燃料电池的制造方法技术

本发明专利技术的燃料电池的制造方法包括焊接工序，上述焊接工序将一对隔板的凸条部彼此断续地在多个位置通过一次激光照射进行预先决定好的长度的激光焊接，上述一对隔板分别在与膜电极扩散层接合体对置的面具有形成为在面方向上起伏的多个上述凸条部。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的制造方法
本公开涉及燃料电池的制造方法。
技术介绍
作为燃料电池，公知有具备一对隔板、和膜电极扩散层接合体(MEGA(MembraneElectrodeGass-diffusion-layerAssembly))的燃料电池。为了减少隔板之间的电阻，例如，可以考虑对隔板实施用于减少接触电阻的表面处理。然而，一般来说，表面处理是繁琐的处理，从而也无法阻止制造成本增加。因而，本申请专利技术人们研究了将与MEGA对置并将隔板彼此重合的区域如日本特开2009-99258那样激光焊接。然而，若在焊接部位线状地扫描激光，则在焊接的开始点和结束点处在小孔周边的焊接熔池产生紊乱，从而在焊缝产生凹凸。
技术实现思路
本公开提供一种燃料电池的制造方法。本公开的第1形态的燃料电池的制造方法包括焊接工序，上述焊接工序将一对隔板的重叠的凸条部彼此断续地在多个焊接部位进行激光焊接，上述一对隔板分别在与膜电极扩散层接合体对置的面具有形成为在面方向上起伏的多个上述凸条部。在各上述焊接部位通过一次激光照射进行预先决定好的长度的激光焊接。根据本公开的第1形态，通过一次激光照射激光焊接预先决定好的长度，由此断续地将隔板彼此焊接，因此与边扫描激光边将焊接部位焊接相比，能够抑制熔池紊乱，从而能够抑制在焊缝产生凹凸。也可以构成为：在上述第1形态的基础上，在上述焊接工序之前，还具备将上述一对隔板重叠并按压的按压工序。根据上述结构，在将一对隔板重叠并按压，从而减小隔板之间的缝隙后，进行焊接，因此能够更有效地抑制焊接不良，从而能够抑制在焊缝产生凹凸。也可以构成为：在上述形态的基础上，在上述按压工序中，使用加压夹具来按压上述一对隔板。也可以构成为：在上述形态的基础上，上述加压夹具在与上述焊接工序中的上述焊接部位对应的部位具备用于焊接的开口部。也可以构成为：在通过上述加压夹具按压上述一对隔板的状态下，经由上述开口部进行激光焊接。根据上述结构，通过加压夹具对一对隔板进行加压，从而能够在减小一对隔板之间的缝隙的状态下进行激光焊接，因此能够抑制燃料电池的厚度不一致。也可以构成为：在上述形态的基础上，在上述按压工序中，经由上述开口部对上述焊接部位进行冲压处理。根据上述结构，对焊接部位进行冲压，因此能够更有效地减小焊接部位处的隔板之间的缝隙，从而能够抑制燃料电池的厚度不一致。也可以构成为：在上述形态的基础上，上述一对隔板配置为在上述一对隔板之间形成用于使冷却液流动的流路。也可以构成为：在上述焊接工序中，沿着上述流路的方向上的每一次激光照射的焊接的长度比与沿着上述流路的方向垂直的方向上的上述凸条部的宽度长。根据上述结构，在焊接工序中，沿着流路的方向上的焊接的长度比与沿着流路的方向垂直的方向上的凸条部的宽度长，因此能够以较少的焊接点数减小一对隔板彼此的接触电阻。也可以构成为：在上述形态的基础上，上述一对隔板分别在与上述膜电极扩散层接合体对置的面具有形成为在面方向上起伏的多个凹条部。也可以构成为：上述预先决定好的长度是使上述凸条部彼此的至少一部分重叠，一方上述隔板的上述凸条部的至少一部分与另一方上述隔板的上述凸条部的对应的一部分重叠，并且一方凸条部不嵌入另一方凹条部的长度。也可以构成为：在上述形态的基础上，上述燃料电池具有上述一对隔板、和与上述一对隔板邻接的上述膜电极扩散层接合体。也可以构成为：通过进行上述激光焊接，从而在上述一对隔板之间形成用于使冷却液流动的流路。本公开能够以各种方式实现，例如，能够以通过上述方式的制造方法制造的燃料电池、包括该燃料电池而构成的燃料电池组等形态来实现。以下参考附图，对本专利技术的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的要素。附图说明图1是燃料电池的说明图。图2是用II-II线将图1切断的剖面示意图。图3是表示燃料电池的制造方法的一个例子的工序图。图4是焊接工序的说明图。图5是焊接工序中的焊接的长度的说明图。图6是表示第2实施方式中的燃料电池的制造方法的一个例子的工序图。图7是加压夹具的说明图。图8是加压夹具的另一说明图。图9是第3实施方式中的隔板的按压工序的说明图。具体实施方式A.第1实施方式图1是通过本公开的一个实施方式中的制造方法制造的燃料电池100的说明图。图2是用II-II线将图1切断的剖面示意图。在图1中示出了相互正交的x轴、y轴、z轴。x轴是沿着燃料电池100的短边方向的方向，y轴是沿着燃料电池100的长边方向的方向，z轴是沿着燃料电池100的层叠方向的方向。这些轴与在图2以后示出的轴对应。燃料电池100是接受作为反应气体的氢和氧的供给来发电的固体高分子型的燃料电池。如图2所示，燃料电池100具备膜电极扩散层接合体10、和一对隔板20a、20b。膜电极扩散层接合体10具备膜电极接合体(MEA(MembraneElectrodeAssembly))11、和气体扩散层12。在膜电极扩散层接合体10的周围接合有树脂片15。膜电极接合体11具备电解质膜、和与电解质膜的两面分别邻接而形成的催化剂层。电解质膜是在湿润状态下示出良好的质子传导性的固体高分子薄膜。电解质膜例如由氟类树脂的离子交换膜构成。催化剂层具备促进氢与氧的化学反应的催化剂、和担载催化剂的碳粒子。气体扩散层12设置为与膜电极接合体11的每一个的催化剂层侧的面邻接。气体扩散层12是使用于电极反应的反应气体沿着电解质膜的面方向扩散的层，由多孔的扩散层用基材构成。作为扩散层用基材，能够使用碳纤维基材、石墨纤维基材、发泡金属等具有导电性和气体扩散性的多孔的基材。一对隔板20a、20b与膜电极扩散层接合体10邻接配置。在本实施方式中，隔板20a与膜电极扩散层接合体10邻接配置，隔板20b与隔板20a邻接配置，通过重叠多个按照该顺序配置的一组膜电极扩散层接合体10、隔板20a以及隔板20b，从而构成燃料电池组。此外，燃料电池组的两端部仅配置一片隔板。隔板20a、20b例如通过将由不锈钢、钛或者它们的合金构成的金属板冲压成型为凹凸形状而形成。隔板20a和隔板20b在彼此对置的面具有形成为在面方向上起伏的多个凸条部21和凹条部22。在本实施方式中，隔板20a和隔板20b在两侧的面具有凸条部21和凹条部22，但也可以仅在单侧的面具有凸条部21和凹条部22。在面方向上起伏在本实施方式中是指在面方向上产生规定的周期的波动。如图1所示，凸条部21和凹条部22沿着y轴方向延伸，并在x轴方向上交替排列。以下，将隔板20a和隔板20b统称为隔板20。在与膜电极扩散层接合体10对置的一对隔板20彼此之间，形成流路23。更具体而言，以隔板20a的凸条部21与隔板20b的凸条部21彼此邻接的方式将多个焊接部24焊接，从而在隔板20彼此之间形成波形状的流路23。在本实施方式中，将隔板20a的凸条部21与隔板20b的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池的制造方法，其特征在于，/n包括焊接工序，所述焊接工序将一对隔板的重叠的凸条部彼此断续地在多个焊接部位进行激光焊接，所述一对隔板分别在与膜电极扩散层接合体对置的面具有形成为在面方向上起伏的多个所述凸条部，其中，在各所述焊接部位通过一次激光照射进行预先决定好的长度的激光焊接。/n

【技术特征摘要】
20190924 JP 2019-1727611.一种燃料电池的制造方法，其特征在于，
包括焊接工序，所述焊接工序将一对隔板的重叠的凸条部彼此断续地在多个焊接部位进行激光焊接，所述一对隔板分别在与膜电极扩散层接合体对置的面具有形成为在面方向上起伏的多个所述凸条部，其中，在各所述焊接部位通过一次激光照射进行预先决定好的长度的激光焊接。


2.根据权利要求1所述的燃料电池的制造方法，其特征在于，
在所述焊接工序之前，还具备将所述一对隔板重叠并按压的按压工序。


3.根据权利要求2所述的燃料电池的制造方法，其特征在于，
在所述按压工序中，使用加压夹具来按压所述一对隔板。


4.根据权利要求3所述的燃料电池的制造方法，其特征在于，
所述加压夹具在与所述焊接工序中的所述焊接部位对应的部位具备用于焊接的开口部；
在通过所述加压夹具按压所述一对隔板的状态下，经由所述开口部进行激光焊接。


5.根据权利要求4所述的燃料电池的制造方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村秀生，服部拓也，
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