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CN115397908A - 包含热黏土的盒中盒结构、其的用途及形成其的方法 - Google Patents

包含热黏土的盒中盒结构、其的用途及形成其的方法 Download PDF

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CN115397908A CN202080098528.0A CN202080098528A CN115397908A CN 115397908 A CN115397908 A CN 115397908A CN 202080098528 A CN202080098528 A CN 202080098528A CN 115397908 A CN115397908 A CN 115397908A
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Abstract

一种包括热黏土、板及膜的盒中盒结构。热黏土包括聚芳基砜材料。热黏土为第一盒的形式，且具有至少一边的膜为第二盒的形式。第二盒于板存在下附着于第一盒，以便第一盒容纳第二盒以形成一盒中盒结构。

Description

包含热黏土的盒中盒结构、其的用途及形成其的方法
相关申请的交叉引用
本申请是申请补充美国暂时专利申请号62/961,152于2020年1月14日提申的内容。其内容在此并入本申请以作为参考资料。
技术领域
本发明一般而言是有关一种包括热黏土的盒中盒结构、热黏土的用途、盒中盒结构的用途及一种形成盒中盒结构的方法。具体而言，本发明针对一种盒中盒结构，其包括热黏土，以将第二盒附着于第一盒，用于燃料电池或电池装配。
背景技术
燃料电池为一通过受控化学反应将储存在燃料分子中的化学位能转化为电流形式的电能的电子装置。由于氧气在大气中易于获得，因此燃料电池所需的所有物品皆为供应的燃料。
燃料电池通常包括阳极、阴极、将阳极与阴极分开的薄膜及用于使氧分子通过的膜。全氟聚合物由于其极佳的化学抗性与稳定性而可用作膜，但全氟聚合物固有的抗黏性使其常较弱且无法充分附着于金属材料。此造成有机聚合物与金属材料界面之间的机械强度不足，此外，其不利于全氟聚合物在燃料电池中的应用，因此在产业上迫切需要针对未来更多与更广的工业应用提出新的解决方案以及提供具有极佳或更稳定的机械性能的新型燃料电池或新型电池装配。
发明内容
鉴于上述，本发明提出一种包括热黏土的新颖盒中盒结构、大大地增进有机聚合物或金属材料界面之间机械强度的热黏土的用途、盒中盒结构在燃料电池或电池装配中的用途及一种形成盒中盒结构的方法。在一些具体实施例中，本发明提出一种用于燃料电池或电池装配的新颖盒中盒结构，其具有极佳或更稳定的机械性能。
在第一实施方式中，本发明提出一种盒中盒结构。盒中盒结构包括热黏土、板及膜。热黏土包括聚芳基砜材料。热黏土可为第一盒的形式。膜可具有至少一边。膜可为第二盒的形式，以在板存在下附着于第一盒，以便第一盒可容纳第二盒以形成一盒中盒结构。
在本发明的一具体实施例中，聚芳基砜材料可选自于由聚砜、聚醚砜及聚苯基砜组成的群组。
在本发明的另一具体实施例中，板可选自于由不锈钢、Ni、Fe、黄铜及铝合金所组成群组的金属基团。
在本发明的另一具体实施例中，膜可为全氟聚合物有机膜。
在本发明的另一具体实施例中，膜可与第一盒直接接触。热黏土可将第一盒与第二盒之间的结合强度保持在不小于15kgf(147牛顿)，其根据IEC68-2-21Test Ual。
在第二实施方式中，本发明提出一种形成盒中盒结构的方法。本方法可包括至少下列步骤。可提供第一盒形式的热黏土。可提供第二盒形式的具有至少一边的膜。可施加包括聚芳基砜材料的热黏土，以将第二盒附着于第一盒，以便第二盒被容纳在第一盒中以形成一第一盒中盒结构。
在本发明的一具体实施例中，热黏土可通过熔融沉积成型印表机施加。
在本发明的另一具体实施例中，热黏土的温度可为300℃至400℃，且可被软化以进行列印。
在本发明的另一具体实施例中，热黏土可被施加并堆叠在另一热黏土上以形成一热黏土上热黏土结构。
在本发明的另一具体实施例中，第一盒与第二盒之间的界面温度可为100℃至150℃。
在本发明的另一具体实施例中，形成盒中盒结构的方法可进一步包括下列步骤。可提供由膜覆盖的电极。可提供导电片，以电连接至板。可提供绝缘膜以连接至板。
在本发明的一具体实施例中，形成盒中盒结构的方法可进一步包括下列步骤。可提供第二盒中盒结构。第二盒中盒结构可连接至第一盒中盒结构以形成一电池。
在本发明的一具体实施例中，电池可包括至少两个盒中盒结构。
在第三实施方式中，本发明提出一种用于燃料电池的盒中盒结构。盒中盒结构包括热黏土、膜、板，且进一步包括隔离膜，以形成一燃料电池。
在第四实施方式中，本发明提出包括聚芳基砜材料的热黏土与膜，以在熔融沉积成型印表机中用于形成盒中盒结构。
在阅读下列以各种图示与附图说明的较佳具体实施例的详述后，本发明的此等及其他目的对本领域的普通技术人员而言无疑将变得显而易见。
附图说明
图1说明本发明盒中盒结构的具体实施例的俯视图。
图2说明本发明盒中盒结构的第一个具体实施例的侧视图。
图3说明用作本发明热黏土的一些聚芳基砜材料。
图4说明使用施加热黏土的印表机形成本发明盒中盒结构以形成热黏土上热黏土结构的具体实施例。
图5说明形成本发明盒中盒结构的方法的具体实施例。
图6说明包括本发明盒中盒结构的电池结构爆炸图的具体实施例。
图7说明根据本发明的方法形成中央模块结构的具体实施例。
图8说明根据本发明的方法形成第一模块或第二模块的具体实施例。
图9说明包括本发明盒中盒结构的电池装配的具体实施例。
图10说明包括本发明盒中盒结构的多个电池的电池装配的具体实施例。
具体实施方式
如本领域技术人员将理解的，电子设备制造商可利用不同名称指明一组件。本文件未旨在区别名称不同的组件之间的功能差异。在下列描述及权利要求范围中，“包括”、“包含”及“具有”等词以开放方式使用，因此应解释为意指“包括但不局限于”。当一元件或层被称为在另一元件或层“上”或“连接至”另一元件或层时，其可能直接在其他元件或层上或直接连接至其他元件或层，或可能存在中间元件或层。尽管可使用术语例如第一、第二、第三等描述不同的组成元件，但是此类组成元件未局限于该术语。该术语仅用于区别说明书中的组成元件与其他组成元件。权利要求范围可能不使用相同术语，而是可能使用关于所主张元件的顺序的术语第一、第二、第三等。据此，在下列描述中，第一组成元件可为权利要求范围中的第二组成元件。
在最大值与最小值之内或进一步从本发明说明书中揭示的参数的组合比率关系获得的数值范围皆可据以实施。
在第一实施方式中，本发明提供一具有极佳或更稳定的机械性能的盒中盒结构。图1说明本发明盒中盒结构的第一具体实施例的俯视图。图2说明本发明盒中盒结构的第一具体实施例的侧视图。请参照图1或图2，盒中盒结构100可包括热黏土110、膜120及一组板130。盒中盒结构100可进一步包括隔离膜140及一对导电片150。
热黏土110可为第一盒的形式，以作为盒中盒结构100的外盒，或盒中盒结构100的框架。热黏土110可包括聚芳基砜材料，以增进有机聚合物与金属材料界面之间的机械强度。聚芳基砜材料可为具有磺酰基的热塑性塑胶。在本发明的一具体实施例中，聚芳基砜材料可选自于由聚砜(PSF、PSU)、聚醚砜(PES、PESU)、聚芳基醚砜(PAES)及聚苯砜(PPSU、PPSF)组成的群组。图3说明用作本发明热黏土的一些聚芳基砜材料，但本发明未局限于此。
膜120可具有至少一边，例如成为一长方形的四边(参见图6)。膜120可为有机聚合物材料，例如全氟聚合物有机膜。在长方形方面，膜120可为第二盒的形式，以作为盒中盒结构100的内盒，以便第一盒容纳第二盒以形成一盒中盒结构100。膜120可具有良好的透气性，其允许一或多种气体穿透薄膜。特别是，膜120可允许氧气穿透薄膜。表1显示膜120的一些物理性质。
表1
Figure BDA0003844936470000041
Figure BDA0003844936470000051
该组板130可包括两个板，例如板131与板132。每一板131与板132可包括金属材料，例如金属或合金、填料及催化材料，以作为电板或电极。举例而言，金属材料可包括不锈钢、Ni、Fe、黄铜及铝合金，但本发明未局限于此。该组板130可包括多孔性(90至110PPI)发泡金属电极片，其中填料位于该组板130的孔洞中。填料可包括导电碳黑，但本发明未局限于此。催化材料可为化学活性的金属粉末材料，例如催化金属，例如钴或锰，但本发明未局限于此。一板可作为盒中盒结构100的阳极，以进行适合的化学半反应，且另一板可作为盒中盒结构100的阴极，以进行另一适合的化学半反应。
膜120可于热黏土110存在下附着于板130。换言之，第一盒的热黏土110可与膜120的第二盒及与板130直接接触，以保持第一盒与第二盒之间的结合强度。第一盒与第二盒之间的结合强度可不小于15kgf，其根据IEC68-2-21Test Ual。
隔离膜140可包括绝缘材料，以电隔离两个相邻的板131/132。一对导电片150可包括第一导电片151与第二导电片152。第一导电片151与第二导电片152可分别电连接至对应的板131/132。第一导电片151可为在表面具有绝缘处理的镍片，但本发明未局限于此。同样地，第二导电片152可为在表面具有绝缘处理的镍片，但本发明未局限于此。以电连接至阳极的第一导电片151可作为盒中盒结构100的阳极电极。以电连接至阴极的第二导电片152可作为盒中盒结构100的阴极电极。
盒中盒结构中的热黏土可作为黏合剂，使得第二盒的膜以足够的结合应力适当地附着于第一盒的热黏土。热黏土在环境温度下为坚固的固体，对板与膜具有强的亲和力，但热黏土足够软，且在高温(例如，300℃至400℃)或大约其玻璃转换温度(Tg)下变成黏土状，因此热黏土可在热(加热)条件下(如黏土)，不论物体材料，施加或列印在物体表面上，以将膜牢固地附着在热黏土上。用于在热黏土与膜界面列印的操作温度范围可为100℃至150℃。
举例而言，在印表机(例如，3D印表机)中可使用或形成热黏土110，例如通过熔融沉积成型印表机300施加。热黏土110可包括聚芳基砜材料。印表机300可用于形成预定的形状或物品中的物体，例如形成燃料电池，例如图1或图2中的盒中盒结构100。
在本发明的一具体实施例中，热黏土可被加热(例如，可具有300℃至400℃的温度)而软化以进行列印。在本发明的另一具体实施例中，如图4所示，热黏土311可被施加及堆叠在另一层热黏土310上以形成一热黏土上热黏土结构312。热黏土上热黏土结构312可为长方形的形式或盒的形式，以用作盒中盒结构100。
印表机300可包括一或多个辅助材料筒330、驱动轮340、一或多个液化器350、一或多个加热器组件360及一或多个尖端370/371。如图4所示，热黏土聚合物树脂320的丝可由辅助材料筒330供应，通过驱动轮340与液化器350以变成液体。随后，温度为300℃至400℃的液体可由加热器组件360的尖端370分配，以施加在物体380上或施加在另一层热黏土310上而形成一热黏土上热黏土结构312。印表机300可包括一尖端370。举例而言，一尖端370可将液态热黏土聚合物树脂320施加在物体380上或施加在另一层热黏土310上以形成一热黏土上热黏土结构312。
或者，印表机300可包括尖端370与尖端371。尖端371可将液态热黏土311施加在物体380上或由不同尖端370提供的另一层热黏土310上以形成一热黏土上热黏土结构312。图4说明包括尖端370与尖端371的印表机300的具体实施例，但本发明未局限于此。
用于施加高温热黏土聚合物树脂的熔融沉积FDM(熔融沉积成型)为最广为使用的3D列印技术。FDM 3D列印技术可使用聚砜树脂的固体热塑性塑胶丝以列印物体。当所述聚砜树脂熔体通过加热喷嘴时，印表机随即根据预定路径持续驱动喷嘴而将熔化材料分配至精确位置。当聚合物树脂被列印时，由于聚合物树脂的相对热融合而融合在一起，因此所述材料可达到致密的熔化融合，其为普通3D FDM列印材料无法达成的。其在高温施加下极其可塑形。因此，在聚合物树脂被列印及冷却后，所述材料最终融合在一起并紧密一体化为固体形式而无可见的间隙，在视觉上及/或物理上无缝，其在常规3D FDM中常见。一体化的融合体可为填隙型融合体(caulking-type fusion)，亦即由于一体化的融合体无气泡或其不为假融合体(存在小间隙)。据此，通过FDM 3D列印方法的材料的固化堆叠层强度远大于用于3D FDM列印的其他材料。聚砜型热黏土的特征无疑非常适用于FDM 3D列印。
在第三实施方式中，本发明提供一形成盒中盒结构的方法。图5说明形成盒中盒结构的方法的具体实施例。如图5所示，在热压机100中提供热黏土110、膜120、板131、板132及隔离膜140。
热黏土110可为长方形的形式或具有四边的盒形，例如边111、边112、边113、边114，以作为第一盒。FDM 3D列印方法可用于形成预定形状的热黏土110，因此盒形的热黏土110可包括热黏土上热黏土结构312。热黏土110可包括聚芳基砜材料。请参照上面热黏土110的详述。
膜120可具有至少一边，例如长方形的四边，例如边121、边122、边123、边124，以作为第二盒。膜120可为有机聚合物材料，例如全氟聚合物有机膜。膜120的形状与尺寸可对应于所述热黏土110。请参照上面膜120的详述。
该组板130可包括板131与板132。每一板131与板132可为用于化学半反应(例如，空气电池或燃料电池的化学半反应)的电板或电极。板131与板132的一者可作为阴极且另一者可作为阳极。请参照上面针对板131与板132的描述，在此不详述细节。
如图5所示，可进一步提供隔离膜140与导电片。导电片可电连接至板，例如第一导电片151可电连接至板132且第二导电片152可电连接至板131。隔离膜140可设置在板131与板132之间，以将电池的阳极与阴极隔开。隔离膜140、板131及板132的形状与尺寸可对应于所述热黏土110。请参照上面针对隔离膜140、板131及板132的描述，在此不详述细节。
列印的热黏土110、膜120、板131、隔离膜140及板132可由各种方法永久地结合在一起，例如进行发热焊接法，例如热焊接法、超音波热焊接法或其的无特定顺序的组合，但本发明未局限于此，以形成盒中盒结构100。此外，用于形成盒中盒结构的发热焊接可任选地与插入塑模法组合以形成单一电池结构200或单一电池组结构(如图9所示)。举例而言，一或多种焊接法可任选地与插入塑模法组合以获得一体化产物而无可见的重叠间隙，在视觉上及/或物理上无缝。
热焊接法的实例给定如下，但本发明未局限于此。提供热压机100以形成一盒中盒结构。热压机100可包括两个热压板，例如第一热压板101与第二热压板102。每一热压板可提供热能(例如，高温)以熔化热黏土110，用于将所有组件压挤在一起，并在热黏土110的辅助下将所有组件紧密结合在一起以免分散。换言之，热黏土110可作为用于电池或电池组中的盒中盒结构100的外盒、外框、外支撑及黏合剂。至少一热压板，例如第一热压板101可具有一凹部103以容纳热黏土110。
如图5所示，堆叠的列印热黏土110、膜120、板131、隔离膜140及板132可依顺序单独提供于热压机100中，以形成一盒中盒结构。热黏土110可容纳在第一热压板101的凹部103中。接下来，第一热压板101与第二热压板102将列印热黏土110、膜120、板131、板132及隔离膜140压挤在一起。第一热压板101与第二热压板102可提供足够的热能(例如，高温)，以将列印热黏土110熔化。随后，熔化的列印热黏土110可在例如约300℃至320℃的温度范围内将膜120、板131、板132及隔离膜140固定在一起以形成一盒中盒结构。在本发明的一具体实施例中，第一盒(热黏土110)与第二盒(膜120)之间界面129周围的温度可为100℃至150℃，但本发明未局限于此。
膜120在施加热黏土之前可历经任选的前处理程序。前处理程序可增加膜120与热黏土110的黏结。举例而言，前处理程序可包括表面粗糙度处理或底漆处理程序的至少一者。常规表面粗糙度处理可能适用。可历经表面粗糙度处理的膜120可具有50mN/m(达因)或更高的表面能。举例而言，达因笔测试可用于测定表面粗糙度处理后的膜120表面能。底漆可施加至膜120以进行底漆处理程序。举例而言，可使用的底漆例如Loctite 770、Loctite7701、Weicon的聚烯烃接触底漆、Radiant 3770底漆，但本发明未局限于此。
随后，包括聚芳基砜材料的热黏土110可协助形成如图1或图2所示的盒中盒结构100。热黏土协助膜牢固地附着于热黏土，以便第二盒紧密地容纳于第一盒中以形成第一盒中盒结构100。请参照图3的热黏土110的聚芳基砜材料，在此不详述细节。
据此，在第四实施方式中，本发明提供用于电池结构(例如，燃料电池)中的盒中盒结构。图6说明使用电池结构中的盒中盒结构的具体实施例。
图6说明电池结构的爆炸图的具体实施例，其包括本发明的盒中盒结构以用于电池结构。举例而言，电池结构200可包括第一模块210、第二模块220及中央模块230。
第一模块210与第二模块220的至少一者可对应于本发明的盒中盒结构。换言之，电池结构200可包括至少两个盒中盒结构。举例而言，第一模块210可包括第一外盒211、第一模块膜212、第一外板213、第一隔离膜214、第一内板215、第一外导电片216及第一内导电片217。第一外盒211可包括聚芳基砜材料，以对应于热黏土110。第一模块膜212可包括全氟聚合物有机膜，以对应于膜120。第一外板213或第一内板215可包括金属材料，以对应于板131/132。第一隔离膜214可包括绝缘材料，以对应于隔离膜140。第一外导电片216或第一内导电片217可为绝缘处理镍片，以对应于一对导电片150中的一导电片。第一外导电片216可电连接至第一外板213。第一内导电片217可电连接至第一内板215。
举例而言，第二模块220可包括第二外盒221、第二模块膜222、第二外板223、第二隔离膜224、第二内板225、第二外导电片226及第二内导电片227。第二外盒221可包括聚芳基砜材料，以对应于热黏土110。第二模块膜222可包括全氟聚合物有机膜，以对应于膜120。第二外板223或第二内板225可包括金属材料，以对应于板131/132。第二隔离膜224可包括绝缘材料，以对应于隔离膜140。第二外导电片226或第二内导电片227可为绝缘处理镍片，以对应于一对导电片150中的一导电片。第二外导电片226可电连接至第二外板223。第二内导电片227可电连接至第二内板225。请参照上面本发明盒中盒结构的详述。
中央模块230可包括任选外壳231、载体232、第一中央隔离膜233、中央电极234、第二中央隔离膜235及中央导电片236。举例而言，任选外壳231可包括聚芳基砜材料，以对应于热黏土。任选外壳231可用于容纳载体232、第一中央隔离膜233、中央电极234、第二中央隔离膜235及中央导电片226。此外，任选外壳231可用于容纳第一模块210、第二模块220及载体232。载体232可包括聚芳基砜材料，以对应于热黏土。载体232可用于容纳第一中央隔离膜233、中央电极234及第二中央隔离膜235。第一中央隔离膜233或第二中央隔离膜235可包括绝缘材料，以对应于隔离膜140。中央电极234可包括金属材料，以对应于板。中央导电片226可电连接至中央电极234。中央导电片226可为绝缘处理镍片，以对应于一对导电片中的一导电片。请参照上面的详述。
图7说明根据本发明方法形成的中央模块结构的具体实施例。如图7所示，载体232、第一中央隔离膜233、中央电极234、第二中央隔离膜235及中央导电片226可单独提供于热压机中(未显示)。接下来，第一热压板(未显示)与第二热压板(未显示)可在足够的热能(例如，高温)存在下将载体232、第一中央隔离膜233、中央电极234、第二中央隔离膜235及中央导电片226压挤在一起，以将载体232熔化。随后，熔化的载体232可将第一中央隔离膜233、中央电极234、第二中央隔离膜235及中央导电片226固定在一起，以形成如图10所示的坚固的中央模块230结构。
图8说明根据本发明方法形成的第一模块210或第二模块220的具体实施例。如图8所示，第一模块210或第二模块220可单独提供于例如热压机中(未显示)。举例而言，第一模块210可包括单独元件，例如第一外盒211、第一模块膜212、第一外板213、第一隔离膜214、第一内板215、第一外导电片216及第一内导电片217。第二模块220可包括单独元件，例如第二外盒221、第二模块膜222、第二外板223、第二隔离膜224、第二内板225、第二外导电片226及第二内导电片227。
接下来，第一热压板(未显示)与第二热压板(未显示)可在足够的热能(例如，高温)存在下将第一模块210或第二模块220的单独元件压挤在一起，以将第一外盒211熔化或使第二外盒221熔化。随后，熔化的外盒可将其他元件紧密地固定在一起，以形成坚固的第一模块210结构或坚固的第二模块220结构。
在各别获得第一模块结构、第二模块结构及中央模块结构之后，接着可将三个单独模块装配在一起，以获得电池结构或电池组结构。图9说明根据本发明方法形成的电池结构或电池组结构的核心结构的具体实施例。如图9所示，装配第一模块210、装配第二模块220及中央模块230可单独提供。接下来，装配第一模块210、装配第二模块220或中央模块230可被接合在一起。模块的结合可具有不同的具体实施例。举例而言，在第一个具体实施例中，中央模块230可与装配第一模块210与装配第二模块220的一者接合；之后，中央模块230与其他装配模块接合。在第二个具体实施例中，中央模块230可与装配第一模块210和装配第二模块220接合而无优先性。每一模块可具有互补结构以促进相互结合，以获得核心结构200C。核心结构200C可在例如热压机中进行热压挤以促进核心结构200C的气密性。
在相互结合及热压挤之后，装配第一模块210、装配第二模块220及中央模块230可结合在一起。举例而言，核心结构200C可进一步以常规插入塑模法连接至外壳231，以获得单一电池结构200或单一电池组结构。电池结构200或电池组结构可适合应用在空气电池或燃料电池组中。插入塑模法促进电池结构200(亦即，电池)的气密性，以应用在空气电池或燃料电池组中。
在上述步骤之后，可获得单一电池结构200或单一电池组结构。单一电池结构200或单一电池组结构可包括第一模块210、第二模块220及中央模块230。第一模块210与第二模块220的至少一者可包括一盒中盒结构，其至少具有热黏土、膜、两板、两导电片及隔离膜，其电隔离所述板。膜可作为第二盒，以紧密地附着于第一盒形状的热黏土。在一些具体实施例中，第一盒中盒结构可电连接至第二盒中盒结构。
此外，一或多个电池结构200或电池组结构可彼此物理或电连接以形成电池装配。举例而言，包括第一盒中盒结构的电池可电连接至另一包括第二盒中盒结构的电池，或进一步电连接至另一包括第三盒中盒结构的电池，以形成电池装配，以便电池装配可包括一或多个盒中盒结构。
图10说明由多个电池(其包括至少一本发明盒中盒结构)组成的电池装配的具体实施例。图10说明电池结构200连同电池结构201以形成电池装配200A的具体实施例，但本发明未局限于此。举例而言，电池装配200A可包括二或多个电池结构，但本发明未局限于此。电池结构200可包括第一盒中盒结构。电池结构201可包括第二盒中盒结构。盒中盒结构可与图1或图2中的盒中盒结构100的一者类似。
如图10所示，可提供电池结构200与电池结构201。电池结构200可物理连接至电池结构201以形成电池装配200A。电池结构200或电池结构201可独立地为电池或电池组，例如空气电池或燃料电池组。电池结构200可包括第一模块、第二模块及中央模块(例如，外壳231)、中央导电片236、第一外导电片216、第一内导电片217、第二外导电片226及第二内导电片227。第一外导电片216、第一内导电片217、中央导电片236、第二外导电片226及第二内导电片227可各别用于外部电连接至另一电池。
电池结构201可包括第一模块、第二模块及中央模块(例如，外壳231')、中央导电片236'、第二模块膜222'、第一外导电片216'、第一内导电片217'、第二外导电片226'及第二内导电片227'。第一外导电片216'、第一内导电片217'、中央导电片236'、第二外导电片226'及第二内导电片227'可各别用于外部电连接至另一电池。
电池结构200可电连接至电池结构201以形成电池装配200A。举例而言，电池结构200的导电片可电连接至电池结构201的导电片。
在本发明的一具体实施例中，电池结构200可并联电连接至电池结构201。在本发明的另一具体实施例中，电池结构200可串联电连接至电池结构201。
性能测试
结合强度测试
本测试证实，膜可使第一盒与第二盒之间的结合强度或黏结保持在不小于15kg，其根据IEC68-2-21Test Ual。测试结果见表2。
热黏土的测试条件：25mm*25mm*4mm＝2.5cm3(0.0025公升)
用于测试的热黏土：0.0025(PES或PPSU)-0.000313(材料)＝0.002187公升(两材料用于保持元件的位置范围)热黏土：PES或PPSU
金属条(材料)的尺寸：25mm*25mm*0.5mm＝0.313cm3(0.000313公升)(IEC68-2-21Test Ual)
表2
材料 不锈钢 Ni Fe 黄铜 铝合金
结果 通过 通过 通过 通过 通过
通过：结合强度不小于15Kgf(147nt)。
本发明提供使用热黏土以大大地增进有机聚合物与金属材料界面之间的机械强度，进一步在燃料电池或电池装配中使用盒中盒结构，以及形成盒中盒结构的方法。在一些具体实施例中，本发明提出一种用于燃料电池或电池装配中的新颖盒中盒结构，其在测试中呈现出极佳或稳定的机械性能。
本领域技术人员将易于观察到，可对装置与方法进行各种修正与改变，同时保留本发明的教示。据此，上述揭示应解释为仅受限于所附权利要求范围的界限。

Claims (16)

1.一种盒中盒结构，其包含：
一第一盒形式的热黏土，其包含聚芳基砜材料；
一板；以及
一第二盒形式的具有至少一边的膜，其在该热黏土存在下附着于该第一盒，以便该第一盒容纳该第二盒以形成一盒中盒结构。
2.如权利要求1所述的盒中盒结构，其中该聚芳基砜材料选自于由聚砜、聚醚砜及聚苯基砜组成的群组。
3.如权利要求1所述的盒中盒结构，其中该板包括金属材料、填料及催化材料。
4.如权利要求1所述的盒中盒结构，其中该膜为全氟聚合物有机膜。
5.如权利要求1所述的盒中盒结构，其中该热黏土与该膜及该板直接接触，以将该第一盒与该第二盒之间的结合强度保持在不小于15kgf，其根据IEC68-2-21Test Ual。
6.一种形成盒中盒结构的方法，其包含：
提供一第一盒形式的热黏土；
提供一第二盒形式的具有至少一边的膜；且
施加该热黏土，以将一板与该包含聚芳基砜材料的第二盒附着于该第一盒，以便该第二盒被容纳在该第一盒中以形成一第一盒中盒结构。
7.如权利要求6所述的形成盒中盒结构的方法，其中该热黏土通过熔融沉积成型印表机施加。
8.如权利要求7所述的形成盒中盒结构的方法，其中该热黏土的温度为300℃至400℃，并被软化以进行列印。
9.如权利要求7所述的形成盒中盒结构的方法，其中该热黏土被施加并堆叠在另一热黏土上以形成一热黏土上热黏土结构。
10.如权利要求6所述的形成盒中盒结构的方法，其中该第一盒与该第二盒之间的界面温度为100℃至150℃。
11.如权利要求6所述的形成盒中盒结构的方法，其更包含：
提供一第二盒中盒结构；且
将该第二盒中盒结构与该第一盒中盒结构结合以形成一电池。
12.如权利要求11所述的形成盒中盒结构的方法，其中该电池包含至少两个盒中盒结构。
13.如权利要求6所述的形成盒中盒结构的方法，其中进行发热焊接以形成该第一盒中盒结构。
14.如权利要求11所述的形成盒中盒结构的方法，其中插入塑模法用于形成该电池。
15.一种如权利要求1所述的盒中盒结构在燃料电池中的用途。
16.一种包含聚芳基砜材料的热黏土与膜以在熔融沉积成型印表机中用于形成盒中盒结构的用途。
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