燃料电池制造技术

燃料电池包括由电解质膜和电极层构成的膜电极接合体、沿着膜电极接合体的外周配置的框架部、以及具有用于向膜电极接合体供给燃料气体的气体流路的分隔件。通过由一对分隔件夹持膜电极接合体而构成该燃料电池。燃料电池的分隔件具有借助粘接剂接合于框架部的粘接区域，而且在该粘接区域内具有使分隔件和框架部之间的距离相比于粘接区域内的其他部分变短的缩窄部。

fuel cell

The fuel cell includes a membrane electrode assembly made of electrolyte membrane and electrode layer, a frame part arranged peripherally along the membrane electrode joint, and a separator with gas flow for supplying fuel gas to the membrane electrode assembly. The fuel cell is formed by a pair of separators holding a membrane electrode complex. The separator of fuel cell has the adhesive area bonded to the frame part by means of adhesive, and the distance between the partition part and the frame part is shorter than that in the other part of the bonding area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池
本专利技术涉及一种用于接受阳极气体和阴极气体的供给进行发电的燃料电池。
技术介绍
在日本特开2007－120380号公报中公开了一种燃料电池，该燃料电池包括具有树脂框架的膜电极接合体和以与膜电极接合体相邻的方式配置的分隔件。在该燃料电池中，分隔件借助粘接剂接合于膜电极接合体的树脂框架。
技术实现思路
在上述的燃料电池中，粘接剂不仅具有将构件相互粘接的功能，也具有防止燃料电池内的气体、水蒸气泄漏到外部的密封功能。这样，在燃料电池中，从防止气体等从燃料电池内泄漏的方面考虑，提高粘接剂的密封性能是很重要的。为了抑制气体等的泄漏，考虑减薄构件之间的粘接剂的厚度，但若为了提高密封功能而减薄粘接剂厚度，则粘接强度有可能降低。本专利技术的目的在于提供一种能够确保构件之间的粘接强度并抑制气体和水蒸气泄漏的燃料电池。根据本专利技术的一个技术方案，提供了一种燃料电池，其包括由电解质膜和电极层构成的膜电极接合体、沿着膜电极接合体的外周配置的框架部、以及具有用于向膜电极接合体供给燃料气体的气体流路的分隔件，通过由一对分隔件夹持膜电极接合体而构成该燃料电池。该燃料电池的分隔件具有借助粘接剂接合于框架部的粘接区域，而且在该粘接区域内具有使分隔件和框架部之间的距离相比于粘接区域内的其他部分变短的缩窄部。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的燃料电池堆的概略结构图。图2是构成燃料电池的膜电极接合体的主视图。图3是构成燃料电池的阳极分隔件的主视图。图4是构成燃料电池的阴极分隔件的主视图。图5是燃料电池堆的局部纵剖视图。图6是第1实施方式的变形例的燃料电池堆的局部纵剖视图。图7是本专利技术的第2实施方式的燃料电池堆的局部纵剖视图。图8是本专利技术的第3实施方式的燃料电池堆的局部纵剖视图。图9是第3实施方式的变形例的燃料电池堆的局部纵剖视图。具体实施方式以下，参照附图等说明本专利技术的实施方式。(第1实施方式)燃料电池由作为燃料极的阳极电极和作为氧化剂极的阴极电极夹持电解质膜而构成。燃料电池利用供给到阳极电极的含有氢的阳极气体(燃料气体)和供给到阴极电极的含有氧的阴极气体(燃料气体)进行发电。在阳极电极和阴极电极这两个电极进行的电极反应如下。阳极电极：2H2→4H++4e-···(1)阴极电极：4H++4e-+O2→2H2O···(2)根据这些(1)、(2)的电极反应，燃料电池产生1V(伏特)左右的电动势。图1是表示第1实施方式的燃料电池堆100的概略结构的分解图。图1所示的燃料电池堆100是电动汽车、混合动力汽车等移动车辆所使用的燃料电池堆。但是，燃料电池堆100并不限于在汽车等中使用，也可以用作各种电设备的电源。燃料电池堆100是将作为单电池的燃料电池10层叠多个而构成的层叠电池。构成燃料电池堆100的燃料电池10包括膜电极接合体(MEA)20、配置在MEA20的一个面的阳极分隔件30、以及配置在MEA20的另一个面的阴极分隔件40。这样，通过由一对分隔件30、40夹持MEA20而构成燃料电池10。如图2和图5所示，MEA20由电解质膜21、配置在电解质膜21的一个面的阳极电极22、以及配置在电解质膜21的另一个面的阴极电极23构成。另外，图2是构成燃料电池10的膜电极接合体20的主视图，图5是图2的V－V位置的燃料电池10的局部纵剖视图。电解质膜21是由氟基树脂形成的质子传导性的离子交换膜。阳极电极22从电解质膜21这一侧开始按顺序配置有由铂等合金形成的电极催化剂层、由氟树脂和碳等形成的微孔层、以及由碳纸等形成的气体扩散层而构成。阴极电极23也与阳极电极22同样从电解质膜21这一侧开始按顺序配置有电极催化剂层、微孔层以及气体扩散层而构成。在MEA20上沿着接合体外周设有树脂制的框架部50。框架部50是由合成树脂等形成的框体，其一体形成于MEA20。框架部50既可以构成为具有刚性的板状构件，也可以构成为具有柔软性的片状构件。在框架部50的一端侧(图2中左侧)从上方开始按顺序形成有阳极气体供给歧管51A、冷却水供给歧管52A以及阴极气体供给歧管53A。此外，在框架部50的另一端侧(图2中右侧)从上方开始按顺序形成有阳极气体排出歧管51B、冷却水排出歧管52B以及阴极气体排出歧管53B。如图3和图5所示，阳极分隔件30是由金属等导电性材料形成的板状构件。阳极分隔件30在MEA侧的面具有供阳极气体流动的阳极气体流路37，在与MEA侧相反侧的面具有供冷却水流动的冷却水流路38。在阳极分隔件30的一端侧(图3中左侧)从上方开始按顺序形成有阳极气体供给歧管31A、冷却水供给歧管32A以及阴极气体供给歧管33A。此外，在阳极分隔件30的另一端侧(图3中右侧)从上方开始按顺序形成有阳极气体排出歧管31B、冷却水排出歧管32B以及阴极气体排出歧管33B。从阳极气体供给歧管31A供给来的阳极气体通过阳极气体流路37向阳极气体排出歧管31B流出。从冷却水供给歧管32A供给来的冷却水通过冷却水流路38向冷却水排出歧管32B流出。如图4和图5所示，阴极分隔件40是由金属等导电性材料形成的板状构件。阴极分隔件40在MEA侧的面具有供阴极气体流动的阴极气体流路47，在与MEA侧相反侧的面具有供冷却水流动的冷却水流路48。在阴极分隔件40的一端侧(图4中左侧)从上方开始按顺序形成有阳极气体供给歧管41A、冷却水供给歧管42A以及阴极气体供给歧管43A。此外，在阴极分隔件40的另一端侧(图4中右侧)从上方开始按顺序形成有阳极气体排出歧管41B、冷却水排出歧管42B以及阴极气体排出歧管43B。从阴极气体供给歧管43A供给来的阴极气体通过阴极气体流路47向阴极气体排出歧管43B流出。从冷却水供给歧管42A供给来的冷却水通过冷却水流路48向冷却水排出歧管42B流出。在层叠具有MEA20、阳极分隔件30以及阴极分隔件40的燃料电池10而构成燃料电池堆100的情况下，阳极气体供给歧管31A、41A、51A在层叠方向上排列，并作为一个阳极气体供给用通路发挥功能。此时，冷却水供给歧管32A、42A、52A作为一个冷却水供给用通路发挥功能，阴极气体供给歧管33A、43A、53A作为一个阴极气体供给用通路发挥功能。同样，阳极气体排出歧管31B、41B、51B、冷却水排出歧管32B、42B、52B、以及阴极气体排出歧管33B、43B、53B分别作为阳极气体排出用通路、冷却水排出用通路、以及阴极气体排出用通路发挥功能。另外，如图5所示，在相邻的两个燃料电池10中，设于一个燃料电池的阳极分隔件30和另一个燃料电池10的阴极分隔件40的各个冷却水流路38、48以互相面对的方式进行配置。由这样配置的冷却水流路38、48构成一个冷却通路。如图5所示，通过利用粘接剂60将阳极分隔件30和阴极分隔件40粘接于框架部50而形成燃料电池10。在阳极分隔件30和阴极分隔件40粘接于框架部50的状态下，阳极分隔件30以阳极气体流路37侧的面与MEA20的一侧的面相邻的方式进行配置，阴极分隔件40以阴极气体流路47侧的面与MEA20的另一侧的面相邻的方式进行配置。在这些分隔件30、40中，粘接剂60以包围分隔件外边缘和各种歧管的周围的方式进行配置。粘接剂60不仅具有将各构件相互粘接的功能，也具有作为将各构件之间密封的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，其包括由电解质膜和电极层构成的膜电极接合体、沿着所述膜电极接合体的外周配置的框架部、以及具有用于向所述膜电极接合体供给燃料气体的气体流路的分隔件，通过由一对所述分隔件夹持所述膜电极接合体而构成该燃料电池，其中，所述分隔件具有借助粘接剂接合于所述框架部的粘接区域，而且在该粘接区域内具有使所述分隔件和所述框架部之间的距离相比于该粘接区域内的其他部分变短的缩窄部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池，其包括由电解质膜和电极层构成的膜电极接合体、沿着所述膜电极接合体的外周配置的框架部、以及具有用于向所述膜电极接合体供给燃料气体的气体流路的分隔件，通过由一对所述分隔件夹持所述膜电极接合体而构成该燃料电池，其中，所述分隔件具有借助粘接剂接合于所述框架部的粘接区域，而且在该粘接区域内具有使所述分隔件和所述框架部之间的距离相比于该粘接区域内的其他部分变短的缩窄部。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中，所述分隔件的粘接区域具有所述分隔件与所述框架部之间的粘接剂厚度大致恒定的平坦部和所述分隔件与所述框架部之间的粘接剂厚度薄于所述平坦部处的粘接剂厚度且作为所述缩窄部发挥功能的突出部。3.根据权利要求2所述的燃料电池，其中，在所述分隔件的粘接区域中，在从靠近所述膜电极接合体的内侧位置朝向外侧的内外方向上设有多个所述突出部。4.根据权利要求2或3所述的燃料电池，其中，在比所述粘接区域的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑田茂昌，屋隆了，阿部光高，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP