燃料电池及其隔板制造技术

抑制密封构件收缩变形。为了实现该目的，在至少用于形成流体的流道的凹凸形状为在正面和背面反转的关系、并且形成有用于供给和排出流体的歧管（１６ｂ）的隔板（２０（２０ａ～２０ｄ））中，在沿着形成该歧管（１６ｂ）的轮廓的隔板（２０）的缘边（２０ｅ）设置有用于密封流体的密封构件（１３ｃ）的情况下，在该密封构件（１３ｃ）与缘边（２０ｅ）之间，在与该隔板（２０）相邻的其它构件之间具有能够作为衬垫而起作用的凸部（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池及其隔板。如果更详细地说，本专利技术涉及对形成 有用于形成流体的流道的凹凸形状的隔板的结构的改良。
技术介绍
一般来说，燃料电池(例如固体高分子型燃料电池)是通过层叠多个 由隔板夹持电解质的单体而构成的。另外，在隔板上，形成有用于向各单 体供给或从各单体排出反应气体(燃料气体、氧化气体)、冷却用的 的歧管。以往，关于用于这样供给以及排出各流体而设置的歧管，公开了这样的才支术方案在这些各歧管的周围的密封构件(密封垫、粘接剂等)的外 侧(外周侧)，形成有作为密封构件与相邻隔板之间的衬垫的肋(在本说 明书中也称作定寸部(定寸部))(例如，参照专利文献l)。 专利文献1:日本特开2003-77499号7>4艮
技术实现思路
但是，在如上所述的以往结构的隔板的情况下，密封构件会收缩而变 形，这一点不够令人满意。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够抑制密封构件收缩变形的燃料 电池及其隔板。为了解决该课题，本专利技术者进行了各种研究。在隔板中、特别是在形 成有歧管的边缘的部分或其附近，由于流体(反应气体或者冷却用冷媒) 的压力变动而受到的影响较大。即，在歧管中流通的流体的压力变动容易直接作用于设置在该边缘的周围的密封构件，其结果，会有如上所述密封 构件会收缩变形，有损密封构件的本来的功能的情况。关于这一点，本发 明者着眼于隔板的以往结构的特征、尤其是与通过歧管的流体的关系，发 现了能够解决上述那样的课题的技术。本专利技术是基于该发现的专利技术，即， 一种隔板，至少用于形成流体的流 道的凹凸形状为在正面和背面反转的关系，并且形成有用于供给以及排出所述流体的歧管，其中沿着形成歧管的轮廓的该隔板的缘边设置有用于 密封流体的密封构件，并且在该密封构件与缘边之间具有凸部，该凸部在 与该隔板相邻的其它构件之间能够作为衬垫而起作用。在隔板上形成有歧管，该歧管用于向各燃料电池单体供给或者从该单 体排出例如燃料气体、氧化气体、冷却用冷媒的这些流体。另外，在隔板 中的该歧管的周围设有密封构件，各流体不会从预定的流道泄漏。在本发 明所涉及的隔板中，在这样的密封构件与形成歧管的隔板的缘边之间设有 凸部，在层叠隔板时，这些凸部彼此直接(或者也可以是间接)对接而作 为衬垫起作用。此时，通过这些凸部和密封构件的外侧(外周侧)的例如 由肋(定寸部)所构成的其他凸部，形成预定宽度的村垫。另外，优选，上述那样的隔板中的凸部至少形成在以局部互相接触的 方式层叠的该隔板的各板之上，并且形成为在层叠时这些凸部彼此接触。 在层叠这样的隔板时，形成在各隔板上的凸部彼此接触而形成空间。进而，凸部也可以至少形成在从歧管向该隔板的面方向供给和排出流 体的部分以外的部分上。在这种情况下，不会给朝向隔板的面方向(如果 换其他的表达，为与层叠方向垂直的方向)的各流体的流动带来影响，能 够确保预定宽度的空间而抑制密封构件变形(收缩)。进而，优选，在这样的隔板中，在歧管的轮廓中、不向该隔板的面方 向供给和排出流体的部分形成有连续的凸部，在供给和排出流体的部分形 成有不连续的凸部。不连续地形成的凸部，能够一边允许各流体在各凸部 之间通过而流动、 一边形成用于避免密封构件变形(收缩)的空间。另夕卜，优选，在上述这样的隔板中，在密封构件的外侧也形成有凸部。在这样的情况下，通过形成在密封构件的外侧的凸部和形成在密封构件的 内侧的凸部(即沿着歧管的轮廓而形成的凸部)，能够形成能够抑制密封 构件变形的空间。进而，本专利技术是具备技术方案1 ~ 5中的任意一项所述的隔板的燃料电 池，其中在设置在该隔板中凸部的背面侧的构件上，形成有用于从背面 侧支撑凸部的其他的凸部。形成在隔板的局部的凸部，在层叠隔板时对接，从而作为衬垫而起作 用，形成能够抑制密封构件变形的空间。另外，i殳置在位于该凸部的背面 側的构件上的其他的凸部，从背面侧支持即支撑上述的凸部，抑制该凸部 变形。在这样的燃料电池中，优选，其他的凸部由不连续地形成的多个突起 形成，在这多个突起之间形成有所述流体的流道。此时，能够一边确保用 于供给和排出各流体的流道、 一边支撑形成在隔板上的凸部而抑制变形。进而在这样的燃料电池中，设置在凸部的背面侧的构件可以设为树脂框。附图说明图l是表示本专利技术的一个实施方式的分解立体图，分解表示本实施方 式中的燃料电池的隔板的单体。图2是表示本专利技术的一个实施方式的隔板的俯视图。图3是表示层叠的单体的结构例的图，表示图2中的III-III线上的剖面。图4是放大表示在树脂框上设置其他凸部的情况下、通过不连续地形成的多个突起构成该其他凸部时的结构例的剖;現图。 图5是表示燃料电池的结构的一例的侧视图。具体实施例方式下面，基于附图对本专利技术的优选实施方式进行说明。图1~图5表示本专利技术所涉及的燃料电池及其隔板的实施方式。本实 施方式中的隔板20 (在图1中分别用符号20a、 20b表示2枚隔板)，具 备用于向各单体2供给以及排出反应气体(例如燃料气体、氧化气体)或 者冷却用冷媒(例如冷却水)的歧管15、 16、 17 (在图1中各歧管由符号 15a、 15b、 16a、 16b、 17a、 17b表示)，通过与膜-电极组件30—起层叠 而构成单体2 (参照图2)。另外，对于该隔板20，至少用于形成流体的 流道的凹凸形状为在正面和背面反转的关系。在这里，在本实施方式中，沿着形成歧管15~17的轮廓的隔板20的 边缘20e设置有用于密封流体的密封构件13 (在图1中由符号13a、 13b、 13c表示)。进而，在这些密封构件13与边缘20e之间具有凸部21，该凸 部21在与该隔板20相邻的其它构件之间能够作为衬垫而起作用(参照图 3等)。利用这样的凸部21，密封构件13难以收缩，由此能够抑制收缩变 形。在下面^L明的实施方式中，首先对燃料电池l的概略结构以及构成该 燃料电池1的单体2的概略结构进行说明，然后对如上所述的单体20的结 构进行说明。燃料电池l设为下述的结构包括层叠多个单体2而成的单体层叠体 3，并且在位于该单体层叠体3的两端的端部单体2的层叠方向外侧，还包 括带输出端子5a的接线板5、绝缘体(绝,)6以及端板7(参照图5)。 相对于单体层叠体3，通过以将两端板7连接的方式架设的张力板8施加 朝向层叠方向的预定的压缩力。进而，在单体层叠体3的一端侧的端板7 与绝缘体6之间设有压力板9和弹簧机构9a，以吸收作用在单体2上的载 荷的变动。接线板5是作为集电板而起作用的构件，由例如铁、不锈钢、铜、铝 等金属形成为板状。在接线板5中的端部单体2侧的表面上实施有电镀处 理等表面处理，通过该表面处理确保与端部单体2的接触电阻。作为电镀， 可以列举镀金、银、铝、镍、锌、锡等，例如在本实施方式中，考察了导 电性、加工性以及廉价性而实施了镀锡处理。绝缘体6 A^到使接线板5与端板7电绝缘的功能的构件。为了实现 这样的功能，该绝缘体6由例如聚碳酸酯等树脂材料形成为板状。另外， 在作为绝缘体6的材料采用耐热性优异的工程塑料时在牢固性方面也有 利，另外在实现燃料电池1的轻量化方面也优选。端板7与接线板5同样，由各种金属(铁、不锈钢、铜、铝等)形成 为板状。例如在本实施方式中使用铜形成该端板7，但这只不过是一个例 子，也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔板，至少用于形成流体的流道的凹凸形状为在正面和背面反转的关系，并且形成有用于给排所述流体的歧管，其中：　沿着形成所述歧管的轮廓的该隔板的边缘设置有用于密封所述流体的密封构件，并且在该密封构件与所述边缘之间具有凸部，该凸部在与该隔板相邻的其它构件之间能够作为衬垫而起作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本佳位，八神裕一，合崎次郎，白滨淳一，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]