燃料电池和构成燃料电池的隔离体制造技术

与发电体（８１０）交替叠置的燃料电池的每个隔离体（６００）具有面对发电体（８１０）的第一电极的第一表面、面对另一发电体（８１０）的第二电极的第二表面、向第一电极供给第一反应气体或从第一电极排放第一反应气体并且在隔离体（６００）中延伸且具有在第一表面中开口的开口部分（４４０，４４４）的第一反应气体通道（６５０，６６０）、以及向面对第二表面的第二电极供给第二反应气体或从面对第二表面的第二电极排放第二反应气体并且在隔离体（６００）中延伸且具有在第二表面中开口的开口部分（３５０，３５４）的第二反应气体通道（６３０，６４０）。第一反应气体通道（６５０，６６０）的开口部分（４４０，４４４）和第二反应气体通道（６３０，６４０）的开口部分（３５０，３５４）都沿着发电区域（ＤＡ）的外围边界（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）的第一部分布置。

【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以及构成燃料电池的隔离体。具体地，本专利技术涉 及反应气体的供给和排放。
技术介绍
燃料电池例如固态聚合物燃料电池通过将反应气体(包含氢气的燃料 气体和包含氧气的氧化气体)供给到跨电解质隔膜而彼此面对的两个电极 (燃料电极和氧化电极)从而引起电化学反应，由此将物质的化学能直接 转换成电能。这种燃料电池的已知主要结构是所谓的叠置结构，其中包括 大致板状的电解质隔膜的层压部件与隔离体交替叠置并且在叠置方向上 固定在一起。具有叠置结构的已知燃料电池引入具有基本垂直于厚度方向的内部通道的隔离体(例如日本专利申请公开No. 5-109415(JP-A-109415))。在 这种燃料电池中，隔离体的内部通道用来将反应气体供给到电极或从电极 排^U1应气体。在这种隔离体中，通过叠置三个板状部件形成上述内部通 道。这种内部通道的一个端部与在厚度方向上穿透隔离体的反应气体管线 连通，并且内部通道的另一端部到达隔离体的面对电极的表面。经由这种 内部通道，反应气体在反应气体管线和电极之间传送。然而，在上述现有技术中，沿着基本矩形的发电区域的四个侧边的相 对两个侧边来设置用于两种反应气体之一也就是氧化气体的内部通道，沿 着另外两个侧边设置用于另一M气体也就是燃料气体的通道。因此，在 发电区域中，氧化气体和燃料气体在彼此相交并且都是电解质隔膜的平面 方向的方向上流动。这种^Ji气体的流动不一定提供良好的发电性能。因 而，期望实现提供更好发电性能的反应气体的流动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善燃料电池的发电性能。根据本专利技术的第一方面的燃料电池包括多个发电体和多个隔离体。每个发电体具有第一电极和第二电极。每个隔离体具有第一表面，其面对 发电体中的一个的第一电极；第二表面，其面对发电体中的另一个第二电 极；第一反应气体通道，其用于向面对第一表面的第一电极供给第一反应 气体或从面对第 一表面的第一电极排放第一反应气体；以及第二反应气体 通道，其用于向面对第二表面的第二电极供给第二反应气体或从面对笫二 表面的第二电极排放第二反应气体。第一反应气体通il^隔离体中延伸并 且在其端部处具有在第一表面中开口的开口部分。第二反应气体通道在隔 离体中延伸并且在其端部处具有在第二表面中开口的开口部分。当隔离体 与发电体叠置时，第一>^应气体通道的开口部分的至少一部分和第二反应 气体通道的开口部分的至少一部分沿着面对发电体的发电区域的外围边 界的第一部分被布置在隔离体中。根据按照第一方面的燃料电池，在每个隔离体中延伸使得供给或排放 第 一反应气体的通道的开口部分和在每个隔离体中延伸使得供给或排放 第二反应气体的通道的开口部分都沿着发电区域的同一部分布置。结果， 可以使第 一反应气体和第二反应气体在发电区域中彼此并行地流动。因 此，可以改善引入隔离体的燃料电池的发电性能，其中在该隔离体中具有 用于供给或湘Mt^应气体的通道。在按照第一方面的燃料电池中，第一反应气体通道可以是用于从第一 电极排放第一反应气体的第一反应气体排放通道，并且隔离体可以进一步 包括第一反应气体供给通道，该第一反应气体供给通道被设置用于向面对 第一表面的第一电极供给第一反应气体，并且在隔离体中延伸且在第一反 应气体供给通道的端部具有在第一表面中开口的开口部分，第一反应气体 排放通道的开口部分可以沿着第 一部分布置，并且第 一反应气体供给通道 的开口部分可以沿着与隔着发电区域第一部分相对定位的发电区域的外 围边界的第二部分布置。因此，第一反应气体从第二部分流向发电区域的 外围边界的第一部分，并且第二反应气体从第一部分流动或者流向第一部 分。由此，可以使第一反应气体和第二反应气体在发电区域中并行流动， 并且可以改善燃料电池的发电性能。在按照第一方面的燃料电池中，第二反应气体通道可以是用于向第二 电极供给第二反应气体的第二反应气体供给通道，并且每个隔离体可以进 一步包括第二反应气体排放通道，该第二反应气体排放通道被设置用于从 面对第二表面的第二电极排放第二反应气体，并且在隔离体中延伸且在第二反应气体排放通道的端部具有在第二表面中开口的开口部分，第二反应 气体供给通道的开口部分可以沿着第 一部分布置，并且第二反应气体排放 通道的开口部分可以沿着第二部分布置。因此，第一反应气体从第二部分 流向发电区域的外围边界的第 一部分，并且第二反应气体从第 一部分流向 第二部分。结果，可以使第一反应气体和第二反应气体在发电区域中并行 且在相反方向上流动。因此，可以进一步改善燃料电池的发电性能。在按照第一方面的燃料电池中，第一反应气体通道中的流动方向可以 基本垂直于第一部分，并且第二反应气体通道中的流动方向可以基本平行 于第一部分。因此，第一反应气体通道和第二反应气体通道可以在它们之 间没有干扰的情况下布置在每个隔离体中。在按照第一方面的燃料电池中，每个隔离体可以包括多个第一反应气 体供给通道，并且第一反应气体供给通道可以布置成使得第一反应气体供 给通道的压力损失变得彼此相等。因此，可以使第一反应气体供给通道中 的气体流量均匀。结果，可以使第一反应气体的供给均匀，从而可以改善 燃料电池的发电能力。在按照第一方面的燃料电池中，每个隔离体可以进一步包括第一反应 气体管线和第二反应气体管线，第一反应气体管线与第一反应气体通道的 另一端相通并且穿透隔离体，而第二反应气体管线与第二反应气体通道的 另一端相通并且穿透隔离体，并且第二反应气体通道可以具有随着与第二 反应气体管线的距离增加而变窄的通道宽度，且类似于第二反应气体通道 的通道宽度，第二反应气体通道的开口部分的通道宽度也可以随着与第二 反应气体管线的距离增加而变窄。因此，可以有效地抑制第二及JI气体通 道的压力损失。按照第 一方面的燃料电池可以进一 步包括多孔体，该多孔体布置在发 电体中的另一个的第二电极与隔离体的第二表面之间并且第二反应气体在该多孔体中流动，并且多孑L体的外部形状可以形成为使得沿着第二表面 中形成的第二反应气体通道的开口部分延伸。因此，可以进一步抑制第二 反应气体在从第二反应气体管线流到多孔体时经历的压力损失。在按照第一方面的燃料电池中，发电区域的外部形状可以为大致矩形 形状，并且第一部分可以U本沿着矩形形状的第一侧边的整个长度延伸 的部分。而且，隔离体可以进一步包括第一反应气体管线和第二反应气体 管线，该第一反应气体管线与第一反应气体通道的另 一端相通且穿透隔离体，而第二M气体管线与第二反应气体通ii^目通且穿透隔离体，并且第一反应气体管线可以基本沿着发电区域的第 一侧边的整个长度布置在发 电区域的外部，以及第二反应气体管线可以沿着与笫一侧边相邻的发电区 域的第二侧边布置在发电区域的外部。在按照第一方面的燃料电池中，每个隔离体可以具有层压结构，该层 压结构包括具有第 一表面的第 一板、具有第二表面的第二板以及布置在第 一板和第二板之间的中间板，并且第一反应气体通道可以通过穿透中间板 的第一中间板穿透开口部分和穿透第一板的第一板穿透开口部分形成，而 第二反应气体通道可以通过穿透中间板的第二中间板穿透开口部分和穿 透第二板的第二板穿透开口部分形成。因此，利用其中叠置三个板的简单 构造可以实现上述隔离体。在按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，包括：　发电体，其每个具有第一电极和第二电极；以及　多个隔离体，其与所述发电体交替叠置从而构成所述燃料电池，每个所述隔离体包括：　第一表面，其面对所述发电体中的一个的第一电极；　第二表面，其面对所述发电 体中的另一个的第二电极；　第一反应气体通道，其设置用于向面对所述第一表面的第一电极供给第一反应气体或从面对所述第一表面的第一电极排放第一反应气体，并且其在所述隔离体中延伸且在所述第一反应气体通道的端部处具有在所述第一表面中开口的开口部 分；以及　第二反应气体通道，其设置用于向面对所述第二表面的第二电极供给第二反应气体或从面对所述第二表面的第二电极排放第二反应气体，并且其在所述隔离体中延伸且在所述第二反应气体通道的端部处具有在所述第二表面中开口的开口部分，　所述 燃料电池的特征在于：　当所述隔离体与所述发电体叠置时，所述第一反应气体通道的开口部分的至少一部分和所述第二反应气体通道的开口部分的至少一部分沿着面对所述发电体的发电区域的外围边界的第一部分来布置在所述隔离体中。

【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：后藤荘吾，
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]