本发明提供一种使用集电?扩散复合层的直接甲醇燃料电池，包括壳体、甲醇渗透汽化组件、若干电池单体，所述壳体为一端封闭的筒形件，所述甲醇渗透汽化组件设置在所述壳体内，所述壳体的开口处密封设置有端盖，所述端盖设置有排气孔和带密封塞的注液孔，所述电池单体通过外固定板和螺钉沿周向均匀固定在所述壳体的外周壁上，所述外固定板及所述壳体与电池单体相接触的外周壁上均布有圆孔阵列。本发明克服了传统直接甲醇燃料电池双极板成本高的缺点，同时大大减少了电池的重量和体积，电池组装和拆卸方便；大大提高了电池的体积功率比和质量功率比。电池单体之间的连接方式灵活，可以实现串联或并联，工作性能优良。