專利名稱：電化學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接多個結(jié)合體(接合體，bonded body )的電 化學(xué)裝置，在這些結(jié)合體中， 一對電極通過之間的電解質(zhì)膜相對地 配置，并且本發(fā)明特別涉及一種適合于燃料電池、燃料傳感器等的 電化學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
目前，已〗吏用各種原電池和二次電池作為電子裝置的電源。能 量密度可作為表現(xiàn)這些電池的特性的指標(biāo)之一。能量密度是電池每 單位質(zhì)量的能量累積量。
由于近年已經(jīng)開發(fā)出小型且高性能的電子裝置，所以日益需要 電源的高容量和高輸出，尤其是電源的高容量。因此，利用傳統(tǒng)原 電池和傳統(tǒng)二次電池已難以供應(yīng)充足的能量來驅(qū)動電子裝置。因 此，迫切需要開發(fā)具有更高能量密度的電池。燃料電池作為具有更 高能量密度的候選物之一而引起了注意。
燃料電池具有其中電解質(zhì)配置在陽極(燃料電極)與陰極(氧 電極)之間的結(jié)構(gòu)。燃利^皮供應(yīng)至燃料電才及，而空氣或氧氣凈皮供應(yīng) 至氧電極。這導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)，其中，燃料被燃料電極和氧電極 中的氧氣氧化，并且燃料的部分化學(xué)能被轉(zhuǎn)化成電能并且被提取。已經(jīng)提出并實驗性生產(chǎn)了各種類型的燃料電池，并且其一部分 已被實際使用。這些燃料電池根據(jù)所使用的電解質(zhì)被分類為堿性燃
料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC )、熔融碳酸鹽燃料電池 (MCFC)、固體電解質(zhì)燃料電池(SOFC)、高分子電解質(zhì)燃料電池 (PEFC)等。
圖12示出了傳統(tǒng)PEFC的結(jié)構(gòu)。PEFC具有結(jié)合體(MEA，膜 電解質(zhì)組件)IIO，其中，燃料電極112和氧電極113之間配置有由 固體高分子電解質(zhì)構(gòu)成的電解質(zhì)膜111。其中結(jié)合體no夾在隔膜
(未示出)之間的單元構(gòu)成一個單元電池(unit cell )。
能夠乂人一個單元電池中揭_耳又的電壓為約0.3 V~0.8 V，并且該 電壓不足以單獨進(jìn)行使用。因此，通常使用其中堆疊有多個單元電 池的燃料電池組(fuel cell stack )。同時，為了用于移動裝置，優(yōu)選 薄形結(jié)構(gòu)，因此常見的情形是采用平面堆疊結(jié)構(gòu)，在該平面堆疊結(jié) 構(gòu)中，多個單元電池二維地配置成一行或多行，并且這樣的多個單 元電;也串寫關(guān)電連才妾。
在二維配置的結(jié)合體110中，與垂直堆疊結(jié)合體相比，相鄰兩 個結(jié)合體110之間的電子傳輸距離要更大。因此，結(jié)合體110的配 置和集電結(jié)構(gòu)對于降《氐所有電池的電阻是重要的。即，如圖13(A) 所示，在結(jié)合體110通過之間的隔膜120垂直堆疊的情況下，平均 傳輸距離L小且電子傳輸截面面積S大，并且因此在隔膜120中產(chǎn) 生的電阻可保持為^艮小，由此得到可流過大電流的有利結(jié)構(gòu)。同時， 如圖13 (B )所示，相反地，在通過經(jīng)由連4妻4反130連接結(jié)合體110 而二維配置結(jié)合體110的情況下，平均傳輸距離L大且電子傳輸截 面面積S小，導(dǎo)致提取大電流的不利結(jié)構(gòu)(例如，參考非專利文獻(xiàn) 1 )。過去，例如，已經(jīng)提出了以下結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，通過^f吏用z 形連4妄4反而收集單元電池中產(chǎn)生的電流，并且相鄰單元電池串聯(lián)電 連接，從而縮短了電子傳輸距離(例如，參考專利文件l)。
非專利文獻(xiàn)l:"電子和離子的功能化學(xué)，第4巻有關(guān)高分子 電解質(zhì)火然泮+電；也的一切(Function chemistry of electron and ion Vol. 4: All about Polymer Electrolyte Fuel Cell)，，， 由Hiroyuki Uchida和其 4也三個作者編4專，NTS Inc., 2003, pp. 143-145 )
專利文件1:曰本未審查專利申請公開第2002-56855號

發(fā)明內(nèi)容
然而，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，存在這樣的問題，即，由于結(jié)合體之 間的距離大，所以相對于整個燃泮+電池來i兌電才及面積小，并且結(jié)合 體的配置歲文率(arrangement efficiency )降<氐。這是因為，當(dāng)才是供Z 形連接板時，必須在結(jié)合體的端部與Z形連接板之間設(shè)置密封并且 在整體燃料電池的外周部處設(shè)置密封。
已借助于緊固螺釘?shù)葘A住電解質(zhì)膜的諸如PPS (聚苯硫醚) 和硅酮橡膠的密封材料物理附著至Z形連接板而提供了結(jié)合體與Z 形連接板之間的密封。因此，存在這樣的問題，即，Z形連接板需 要使得Z形連接板可以抵抗由于擰緊螺釘?shù)纫鸬淖冃蔚膹?qiáng)度，從 而Z形連接板的厚度需要較厚，并且難以獲得薄的裝置。而且，難 以通過使用少量緊固螺釘來確保足夠的密封特性。實際上，需要在 結(jié)合體與Z形連接板之間填充密封件，而經(jīng)常出現(xiàn)該過程4艮復(fù)雜的 情況。
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善結(jié)合體 的配置效率并確保良好的密封特性的電化學(xué)裝置。在根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)裝置中，通過導(dǎo)電連接件沿平面內(nèi)方向 連接結(jié)合體，所述結(jié)合體中 一對電極通過之間的電解質(zhì)膜相對地配 置。電解質(zhì)膜具有夾在一對電極之間的反應(yīng)區(qū)以及從該對電極露出 且i殳置有粘合層的周邊區(qū)。連4妄件具有兩個平坦部以及i殳置在該兩 個平坦部之間的彎曲部。兩個平坦部中的每一個與相鄰結(jié)合體的一 對電極中的一個接觸。彎曲部結(jié)合至粘合層。
根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)裝置，粘合層設(shè)置在電解質(zhì)膜的周邊區(qū) 中，并且粘合層粘附至連4妄件的彎曲部。因此，電解質(zhì)膜和連4妾件 通過化學(xué)粘合而更緊密地粘附，并且可以確^床良好的密封特性。因 此，與傳統(tǒng)技術(shù)不同地，不必在結(jié)合體與連接件之間填充密封件， 就可以增加整個燃料電池中的電極面積，并且可以改善結(jié)合體的配 置效率。


池的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是示出了從圖1所示的燃料電池的氧電極13側(cè);現(xiàn)察的結(jié) 構(gòu)的平面圖。
圖3是示出了圖1所示的結(jié)合體的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖4是示出了圖1所示的連接件的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖5是示出了圖1所示的粘合層的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖6是以步驟順序示出了圖1所示的燃料電池的制造方法的截面圖。圖7是示出了圖6之后的步驟的截面圖。 圖8是示出了圖7之后的步驟的截面圖。 圖9是示出了圖8之后的步驟的截面圖。
圖10是示出了從作為根據(jù)本發(fā)明修改例的電化學(xué)裝置的燃料 電池的氧電才及13側(cè)》見察的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖11是圖10所示的燃^l"電池的分解平面圖。
圖12是示出了傳統(tǒng)燃料電池的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖13是用于通過比較來說明垂直堆疊結(jié)構(gòu)和平面堆疊結(jié)構(gòu)的
截面圖。
具體實施例方式
在下文中，將詳細(xì)地描述本發(fā)明的實施方式。
圖1和圖2示出了作為根據(jù)本發(fā)明實施方式的電化學(xué)裝置的燃 沖十電池的結(jié)構(gòu)。該燃并+電池是用于例如移動裝置，i者如移動電^"和 PDA (個人數(shù)字助理)或筆記本式PC (個人計算才幾)的直4妻曱醇 燃料電池(DMFC)。該燃料電池具有平面堆疊結(jié)構(gòu)，其中，多個(例 如3個)結(jié)合體10通過導(dǎo)電連接件20沿平面內(nèi)方向連接。端子30 連接至兩個最末端的結(jié)合體10。在連接的結(jié)合體10的兩個面上， 通過緊固螺釘41而固定一對絕緣板40。在絕緣板40中的一個的外 側(cè)上，設(shè)置了燃料供應(yīng)系統(tǒng)50。在圖2中，省略了絕緣板40。
如圖3所示，結(jié)合體IO具有通過之間的電解質(zhì)膜11而相對配 置的燃料電極12和氧電極13。電解質(zhì)膜11具有夾在燃料電池12與氧電極13之間的反應(yīng)區(qū) 11A以及從燃料電極12與氧電極13之間露出的周邊區(qū)IIB。電解 質(zhì)膜11由例如具有磺酸基(_S03H)的質(zhì)子導(dǎo)電材料制成。作為質(zhì) 子導(dǎo)電材料，可以包括聚全氟烷基磺酸質(zhì)子導(dǎo)電材料(例如，由 DuPont制造的Nafion (注冊商標(biāo)))、諸如聚酰亞胺磺酸的烴質(zhì)子導(dǎo) 電材料、富勒烯質(zhì)子導(dǎo)電材料等。
燃料電極12和氧電才及13具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中例如，在由例 如碳紙等制成的集電體上形成包含諸如鉑(Pt)和釕(Ru)的催化 劑的催化劑層。該催化劑層例如由其中支持催化劑的諸如炭黑的支 持物質(zhì)分散在聚全氟烷基磺酸質(zhì)子導(dǎo)電材料中的層而制成。
如圖4所示，連接件20具有位于兩個平坦部21和22之間的 彎曲部23。平坦部21與一個結(jié)合體10的燃料電才及12接觸，而平 坦部22與鄰近上述一個結(jié)合體10的另一個結(jié)合體10的氧電才及13 接觸。從而，連接件20將兩個相鄰結(jié)合體10串耳關(guān)電連接，并且還 用作集電體以收集每個結(jié)合體10中產(chǎn)生的電流。例如，這樣的連 接件20具有150pm的厚度，并且由銅(Cu)、鎳(Ni)、鈥(Ti) 或不4秀鋼(SUS)制成，并且可以鍍金(Au)、柏(Pt)等。而且， 連接件20具有孔(未示出)，以將燃料和空氣分別供應(yīng)至燃料電極 12和氧電極13,并且例如由諸如膨脹金屬、沖孔金屬等的網(wǎng)狀物 (mesh)制成。彎曲部23可以預(yù)先被彎曲調(diào)節(jié)至結(jié)合體10的厚度。 此外，在連接件20由柔性材料諸如厚度為200 nm以下的網(wǎng)狀物制 成的情況下，可以通過在制造步驟中進(jìn)行折彎而形成彎曲部23。
而且，在該實施方式中，在電解質(zhì)膜11的周邊區(qū)11B中設(shè)置 粘合層14。連接件20的彎曲部23結(jié)合至粘合層14。從而，在該 燃料電池中，可以確保良好的密封特性，同時改善結(jié)合體10的配
置效率。粘合層14具有例如這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，第一接觸層14A 和第二4妄觸層14B 乂人電解質(zhì)膜11側(cè)開始順序進(jìn)4于層壓。
第一接觸層14A用于獲得對電解質(zhì)膜11的粘附力。第一接觸 層14A具有例如50 jam的厚度，并且由對電解質(zhì)膜11具有高粘合 性的樹脂，特別是通過借助于酸、酸酐、酸酯、茂金屬、羥基等對 聚乙烯、聚丙烯等進(jìn)行改性而獲得的樹脂；或具有諸如咪唑、嘧啶 和胺的堿性取代基作為官能團(tuán)的樹脂制成，其中該堿性取代基能夠 通過在表面上的相互作用而結(jié)合至電解質(zhì)膜11的磺酸基。作為第 一接觸層14A的構(gòu)成材料，例如，包括聚乙烯醇或其共聚物。
第二接觸層14B用于獲得對連接件20的良好結(jié)合。第二4妄觸 層14B具有例如10 jam的厚度，并且由對構(gòu)成連沖妄件20的金屬具 有高粘合性和高熱密封特性的樹脂，特別是通過借助于酸、酸酐、 酸酯、茂金屬、羥基等對聚乙烯、聚丙烯等進(jìn)行改性而獲得的樹脂制成。
而且，如圖5所示，粘合層14在第一4妄觸層14A與第二4妄觸 層14B之間優(yōu)選具有阻擋層14C和強(qiáng)度保持層14D。
阻擋層14C用于防止作為燃料的曱醇或氬氣以及諸如氧氣和 水蒸氣的氣體滲透。阻擋層14C具有例如8 (im的厚度，并且由鋁 (Al)箔或二氧化硅(硅石Si02)、鋁(Al)、氧化鋁(礬土)的
無才幾蒸發(fā)層等制成。
強(qiáng)度保持層14D用于防止在結(jié)合至連4妄件20時的熱變形和熔 融流動(melt flow),并且用于改善對連接件20的結(jié)合部的;f幾械強(qiáng) 度。強(qiáng)度保持層14D具有例如12 nm的厚度，并且由諸如PET (聚 對苯二曱酸乙二醇酯)或尼龍的聚脂樹脂制成。連接件20的彎曲部23優(yōu)選設(shè)置有連接件側(cè)粘合層24,因為由 此可以進(jìn)一步改善粘合強(qiáng)度。尤其是，在連接件20由諸如膨脹金 屬的網(wǎng)狀物制成且均勻地具有孔部的情況下，這樣的連接件側(cè)粘合 層24是適合的。連接件側(cè)粘合層24例如類似于第二接觸層14B而 形成。
圖1和圖2所示的端子30類似于連接一牛20而形成。
圖1所示的絕緣板40具有保持被連接的結(jié)合體IO的物理強(qiáng)度 的功能、確保連4妄件20與燃4+電才及12/氧電才及13之間的4妾觸的功 能、防止相鄰結(jié)合體IO之間電短路的功能等。期望絕緣板40具有 一定強(qiáng)度以及用于將燃料供應(yīng)至燃料電極12的孔(未示出)。這樣 的絕纟彖^反40具有例如1.5 mm的厚度，并且由i殳置有防蝕鋁處理的 鋁(Al)、諸如聚苯石克醚和聚醚醚酮的超級工程塑并+或工禾呈塑泮牛、 陶瓷、或諸如設(shè)置有絕緣的不銹鋼的金屬材料制成。除了緊固螺釘 41之外，還可以通過4卯4妻結(jié)構(gòu)(caulking structure)或4昔助于粘合 劑的粘合來固定絕緣板40。
圖1所示的燃料供應(yīng)系統(tǒng)50通過設(shè)置在絕緣板40和連接件20 中的孔(均未示出)將包括曱醇等的液體燃料供應(yīng)至燃料電極12。 氧電極13通過設(shè)置在絕緣板40和連接件20中的孔(均未示出) 來與外部連通并且通過自然通風(fēng)而^皮供以空氣，即氧氣。
此外，雖然未示出，但是通過將粘合層14粘附至燃一+電4及12 側(cè)上的絕緣板40或氧電極13側(cè)上的絕緣板40而密封燃料電池的 外周邊部，以防止空氣從側(cè)面進(jìn)入以及燃料泄漏。另外，在粘合層 14的厚度不足的情況下，可以通過增加粘合層14的層數(shù)和增大其 厚度來解決。而且，代替粘合層14，或除了粘合層14之外，可以 僅在外周邊部中設(shè)置諸如硅酮橡膠的密封件。例如可如下來制造燃料電池。
圖6~圖9以步驟順序示出了該燃料電池的制造方法。首先， 將平面尺寸為例如20 mmx40 mm且由上述材并牛制成的電解質(zhì)月莫11 夾在平面尺寸為15 mmx35 mm的并由上述材料制成的燃料電極12 與氧電才及13之間。例如，將所得物在130°C和0.5 kN的壓力下熱 壓結(jié)合15分鐘。從而，燃料電極12和氧電極13結(jié)合至電解質(zhì)膜 ll以形成結(jié)合體lO。此時，在電解質(zhì)膜ll中，形成了夾在燃料電 極12與氧電極13之間的反應(yīng)區(qū)11A以及從燃料電極12與氧電極 13之間露出的周邊區(qū)IIB。
4妄著，在電解質(zhì)力莫11的周邊區(qū)11B中，順序?qū)訅河缮鲜霾睦?制成的第一接觸層14A、阻擋層14C、強(qiáng)度保持層14D和第二接觸 層14B以形成粘合層14?？梢栽诒粚訅旱诫娊赓|(zhì)膜11上之前，通
阻擋層14C、強(qiáng)度保持層14D和第二接觸層14B。而且，作為第一 接觸層14A和第二接觸層14B,可以使用由上述材料制成的膜狀或
片狀樹脂。
此外，制備由上述材料制成的連接件20。在其彎曲部23上， 設(shè)置由上述材料制成的連接件側(cè)粘合層24。
隨后，如圖6 (A)和圖6 (B)所示，在170。C下，將電解質(zhì) 膜11的粘合層14壓結(jié)合至連接件20的彎曲部23的連接件側(cè)粘合 層24 IO秒鐘。類似地，如圖7(A)和圖7(B)所示，通過連接 件20將三個結(jié)合體10連接成行，并且將端子30連4妄至兩個最末 端的結(jié)合體10。該步A繁可以通過4吏用超聲焊4妾4幾來進(jìn)^f亍。
之后，如圖8 (A)和圖8 (B)所示，在170。C下，將絕緣板 40熱壓結(jié)合至連接結(jié)合體10的燃料電極12 30秒，從而保護(hù)燃料電極12與空氣隔絕?？梢酝ㄟ^利用超聲焊接機(jī)來執(zhí)行該步驟。此 外，如圖9所示，在氧電4及13上也配置絕《彖^反40，并且通過緊固 螺釘41來固定兩個絕緣板40。最后，燃料供應(yīng)系統(tǒng)50連接至燃料 電極12側(cè)上的絕緣板40的外側(cè)。因此，完成了圖1和圖2所示的 燃料電池。此外，通過該制造方法而實際地制造燃料電池，并且枱r 測輸出。然后，獲得了在1.0 V的電壓下900mA的輸出電流(900 mW)。
在燃沖+電池中，燃^H皮供應(yīng)至燃并+電才及12,并且通過反應(yīng)生成 質(zhì)子和電子。質(zhì)子通過電解質(zhì)膜11而傳輸至氧電才及13，并且與電 子和氧氣反應(yīng)，生成水。在燃料電池中，粘合層14設(shè)置在電解質(zhì) 膜11的周邊區(qū)11B中，并且粘合層14粘附至連4妾件20的彎曲部 23。因此，電解質(zhì)膜11和連接件20通過化學(xué)粘附而緊密粘合。因 此，與傳統(tǒng)技術(shù)不同地，無需在結(jié)合體與連接件之間填充密封件。 因此，可以減小結(jié)合體IO之間的距離，結(jié)合體10串聯(lián)連接并具有
小電阻，并且可以增大車lr出電流。
如上所述，根據(jù)該實施方式，粘合層14"i殳置在電解質(zhì)膜11的 周邊區(qū)11B中，并且粘合層14粘附至連接件20的彎曲部23。因此， 電解質(zhì)膜11和連接件20通過化學(xué)粘附而緊密粘合，并且可以確保 良好的密封特性。因此，與傳統(tǒng)沖支術(shù)不同，不必在結(jié)合體與連接件 之間填充密封件，而可以增加整個燃料電池的電極面積，并且可以 改善結(jié)合體10的配置效率。
此外，在上述實施方式中，已經(jīng)給出了粘合層14具有其中第 一4姿觸層14A、阻擋層14C、強(qiáng)度保持層14D和第二4妻觸層14B 乂人 電解質(zhì)膜11側(cè)順序?qū)訅旱慕Y(jié)構(gòu)的情況的描述。然而，粘合層14至 少具有第一接觸層14A就足夠了，而阻擋層14C、強(qiáng)度保持層14D 和第二接觸層14B可以根據(jù)需要提供。而且，阻擋層14C和強(qiáng)度保持層14D的層壓次序沒有特別限 定。例如，可以乂人電解質(zhì)膜11側(cè)開始順序?qū)訅旱谝?妻觸層14A、 強(qiáng)度保持層14D、阻擋層14C和第二4妾觸層14B。
而且，可以設(shè)置阻擋層14C和強(qiáng)度保持層14D兩者，或者可 以"f又設(shè)置其中的一個。此外，第一4妾觸層14A或第二接觸層14B 可以具有阻擋層14C或強(qiáng)度《呆持層14D的功能。
( <奮改例)
圖10示出了作為根據(jù)本發(fā)明修改例的電化學(xué)裝置的燃料電池
的結(jié)構(gòu)，不同之處在于，六個結(jié)合體10 ^皮配置為由兩^f亍三列構(gòu)成 的二維配置?？梢灶愃朴谠谏鲜鰧嵤┓绞矫枋鲋械娜剂想姵貋碇圃?才艮據(jù)本發(fā)明<奮改例的燃并+電池。因此，對于相應(yīng)的元件附上與上述 實施方式中描述的燃料電池的參考標(biāo)號相同的參考標(biāo)號。
如圖11的分解圖所示，這六個結(jié)合體IO在行方向A的一端處 沿列方向B而連接，而在除了上述一端之外的位置處沿行方向A 而連4妻，從而這六個結(jié)合體10以所謂的U形狀態(tài)連4妻。乂人而，在 該修改例中，可以增加在平面堆疊結(jié)構(gòu)中的配置方法的自由度，并 且通過4吏用多個結(jié)合體10可以4是取大電壓。例如，在二維配置中 的行數(shù)被增加到3個以上的情況下，在一行的一端以及下一行的另 一端處，結(jié)合體10沿列方向B被重復(fù)連接，并且整體上以回轉(zhuǎn)形 狀連接。從而，無i侖增加了多少個結(jié)合體10,都可以將結(jié)合體10 串耳關(guān)電連接。而且，可以螺旋或盤旋地連4妄結(jié)合體10。此夕卜，如圖 10和圖11所示，實際制造出具有燃料電極12和氧電極13、尺寸 為15 mmxl5 mm的六個結(jié)合體10，并實際制造出其中六個結(jié)合體 10以U形狀態(tài)連4妻的燃并牛電池，并且4企測輸出。那么，可以獲得2.0V電壓下400 mA的車俞出電流(800 mW ),并JU正實了配置方法 的自由度。
已經(jīng)參考實施方式描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于上述 實施方式，并且可以進(jìn)4于各種{奮改。例如，在上述實施方式中，已 經(jīng)對電解質(zhì)膜11、燃料電極12和氧電極13的結(jié)構(gòu)給出了具體描述。 然而，電解質(zhì)力莫ll、燃并牛電才及12和氧電才及13可以具有其4也結(jié)構(gòu)，
或者可以由其他材津牛制成。
而且，例如，粘附方法以及諸如加熱溫度、壓力和時間等的粘
附條件并不限于上述實施方式中描述的那些?？梢圆捎闷渌掣椒?法和其他粘附條件。例如，在上述實施方式中，當(dāng)在電解質(zhì)月莫11
的周邊區(qū)11B中形成粘合層14之后，粘合層14粘附至連接件20。 然而，也可以在連接件20和粘合層14彼此粘附之后，將粘合層14 熱粘附至電解質(zhì)力莫11。
而且，在上述實施方式中，通過自然通風(fēng)來實施向氧電才及13 供應(yīng)空氣。然而，可以通過利用泵等強(qiáng)制供應(yīng)空氣。在這種情況下， 可以供應(yīng)氧氣或含氧氣體來代替空氣。
此夕卜，本發(fā)明不4又可應(yīng)用于DMFC，而且還可應(yīng)用于其他類型 的燃料電池，諸如利用氫氣作為燃料的高分子電解質(zhì)燃料電池、直 接乙醇燃料電池和二曱醚燃料電池。
另外，在上述實施方式中，已經(jīng)給出了作為電化學(xué)裝置的燃料 電池的描述。然而，除了燃料電池之外，本發(fā)明還可應(yīng)用于諸如電 容器和燃料傳感器的其他電化學(xué)裝置。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)裝置，其通過導(dǎo)電連接件沿平面內(nèi)方向連接結(jié)合體，在所述結(jié)合體中，一對電極通過之間的電解質(zhì)膜相對地配置，其特征在于，所述電解質(zhì)膜具有夾在所述一對電極之間的反應(yīng)區(qū)以及從所述一對電極露出且設(shè)置有粘合層的周邊區(qū)，并且所述連接件具有兩個平坦部以及設(shè)置在所述兩個平坦部之間的彎曲部，所述兩個平坦部中的每一個與相鄰結(jié)合體的所述一對電極中的一個接觸，并且所述彎曲部結(jié)合至所述粘合層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述粘合層 包括與所述電解質(zhì)膜接觸的第 一接觸層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述粘合層 包括第二接觸層，所述第二接觸層相對于所述第 一接觸層位于 與所述電解質(zhì)膜相對的 一側(cè)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述粘合層 在所述第一接觸層與所述第二接觸層之間包括阻擋層和強(qiáng)度 保持層中的至少一個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，連接件側(cè)粘 合層設(shè)置在所述連接件的所述彎曲部上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述結(jié)合體 凈皮配置成由多個4亍和列構(gòu)成的二維配置，并且所述連接件在行方向的 一端或兩端處沿列方向連接所述 結(jié)合體，并且在除了4于方向的所述一端或兩端以外的位置處 沿所述行方向連接所述結(jié)合體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，所述電化學(xué) 裝置是其中燃料電極和氧電極通過之間的所述電解質(zhì)膜相對 配置的燃沖+電池。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能夠改善結(jié)合體的配置效率并且確保良好密封特性的電化學(xué)裝置。電解質(zhì)膜(11)具有夾在燃料電極(12)與氧電極(13)之間的反應(yīng)區(qū)(11A)以及從燃料電極(12)和氧電極(13)之間露出的周邊區(qū)(11B)。連接件(20)在兩個平坦部(21、22)之間具有彎曲部(23)。由于粘合層(14)設(shè)置在電解質(zhì)膜(11)的周邊區(qū)(11B)中，并且連接件(20)的彎曲部(23)結(jié)合至粘合層(14)，因此可以改善結(jié)合體(10)的配置效率，并且可以確保良好的密封特性。粘合層(14)具有以下的順序?qū)訅旱慕Y(jié)構(gòu)對電解質(zhì)膜(11)具有高粘合性的第一接觸層、阻擋層、強(qiáng)度保持層、以及對連接件(20)具有高粘合性的第二接觸層。由于連接件側(cè)粘合層設(shè)置在連接件(20)的彎曲部(23)上，因此可以進(jìn)一步改善粘合強(qiáng)度。
文檔編號H01M8/24GK101529639SQ20078003982
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者南條彩夏, 后藤習(xí)志, 福島和明, 草本哲郎 申請人:索尼株式會社