燃料电池的密封构造制造技术

本发明专利技术提供一种通过一体地设置于经由ＧＤＬ配置于ＭＥＡ的厚度方向两侧的隔离件上的垫片，而将ＭＥＡ夹入的密封构造，有效地防止ＭＥＡ的变形和ＧＤＬ的移位。在ＭＥＡ的厚度方向两侧依次层压第一ＧＤＬ、第二ＧＤＬ以及隔离件，在所述第一ＧＤＬ以及第二ＧＤＬ的外侧，通过垫片将ＭＥＡ的端部夹入，其中，所述垫片分别一体地设置于位于所述ＭＥＡ的厚度方向两侧的隔离件，并且由橡胶或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成，在该密封构造中，所述第一ＧＤＬ的端部形成从所述第二ＧＤＬ的外周伸出的大小，并且在所述垫片上形成支撑阶梯部，所述支撑阶梯部能够将所述第一ＧＤＬ的端部定位，同时，能够将其支撑在与利用所述第二ＧＤＬ的支撑高度大致相同的高度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在燃料电池中，通过一体地设置于经由⑶L配置于MEA两侧的隔离件上的垫片，而将MEA夹入的密封构造。
技术介绍
已知有一种燃料电池，是将在反应膜的两面设置有一对电极层的MEA (Membrane Electrode Assembly 膜-电极组件)和层压于其厚度方向两侧的多孔质的第一以及第二 ⑶Lteas Diffusion Layer 气体扩散层)、以及由碳或者金属制成的隔离件交替配置并层压，经由上述第一以及第二 GDL使燃料气体或者氧化气体向MEA流通。即，燃料电池通过作为水的电解的逆反应的电化学反应，即由氢和氧生成水的反应，而产生电力。在这种燃料电池中，对于燃料气体、氧化气体、通过其反应而生成的水、剩余的氧化气体、制冷剂等，需要进行密封，因此设置了垫片。已知有一种垫片，由橡胶或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成，一体地设置于隔离件的表面，并且密接于MEA的表面。图7是以分离状态示出现有技术的燃料电池的密封构造的部分截面图，图8是以层压状态示出的部分截面图。图7所示的燃料电池是在反应膜(离子交换膜)的两面设置有一对电极层的 MEAlOl的厚度方向两侧，依次层压第一⑶L102、103，第二⑶L104、105以及隔离件106、107， 在第一⑶L102、103以及第二⑶L104、105的外侧，将MEAlOl或者与该MEAlOl —体的加强框，通过分别一体地设置于位于MEAlOl的厚度方向两侧的隔离件106、107并且由橡胶材料或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成的垫片108、109夹持(例如参照下述的专利文献 1)。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1 日本特开2008-34383号公报但是，在上述现有的密封构造中，在图8所示的层压状态下，由于在垫片108、109 上的密封突条108a、109a和第一⑶L102、103以及第二⑶L104、105之间形成了空间S，因此 MEAlOl有可能在该空间S中产生变形，最坏的情况是MEAlOl存在破损的危险。并且，由于空间S的存在，第一⑶L102、103容易产生移位。
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)本专利技术鉴于以上问题，其技术课题在于提供一种通过一体地设置于经由⑶L配置于MEA两侧的隔离件上的垫片，而将MEA夹入的密封构造，能有效地防止MEA的变形以及第一⑶L的移位。(解决技术问题的技术方案)作为有效地解决上述技术问题的方法，本专利技术第1方面的燃料电池的密封构造为，在MEA的厚度方向两侧依次层压第一⑶L、第二⑶L以及隔离件，在所述第一⑶L以及第二 GDL的外侧，通过垫片将所述MEA或者与该MEA —体的加强框夹入，其中，所述垫片分别一体地设置于位于所述MEA的厚度方向两侧的隔离件，并且由橡胶或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成，在所述燃料电池的密封构造中，所述第一 GDL的端部形成从所述第二 GDL的外周伸出的大小，并且在所述垫片上形成支撑阶梯部，所述支撑阶梯部能够将所述第一 GDL的端部定位，同时，能够将其支撑在与利用所述第二 GDL的支撑高度大致相同的高度。并且，本专利技术第2方面的燃料电池的密封构造为，在本专利技术第1方面中，MEA或者加强框的厚度方向两侧的垫片中至少一侧的垫片具有接合于隔离件的平坦的基部和从该基部立起的密封突条，并且支撑阶梯部通过所述基部和所述密封突条的裙部而形成。本专利技术第3方面的燃料电池的密封构造为，在本专利技术第1方面中，MEA或者加强框的厚度方向两侧的垫片中至少一侧的垫片具有平坦的密封面，并且支撑阶梯部从所述密封面以相当于第一 GDL的厚度的深度形成阶梯状。(专利技术的效果)根据本专利技术第1至3方面所涉及的燃料电池的密封构造，由于从第二 GDL的端部伸出的第一⑶L的端部能够通过形成于垫片的支撑阶梯部来定位，同时，以与第二⑶L相同的高度被支撑在该支撑阶梯部上，因此，在垫片和第一⑶L以及第二⑶L之间没有形成将会产生MEA变形的空间，也不会产生第一⑶L的移位。附图说明图1是以分离状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第一实施方式的部分截面图。图2是以层压状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第一实施方式的部分截面图。图3是以分离状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第二实施方式的部分截面图。图4是以层压状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第二实施方式的部分截面图。图5是以分离状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第三实施方式的部分截面图。图6是以层压状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第三实施方式的部分截面图。图7是以分离状态示出现有技术的燃料电池的密封构造的部分截面图。图8是以层压状态示出现有技术的燃料电池的密封构造的部分截面图。符号说明1 MEA2、3 第一 GDL4、5 第二 GDL6、7隔离件8、9 垫片8a、9a支撑阶梯部81,91 基部82、92密封突条83、93 密封面84,94 按压面。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术所涉及的燃料电池的密封装置的优选实施方式进行说明。首先，图1是以分离状态示出本专利技术所涉及的燃料电池的密封构造的第一实施方式的部分截面图，图2是以层压状态示出的部分截面图。在图1中，附图标记1是具有在反应膜的两面设有一对电极层(未示出)的构造的 MEA(Membrane Electrode Assembly 膜电极组件)，附图标记2、3是由层压于该MEAl的厚度方向两侧的金属多孔体或者碳多孔体制成的第一 GDL，附图标记4、5是由层压于从MEAl 所视的第一 GDL2、3的外侧的金属多孔体或者碳多孔体制成的第二 GDL，附图标记6、7是由层压于从MEAl所视的第二⑶L4、5的外侧的金属或者碳制成的隔离件。此外，第一⑶L2、3 具有相同的形状和相同的大小，第二 GDL4、5具有相同的形状和相同的大小，隔离件6、7具有相同的形状和相同的大小。附图标记8、9是由橡胶材料或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成的垫片，优选是由从乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶(VMQ)、氟橡胶(FKM)、全氟橡胶(FFKM)等选择出来的弹性材料制成的垫片，并且分别一体地粘接于隔离件6、7。该垫片8、9具有相同的形状和相同的大小，并接合于隔离件6、7，具有高度h和第二 GDL4、5的厚度t2大致相同的平坦的基部 81、91、以及从该基部81、91的宽度方向中间位置高于第一⑶L2、3的厚度、而隆起的截面山形的密封突条82、92。第一⑶L2、3形成从第二⑶L4、5的外周伸出的大小，MEAl形成从第一⑶L2、3的外周伸出的大小。如图2所示，从第一⑶L2、3的外周伸出的MEAl的端部la，被夹入在一体地设置于图中下侧的隔离件6的垫片8的密封突条82、和一体地设置于图中上侧的隔离件7的垫片9的密封突条92之间，由此，能够防止供应至MEAl的燃料气体(氢)以及氧化气体、由其电化学反应生成而排出的水和剩余气体、制冷剂等向外部泄漏。在垫片8、9上，由朝向内周侧的基部81、91的上面和密封突条82、92的裙部 (bottom portion)形成了支撑阶梯部8a、9a。密封突条82、92上内周侧的裙部延伸形成与第一 GDL2、3的外周形状大致对应的平面形状，如之前所说明，由于基部81、91的高度h与第二⑶L4、5的厚度、大致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池的密封构造，在ＭＥＡ的厚度方向两侧依次层压第一ＧＤＬ、第二ＧＤＬ以及隔离件，在所述第一ＧＤＬ以及第二ＧＤＬ的外侧，通过垫片将所述ＭＥＡ或者与该ＭＥＡ一体的加强框夹入，其中，所述垫片分别一体地设置于位于所述ＭＥＡ的厚度方向两侧的隔离件，并且由橡胶或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料制成，所述燃料电池的密封构造的特征在于，所述第一ＧＤＬ的端部形成从所述第二ＧＤＬ的外周伸出的大小，并且在所述垫片上形成支撑阶梯部，所述支撑阶梯部能够将所述第一ＧＤＬ的端部定位，同时，能够将其支撑在与利用所述第二ＧＤＬ的支撑高度大致相同的高度。

【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：岛添稔大，
申请(专利权)人：NOK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP