燃料电池包括：具有电解质膜和配置在电解质膜的两面的电极层的膜电极接合体，以及通过对金属板加工而形成的、夹着膜电极接合体配置的第1及第2分隔件。分隔件在与膜电极接合体相对的位置的外侧位置具有构成与膜电极接合体的面方向大致垂直的反应气体流路的开口。第1分隔件具有折返部分，该折返部分是形成开口的位置的至少一部分金属板以开口的膜电极接合体侧的边为弯折线向膜电极接合体侧折返而形成的。折返部分具有将反应气体流路与在折返部分和第1分隔件之间形成且与膜电极接合体的端面连通的内部流路空间连通的连通孔。第2分隔件不具有折返部分。
【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。
技术介绍
燃料电池通常采用交替层叠分隔件与含有膜电极接合体的发电组件的堆叠构造的方式，所述膜电极接合体的结构为在电解质膜的一个面设有阳极，在另一面设有阴极。燃料电池利用供给到膜电极接合体的反应气体(燃料气体及氧化剂气体)引起电化学反应，从而将物质所具有的化学能直接转换为电能。供给到燃料电池的反应气体经由歧管被弓I导到膜电极接合体，在膜电极接合体未 被利用的反应气体向歧管排出。对于反应气体从歧管向膜电极接合体导入的导入部分和从 膜电极接合体向歧管导出的导出部分(以下，总称为“反应气体导出导入部”)要求兼顾确保气体流路和确保气体密封性。公知有如下这样的反应气体导出导入部的结构将在金属制分隔件中的形成歧管用开口的部分折返，在折返部分设置用于使歧管与内部气体流路空间连通的连通孔，从而形成反应气体导出导入部(例如参照专利文献I)。专利文献I :日本特开2006 - 221905号公报
技术实现思路
在上述以往的技术中，需要对阳极侧分隔件及阴极侧分隔件这二者实施折返加工，因此加工工序繁杂，而且存在燃料电池的沿层叠方向尺寸增大的倾向。本专利技术是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种抑制加工工序的繁杂化、燃料电池尺寸的增大，同时兼顾确保反应气体导出导入部的气体流路和确保反应气体导出导入部的气体密封性的燃料电池。为了解决上述课题的至少一部分，本专利技术可作为以下的方式或应用例来实现。[应用例I] 一种燃料电池，包括膜电极接合体，其含有电解质膜和配置在所述电解质膜的两面的电极层；和第I及第2分隔件，其通过对金属板加工而形成，以夹着所述膜电极接合体的方式配置，所述第I及第2分隔件在与所述膜电极接合体相对的位置的外侧位置具有构成与所述膜电极接合体的面方向大致垂直的反应气体流路的开口，所述第I分隔件具有折返部分，所述折返部分是形成所述开口的位置的至少一部分所述金属板以所述开口的所述膜电极接合体侧的边为弯折线而向所述膜电极接合体侧折返而形成，所述折返部分具有将内部流路空间与所述反应气体流路连通的连通孔，所述内部流路空间形成在所述折返部分与所述第I分隔件之间、与所述膜电极接合体的端面连通，所述第2分隔件不具有所述折返部分。在该燃料电池中，在第I分隔件具有折返部分，折返部分是形成开口的位置的至少一部分金属板以开口的膜电极接合体侧的边为弯折线而向膜电极接合体侧折返而形成，折返部分与第I分隔件之间形成与膜电极接合体的端面连通的内部流路空间，在折返部分形成有将反应气体流路与内部流路空间连通的连通孔。因此，在该燃料电池，能够兼顾确保反应气体导出导入部的气体流路和反应气体导出导入部的气体密封性。而且，第2分隔件不具有折返部分。因此，在该燃料电池中，可抑制加工工序的繁杂化、燃料电池尺寸的增大。[应用例2]在应用例I记载的燃料电池中，所述第I分隔件的所述折返部分与所述第2分隔件之间被密封材料密封。在该燃料电池中，与将第I分隔件的折返部分和膜电极接合体之间密封的情况相t匕，能够在确保反应气体导出导入部的气体密封性的同时，减小膜电极接合体的面积。、[应用例3]在应用例I或应用例2记载的燃料电池中，第I折返部分的沿着所述面方向的长度大于第2折返部分的沿着所述面方向的长度，所述第I折返部分是与构成使在所述膜电极接合体的所述第I分隔件侧的电极所利用的反应气体流动的所述反应气体流路的所述开口相邻的所述折返部分，所述第2折返部分是与构成使在所述膜电极接合体的所述第2分隔件侧的电极所利用的反应气体流动的所述反应气体流路的所述开口相邻的所述折返部分。在该燃料电池中，尤其是能够降低在第I分隔件侧的电极所利用的反应气体的气体导出导入部中的流路阻力。[应用例4]在应用例3记载的燃料电池中，在与所述开口相对的位置，所述电解质膜的沿着所述面方向的长度大于所述电极层的沿着所述面方向的长度，所述第I折返部分的长度是使得沿着与所述面方向大致垂直的方向与所述电解质膜重叠的长度，所述第2折返部分的长度是使得沿着与所述面方向大致垂直的方向与所述电解质膜不重叠的长度。在该燃料电池中，能够确保由第2折返部分形成的内部流路空间与第2分隔件侧的电极的连通，同时使第I折返部分与电解质膜关系为能形成良好密封的关系。[应用例5]在应用例4记载的燃料电池中，所述第I分隔件的所述第I折返部分与所述第2分隔件之间、所述第I分隔件的所述第I折返部分与所述电解质膜之间、所述第I分隔件的所述第2折返部分与所述第2分隔件之间、所述第I分隔件中的沿着所述面方向比所述第2折返部分靠内侧的部分与所述电解质膜之间被密封材料密封，各所述密封材料的沿着与所述面方向大致垂直的方向的位置相同。在该燃料电池中，通过使各密封材料的沿着与面方向大致垂直的方向的位置相同，从而能够谋求燃料电池的制造工序的简化及成本的降低。[应用例6]在应用例I 应用例5的任一项记载的燃料电池中，还包括分别配置在所述膜电极接合体与所述第I分隔件之间和所述膜电极接合体与所述第2分隔件之间的气体扩散层，所述第I分隔件侧的所述气体扩散层的沿着面方向的长度，小于所述第2分隔件侧的所述气体扩散层的沿着所述面方向的长度及所述电解质膜的沿着所述面方向的长度。在该燃料电池中，在电解质膜的未配置第I分隔件侧的气体扩散层的部分的至少一部分，配置第2分隔件侧的气体扩散层，增强了电解质膜的该部分，能够抑制由于电解质膜的破裂引起的交叉泄露的发生，并能够抑制两侧的气体扩散层直接接触而发生短路。[应用例7]在应用例I 应用例6的任一项记载的燃料电池中，在所述第I分隔件的与所述折返部分相对的位置，通过所述金属板的冲压加工而形成有为向从所述第I分隔件朝向所述第2分隔件的方向凸出的形状且沿着与所述弯折线大致平行的方向排列的多个第I凸部。在该燃料电池中，沿着与弯折线大致平行的方向排列的多个第I凸部向由折返部分形成的内部流路空间突出，因此能够提高反应气体导出导入部的气体分配性。 [应用例8]在应用例7记载的燃料电池中，所述多个第I凸部被平坦形状的平坦部分开，所述平坦部设置在沿着从所述开口朝向所述膜电极接合体的方向排列的多个位置，在所述平坦部配置有将所述开口在所述面方向包围而密封的密封垫片、和将所述燃料电池的外周在所述面方向包围而密封的密封垫片。在该燃料电池中，能够使在密封垫片的密封线处的反作用力在面内相同，能够抑制反应气体的泄露，并能够抑制发生密封垫片的局部疲劳” )、分隔件的变形。[应用例9]在应用例I 应用例8的任一项记载的燃料电池中，所述折返部分在顶端具有朝向所述第I分隔件侧弯折的顶端侧弯折部分。在该燃料电池中，能够抑制在第I分隔件形成的折返部分由于回弹而向第2分隔件侧变形，能够抑制由于两分隔件的接触而发生短路。[应用例10]在应用例9记载的燃料电池中，所述顶端侧弯折部分是所述顶端侧弯折部分的顶端达到所述第I分隔件的表面的形状，并具有使气体通过的连通孔。在该燃料电池中，能够确保由折返部分形成的内部流路空间与膜电极接合体之间的反应气体的流路，同时有效抑制折返部分由于回弹而向第2分隔件侧变形。[应用例11]在应用例I 应用例10的任一项记载的燃料电池中，在所述第2分隔件的沿着所述面方向的端部形成有向远离所述第I分隔件的方向弯折的端部弯折部分。在该燃料电池中，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池，包括 膜电极接合体，其含有电解质膜和配置在所述电解质膜的两面的电极层；和 第I及第2分隔件，其通过对金属板加工而形成，以夹着所述膜电极接合体的方式配置， 所述第I及第2分隔件在与所述膜电极接合体相对的位置的外侧位置具有构成与所述膜电极接合体的面方向大致垂直的反应气体流路的开口， 所述第I分隔件具有折返部分，所述折返部分是形成所述开口的位置的至少一部分所述金属板以所述开口的所述膜电极接合体侧的边为弯折线而向所述膜电极接合体侧折返而形成， 所述折返部分具有将内部流路空间与所述反应气体流路连通的连通孔，所述内部流路空间形成在所述折返部分与所述第I分隔件之间、与所述膜电极接合体的端面连通， 所述第2分隔件不具有所述折返部分。2.根据权利要求I所述的燃料电池， 所述第I分隔件的所述折返部分与所述第2分隔件之间被密封材料密封。3.根据权利要求I或2所述的燃料电池， 第I折返部分的沿着所述面方向的长度大于第2折返部分的沿着所述面方向的长度，所述第I折返部分是与构成使在所述膜电极接合体的所述第I分隔件侧的电极所利用的反应气体流动的所述反应气体流路的所述开口相邻的所述折返部分，所述第2折返部分是与构成使在所述膜电极接合体的所述第2分隔件侧的电极所利用的反应气体流动的所述反应气体流路的所述开口相邻的所述折返部分。4.根据权利要求3所述的燃料电池， 在与所述开口相对的位置，所述电解质膜的沿着所述面方向的长度大于所述电极层的沿着所述面方向的长度， 所述第I折返部分的长度是使得沿着与所述面方向大致垂直的方向与所述电解质膜重叠的长度， 所述第2折返部分的长度是使得沿着与所述面方向大致垂直的方向与所述电解质膜不重叠的长度。5.根据权利要求4所述的燃料电池， 所述第I分隔件的所述第I折返部分与所述第2分隔件之间、所述第I分隔件的所述第I折返部分与所述电解质膜之间、所述第I分隔件的所述第2折返部分与所述第2分隔件之间、所述第I分隔件中的沿着所述面方向比所述第2折返部分靠内侧的部分与所述电解质膜之间被密封材料密封， 各所述密封材料的沿着与所述面方向大致垂直的方向的位置相同。6.根据权利要求广5中的任一项所述的燃料电池， 还包括分别配置在所述膜电极接合体与所述第I分隔件之间和所述膜电极接合体与所述第2分隔件之间的气体扩散层， 所述第I分隔件侧的所述气体扩散层的沿着面方向的长度，小于所述第2分隔件侧的所述气体扩散层的沿着所述面方向的长度及所述电解质膜的沿着所述面方向的长度。7.根据权利要求I飞中的任一项所述的燃料电池，在所述第I分隔件的与所述折返部分相对的位置，通过所述金属板的冲压加工而形成有为...
【专利技术属性】
技术研发人员：长泽武史，渡边一裕，长野拓士，饭塚和孝，高见理惠，宫本直利，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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