燃料电池堆的制造方法技术

本发明专利技术涉及燃料电池堆的制造方法。燃料电池堆(10)的制造方法包括：层叠工序(P5)，将多个发电单电池(14)层叠，所述发电单电池(14)包括膜电极结构体(30)、夹持膜电极结构体(30)的一对隔板(46、48)、以及密封构件(58)；以及压缩工序(P6)，对层叠的多个发电单电池(14)施加压缩载荷。压缩工序(P6)以使膜电极结构体(30)塑性变形并且密封构件(58)不超过弹性极限的方式施加压缩载荷。式施加压缩载荷。式施加压缩载荷。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池堆的制造方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池堆的制造方法。

技术介绍

[0002]近年，为了能够确保更多的人能够用上适当、可靠、可持续且先进的能源，正在研究开发关于有助于能源高效化的燃料电池堆。
[0003]在日本特开2022
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022802号公报中，公开了一种燃料电池堆的制造方法。在日本特开2022
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022802号公报的燃料电池堆中，多个发电单电池层叠。发电单电池具有：膜电极结构体；以及夹持该膜电极结构体的第一金属隔件及第二金属隔件。在第一金属隔件以及第二金属隔件设置有朝向膜电极结构体突出的凸起部(凸起密封件)。在这些凸起部的顶部配设有密封构件。
[0004]在日本特开2022
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022802号公报的制造方法中，在将多个发电单电池层叠之后，向由第一金属隔件与第二金属隔件形成的冷却介质流路供给压力介质。因该压力介质，密封构件被密接于膜电极结构体的树脂框。

技术实现思路

[0005]专利技术所要解决的问题
[0006]但是，层叠的各发电单电池的膜电极结构体的厚度存在偏差。当该偏差大时，有发电效率降低的担忧。
[0007]本专利技术的目的在于解决上述的问题。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本专利技术的一方面涉及一种燃料电池堆的制造方法，包括：层叠工序，将多个发电单电池层叠，所述发电单电池包括膜电极结构体、夹持所述膜电极结构体的一对隔板、以及密封构件；以及压缩工序，对在所述层叠工序中层叠的多个所述发电单电池施加压缩载荷，所述隔板具有：流体流路部，其与所述膜电极结构体相对，用于使流体沿所述隔板的面方向流通；以及凸起部，其包围所述流体流路部的外周，并比所述膜电极结构体靠外侧，向所述隔板的厚度方向突出，所述密封构件设置于一对所述隔板各自的所述凸起部之间，所述密封构件的弹性极限大于所述膜电极结构体的弹性极限，所述压缩工序以使所述膜电极结构体塑性变形并且所述密封构件不超过弹性极限的方式施加所述压缩载荷。
[0010]专利技术的效果
[0011]根据本专利技术的方面，能够抑制各发电单电池的膜电极结构体的厚度产生的偏差增大的情形。其结果是，能够抑制发电效率降低，进而有助于使能源高效化。另外，能够防止来自发电单电池的过负荷。其结果是，能够抑制堆壳体的强度，使燃料电池堆的整体轻量化并且小型化。
[0012]从参照附图并进行的以下实施方式的说明中应该能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
[0013]图1是燃料电池堆的立体图。
[0014]图2是发电单电池的分解立体图。
[0015]图3是示出发电单电池的层叠方向的剖面的图。
[0016]图4是示出燃料电池堆的制造方法的顺序的流程图。
[0017]图5是示出密封构件、凸起部以及膜电极结构体的厚度的关系的图。
[0018]图6是示出多个发电单电池层叠的被压缩前的状态的图。
[0019]图7是示出对层叠的多个发电单电池施加压缩载荷的状态的图。
[0020]图8是示出治具的结构的图。
具体实施方式
[0021]图1是燃料电池堆10的立体图。燃料电池堆10例如能够搭载于未图示的电动汽车等车辆来使用、作为固定安置型来使用等。燃料电池堆10具备发电单电池层叠体12。发电单电池层叠体12是由多个发电单电池14沿层叠方向(箭头符号A方向)层叠来构成的。在发电单电池层叠体12的层叠方向的一端侧(箭头符号A1侧)朝向外方依次配设有接线板18a、绝缘件20a以及端面板22a。另外，在发电单电池层叠体12的层叠方向的另一端侧(箭头符号A2侧)朝向外方依次配设有接线板18b、绝缘件20b以及端面板22b。
[0022]绝缘件20a、20b例如由聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂等绝缘性材料形成。而且，也可以是，绝缘件20a、20b分别由在层叠方向重合的多个(例如，两个)组件构成。
[0023]在端面板22a、22b的各边之间配置连结杆24。各连结杆24的两端借助螺栓等被固定于端面板22a、22b的内表面，对发电单电池层叠体12施加层叠方向的压缩载荷(紧固载荷)。而且，也可以是，在燃料电池堆10中，构成为具备将端面板22a、22b设为端板的机壳，在该机壳内收纳发电单电池层叠体12等。
[0024]如图2所示，发电单电池14具有带树脂框的MEA 26以及隔件28。带树脂框的MEA 26由膜电极结构体30、将膜电极结构体30的外周包围的树脂框构件32构成。
[0025]膜电极结构体30具有：电解质膜34；在该电解质膜34的一侧(箭头符号A2侧)的面设置的阳极电极36；以及在电解质膜34的另一侧(箭头符号A1侧)的面设置的阴极电极38。
[0026]电解质膜34例如是含有水分的全氟磺酸的薄膜等固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)，被阳极电极36和阴极电极38夹持。而且，电解质膜34除了能够使用氟系电解质以外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。
[0027]阳极电极36具有均未图示的阳极电极催化剂层和阳极气体扩散层。阳极电极催化剂层接合于电解质膜34的一侧(箭头符号A2侧)的面。阳极气体扩散层层叠于阳极电极催化剂层。阴极电极38具有均未图示的阴极电极催化剂层和阴极气体扩散层。阴极电极催化剂层接合于电解质膜34的另一侧(箭头符号A1侧)的面。阴极气体扩散层层叠于阴极电极催化剂层。
[0028]阳极电极催化剂层例如是将表面承载了铂合金的多孔质碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在阳极气体扩散层的表面而形成的。阴极电极催化剂层例如是将表面承载了铂合金的多孔质碳粒子与离子导电性高分子粘合剂一起均匀地涂布在阴极气体扩散层的表面而形成的。
[0029]阴极气体扩散层和阳极气体扩散层由碳纸或者碳布等导电性多孔质片形成。也可以是，在阴极电极催化剂层与阴极气体扩散层之间、以及在阳极电极催化剂层与阳极气体扩散层之间中的至少一方，设置多孔质层(未图示)。
[0030]树脂框构件32为边框状，例如，树脂框构件32的内周端缘部接合于膜电极结构体30的外周缘部。这样在膜电极结构体30的外周设置树脂框构件32，由此对于比较高额的电解质膜34而言，能够使构成一个发电单电池14所需的电解质膜34的面积减小。
[0031]树脂框构件32与膜电极结构体30的接合构造没有特别限定，例如也可以是，在阴极气体扩散层的外周端缘部与阳极气体扩散层的外周端缘部之间夹持树脂框构件32的内周端缘部。在该情况下，树脂框构件32的内周端面既可以靠近于电解质膜34的外周端面，也可以抵接于电解质膜34的外周端面，还可以与电解质膜34的外周端面重叠。
[0032]代替上述的接合构造，也可以是，使电解质膜34的外周缘部相比于阴极气体扩散层以及阳极气体扩散层而向外方突出，在该电解质膜34的外周缘部的两侧设置框形状的膜，由此构成树脂框构件32。即，也可以是，层叠的多个框状的膜被粘接剂等接合由此构成树脂框本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池堆(10)的制造方法，包括：层叠工序(P5)，将多个发电单电池(14)层叠，所述发电单电池包括膜电极结构体(30)、夹持所述膜电极结构体的一对隔板(46、48)、以及密封构件(58)；以及压缩工序(P6)，对在所述层叠工序中层叠的多个所述发电单电池施加压缩载荷，所述隔板具有：流体流路部(50、54)，所述流体流路部与所述膜电极结构体相对，用于使流体沿所述隔板的面方向流通；以及凸起部(52a、52b)，所述凸起部包围所述流体流路部的外周，并比所述膜电极结构体靠外侧，向所述隔板的厚度方向突出，所述密封构件设置于一对所述隔板各自的所述凸起部之...

【专利技术属性】
技术研发人员：江波户穰，小山贤，满冈隆昭，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：