燃料电池用金属隔板以及发电单电池制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池用金属隔板以及发电单电池。第一金属隔板(14)具备从底板部(38)突出的密封用凸起部(40)、即连通孔凸起部(42)。在俯视观察第一金属隔板(14)时，密封用凸起部(40)具有弯曲的弯曲部(76)。弯曲部(76)的曲率半径(R)与角度(θ)的组合被设定在抑制密封用凸起部(40)的沿着延伸方向的密封表面压力发生偏差的特定区域(Z)内。生偏差的特定区域(Z)内。生偏差的特定区域(Z)内。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用金属隔板以及发电单电池


[0001]本专利技术涉及燃料电池用金属隔板以及发电单电池。

技术介绍

[0002]例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜
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电极结构体(MEA)，该电解质膜
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电极结构体(MEA)在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的一方的表面配设有阳极电极，在另一方的表面配设有阴极电极。MEA被隔板(双极性板)夹持，由此构成发电单电池(燃料电池单体)。具备层叠规定数量发电单电池而成的层叠体的燃料电池堆，例如被组装入燃料电池车辆(燃料电池电动汽车等)。
[0003]在燃料电池堆中，存在使用金属隔板作为隔板的情况。在专利文献1说明书中公开了为了防止作为氧化剂气体以及燃料气体的反应气体、冷却介质的泄漏而与金属隔板一体形成的凸形状的密封用凸起部。对燃料电池堆施加层叠方向的紧固载荷。因紧固载荷，密封用凸起部弹性变形，在密封用凸起部的顶部产生表面压力(密封表面压力)，来发挥期望的密封性。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：美国专利申请公开第2018/0114994号

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]在密封用凸起部中，弯曲部的密封表面压力容易大于直线部的密封表面压力。当密封用凸起部的沿着延伸方向的密封表面压力的偏差大时，难以获得期望的密封性。
[0009]本专利技术是考虑这样的问题而做出的，目的在于提供能够抑制密封用凸起部的沿着延伸方向的密封表面压力发生偏差的燃料电池用金属隔板以及发电单电池。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]本专利技术的第一方式涉及燃料电池用金属隔板，具备：底板部；以及密封用凸起部，其从所述底板部向隔板厚度方向突出，并且沿所述底板部的表面方向延伸，在所述燃料电池用金属隔板中，在俯视观察所述燃料电池用金属隔板时，所述密封用凸起部具有弯曲的弯曲部，所述弯曲部的曲率半径与角度的组合被设定在抑制所述密封用凸起部的沿着延伸方向的密封表面压力发生偏差的特定区域内。
[0012]本专利技术的第二方式涉及发电单电池，具备：电解质膜
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电极结构体；以及层叠于所述电解质膜
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电极结构体的金属隔板，在所述发电单电池中，所述金属隔板具有：底板部；以及密封用凸起部，其从所述底板部向隔板厚度方向突出并且沿着所述底板部的表面延伸，在俯视观察所述金属隔板时，所述密封用凸起部具有弯曲的弯曲部，所述弯曲部的曲率半径与角度的组合被设定在抑制所述密封用凸起部的沿着延伸方向的密封表面压力发生偏差的特定区域内。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本专利技术的上述方式，能够抑制弯曲部的密封表面压力的上升。由此，能够抑制包含弯曲部的密封用凸起部的沿着延伸方向的密封表面压力发生偏差。
[0015]参照附图来说明以下实施方式的说明，能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的实施方式涉及的发电单电池的分解立体图。
[0017]图2是第一金属隔板的平面图。
[0018]图3是第二金属隔板的平面图。
[0019]图4是连通孔凸起部以及其周边图。
[0020]图5是示出图4所示的连通孔凸起部的曲率半径与角度的组合的特定区域的图。
具体实施方式
[0021]以下，例举优选的实施方式并参照附图来说明本专利技术所涉及的燃料电池用金属隔板以及发电单电池。
[0022]图1所示的构成燃料电池单体的发电单电池10具备：带树脂框的MEA 12；在带树脂框的MEA 12的一方表面侧配置的第一金属隔板14；以及在带树脂框的MEA 12的另一方的表面侧配置的第二金属隔板16。多个发电单电池10例如在箭头符号A方向(水平方向)或者箭头符号C方向(重力方向)层叠，并且被施加层叠方向的紧固载荷(压缩载荷)来构成燃料电池堆(未图示)。燃料电池堆例如作为车载用燃料电池堆被搭载于燃料电池电动汽车(未图示)。
[0023]第一金属隔板14以及第二金属隔板16例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。彼此邻接的发电单电池10的一方的发电单电池10的第一金属隔板14与另一方的发电单电池10的第二金属隔板16通过对外周焊接、钎焊、嵌塞(日文：
かしめ
)等而接合为一体，构成接合隔板。
[0024]在矩形的第一金属隔板14、第二金属隔板16以及后述的树脂框构件12b各自的长方向(箭头符号B方向)的一端部(箭头符号B1侧端部)，设置供给氧化剂气体的一个氧化剂气体入口连通孔20a、排出燃料气体的两个燃料气体出口连通孔22b以及供给冷却介质的两个冷却介质入口连通孔24a。氧化剂气体入口连通孔20a、冷却介质入口连通孔24a以及燃料气体出口连通孔22b将第一金属隔板14、第二金属隔板16以及树脂框构件12b各自在单电池厚度方向(箭头符号A方向)贯通。氧化剂气体入口连通孔20a、冷却介质入口连通孔24a以及燃料气体出口连通孔22b在铅垂方向(箭头符号C方向)排列。
[0025]氧化剂气体例如是作为含氧气体的空气。燃料气体例如是含氢气体。冷却介质例如是含有水的液体。
[0026]在第一金属隔板14、第二金属隔板16以及树脂框构件12b各自的长方向的另一端部(箭头符号B2侧端部)，设置排出氧化剂气体的两个氧化剂气体出口连通孔20b、供给燃料气体的一个燃料气体入口连通孔22a以及排出冷却介质的两个冷却介质出口连通孔24b。
[0027]燃料气体入口连通孔22a、冷却介质出口连通孔24b以及氧化剂气体出口连通孔20b将第一金属隔板14、第二金属隔板16以及树脂框构件12b各自在单电池厚度方向(箭头符号A方向)贯通。氧化剂气体出口连通孔20b、燃料气体入口连通孔22a以及冷却介质出口连通孔24b在铅垂方向排列。
[0028]在俯视观察时，各连通孔(氧化剂气体入口连通孔20a、氧化剂气体出口连通孔20b、燃料气体入口连通孔22a、燃料气体出口连通孔22b、冷却介质入口连通孔24a、冷却介质出口连通孔24b)形成为六边形。而且，各连通孔的形状也可以形成为其他多边形，例如三边形、四边形等，也可以形成为在角具有弯曲部的多边形。
[0029]氧化剂气体入口连通孔20a、氧化剂气体出口连通孔20b、燃料气体入口连通孔22a、燃料气体出口连通孔22b、冷却介质入口连通孔24a以及冷却介质出口连通孔24b的配置、个数不限定于本实施方式的结构，可以根据要求的规格来适当设定即可。
[0030]带树脂框的MEA 12具备：电解质膜
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电极结构体12a(以下，称为“MEA12a”)；以及在MEA 12a的外周部设置的框形状的树脂框构件12b。带树脂框的MEA12是具有MEA 12a的MEA构件的一个方式。MEA12a具有：电解质膜28；层叠于电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用金属隔板，具备：底板部(38)；以及密封用凸起部(40)，其从所述底板部向隔板厚度方向突出，并且沿所述底板部的表面方向延伸，在所述燃料电池用金属隔板中，在俯视观察所述燃料电池用金属隔板时，所述密封用凸起部具有弯曲的弯曲部(76)，所述弯曲部的曲率半径(R)与角度(θ)的组合被设定在抑制所述密封用凸起部的沿着延伸方向的密封表面压力发生偏差的特定区域(Z)内。2.根据权利要求1所述的燃料电池用金属隔板，其特征在于，在将所述弯曲部的所述曲率半径设为R，将所述角度设为θ时，满足θ≤4.5e
0.3R
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4.5的关系式。3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池用金属隔板，其特征在于，所述燃料电池用金属隔板具有用于使反应气体或者冷却介质沿所述隔板厚度方向流动的连通孔，所述弯曲部的曲率半径与角...

【专利技术属性】
技术研发人员：大久保拓郎，大森优，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：