燃料电池堆制造技术

本发明专利技术提供一种能够提高层叠体的层叠方向端部的密封性的燃料电池堆(10)，其具备层叠有多个发电单体(12)的层叠体(14)。在发电单体(12)的金属隔板(30、32)上形成有密封线(52、62)，该密封线(52、62)以与电解质膜‑电极结构体的外周部或设置于外周部的树脂膜(46)接触的方式朝向层叠体(14)的层叠方向突出。在绝缘体(18a、18b)或端板(20a、20b)上设有弹性密封构件(80、84)，该弹性密封构件(80、84)与位于层叠方向的最端部的金属隔板(30e、32e)的密封线(52e、62e)抵接。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池堆
本专利技术涉及具备层叠有多个发电单体的层叠体的燃料电池堆，所述发电单体具有在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜-电极结构体和在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的金属隔板。
技术介绍
例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一侧的面上配设有阳极电极，在另一侧的面上配设有阴极电极。电解质膜-电极结构体通过由隔板(双极板)夹持而构成发电单体。具备层叠有规定数量发电单体的层叠体的燃料电池堆例如组装于燃料电池车辆(燃料电池电动机动车等)。在燃料电池堆中，有时使用金属隔板作为隔板。此时，在金属隔板上设有密封构件，以防止作为反应气体的氧化剂气体及燃料气体、冷却介质的泄漏(例如参照美国专利第6605380号说明书)。密封构件使用氟系、硅酮等的弹性橡胶密封件，存在制造成本高昂这样的问题。因此，例如日本特开2015-191802号公报所公开的那样，代替弹性橡胶密封件而采用在金属隔板上形成有密封凸起的结构。然而，有时在电解质膜-电极结构体的两侧配设的各金属隔板上形成密封凸起。该密封凸起以与在电解质膜-电极结构体的外周设置的框部接触的方式向层叠体的层叠方向突出。并且，以使密封凸起进行弹性变形的方式通过在层叠体的两端部设置的绝缘体从层叠方向夹持层叠体，由此防止反应气体、冷却介质的泄漏。然而，在该情况下，在电解质膜-电极结构体上设置的框部作用有其两侧的密封凸起的弹性力，另一方面，在绝缘体上仅从单侧作用有密封凸起的弹性力，因此引起层叠体的层叠方向端部的密封性降低。因而，希望提高层叠体的层叠方向端部的密封性。
技术实现思路
本专利技术考虑到这样的课题而提出，其目的在于提供一种能够提高层叠体的层叠方向端部的密封性的燃料电池堆。本专利技术的燃料电池堆具备层叠有多个发电单体的层叠体，所述发电单体具有在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜-电极结构体和在电解质膜-电极结构体的两侧配设的金属隔板。在金属隔板上形成有密封用凸起部，该密封用凸起部以与电解质膜-电极结构体的外周部或设置于外周部的框部接触的方式朝向层叠体的层叠方向突出。在层叠体的层叠方向两侧，配设有以使密封用凸起部进行弹性变形的方式沿着层叠方向夹持层叠体的绝缘体及端板。在绝缘体或端板上设有弹性密封构件，该弹性密封构件与位于层叠方向的最端部的金属隔板的密封用凸起部抵接。另外，在上述燃料电池堆的基础上，优选的是，在绝缘体或端板中的朝向层叠体的面上，形成有供弹性密封构件配设的凹部。而且，在上述燃料电池堆的基础上，优选的是，金属隔板形成有用于向电极供给反应气体的气体流路和供反应气体及冷却介质流通的多个连通孔，密封用凸起部环绕气体流路，并且设置于连通孔的周围。另外，在上述燃料电池堆的基础上，优选的是，位于层叠方向的最端部的金属隔板为与如下金属隔板相同的结构，该金属隔板是与电解质膜-电极结构体的外周部或框部中的指向位于层叠方向的最端部的所述金属隔板的相反侧的面接触的金属隔板。根据本专利技术，将与位于层叠体的层叠方向的最端部的金属隔板的密封用凸起部抵接的弹性密封构件设置于绝缘体或端板。由此，在层叠体的层叠方向端部的金属隔板的密封用凸起部上作用有弹性密封构件的弹性力，且在弹性密封构件上作用有该密封用凸起部的弹性力，因此能够提高层叠体的层叠方向端部的密封性。上述的目的、特征及优点根据参照附图说明的以下的实施方式的说明而容易理解。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的燃料电池堆的立体说明图。图2是所述燃料电池堆的局部分解简要立体图。图3是图2的沿着III-III线的剖视图。图4是所述燃料电池堆的发电单体的分解立体图。图5是构成所述发电单体的第一金属隔板的正面说明图。图6是构成所述燃料电池堆的一方的绝缘体的正面说明图。图7是构成所述燃料电池堆的另一方的绝缘体的正面说明图。图8是构成所述燃料电池堆的第一弹性密封构件及第二弹性密封构件的剖视说明图。图9是表示本专利技术的燃料电池堆的结构例的剖视图。图10是表示本专利技术的燃料电池堆的另一结构例的剖视图。具体实施方式以下，例举优选的实施方式并参照附图来说明本专利技术的燃料电池堆。如图1及图2所示，本专利技术的一实施方式的燃料电池堆10具备将多个发电单体12沿着水平方向(箭头A方向)或重力方向(箭头C方向)层叠而成的层叠体14。燃料电池堆10例如搭载于未图示的燃料电池电动机动车等燃料电池车辆。在层叠体14的层叠方向(箭头A方向)一端，朝向外侧而依次配设有接线板16a、绝缘体18a及端板20a(参照图2)。在层叠体14的层叠方向另一端，朝向外侧而依次配设有接线板16b、绝缘体18b及端板20b。如图1所示，端板20a、20b具有横长(也可以是纵长)的长方形形状，并且在各边之间配置有连结杆24。各连结杆24的两端经由螺栓26而固定于端板20a、20b的内表面，对层叠有多个的发电单体12施加层叠方向(箭头A方向)的紧固载荷。需要说明的是，在燃料电池堆10中，也可以构成为，具备以端板20a、20b为端部板的框体，且在所述框体内收容层叠体14。如图3及图4所示，在发电单体12中，带树脂膜的MEA(电解质膜-电极结构体)28由第一金属隔板30及第二金属隔板32夹持。第一金属隔板30及第二金属隔板32例如通过将钢板、不锈钢板、铝板、镀敷处理钢板、或者对其金属表面实施了防蚀用的表面处理后的金属薄板的截面冲压成形为波形而构成。第一金属隔板30与第二金属隔板32通过焊接、钎焊、铆接等将外周接合为一体，来构成接合隔板33。在发电单体12的长边方向即箭头B方向(图4中的水平方向)的一端缘部，设有沿着箭头A方向相互连通的氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a及燃料气体出口连通孔38b。氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a及燃料气体出口连通孔38b沿着箭头C方向排列设置。氧化剂气体入口连通孔34a供给氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质入口连通孔36a供给冷却介质，燃料气体出口连通孔38b排出燃料气体、例如含氢气体。在发电单体12的箭头B方向的另一端缘部，沿着箭头C方向排列设置有沿着箭头A方向相互连通的燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b及氧化剂气体出口连通孔34b。燃料气体入口连通孔38a供给燃料气体，冷却介质出口连通孔36b排出冷却介质，并且氧化剂气体出口连通孔34b排出氧化剂气体。氧化剂气体入口连通孔34a及氧化剂气体出口连通孔34b和燃料气体入口连通孔38a及燃料气体出口连通孔38b的配置并不限定于本实施方式。根据要求的规格而适当设定即可。如图3所示，在外周具有框形状的树脂膜(框部)46的带树脂膜的MEA28例如具有：含有水分的全氟磺酸的薄膜即固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)40；以及对所述固体高分子电解质膜40进行夹持的阳极电极42及阴极电极44。固体高分子电解质膜40除了氟系电解质以外，还可以使用HC(烃)系电解质。固体高分子电解质膜40具有比阳极电极42及阴极电极44小的平面尺寸(外形尺寸)。固体高分子电解质膜40具有与电极外周重叠的重叠部41。阳极电极42设有：与固体高分子电解质膜40的一侧的面40a接合的第一电极催化剂层42a；以及层叠于所述第一电极催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆，其具备层叠有多个发电单体的层叠体，所述发电单体具有在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜‑电极结构体和在所述电解质膜‑电极结构体的两侧配设的金属隔板，在所述金属隔板上形成有密封用凸起部，该密封用凸起部以与所述电解质膜‑电极结构体的外周部或设置于所述外周部的框部接触的方式朝向所述层叠体的层叠方向突出，在所述层叠体的层叠方向两侧，配设有以使所述密封用凸起部进行弹性变形的方式沿着所述层叠方向夹持所述层叠体的绝缘体及端板，所述燃料电池堆的特征在于，在所述绝缘体或所述端板上设有弹性密封构件，该弹性密封构件与位于所述层叠方向的最端部的所述金属隔板的所述密封用凸起部抵接。

【技术特征摘要】
2016.08.02 JP 2016-1522671.一种燃料电池堆，其具备层叠有多个发电单体的层叠体，所述发电单体具有在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜-电极结构体和在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的金属隔板，在所述金属隔板上形成有密封用凸起部，该密封用凸起部以与所述电解质膜-电极结构体的外周部或设置于所述外周部的框部接触的方式朝向所述层叠体的层叠方向突出，在所述层叠体的层叠方向两侧，配设有以使所述密封用凸起部进行弹性变形的方式沿着所述层叠方向夹持所述层叠体的绝缘体及端板，所述燃料电池堆的特征在于，在所述绝缘体或所述端板上设有弹性密封构件，该弹性密封构件与位于所述层叠方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：石田坚太郎，坂野雅章，森川洋，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP