燃料电池堆制造技术

本发明专利技术提供一种燃料电池堆。能够以简单的结构可靠地承受外部载荷等，且能够良好地抑制变形或紧固载荷的脱落等。燃料电池堆层叠有多个燃料电池且在层叠方向两端配设有端板。燃料电池堆具备：架设在一对端板之间的连结构件；设置在所述端板的侧面和所述连结构件上，用于沿紧固方向施加张力的保持机构；用于使所述端板的侧面与所述连结构件相互固定的固定机构。保持机构具备一体插入端板的侧面和连结构件内的销构件，而固定机构具备将所述连结构件固定在所述端板的侧面上的螺钉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池堆，其具有燃料电池，该燃料电池层叠有在电解质膜的两侧 配设了一对电极的电解质膜-电极结构体和隔板，所述燃料电池堆层叠有多个所述燃料电 池，并且在层叠方向两端设有端板。
技术介绍
例如，固体高分子型燃料电池具备通过隔板夹持电解质膜_电极结构体(MEA)的 单体电池，该电解质膜_电极结构体在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的两侧分别配 设有阳极侧电极及阴极侧电极。此种燃料电池通常通过层叠规定数目的单体电池，作为燃 料电池堆使用。在此种燃料电池堆中，为了得到所希望的发电性能并发挥密封功能，需要相对于 层叠方向施加良好的紧固载荷。因此，例如，在专利文献1所公开的燃料电池中，如图7所示，在层叠有规定数目的 隔板1和电极单元2的层叠体的两端部配设有压力板3a、3b。在压力板3a、3b的各角部配 设有截面L字形状的保持构件4，并且所述保持构件4通过螺钉5被紧固在所述压力板3a、 3b上。S卩，构成为在压力板3a、3b之间通过四个保持构件4对隔板1及电极单元2施加 向层叠方向的紧固载荷。专利文献1 日本特开2000-48850号公报然而，在上述专利文献1中，各保持构件4和压力板3a、3b仅通过贯通所述保持构 件4而拧入的螺钉5紧固在所述压力板3a、3b的侧部上形成的螺纹孔内。因此，当从外部对燃料电池施加载荷时，存在堆外形容易变形，无法维持层叠方向 的紧固载荷，而引起载荷脱落的问题。而且，由于堆外形的变形，存在隔板1或电极单元2 容易移动的问题。
技术实现思路
本专利技术用于解决此种问题，其目的在于，提供一种能够以简单的结构可靠地承受 外部载荷等，且能够良好地抑制变形或紧固载荷的脱落等的燃料电池堆。本专利技术涉及燃料电池堆，其具有燃料电池，该燃料电池层叠有在电解质膜的两侧 配设了一对电极的电解质膜-电极结构体和隔板，所述燃料电池堆层叠有多个所述燃料电 池，并且在层叠方向两端设有端板。该燃料电池堆具备架设在一对端板之间的连结构件；设置在所述端板的侧面和 所述连结构件上，用于沿紧固方向施加张力的保持机构；用于使所述端板的侧面与所述连 结构件相互固定的固定机构。另外，优选，保持机构具备至少设置在端板的侧面或连结构件上的孔部；插入所 述孔部内的销构件。进而，优选，孔部内压入有加强环。进而，优选，孔部配设有用于密封销构件的密封构件。另外，优选，保持机构具备设置在端板的侧面上的突起部；设置在连结构件上， 向所述连结构件的宽度方向外方突出，沿层叠方向外方跨所述突起部并与该突起部卡合的 突出部。进而，优选，在突起部与突出部之间夹装有用于进行所述层叠方向的尺寸调整的 间隔构件。进而，优选，燃料电池上设有在层叠方向上连通而使反应气体及冷却介质流动的 流体连通孔，并且连结构件与端板的侧面的连结部位设置在偏离所述流体连通孔的位置。根据本专利技术，通过保持机构对连结构件和端板沿相互紧固方向施加张力，并且通 过固定机构维持对所述连结构件和所述端板的紧固力。因此，能够以简单的结构可靠地施 加所希望的紧固力。进而，对燃料电池堆施加外部载荷时，在固定机构的作用下，能够防止连结构件的 剥落。而且，连结构件承受来自外部的冲击，保护燃料电池，并且能够防止所述燃料电池变 形(弯曲)的情况。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的燃料电池堆的简要立体说明图。图2是构成所述燃料电池堆的燃料电池的主要部分分解立体说明图。图3是从构成所述燃料电池堆的保持机构及固定机构的一方观察的分解立体说 明图。图4是从所述保持机构及固定机构的另一方观察的分解立体说明图。图5是本专利技术的第二实施方式的燃料电池堆的立体说明图。图6是构成所述燃料电池堆的保持机构及固定机构的分解立体说明图。图7是专利文献1的燃料电池的立体说明图。标号说明10、80燃料电池堆12燃料电池18a、18b 端板20电解质膜_电极结构体22、24 隔板26a氧化剂气体入口连通孔26b氧化剂气体出口连通孔28a燃料气体入口连通孔28b燃料气体出口连通孔30a冷却介质入口连通孔30b冷却介质出口连通孔32氧化剂气体流路34燃料气体流路36冷却介质流路42固体高分子电解质膜44阴极侧电极46阳极侧电极50、82连结构件52、84保持机构54、86固定机构56a、56b、66、70、98 孔部58销构件60a,60b加强环62、96螺纹孔64、100螺钉740环88突起部88a卡止部90突出部92间隔构件具体实施例方式如图1所示，本专利技术的第一实施方式的燃料电池堆10在箭头A方向(铅垂方向) 上层叠有多个燃料电池12，并且在所述燃料电池12的层叠方向两端配设有接线板14a、 14b、绝缘板 16a、16b 及端板 18a、18b。如图2所示，燃料电池12的电解质膜-电极结构体20由第一及第二隔板22、24 夹持。第一及第二隔板22、24由例如钢板、不锈钢板、铝板、或电镀处理钢板等金属隔板或 碳隔板构成。在燃料电池12的箭头B方向(图2中水平方向)的一端缘部上沿箭头C方向(水 平方向)排列设有在层叠方向即箭头A方向上相互连通，用于供给氧化剂气体例如含氧气 体的氧化剂气体入口连通孔26a及用于供给燃料气体例如含氢气体的燃料气体入口连通 孔 28a。在燃料电池12的箭头B方向的另一端缘部上沿箭头C方向排列设有在箭头A方 向上相互连通，用于排出燃料气体的燃料气体出口连通孔28b及用于排出氧化剂气体的氧 化剂气体出口连通孔26b。在燃料电池12的箭头C方向的两端缘部上设有用于供给冷却介质的冷却介质入 口连通孔30a及用于排出所述冷却介质的冷却介质出口连通孔30b。在第一隔板(阴极侧隔板)22的朝向电解质膜_电极结构体20的面22a上设有 与氧化剂气体入口连通孔26a和氧化剂出口连通孔26b连通的氧化剂气体流路32。在第二隔板(阴极侧隔板)24的朝向电解质膜-电极结构体20的面24a上设有 与燃料气体入口连通孔28a和燃料气体出口连通孔28b连通的燃料气体流路34。在相互相邻的构成燃料电池12的第一隔板22的面22b与第二隔板24的面24b5之间设有连通冷却介质入口连通孔30a和冷却介质出口连通孔30b的冷却介质流路36。在第一隔板22的面22a、22b上一体或分体设有第一密封构件38，并且在第二隔板 24的面24a、24b上一体或分体设有第二密封构件40。第一及第二密封构件38、40使用例如EPDM、NBR、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基 橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、氯丁二烯或丙烯酸酯橡胶等密封材料、缓冲材料或填充材料。电解质膜-电极结构体20具备在例如全氟磺酸的薄膜中浸渍有水的固定高分子 电解质膜42 ；夹持所述固定高分子电解质膜42的阴极侧电极44及阳极侧电极46。阴极侧电极44及阳极侧电极46具有由复写纸等构成的气体扩散层；在所述气 体扩散层的表面均勻涂敷多孔性碳粒子而形成的电极催化剂层，该多孔性碳粒子在表面载 持有钼合金。电极催化剂层形成在固定高分子电解质膜42的两面。如图1所示，例如，在铝制的端板18a、18b之间架设有多根连结构件50。连结构件 50具有例如铝制的长条板状，在燃料电池堆10的长边侧各配设两根，在所述燃料电池10的 短边侧各配置一根。就连结构件50的配置位置而言，在长边侧，设定在离开冷却介质入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池堆，具有燃料电池，该燃料电池层叠有在电解质膜的两侧配设了一对电极的电解质膜－电极结构体和隔板，所述燃料电池堆层叠有多个所述燃料电池，并且在层叠方向两端设有端板，所述燃料电池堆的特征在于，具备：架设在一对所述端板之间的连结构件；设置在所述端板的侧面和所述连结构件上，用于沿紧固方向施加张力的保持机构；用于使所述端板的侧面与所述连结构件相互固定的固定机构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西山忠志，森本刚，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]