燃料电池单电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供燃料电池单电池及其制造方法，在组装燃料电池单电池时抑制由树脂形成的气体流路形成部的气体流路的闭塞。燃料电池单电池具备带有树脂框架的MEGA板和两张隔板。在树脂框架的第一面上设置有形成气体歧管孔与MEGA的第一面之间的气体流路的凹凸状的气体流路形成部。在树脂框架的第二面上以通过气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有熔融粘结部，该熔融粘结部将气体歧管孔的周围包围而隔断气体歧管孔与MEGA的第二面之间的气体的流通，并将树脂框架与第二隔板粘结。熔融粘结部由第一树脂形成，气体流路形成部由熔点比第一树脂高的第二树脂形成。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池单电池及其制造方法
本专利技术涉及燃料电池单电池及其制造方法。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种燃料电池的单电池。该单电池具有电解质膜-电极构造体和接合于电解质膜-电极构造体的周围的树脂框，且具有通过阳极侧隔板及阴极侧隔板将带有树脂框的电解质膜-电极构造体夹持的构造。在两张隔板各自的外缘部形成有气体歧管孔，在两张隔板各自的朝向带有树脂框的电解质膜-电极构造体的面上形成有气体流路。在树脂框的朝向阴极侧隔板的面上通过树脂而形成有将气体歧管孔与气体流路连结的多条引导流路(气体流路形成部)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-133269号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在现有技术中，在通过热按压使树脂框与两张隔板一体化时，根据气体流路形成部的树脂的性质，产生了气体流路形成部熔融变形而导致其气体流路闭塞的问题。用于解决课题的方案本专利技术为了解决上述课题的至少一部分而完成，可以作为以下的方式实现。(1)根据本专利技术的一个方式，提供一种燃料电池单电池。该燃料电池单电池具备：MEGA板，具有MEGA(膜电极气体扩散层接合体)和接合于所述MEGA的周围的树脂框架；第一隔板，与所述MEGA的第一面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第一面侧；及第二隔板，与所述MEGA的第二面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第二面侧，在所述树脂框架的外缘部形成有气体歧管孔，在所述树脂框架的所述第一面上设置有凹凸状的气体流路形成部，该气体流路形成部形成所述气体歧管孔与所述MEGA的所述第一面之间的气体流路，在所述树脂框架的所述第二面上以通过所述气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有熔融粘结部，该熔融粘结部将所述气体歧管孔的周围包围而隔断所述气体歧管孔与所述MEGA的所述第二面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第二隔板粘结，所述熔融粘结部由第一树脂形成，所述气体流路形成部由熔点比所述第一树脂高的第二树脂形成。根据该方式的燃料电池单电池，由于气体流路形成部的熔点比熔融粘结部的熔点高，因此在组装燃料电池单电池时，能够抑制气体流路形成部的熔融或变形，能够减少气体流路形成部的气体流路堵塞的可能性。(2)在上述方式的燃料电池单电池中，可以是，所述树脂框架具有矩形框状的形状，所述气体歧管孔形成在所述树脂框架的四个角的位置，包括形成于所述树脂框架的一对对角的两个第一气体歧管孔和形成于另一对对角的两个第二气体歧管孔，在所述树脂框架的所述第一面上设置的所述气体流路形成部包括两个第一气体流路形成部，该两个第一气体流路形成部形成所述两个第一气体歧管孔各自与所述MEGA的所述第一面之间的气体流路，在所述燃料电池单电池中，还在所述树脂框架的所述第二面上设置有凹凸状的两个第二气体流路形成部，该两个第二气体流路形成部形成所述两个第二气体歧管孔各自与所述MEGA的所述第二面之间的气体流路，与在所述树脂框架的所述第二面上设置的所述熔融粘结部另行地在所述树脂框架的所述第一面上以通过所述两个第二气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有第一熔融粘结部，该第一熔融粘结部不隔断所述两个第一气体歧管孔各自与所述MEGA的所述第一面之间的气体的流通，且将所述两个第二气体歧管孔分别包围而隔断所述两个第二气体歧管孔各自与所述MEGA的所述第一面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第一隔板粘结，在所述树脂框架的所述第二面上设置的所述熔融粘结部包括以通过所述两个第一气体流路形成部的背侧的位置的方式形成的第二熔融粘结部，该第二熔融粘结部不隔断所述两个第二气体歧管孔各自与所述MEGA的所述第二面之间的气体的流通，且将所述两个第一气体歧管孔分别包围而隔断所述两个第一气体歧管孔各自与所述MEGA的所述第二面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第二隔板粘结，所述第一熔融粘结部及所述第二熔融粘结部由所述第一树脂形成，所述两个第一气体流路形成部及所述两个第二气体流路形成部由所述第二树脂形成。根据该方式的燃料电池单电池，由于两个第一气体流路形成部及两个第二气体流路形成部的熔点比第一熔融粘结部及第二熔融粘结部的熔点高，因此在组装燃料电池单电池时，能够抑制四个气体流路形成部各自的熔融或变形，能够减少气体流路形成部的气体流路堵塞的可能性。(3)在上述方式的燃料电池单电池中，可以是，在沿着层叠多个所述燃料电池单电池的层叠方向投影观察时，所述两个第一气体流路形成部与所述两个第二气体流路形成部形成在相互不重叠的位置。根据该方式的燃料电池单电池，由于在沿着层叠多个燃料电池单电池的层叠方向投影观察时，两个第一气体流路形成部与两个第二气体流路形成部形成在相互不重叠的位置，因此在组装燃料电池单电池时，能够使作用于隔板的压力分散，能够抑制燃料电池单电池的变形。(4)在上述(1)记载的燃料电池单电池中，可以是，所述树脂框架包括接合于所述MEGA的周围的内框和接合于所述内框的周围的外框，所述外框接合于所述第一隔板及所述第二隔板，所述内框的杨氏模量小于所述外框的杨氏模量。根据该方式的燃料电池单电池，由于内框的杨氏模量小于外框的杨氏模量，内框容易弹性变形，因此燃料电池单电池在温度差大的环境下使用时，通过内框能够缓和在隔板或外框产生的应力，能够减少接合于内框的MEGA的电解质膜因拉伸应力而断裂的可能性。(5)在上述(1)或(4)记载的燃料电池单电池中，可以是，在沿着层叠多个所述燃料电池单电池的层叠方向投影观察时，在所述第一隔板的两个面中的与配置于所述树脂框架的所述第一面侧的面相反一侧的冷却面上以通过与所述气体流路形成部重叠的位置的方式形成有密封衬垫，该密封衬垫在层叠多个所述燃料电池单电池时与和该燃料电池单电池的相邻的其他燃料电池单电池的所述第二隔板接触。根据该方式的燃料电池单电池，由于在与配置于树脂框架的第一面侧的面相反一侧的冷却面上以通过气体流路形成部的位置的方式形成有密封衬垫，因此在层叠多个燃料电池单电池时，能够通过气体流路形成部承受作用于密封衬垫的压力的一部分，能够抑制燃料电池单电池的变形。(6)根据本专利技术的另一方式，提供一种燃料电池单电池的制造方法。该方法包括：工序(a)，准备MEGA板、第一隔板、第二隔板，该MEGA板具有MEGA(膜电极气体扩散层接合体)和接合于所述MEGA的周围的树脂框架，该第一隔板与所述MEGA的第一面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第一面侧，该第二隔板与所述MEGA的第二面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第二面侧；及工序(b)，将所述第一隔板、所述MEGA板及所述第二隔板层叠而组装所述燃料电池单电池，在所述树脂框架的外缘部形成有气体歧管孔，在所述树脂框架的所述第一面上形成有凹凸状的气体流路形成部，该气体流路形成部用于形成所述气体歧管孔与所述MEGA的所述第一面之间的气体流路，在所述树脂框架的所述第二面上以通过所述气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有热塑性粘结部，该热塑性粘结部将所述气体歧管孔的周围包围而隔断所述气体歧管孔与所述MEGA的所述第二面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第二隔板粘结，所述热塑性粘结部由第一树脂形成，所述气体流路形成部由熔点比所述第一树脂高的第二树脂形成，所述工序(b)包括如下工序：在所述层叠之后从所述第一隔板和所述第二隔板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池单电池，其中，具备：膜电极气体扩散层接合体板，具有膜电极气体扩散层接合体和接合于所述膜电极气体扩散层接合体的周围的树脂框架；第一隔板，与所述膜电极气体扩散层接合体的第一面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第一面侧；及第二隔板，与所述膜电极气体扩散层接合体的第二面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第二面侧，在所述树脂框架的外缘部形成有气体歧管孔，在所述树脂框架的所述第一面上设置有凹凸状的气体流路形成部，该气体流路形成部形成所述气体歧管孔与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第一面之间的气体流路，在所述树脂框架的所述第二面上以通过所述气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有熔融粘结部，该熔融粘结部将所述气体歧管孔的周围包围而隔断所述气体歧管孔与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第二面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第二隔板粘结，所述熔融粘结部由第一树脂形成，所述气体流路形成部由熔点比所述第一树脂高的第二树脂形成。

【技术特征摘要】
2016.07.25 JP 2016-1451331.一种燃料电池单电池，其中，具备：膜电极气体扩散层接合体板，具有膜电极气体扩散层接合体和接合于所述膜电极气体扩散层接合体的周围的树脂框架；第一隔板，与所述膜电极气体扩散层接合体的第一面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第一面侧；及第二隔板，与所述膜电极气体扩散层接合体的第二面相接而配置，且配置在所述树脂框架的第二面侧，在所述树脂框架的外缘部形成有气体歧管孔，在所述树脂框架的所述第一面上设置有凹凸状的气体流路形成部，该气体流路形成部形成所述气体歧管孔与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第一面之间的气体流路，在所述树脂框架的所述第二面上以通过所述气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有熔融粘结部，该熔融粘结部将所述气体歧管孔的周围包围而隔断所述气体歧管孔与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第二面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第二隔板粘结，所述熔融粘结部由第一树脂形成，所述气体流路形成部由熔点比所述第一树脂高的第二树脂形成。2.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其中，所述树脂框架具有矩形框状的形状，所述气体歧管孔形成在所述树脂框架的四个角的位置，包括形成于所述树脂框架的一对对角的两个第一气体歧管孔和形成于另一对对角的两个第二气体歧管孔，在所述树脂框架的所述第一面上设置的所述气体流路形成部包括两个第一气体流路形成部，该两个第一气体流路形成部形成所述两个第一气体歧管孔各自与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第一面之间的气体流路，在所述燃料电池单电池中，还在所述树脂框架的所述第二面上设置有凹凸状的两个第二气体流路形成部，该两个第二气体流路形成部形成所述两个第二气体歧管孔各自与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第二面之间的气体流路，与在所述树脂框架的所述第二面上设置的所述熔融粘结部相独立地在所述树脂框架的所述第一面上以通过所述两个第二气体流路形成部的背侧的位置的方式形成有第一熔融粘结部，该第一熔融粘结部不隔断所述两个第一气体歧管孔各自与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第一面之间的气体的流通，且将所述两个第二气体歧管孔分别包围而隔断所述两个第二气体歧管孔各自与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第一面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第一隔板粘结，在所述树脂框架的所述第二面上设置的所述熔融粘结部包括以通过所述两个第一气体流路形成部的背侧的位置的方式形成的第二熔融粘结部，该第二熔融粘结部不隔断所述两个第二气体歧管孔各自与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第二面之间的气体的流通，且将所述两个第一气体歧管孔分别包围而隔断所述两个第一气体歧管孔各自与所述膜电极气体扩散层接合体的所述第二面之间的气体的流通，并将所述树脂框架与所述第二隔板粘结，所述第一熔融粘结部及所述第二熔融粘结部由所述第一树脂形成，所述两个第一气体流路形成部及所述两个第二气体流路形成部由所述第二树脂形成。3.根据权利要求2所述的燃料电池单电池，其中，在沿着层叠多个所述燃料电池单电池的层叠方向投影观察时，所述两个第一气体流路形成部与所述两个第二气体流路形成部形成在相互不重叠的位置。4.根据权利要求1所述的燃料电池单电池，其中，所述树脂框架包括接合于所述膜电极气体扩散层接合体的周围的内框和接合于所述内框的周围的外框，所述外框接合于所述第一隔板及所述第二隔板，所述内框的杨氏模量小于所述外框的杨氏模量。5.根据权利要求1或4所述的燃料电池单电池，其中，在沿着层叠多个所述燃料电池单电池的层叠方向投影观察时，在所述第一隔板的两个面中的与配置于所述树脂框架的所述第一面侧的面相反一侧的冷却面上以通过与所述气体流路形成部重叠的位置的方式形成有密封衬垫，该密封衬垫在层叠多个所述燃料电池单电池时与和该燃料电池单电池相邻的其他燃料电池单电池的所述第二隔板接触。6.一种燃料电池单电池的制造方法，其中，包括：工序(a)，准备膜电极气体扩散层接合体板、第一隔板及第二隔板，所述膜电极气体扩散层接合体板具有膜电极气体扩散层接合体和接合于所述膜电极气体扩散层接合体的周围的树脂框架，所述第一隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田祥夫，栗原卓也，雫文成，村山僚悟，神谷诚，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP