关于计算机的论文一种新型笔记本电脑用直接甲醇燃料电池的设计

1、关于计算机的论文：一种新型笔记本电脑用直接甲醇燃料电池的设计摘 要： 简述一种新型笔记本电脑用直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，DMFC）的设计，介绍了电池的组成及其零部件的结构特点.该设计具有结构简单、加注燃料方便、排气功能好等优点.关键词： 直接甲醇燃料电池（DMFC）；结构设计；管状膜电极组件；笔记本电脑1总体方案及结构设计1.1设计方案为保证通用性及互换性，所设计的DMFC总体尺寸与某款笔记本电脑电池仓尺寸相符，DMFC单电池的工作电压为0.6V，该款笔记本电脑电池电压为10.8V，共需要的单电池个数为：N10.8/0.618个.1.2总体结构受笔记

2、本电池仓尺寸的限制，管状结构MEA的内径取10mm，MEA的长度为20mm154mm，宽为67mm，高为29mm.2部件及零件设计2.1电池单元组件由于具有密封性、抗腐蚀性要求，所以整个支撑件采用PTEF（聚四氟乙烯）材料为主体，而为了电极间能较方便地连接，所以将连接电池间阴极和阳极的钛网层成型在支撑件中，使之成为一个通用模块，从而形成一组通用组件，方便出现故障时维修替换.连接件之间均采用过盈配合，而不进行焊接，使每个电池单元组件都能方便替换.根据以上所述的设计思路，最终确定的电池单元组件剖视图如图2所示，其中1为阴极连接件，2为管状电极，3为中间连接件，4为管状电极，5为阳极连接件.2.2箱

3、体箱体结构也采用PTFE材料，为了电池单元的定位与移动的方便，在箱体底部设置了9条导轨式的槽，方便安装与拆卸；沿槽身方向，在箱体前后两壁设有电池单元组件的安装孔；在箱体顶部四周设置1mm×1mm的槽，左右两侧分别设有两个凹坑，分别与顶盖相应位置配合.具体造型如图3所示.2.3顶盖顶盖亦采用PTFE材料，内部上方设置一圈长方形的凸台、内部左右两侧分别设有两个凸台，分别与箱体相应位置配合，起到密封和锁紧作用；其上部设有排气口及加料口，为节约空间以及使电池结构更加紧凑，所以将之合并为一个孔，此孔起到排气和加料的作用，同时也起到了排污作用；两边设有的通气孔与箱体电池单元组件安装孔的位置和大小

4、匹配.具体造型见图4.2.4串联连接件图5为去掉顶盖后电池前侧的串联连接件安装位置造型，电池背侧也采用串联连接件依次串联电池单元组件，构成一个完整的串联回路，达到10.8V的设计要求，两端用导线引出，供电给笔记本电脑.串联连接件如图6所示.2.5燃料加注及排气装置由于电池是通过加注燃料的方式实现连续发电的，需设计燃料的加注装置；同时，由于电池的阳极（燃料侧）在发电过程中会产生一定量的二氧化碳气体，需要设计排气装置.通常采用单向阀作为燃料加注装置，并通过定期释放二氧化碳气体方式实现排气，该结构比较复杂且占用空间较大，故本设计将二者合二为一，设计成为一个整体，称为燃料加注及排气装置，如图7所示，其

5、中1为塞子，2为支撑体，3为排气元件.图7中塞子外径与顶盖的燃料加注孔相匹配，采取过盈配合，方便燃料的加注；经比较分析后，采用硅胶材料作为排气装置的排气元件,因为硅胶的重复使用寿命较长，张闭次数可达到万次以上而不会漏气漏水.当电池内部气体压强没有达到设定值时，排气元件处于闭合状态，隔绝电池内部与空气的接触，防止甲醇有毒气体向空气中挥发.当电池内部压强达到设定值时，排气元件球面形状的四片硅胶片自动张开排气结束后自动闭合.图8所示为排气元件排气状态造型，图7中支撑体采用PTFE材料，主要起到支撑硅胶排气元件和与排污塞子进行连接的作用，下部的4个小孔起到缓冲作用，防止二氧化碳气体压力过大冲击排气元件

6、，使其寿命缩短或产生移位.此外，由于排气元件是易损件，所以为了能方便更换排气元件，支撑件与塞子之间采用可拆卸的结构，在塞子和支撑体上对应设置了自卡紧结构，利用塑料件间的弹性进行拆装；排气元件的高度大于塞子与支撑件的配合高度，利用硅胶的弹性起到密封的作用.此结构排气无需经过复杂程序，而且空间占用率较少，符合电池设计的要求.3工作原理介绍图9所示为电池的工作原理图，按设计要求，打开燃料加注装置，通过进料口向电池阳极侧加注甲醇电解液后再盖紧燃料加注装置，空气从电池两侧的通气孔自由进入电池阴极侧，连接外部负载，即可工作. 发电过程中阳极侧产生的二氧化碳气体首先是自储存于电池阳极侧空间内，当气体压力达到

7、设计值时，排气元件会自动张开，从电池上部排气装置自行排出；当电池不工作时，排气元件会自动关闭，隔绝内部燃料与外部空气接触.发电过程中会产生热量，同时笔记本电脑元件工作也会产生一部分热量，使阴极侧产生的水以气态方式排出.4结语该笔记本电脑用DMFC主要采用PTEF结构材料，其主要部件包括电池单元组件、箱体、顶盖、连接装置、燃料加注及排气装置等，其中电池单元组件由阴极连接件、管状电极、中间连接件、管状电极和阳极连接件5部分依次安装组成，燃料加注及排气装置由塞子、排气元件和支撑体组成.该设计具有结构简单、加注燃料方便、排气功能好等优点，同时兼顾了通用性与互换性.参考文献：1Chang I，Ha S，

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