電極中至少一個(gè)的電解質(zhì)膜的相對側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電子設(shè)備包括上文描述的本發(fā)明的燃料電池。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃料電池中，可熔多孔膜設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)中的未配備電解質(zhì)膜的陽極電極側(cè)和其中未配備電解質(zhì)膜的陰極電極側(cè)中的一個(gè)或兩者上。對于該配置，當(dāng)在電極結(jié)構(gòu)(發(fā)電部)中發(fā)生異常發(fā)熱時(shí)，可熔多孔膜熔化并且變形，從而其中形成的小孔消失。因此，從而阻塞了氧(空氣)或燃料去往電極結(jié)構(gòu)的通路。結(jié)果，去往電極結(jié)構(gòu)側(cè)的燃料和/或空氣的供給被切斷。另一方面，在正常發(fā)熱時(shí)，可熔多孔膜簡單地允許燃料和/或空氣從中通過。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃料電池，可熔多孔膜設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)中的未配備電解質(zhì)膜的陽極電極側(cè)和其中未配備電解質(zhì)膜的陰極電極側(cè)中的一個(gè)或兩者上，從而可以在異常發(fā)熱期間確實(shí)切斷燃料和/或空氣的供給。該配置因此防止了額外的異常發(fā)熱，可以增加燃料電池的安全級，并且還可以增加包括該燃料電池的電子設(shè)備的安全級。


[圖1]本發(fā)明的第一實(shí)施例中的燃料電池的示圖，示出了該燃料電池的配置。[圖2]可熔多孔膜的示圖，示出了該可熔多孔膜的結(jié)構(gòu)的示例以及熔化之后的狀態(tài)。[圖3]本發(fā)明的第二實(shí)施例中的燃料電池的示圖，示出了該燃料電池的配置。[圖4]示出了經(jīng)修改的示例1中的配置的示圖。[圖5]示出了經(jīng)修改的示例2中的配置的示圖。[圖6]示出了經(jīng)修改的示例3中的配置的示圖。[圖7]示出了經(jīng)修改的示例4中的配置的示圖。[圖8]示出了經(jīng)修改的示例5中的配置的示圖。[圖9]示出了經(jīng)修改的示例6中的配置的示圖。[圖10]電子設(shè)備的示圖，示出了該電子設(shè)備的配置。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例中的燃料電池的示圖，示出了該燃料電池的配置。該燃料電池1用在移動電子設(shè)備、筆記型個(gè)人計(jì)算機(jī)或者后面將描述的其他設(shè)備中，并且例如，配備有用作發(fā)電部的電極結(jié)構(gòu)10。電極結(jié)構(gòu)10是直接甲醇燃料電池(DMFC)，其中電解質(zhì)膜12設(shè)置在例如，陰極電極(空氣電極)11和陽極電極(燃料電極)13之間。陰極電極 11在外側(cè)配備有陰極側(cè)外部件15，并且陽極電極13在外側(cè)配備有陽極側(cè)外部件16。陰極電極11是將催化劑層IlB形成到陰極集電體IlA的結(jié)果，并且相似地，陽極電極13是將催化劑層1 形成到陽極集電體13A的結(jié)果。陰極電極11和陽極電極13因而均是在碳布等表面上形成催化劑層，并且在其下側(cè)形成集電體的結(jié)果。催化劑層包括鉬 (Pt)、釕(Ru)等，并且集電體是鈦(Ti)網(wǎng)等。電解質(zhì)膜12由聚全氟烷基磺酸樹脂(Ε. I. du Pont de Nemours and Company制造的“Nafion(注冊商標(biāo))”)或者具有質(zhì)子傳導(dǎo)性的其他樹脂膜制成。陰極電極11、陽極電極13和電解質(zhì)膜12均通過密封墊(gasket) 14進(jìn)行固定設(shè)置。陰極側(cè)外部件15具有例如2. Omm的厚度，并且由耐酸(alumited)鋁(Al)板、鈦 (Ti)板、耐酸金屬板等配置，但是其材料沒有特別限制。注意，陰極側(cè)外部件15被形成為具有用于使空氣，即氧從其中通過的多個(gè)氧供給孔15A。通過這些氧供給孔15A，向陰極電極 11提供空氣，即氧。陽極側(cè)外部件16由具有高熱傳導(dǎo)性和出眾的耐腐蝕性的材料制成，諸如不銹鋼、 鋁(Al)或鈦(Ti)。此外，陽極側(cè)外部件16被形成為具有用于使燃料從其中通過的多個(gè)燃料供給孔16A。通過這些燃料供給孔16A，將燃料提供給陽極電極13。
陽極側(cè)外部件16在外側(cè)配備有燃料供給部件17以便于彼此相對，并且陽極側(cè)外部件16和燃料供給部件17因而形成它們之間的內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間用作用于燃料氣化的氣化室18。就是說，燃料電池1是使液體燃料在氣化室18中氣化的氣化類型，并且將得到的氣體形式的燃料提供給陽極電極13。例如，與陽極側(cè)外部件16相似，燃料供給部件17 由具有高熱傳導(dǎo)性和出眾的耐腐蝕性的材料制成，諸如不銹鋼、鋁(Al)或鈦(Ti)。此外， 燃料供給部件17與燃料供給管(未示出)的端部連接，該燃料供給管從外部的燃料箱(未示出)延伸，用于向氣化室18供給液體燃料。在陽極側(cè)外部件16和燃料供給部件17之間通過包括EPDM(三元乙丙橡膠)、氟橡膠或硅橡膠的密封劑(未示出)進(jìn)行密封，從而氣化室18保持氣密。這里注意，燃料供給部件17不一定是一個(gè)部件，并且可替選地，可以是具有緊固到扁平形部件的框的凹陷結(jié)構(gòu)。此外，在燃料電池中，電極結(jié)構(gòu)10中的陽極電極13和陰極電極11在它們的未配備有電解質(zhì)膜12的一側(cè)分別配備有可熔多孔膜21A和21B。通過該配置，在異常發(fā)熱期間， 該燃料電池可以完全切斷燃料和/或空氣的供給。具體地，優(yōu)選地，可熔多孔膜21A設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)10中的陰極電極11和陰極側(cè)外部件15之間，而可熔多孔膜21B設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)10中的陽極電極13和陽極側(cè)外部件16 之間。通過這種在陰極側(cè)外部件15和陽極側(cè)外部件16的內(nèi)側(cè)分別包括可熔多孔膜21A和 21B，即此兩者均與電極結(jié)構(gòu)10相鄰的配置，可熔多孔膜21A和21B可以直接檢測電極結(jié)構(gòu) 10的溫度，從而可以迅速地執(zhí)行燃料等的切斷。可熔多孔膜21A和21B均優(yōu)選地具有例如，5 μ m以上(含端點(diǎn))Imm以下(含端點(diǎn))的厚度。這是因?yàn)椋∮?μπι的厚度降低了切斷燃料和空氣的能力，并且大于Imm的厚度不僅減少了燃料供給量而且還增加了所得到的燃料電池的厚度。可熔多孔膜21Α和21Β均優(yōu)選地由例如，不溶于燃料(甲醇)的樹脂制成。具體地，具有相對低的熔點(diǎn)(130°C或更低的熔點(diǎn))的樹脂是優(yōu)選的，諸如聚乙烯、聚烯烴、乙烯-丙烯酸共聚物的中和鹽、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(ethylene glycidyl methacrylate copolymer)、尼龍共聚物和聚酯共聚物。該樹脂的熔點(diǎn)，即可熔多孔膜21A 和21B的熔化溫度優(yōu)選的是例如，60°C以上(含端點(diǎn))120°C以下(含端點(diǎn))。這是因?yàn)樵谳^接近65°C (這是作為燃料的甲醇的沸點(diǎn))的溫度可以確實(shí)執(zhí)行燃料和/或空氣的切斷。此外，具有例如，多孔膜和具有低熔點(diǎn)的聚烯烴蠟的組合的可熔多孔膜21A和21B 也是可能的。具體地，可熔多孔膜21A和21B均可以是將聚烯烴蠟混合到多孔膜的結(jié)果。更優(yōu)選地，可以例示的是，如圖2(A)中所示的在其上設(shè)置有聚烯烴蠟23的多孔膜22，以及如圖2 (B)中所示的被形成為具有多個(gè)小孔22A并且浸滲了聚烯烴蠟23的多孔膜22。較之作為混合的結(jié)果，這些結(jié)構(gòu)可以更容易地制造。基于多孔膜22中形成的小孔22A的體積調(diào)整聚烯烴蠟23的浸滲量或者向多孔膜22提供聚烯烴蠟23的量。如果情況確是如此，則多孔膜22不一定由具有低熔點(diǎn)的樹脂制成，并且可替選地，可以是由聚乙烯、聚丙烯、聚酯或氟塑料制成的多孔膜。聚烯烴蠟23由聚乙烯蠟例示。 可熔多孔膜21A和21B的熔化溫度可以根據(jù)添加用的聚烯烴蠟23的聚合程度而改變，并且具體地，優(yōu)選地是60°C以上(含端點(diǎn))120°C以下(含端點(diǎn))。這是因?yàn)樵谳^接近65°C (這是作為燃料的甲醇的沸點(diǎn))的溫度可以確實(shí)執(zhí)行燃料和/或空氣M的切斷。作為參考信息，當(dāng)可熔多孔膜21A和21B均由不溶于燃料的樹脂制成時(shí)，盡管材料的選擇是有限的，但是由于樹脂自身具有低熔點(diǎn)，因此在異常發(fā)熱期間可以確實(shí)執(zhí)行燃料和/或空氣的切斷。另一方面，當(dāng)可熔多孔膜21A和21B均是多孔膜和聚烯烴蠟的組合時(shí)， 材料選擇的范圍變寬。此外，通過選擇具有較低熔點(diǎn)的聚烯烴蠟，可以在較低的溫度，例如 70°C或更低、60°C附近切斷燃料等，由此能夠?qū)崿F(xiàn)更高的安全級。該燃料電池1可以以例如如下方式制造。首先，通過使用如上所述的不溶于燃料的樹脂，形成可熔多孔膜21A和21B。這里， 為了形成均具有如圖2(A)中所示的其中多孔膜22上配備有聚烯烴蠟23的顆粒的配置的可熔多孔膜21A和21B，由上述材料制成的多孔膜22被施加(涂覆)上述聚烯烴蠟23。可替選地，如圖2(B)中所示，由上述材料制成的多孔膜22可以浸滲聚烯烴蠟23。此外，由上述材料制成的電解質(zhì)膜12被夾在陰極電極11和陽極電極13之間，用于熱壓接合，從而電解質(zhì)膜12與陰極電極11和陽極電極13接合。這樣，形成了電極結(jié)構(gòu) 10。接下來，陰極電極11和陽極電極13因而在它們的外側(cè)通過熱熔接合或熱壓接合分別與可熔多孔膜21A和21B接合。隨后，陰極電極11側(cè)的可熔多孔膜21A在外側(cè)配備有陰極側(cè)外部件15。隨后，準(zhǔn)備好燃料供給孔16A和外部件16B，并且因而使用密封劑將燃料供給孔16A和外部件16B密封在一起，由此形成其中包括氣化室16C的陽極側(cè)外部件16。該陽極側(cè)外部件16通過熱熔接合或熱壓接合與陽極電極13側(cè)的可熔多孔膜21B接合。結(jié)果， 完成了圖1的燃料電池1。注意，這里例示了將可熔多孔膜21A和21B預(yù)先接合到電極結(jié)構(gòu)10的情況。可替選地，這些膜可以通過熱熔接合或熱壓接合分別預(yù)先接合到陰極側(cè)外部件15和燃料供給孔16A，并且隨后，可以使得到的結(jié)構(gòu)與電極結(jié)構(gòu)10接合。在燃料電池1中，陽極電極13配備有燃料(甲醇)，并且由于它們之間的反應(yīng)，生成了質(zhì)子和電子。質(zhì)子經(jīng)由電解質(zhì)膜12移動到陰極電極11，并且隨后與電子和氧反應(yīng)，從而生成水。陽極電極13、陰極電極11和電極結(jié)構(gòu)10中整體發(fā)生的反應(yīng)由化學(xué)式1表示。 通過該反應(yīng)，作為燃料的甲醇的化學(xué)能被轉(zhuǎn)換為電能，并且從電極結(jié)構(gòu)(發(fā)電部)10執(zhí)行電流提取。(化學(xué)式1)陽極電極 13 :CH30H+H20 — C02+6H++6e"陰極電極11 :6H++(3/2)02+6e" — 3H20電極結(jié)構(gòu) 10 整體CH30H+ (3/2) O2 — C02+2H20從燃料電池1提取的電能可以用作如圖10中所示的電子設(shè)備(負(fù)載)100的電力。電子設(shè)備100由諸如蜂窩電話和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)的移動設(shè)備、筆記型PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))等例示。這里，在上述燃料電池1中，當(dāng)由于電極結(jié)構(gòu)10具有燃料通路或者其中發(fā)生短路而發(fā)生異常發(fā)熱時(shí)，可熔多孔膜21A和21B受熱熔化。例如，該燃料通路或者短路由作為燃料過度供給的結(jié)果的滲透引起，或者由作為電解質(zhì)膜12的劣化的結(jié)果的孔形成引起。就是說，當(dāng)可熔多孔膜21A和21B均由不溶于燃料的樹脂制成時(shí)，如果電極結(jié)構(gòu)10的溫度達(dá)到較接近樹脂熔點(diǎn)的值，則樹脂開始熔化并且填充小孔。此外，在如圖2㈧中示出的配置中， 即在多孔膜22上配備有聚烯烴蠟23，如果電極結(jié)構(gòu)10的溫度達(dá)到較接近聚烯烴蠟23的熔點(diǎn)的值，則聚烯烴蠟23開始熔化并且堵塞多孔膜22的小孔22A，如圖2(C)中所示。此外，對于如圖2(B)中所示的浸滲了聚烯烴蠟23的多孔膜22，當(dāng)電極結(jié)構(gòu)10的溫度達(dá)到較接近聚烯烴蠟23的熔點(diǎn)的值時(shí)，聚烯烴蠟23開始熔化并且填充多孔膜22的小孔22k。因而，在任何這些情況中，不允許燃料和/或空氣M通過可熔多孔膜21A和21B或者多孔膜 22，從而可以確實(shí)切斷燃料和/或空氣的供給。這因此防止了任何額外的異常發(fā)熱，從而得到的燃料電池1可以具有較高的安全級，并且通過延伸，得到的電子設(shè)備100可以具有較高的安全級。因而，在該實(shí)施例中，分別在電極結(jié)構(gòu)10中的陽極電極13和陰極電極11的未配備有電解質(zhì)膜12的一側(cè)設(shè)置了可熔多孔膜21B和21A。通過該配置，可以在異常發(fā)熱期間確實(shí)切斷燃料和/或空氣M的供給。特別地，可熔多孔膜21A被安置在電極結(jié)構(gòu)10中的陰極電極11和陰極側(cè)外部件 15之間，并且可熔多孔膜21B被安置在電極結(jié)構(gòu)10中的陽極電極13和陽極側(cè)外部件16之間。因此，可熔多孔膜21A和21B可以分別設(shè)置在陰極側(cè)外部件15和陽極側(cè)外部件16的內(nèi)側(cè)，即與電極結(jié)構(gòu)10接觸。這因此允許可熔多孔膜21A和21B直接檢測電極結(jié)構(gòu)10的溫度，從而可以迅速地切斷燃料等。此外，特別地，由于可熔多孔膜21A和21B均由不溶于燃料的樹脂制成，或者由于多孔膜22浸滲了聚烯烴蠟23或者在其上配備有聚烯烴蠟23，因此樹脂可以在異常發(fā)熱期間熔化并且變形，或者可以使多孔膜22的小孔消失。結(jié)果，較之先前的聚合物溶脹膜，可以更可靠地切斷燃料等的供給。在下文中，盡管將描述本發(fā)明的另一實(shí)施例和其他經(jīng)修改的示例，但是與上文描述的第一實(shí)施例中的構(gòu)成元件相同的任何構(gòu)成元件配備有相同的附圖標(biāo)記，并且不做重復(fù)描述。(第二實(shí)施例)圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例中的燃料電池2的示圖，示出了該燃料電池的配置。該燃料電池2具有與上文描述的第一實(shí)施例中的燃料電池相似的配置，不同之處在于可熔多孔膜21A設(shè)置在陰極側(cè)外部件15的外側(cè)，并且可熔多孔膜21B設(shè)置在陽極側(cè)外部件16的外側(cè)。在該實(shí)施例中，較之第一實(shí)施例，可熔多孔膜21A和21B設(shè)置在遠(yuǎn)離電極結(jié)構(gòu)10的位置?？紤]到這一點(diǎn)，為了可熔多孔膜21A和21B迅速地檢測電極結(jié)構(gòu)10的溫度，配置陰極側(cè)外部件15和陽極側(cè)外部件16的材料優(yōu)選地是具有較高熱傳導(dǎo)性的鋁(Al)等?？梢匀缦轮圃煸撊剂想姵?。首先，以與第一實(shí)施例相似的方式形成電極結(jié)構(gòu)10。 接下來，陰極側(cè)外部件15與可熔多孔膜21A接合，并且得到的陰極側(cè)外部件15隨后以使得可熔多孔膜21A處于外側(cè)的方式接合到陰極電極11。隨后，陽極側(cè)外部件16與可熔多孔膜21B接合，并且得到的陽極側(cè)外部件16以使得可熔多孔膜21B處于外側(cè)的方式與陽極電極13接合。此外，使用密封劑將陽極側(cè)外部件16和燃料供給部件17密封在一起，從而形成氣化室18。再者，在該燃料電池2中，與第一實(shí)施例相似，當(dāng)在電極結(jié)構(gòu)10中發(fā)生異常發(fā)熱時(shí)，可熔多孔膜21A和21B受熱熔化，并且其中形成的小孔消失。結(jié)果，切斷了燃料和/或空氣的供給，從而防止了任何額外的異常發(fā)熱。在該實(shí)施例中，可熔多孔膜21A和21B由于被分別安置在陰極側(cè)外部件15和陽極側(cè)外部件16外側(cè)，因此位于遠(yuǎn)離電極結(jié)構(gòu)10的位置。因此，盡管檢測電極結(jié)構(gòu)10的溫度的靈敏度比第一實(shí)施例差，但是存在如下優(yōu)點(diǎn)組裝起來更容易，并且可熔多孔膜21A和21B可以在異常發(fā)熱期間完全提供關(guān)閉能力之后被更換。(經(jīng)修改的示例1)圖4的燃料電池3不包括第一實(shí)施例中的可熔多孔膜21A，而是僅在其中包括可熔多孔膜21B。在該燃料電池3中，可熔多孔膜21B被安置在電極結(jié)構(gòu)10中的陽極電極13 和陽極側(cè)外部件17之間。因此，可熔多孔膜21B在異常發(fā)熱期間熔化并且變形，由此在作為燃料的甲醇到達(dá)發(fā)電部之前將其切斷。(經(jīng)修改的示例2)圖5的燃料電池4不包括第一實(shí)施例中的可熔多孔膜21B，而是僅在其中包括可熔多孔膜21A。在該燃料電池4中，盡管燃料在異常發(fā)熱期間實(shí)際上到達(dá)陽極電極13，但是當(dāng)可熔多孔膜21A熔化并且變形時(shí)，其可以使空氣的供給停止。這是因?yàn)椋扇鄱嗫啄?1A被安置在電極結(jié)構(gòu)10中的陰極電極11和陰極側(cè)外部件15之間。結(jié)果，使任何進(jìn)行中的反應(yīng)停止，從而防止任何額外的發(fā)熱。(經(jīng)修改的示例3)圖6的燃料電池5不包括第二實(shí)施例中的可熔多孔膜21A，而是僅在其中包括可熔多孔膜21B，并且其效果與經(jīng)修改的示例1中實(shí)現(xiàn)的效果相似。(經(jīng)修改的示例4)圖7的燃料電池6不包括第二實(shí)施例中的可熔多孔膜21B，而是僅在其中包括可熔多孔膜21A，并且其效果與經(jīng)修改的示例2中實(shí)現(xiàn)的效果相似。此外，可熔多孔膜21A可以由其他可熔多孔膜更換。(經(jīng)修改的示例5)圖8的燃料電池7是第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的組合。可熔多孔膜21A被設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)10中的陰極電極11和陰極側(cè)外部件15之間，即被設(shè)置為與陰極電極11相鄰。同時(shí)，可熔多孔膜21B被設(shè)置在陽極側(cè)外部件16的外側(cè)。通過該配置，在異常發(fā)熱期間，可熔多孔膜21A和21B均熔化并且變形，由此切斷空氣的供給和燃料的供給。(經(jīng)修改的示例6)圖9的燃料電池8也是第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的組合?？扇鄱嗫啄?1A被設(shè)置在陰極側(cè)外部件15的外側(cè)，并且可熔多孔膜21B被設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)10中的陽極電極13和陽極側(cè)外部件16之間。通過該配置，實(shí)現(xiàn)了與經(jīng)修改的示例5中的效果相似的效果。通過實(shí)施例的示例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且應(yīng)當(dāng)理解， 可以設(shè)計(jì)許多其他修改和變化。例如，在以上實(shí)施例中描述了將可熔多孔膜21A和21B設(shè)置在電極結(jié)構(gòu)10附近的情況，但是這無疑不是唯一選擇，只要可熔多孔膜21A和21B設(shè)置在未配備電解質(zhì)膜12的陽極電極13側(cè)和未配備電解質(zhì)膜12的陰極電極11側(cè)中的一個(gè)或兩者上即可，并且只要能夠在異常發(fā)熱期間阻塞氧(空氣)或燃料去往電極結(jié)構(gòu)10的通路即可。作為示例，可熔多孔膜可以設(shè)置在燃料供給管(未示出)內(nèi)部，該燃料供給管設(shè)置在燃料箱(未示出)和燃料供給部件17之間。如果配置是這樣的，則當(dāng)觀察到異常發(fā)熱時(shí)， 可熔多孔膜堵塞燃料供給管，從而使燃料供給停止。此外，例如，在以上實(shí)施例中具體地描述了電極結(jié)構(gòu)10、可熔多孔膜21A和21B、陰極側(cè)外部件15以及陽極側(cè)外部件16的配置?？商孢x地，這些結(jié)構(gòu)元件可以以不同的方式配置或者可以由任何其他材料制成。此外，以上實(shí)施例中描述的各構(gòu)成元件在材料、厚度等方面沒有限制，并且可以以不同的方式配置。此外，在以上實(shí)施例中使用的液體燃料不限于甲醇，并且還將使用任何其他液體燃料，諸如乙醇、異丙醇、丁醇和二甲醚。如果情況確是如此，則對于可熔多孔膜21A 和21B，需要使用不溶于任何所選擇的液體燃料的材料。此外，在上述實(shí)施例中，假設(shè)對陰極電極11的空氣供給是自然通風(fēng)，但是可替選地，該供給可以例如，通過使用泵來人工進(jìn)行。如果情況確是如此，則作為空氣的替選方案， 可以供給氧或者含氧氣體。此外，在以上實(shí)施例中，盡管描述了供給氣體形式的燃料的情況，但是本發(fā)明還適用于供給液體燃料的情況。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，包括電極結(jié)構(gòu)，其包括陽極電極和陰極電極之間的電解質(zhì)膜；以及可熔多孔膜，其設(shè)置在所述電極結(jié)構(gòu)中的所述陽極電極和所述陰極電極中至少一個(gè)的所述電解質(zhì)膜的相對側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中在所述電極結(jié)構(gòu)中的所述陰極電極側(cè)，設(shè)置有具有氧供給孔的陰極側(cè)外部件，并且在所述陽極電極側(cè)，設(shè)置有具有燃料供給孔的陽極側(cè)外部件，以及所述可熔多孔膜安置在如下位置中的一個(gè)或多個(gè)位置處所述電極結(jié)構(gòu)和所述陽極側(cè)外部件之間；所述電極結(jié)構(gòu)和所述陰極側(cè)外部件之間；所述陽極側(cè)外部件的外側(cè)；以及所述陰極側(cè)外部件的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池，包括燃料供給部件，其被安置為與所述陽極側(cè)外部件相對；以及氣化室，其由所述陽極側(cè)外部件和所述燃料供給部件包圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述可熔多孔膜由不溶于燃料的樹脂制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述可熔多孔膜由浸滲了聚烯烴蠟或者其上積層有聚烯烴蠟的多孔膜制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的燃料電池，其中所述可熔多孔膜具有60°C以上120°C以下的熔點(diǎn)。
7.一種電子設(shè)備，包括 燃料電池，其中所述燃料電池包括電極結(jié)構(gòu)，其包括陽極電極和陰極電極之間的電解質(zhì)膜；以及可熔多孔膜，其設(shè)置在所述電極結(jié)構(gòu)中的所述陽極電極和所述陰極電極中至少一個(gè)的所述電解質(zhì)膜的相對側(cè)。
全文摘要
提供了一種燃料電池，其能夠在異常發(fā)熱期間停止燃料和/或空氣的供給，并且防止額外的異常發(fā)熱。在電極結(jié)構(gòu)10(發(fā)電部)中，可熔多孔膜21A被安置在陰極電極11和陰極側(cè)外部件15之間，并且可熔多孔膜21B被安置在陽極電極13和陽極側(cè)外部件16之間?？扇鄱嗫啄?1A和21B由具有低熔點(diǎn)并且不溶于燃料(甲醇)的樹脂制成，或者可以由多孔膜和具有低熔點(diǎn)的聚烯烴蠟的組合制成。當(dāng)在燃料電池1中發(fā)生異常發(fā)熱時(shí)，可熔多孔膜21A和21B受熱熔化，并且其中形成的小孔消失，從而可以確實(shí)切斷燃料和/或空氣的供給。
文檔編號H01M8/10GK102177608SQ20098014010
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者妹尾直, 志村重輔, 福島和明, 細(xì)谷守 申請人:索尼公司