專利名稱：燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池，該燃料電池層疊有在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)置了一對(duì)電極的 電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體和金屬隔板，并且在彼此相鄰的所述金屬隔板之間形成使冷卻介質(zhì)沿 層疊方向流通的冷卻介質(zhì)流路。
背景技術(shù)：
例如，固體高分子型燃料電池具備由一對(duì)隔板夾持電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體(MEA) 的單位電池，其中所述電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體在由高分子離子交換膜形成的電解質(zhì)膜的兩 側(cè)分別配設(shè)了陽(yáng)極側(cè)電極及陰極側(cè)電極。該種燃料電池通常通過(guò)層疊規(guī)定個(gè)數(shù)的單位電 池，而作為車(chē)載用燃料電池堆使用。在上述的燃料電池中，在一方的隔板的面內(nèi)與陽(yáng)極側(cè)電極對(duì)置而設(shè)置有用于使燃 料氣體流動(dòng)的燃料氣體流路，并且在另一方的隔板的面內(nèi)與陰極側(cè)電極對(duì)置而設(shè)置有用于 使氧化劑氣體流動(dòng)的氧化劑氣體流路。另外，在構(gòu)成各燃料電池且彼此相鄰的隔板間，在電 極范圍內(nèi)形成有用于使冷卻介質(zhì)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)流路。作為隔板，尤其是從容易實(shí)現(xiàn)薄壁化出發(fā)，存在取代碳隔板而采用金屬隔板的情 況。此時(shí)，對(duì)薄板金屬制的板實(shí)施沖壓成形而形成波形狀的流路槽。然后，通過(guò)將該流路槽 選擇成燃料氣體流路或氧化劑氣體流路而構(gòu)成陽(yáng)極側(cè)隔板或陰極側(cè)隔板。另一方面，在彼此相鄰的陽(yáng)極側(cè)隔板與陰極側(cè)隔板之間，使燃料氣體流路的背面 形狀與氧化劑氣體流路的背面形狀重疊而形成冷卻介質(zhì)流路。作為此種燃料電池，已知有例如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的燃料電池堆。如圖7所示，該 燃料電池堆具備單位電池1，并且所述單位電池1在膜電極結(jié)構(gòu)體2的兩面上配置有隔板 3、4。燃料氣體供給口 fe及氧化劑氣體供給口 6a沿層疊方向貫通而設(shè)置在單位電池1 的長(zhǎng)度方向上端部，并且，燃料氣體排出口恥及氧化劑氣體排出口 6b沿層疊方向貫通而設(shè) 置在所述單位電池1的長(zhǎng)度方向下端部。四個(gè)冷卻水供給口 7a和冷卻水排出口 7b分別沿 鉛垂方向排列在單位電池1的寬度方向兩端部。在隔板3的與膜電極結(jié)構(gòu)體2對(duì)置的面上形成有與燃料氣體供給口 fe和燃料氣 體排出口恥連通且沿長(zhǎng)度方向延伸的波狀的多個(gè)燃料氣體流路8a。在隔板4的與膜電極 結(jié)構(gòu)體2對(duì)置的面上形成有與氧化劑氣體供給口 6a和氧化劑氣體排出口 6b連通且沿長(zhǎng)度 方向延伸的波狀的多個(gè)氧化劑氣體流路9a。通過(guò)將單位電池1彼此層疊，在構(gòu)成一方的單位電池1的隔板3與構(gòu)成另一方的 單位電池1的隔板4之間形成冷卻水流路。該冷卻水流路通過(guò)燃料氣體流路8a的背面?zhèn)鹊?槽形狀8b和氧化劑氣體流路9a的背面?zhèn)鹊牟坌螤?b重疊，容許冷卻介質(zhì)沿寬度方向(水 平方向)流動(dòng)并將冷卻水供給口 7a和冷卻水排出口 7b連通。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-141552號(hào)公報(bào)然而，在燃料電池中，存在將冷卻水的流動(dòng)方向設(shè)定為與燃料氣體的流動(dòng)方向及氧化劑氣體的流動(dòng)方向大致同一方向的情況。例如，在單位電池1中，考慮有將冷卻水排出 口 7b作為冷卻水供給口 7a，并在所述單位電池1的上部側(cè)設(shè)置左右一對(duì)冷卻水供給口 7a、 7a，而在該單位電池1的長(zhǎng)度方向下端緣部設(shè)置左右一對(duì)冷卻水排出口 7b、7b的結(jié)構(gòu)。由于各槽形狀8b、9b以波形狀蜿蜒前進(jìn)，因此在它們之間形成能夠使冷卻水沿水 平方向及鉛垂方向流通的流路。由此，能夠構(gòu)成所謂H流動(dòng)，該H流動(dòng)為從左右一對(duì)冷卻水 供給口 7a、7a相互對(duì)置地向?qū)挾确较騼?nèi)方導(dǎo)入冷卻水后，所述冷卻水沿鉛垂下方向移動(dòng)， 進(jìn)而朝寬度方向外方移動(dòng)，從而從一對(duì)冷卻水排出口 7b、7b排出。然而，在冷卻水流路中，冷卻水在槽形狀8b、9b相互重疊的部位合流后，流動(dòng)方向 容易變更。因此，如雙點(diǎn)劃線的箭頭所示，冷卻水相對(duì)于長(zhǎng)度方向向斜內(nèi)方傾斜流動(dòng)。而且， 在長(zhǎng)度方向的中央部CP附近，來(lái)自左右的流動(dòng)向碰撞而容易產(chǎn)生冷卻水的彈回。由此，尤 其是在冷卻水流路的下端部中央產(chǎn)生難以供給冷卻水的高溫部位HS，從而存在發(fā)電面內(nèi)的 溫度分布產(chǎn)生不均的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決此種問(wèn)題，其目的在于提供一種能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使發(fā)電面內(nèi) 整個(gè)區(qū)域的溫度分布均勻化，且能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電性能提高的燃料電池。本發(fā)明涉及燃料電池，其層疊有在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)置有一對(duì)電極的電解質(zhì)-電極 結(jié)構(gòu)體和長(zhǎng)方形狀的金屬隔板，在所述金屬隔板的長(zhǎng)度方向一端部上形成有使使用前的燃 料氣體及氧化劑氣體沿層疊方向流通的燃料氣體供給連通孔及氧化劑氣體供給連通孔，另 一方面，在所述金屬隔板的長(zhǎng)度方向另一端部上形成有使使用后的所述燃料氣體及所述氧 化劑氣體沿層疊方向流通的燃料氣體排出連通孔及氧化劑氣體排出連通孔，并且在所述金 屬隔板的寬度方向兩端部形成有一對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔和一對(duì)冷卻介質(zhì)排出連通孔，所 述一對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔接近所述燃料氣體供給連通孔及所述氧化劑氣體供給連通孔 而使使用前的冷卻介質(zhì)沿層疊方向流通，所述一對(duì)冷卻介質(zhì)排出連通孔接近所述燃料氣體 排出連通孔及所述氧化劑氣體排出連通孔而使使用后的所述冷卻介質(zhì)沿層疊方向流通。該燃料電池中，在朝向一方的電極的金屬隔板的面上設(shè)置有將燃料氣體供給連通 孔及燃料氣體排出連通孔連通而沿長(zhǎng)度方向延伸的波形狀的燃料氣體流路，在朝向另一方 的電極的所述金屬隔板的面上設(shè)置有將氧化劑氣體供給連通孔及氧化劑氣體排出連通孔 連通而沿所述長(zhǎng)度方向延伸的波形狀的氧化劑氣體流路。并且，在彼此相鄰的金屬隔板之間，通過(guò)在燃料氣體流路的背面?zhèn)刃纬傻牟坌螤?部和在氧化劑氣體流路的背面?zhèn)刃纬傻牟坌螤畈啃纬墒顾隼鋮s介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路。并且，冷卻介質(zhì)流路具有將彼此對(duì)置的槽形狀部的重疊部位沿相對(duì)于長(zhǎng)度方向向 內(nèi)方傾斜的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)而連結(jié)的冷卻介質(zhì)傾斜流路組，所述冷卻介質(zhì)傾斜流路組具有 下游與所述冷卻介質(zhì)流路的下游端部中央相連且上游與冷卻介質(zhì)供給連通孔相連的冷卻 介質(zhì)傾斜流路。另外，優(yōu)選冷卻介質(zhì)流路具有如下的流動(dòng)形狀將冷卻介質(zhì)從一對(duì)所述冷卻介質(zhì) 供給連通孔彼此向?qū)挾确较虻膬?nèi)方導(dǎo)入后，使冷卻介質(zhì)沿長(zhǎng)度方向流通，進(jìn)而將所述冷卻 介質(zhì)彼此向所述寬度方向的外方導(dǎo)出，而將所述冷卻介質(zhì)向一對(duì)所述冷卻介質(zhì)排出連通孔排出。并且，優(yōu)選槽形狀部具有波形狀，并且所述波形狀的一方的傾斜方向與冷卻介質(zhì) 傾斜流路的流動(dòng)方向一致或平行。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，冷卻介質(zhì)傾斜流路的下游與冷卻介質(zhì)流路的下游端部中央相連而上 游與冷卻介質(zhì)供給連通孔相連，并且冷卻介質(zhì)傾斜流路相對(duì)于長(zhǎng)度方向向內(nèi)方傾斜。因此， 從冷卻介質(zhì)供給連通孔向冷卻介質(zhì)流路供給的冷卻介質(zhì)能夠良好且充分地沿冷卻介質(zhì)傾 斜流路向所述冷卻介質(zhì)流路的下游端部中央供給。因此，尤其能夠可靠地冷卻發(fā)電面溫度容易升高的冷卻介質(zhì)流路的下游端部中 央。由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)在發(fā)電面內(nèi)整個(gè)區(qū)域使溫度分布均勻化，從而能夠容易實(shí)現(xiàn) 發(fā)電性能的提高。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池的主要部分分解立體說(shuō)明圖。
圖2是所述燃料電池的圖1中的II-II線剖視說(shuō)明圖。
圖3是構(gòu)成所述燃料電池的第二金屬隔板的一方的正面的說(shuō)明圖。
圖4是所述第二金屬隔板的另一方的正面的說(shuō)明圖。
圖5是構(gòu)成所述燃料電池的冷卻介質(zhì)流路的主要部分立體說(shuō)明圖。
圖6是所述冷卻介質(zhì)流路的主視說(shuō)明圖。
圖7是專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的燃料電池堆的主要部分分解立體說(shuō)明圖。
符號(hào)說(shuō)明
10燃料電池
11燃料電池堆
12電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體
14、:L6金屬隔板
18a氧化劑氣體供給連通孔
18b氧化劑氣體排出連通孔
20a燃料氣體供給連通孔
20b燃料氣體排出連通孔
22a冷卻介質(zhì)供給連通孔
22b冷卻介質(zhì)排出連通孔
24固體高分子電解質(zhì)膜
26陰極側(cè)電極
28陽(yáng)極側(cè)電極
30氧化劑氣體流路
30a.>34a波狀凸部
30b,34b槽形狀部
34燃料氣體流路
38冷卻介質(zhì)流路
42、44密封部件52a,52b,60 連結(jié)通路54 重疊部位56冷卻介質(zhì)傾斜流路組56a冷卻介質(zhì)傾斜流路58下游端部中央
具體實(shí)施例方式如圖1及圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池10沿箭頭A方向?qū)盈B多個(gè)而構(gòu) 成燃料電池堆11。燃料電池10具備電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12、夾持所述電解質(zhì)膜-電極 結(jié)構(gòu)體12的第一金屬隔板14及第二金屬隔板16。第一金屬隔板14及第二金屬隔板16例如由鋼板、不銹鋼板、鋁板、鍍敷處理鋼板 或?qū)ζ浣饘俦砻鎸?shí)施了防腐蝕用的表面處理的金屬板形成。第一金屬隔板14及第二金屬 隔板16的平面具有矩形形狀，并且通過(guò)將金屬制薄板沖壓加工成波形狀而成形為截面凹 凸形狀。如圖1所示，第一金屬隔板14及第二金屬隔板16具有縱長(zhǎng)形狀，并且構(gòu)成為長(zhǎng)邊 朝向重力方向(箭頭C方向)且短邊朝向水平方向(箭頭B方向)(水平方向的層疊)。此 外，也可以構(gòu)成為長(zhǎng)邊朝向水平方向且短邊朝向重力方向，而且，也可以構(gòu)成為隔板面朝向 水平方向(鉛垂方向的層疊)。在燃料電池10的長(zhǎng)邊方向(箭頭C方向)的上端兩角部附近設(shè)置有在箭頭A方 向上彼此連通的用于供給氧化劑氣體例如含氧氣體的氧化劑氣體供給連通孔18a和用于 供給燃料氣體例如含氫氣體的燃料氣體供給連通孔20a。在燃料電池10的長(zhǎng)邊方向的下端兩角部附近設(shè)置有在箭頭A方向上彼此連通的 用于排出燃料氣體的燃料氣體排出連通孔20b和用于排出氧化劑氣體的氧化劑氣體排出 連通孔18b。在燃料電池10的短邊方向(箭頭B方向)的兩端緣部上方設(shè)置有在箭頭A方向 上彼此連通的用于供給冷卻介質(zhì)的兩個(gè)冷卻介質(zhì)供給連通孔22a，并且在燃料電池10的短 邊方向的兩端緣部下方設(shè)置有用于排出所述冷卻介質(zhì)的兩個(gè)冷卻介質(zhì)排出連通孔22b。電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12例如具備水浸漬于全氟磺酸的薄膜的固體高分子電解 質(zhì)膜24、夾持所述固體高分子電解質(zhì)膜24的陰極側(cè)電極26及陽(yáng)極側(cè)電極28。陰極側(cè)電極26及陽(yáng)極側(cè)電極28具有由碳素紙等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層(未圖示)和 將在表面擔(dān)載有白金合金的多孔質(zhì)碳粒子一樣地涂敷于所述氣體擴(kuò)散層的表面上而形成 的電極催化劑層(未圖示)。電極催化劑層形成在固體高分子電解質(zhì)膜24的兩面。在第一金屬隔板14的朝向電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12的面14a上形成有將氧化劑 氣體供給連通孔18a和氧化劑氣體排出連通孔18b連通的氧化劑氣體流路30。氧化劑氣 體流路30形成在沿箭頭C方向延伸的多個(gè)波狀凸部30a之間，并且在所述氧化劑氣體流路 30的入口附近及出口附近分別設(shè)置有多個(gè)具有壓花的入口緩沖部32a及出口緩沖部32b。如圖3所示，在第二金屬隔板16的朝向電解質(zhì)膜_電極結(jié)構(gòu)體12的面16a上形 成有將燃料氣體供給連通孔20a和燃料氣體排出連通孔20b連通的燃料氣體流路34。燃料氣體流路34形成在沿箭頭C方向延伸的多個(gè)波狀凸部3 之間，并且在所述燃料氣體流路 34的入口附近及出口附近分別設(shè)置有多個(gè)具有壓花的入口緩沖部36a及出口緩沖部36b。 此外，波狀凸部34a的數(shù)目能夠根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件等進(jìn)行適當(dāng)變更。在第二金屬隔板16的面16b與第一金屬隔板14的面14b之間形成有與冷卻介質(zhì) 供給連通孔22a、2h和冷卻介質(zhì)排出連通孔22b、22b連通的冷卻介質(zhì)流路38 (參照?qǐng)D1及 圖4)。該冷卻介質(zhì)流路38使冷卻介質(zhì)繞電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12的電極范圍流通。如圖1及圖5所示，冷卻介質(zhì)流路38通過(guò)使構(gòu)成氧化劑氣體流路30的波狀凸部 30a的背面形狀即槽形狀部30b與構(gòu)成燃料氣體流路34的波狀凸部3 的背面形狀即槽形 狀部34b互相重疊而形成。在冷卻介質(zhì)流路38的入口附近及出口附近分別設(shè)置有多個(gè)具 有壓花的入口緩沖部40a及出口緩沖部40b (參照?qǐng)D4)。在第一金屬隔板14的面14a、14b上，第一密封部件42繞該第一金屬隔板14的 外周端緣部而一體成形。在第二金屬隔板16的面16a、16b上，第二密封部件44繞該第二 金屬隔板16的外周端緣部一體成形。作為第一密封部件42及第二密封部件44，例如使用 EPDM、NBR、氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、丁基橡膠、天然橡膠、苯乙烯橡膠、氯丁二烯或丙烯酸 橡膠等密封材料、緩沖材料、或填密材料之類的彈性部件。如圖1所示，在第一金屬隔板14的面Ha上，對(duì)第一密封部件42切口而形成將氧 化劑氣體供給連通孔18a和氧化劑氣體流路30連通的多個(gè)連結(jié)通路46a。在面1 上，對(duì) 第一密封部件42切口而形成將氧化劑氣體排出連通孔18b和氧化劑氣體流路30連通的多 個(gè)連結(jié)通路46b。此外，連結(jié)通路46a、46b的數(shù)目能夠根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件等進(jìn)行適當(dāng)變更。如圖3所示，在第二金屬隔板16的面16a上，對(duì)第二密封部件44切口而形成將燃 料氣體供給連通孔20a和燃料氣體流路34連通的多個(gè)連結(jié)通路50a。在面16a上，對(duì)第二 密封部件44切口而形成有將燃料氣體排出連通孔20b和燃料氣體流路34連通的多個(gè)連結(jié) 通路50b。此外，連結(jié)通路50a、50b的數(shù)目能夠根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件等進(jìn)行適當(dāng)變更。如圖4所示，在第二金屬隔板16的面16b上，對(duì)第二密封部件44切口而形成將一 對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔22a、2h和冷卻介質(zhì)流路38連通的多個(gè)連結(jié)通路52a。在面16b 上，對(duì)第二密封部件44切口而形成將一對(duì)冷卻介質(zhì)排出連通孔22b、22b和冷卻介質(zhì)流路38 連通的多個(gè)連結(jié)通路52b。此外，連結(jié)通路52a、52b的數(shù)目能夠根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件等進(jìn)行適當(dāng)變 更。如圖4及圖6所示，冷卻介質(zhì)流路38具有將彼此對(duì)置的槽形狀部30b、34b的重疊 部位M沿冷卻介質(zhì)的流動(dòng)連結(jié)的冷卻介質(zhì)傾斜流路組56。冷卻介質(zhì)傾斜流路組56相對(duì)于 長(zhǎng)邊方向(箭頭C方向)向內(nèi)方傾斜延伸。如圖4所示，冷卻介質(zhì)傾斜流路組56具有下游與冷卻介質(zhì)流路38的下游端部中 央58相連且上游經(jīng)由連結(jié)通路60與冷卻介質(zhì)供給連通孔2 相連的冷卻介質(zhì)傾斜流路 56a。各連結(jié)通路60從連結(jié)通路52a向下方離開(kāi)而形成在各冷卻介質(zhì)供給連通孔2 的下 端緣部。以下說(shuō)明如此構(gòu)成的燃料電池10的動(dòng)作。首先，如圖1所示，含氧氣體等氧化劑氣體向氧化劑氣體供給連通孔18a供給，并 且含氫氣體等燃料氣體向燃料氣體供給連通孔20a供給。此外，純水或乙二醇、油等冷卻介 質(zhì)向一對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔2 供給。
因此，氧化劑氣體從氧化劑氣體供給連通孔18a被導(dǎo)入第一金屬隔板14的氧化劑 氣體流路30。氧化劑氣體沿氧化劑氣體流路30向箭頭C方向(重力方向)移動(dòng)，向電解質(zhì) 膜-電極結(jié)構(gòu)體12的陰極側(cè)電極沈供給。另一方面，燃料氣體從燃料氣體供給連通孔20a向第二金屬隔板16的燃料氣體流 路34供給。如圖3所示，燃料氣體沿燃料氣體流路34向重力方向(箭頭C方向)移動(dòng)，向 電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12的陽(yáng)極側(cè)電極觀供給(參照?qǐng)D1及圖2)。因此，在電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12中，向陰極側(cè)電極沈供給的氧化劑氣體和向陽(yáng) 極側(cè)電極觀供給的燃料氣體在電極催化劑層內(nèi)由于電化學(xué)反應(yīng)而被消耗，從而進(jìn)行發(fā)電。接下來(lái)，向電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12的陰極側(cè)電極沈供給而消耗的氧化劑氣體 沿氧化劑氣體排出連通孔18b向箭頭A方向排出。另一方面，向電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體12 的陽(yáng)極側(cè)電極觀供給而消耗的燃料氣體沿燃料氣體排出連通孔20b向箭頭A方向排出。另外，如圖1所示，向一對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔2 供給的冷卻介質(zhì)被導(dǎo)入到第一 金屬隔板14及第二金屬隔板16之間的冷卻介質(zhì)流路38。如圖4所示，冷卻介質(zhì)暫且向箭 頭B方向(水平方向)內(nèi)方移動(dòng)后，向箭頭C方向(重力方向)移動(dòng)而冷卻電解質(zhì)膜-電 極結(jié)構(gòu)體12。該冷卻介質(zhì)向箭頭B方向外方移動(dòng)后，被向一對(duì)冷卻介質(zhì)排出連通孔22b排 出ο這種情況下，冷卻介質(zhì)流路38通過(guò)使波狀凸部30a的背面形狀即槽形狀部30b與 波狀凸部3 的背面形狀即槽形狀部34b互相重疊而形成。因此，冷卻介質(zhì)流路38具有將 槽形狀部30b、34b的重疊部位M沿相對(duì)于長(zhǎng)邊方向向內(nèi)方傾斜的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)而連結(jié) 的冷卻介質(zhì)傾斜流路組56。因此，如圖4所示，從左右一對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔22a、2h導(dǎo)入到冷卻介質(zhì)流路 38中的冷卻介質(zhì)除了沿箭頭C方向流通的部分之外，還具有沿冷卻介質(zhì)傾斜流路組56相對(duì) 于長(zhǎng)度方向向內(nèi)方傾斜而流通的部分。因此，在本實(shí)施方式中，在冷卻介質(zhì)供給連通孔22a的下端緣部形成連結(jié)通路60， 并設(shè)置上游經(jīng)由所述連結(jié)通路60與冷卻介質(zhì)供給連通孔2 相連而下游與冷卻介質(zhì)流路 38的下游端部中央58相連的冷卻介質(zhì)傾斜流路56a。因此，尤其能夠可靠地冷卻位于氧化 劑氣體流路30及燃料氣體流路34的下游側(cè)且發(fā)電面溫度容易升高的冷卻介質(zhì)流路38的 下游端部中央58。而且，在左右的冷卻介質(zhì)傾斜流路56a中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)在下游端部中 央58的附近碰撞而彈回，因此也能夠?qū)⑺隼鋮s介質(zhì)向所述下游端部中央58供給。由此，能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)在發(fā)電內(nèi)整個(gè)區(qū)域使溫度分布均勻化，從而能夠得到 實(shí)現(xiàn)燃料電池10的發(fā)電性能提高的效果。此外，在本實(shí)施方式中，將與冷卻介質(zhì)供給連通孔2 連通的連結(jié)通路60設(shè)置成 從多個(gè)連結(jié)通路52a向下方離開(kāi)，但并不局限于此。例如，也可以通過(guò)將連結(jié)通路5 每隔 規(guī)定間隔設(shè)置直到冷卻介質(zhì)供給連通孔22a的下端緣部，由此代替所述連結(jié)通路60使用。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，其層疊有在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)置有一對(duì)電極的電解質(zhì)-電極結(jié)構(gòu)體和 長(zhǎng)方形狀的金屬隔板，在所述金屬隔板的長(zhǎng)度方向一端部上形成有使使用前的燃料氣體及 氧化劑氣體沿層疊方向流通的燃料氣體供給連通孔及氧化劑氣體供給連通孔，另一方面， 在所述金屬隔板的長(zhǎng)度方向另一端部上形成有使使用后的所述燃料氣體及所述氧化劑氣 體沿層疊方向流通的燃料氣體排出連通孔及氧化劑氣體排出連通孔，并且在所述金屬隔板 的寬度方向兩端部形成有一對(duì)冷卻介質(zhì)供給連通孔和一對(duì)冷卻介質(zhì)排出連通孔，所述一對(duì) 冷卻介質(zhì)供給連通孔接近所述燃料氣體供給連通孔及所述氧化劑氣體供給連通孔而使使 用前的冷卻介質(zhì)沿層疊方向流通，所述一對(duì)冷卻介質(zhì)排出連通孔接近所述燃料氣體排出連 通孔及所述氧化劑氣體排出連通孔而使使用后的所述冷卻介質(zhì)沿層疊方向流通，所述燃料 電池的特征在于，在朝向一方的所述電極的所述金屬隔板的面上設(shè)置有將所述燃料氣體供給連通孔及 所述燃料氣體排出連通孔連通而沿所述長(zhǎng)度方向延伸的波形狀的燃料氣體流路，在朝向另 一方的所述電極的所述金屬隔板的面上設(shè)置有將所述氧化劑氣體供給連通孔及所述氧化 劑氣體排出連通孔連通而沿所述長(zhǎng)度方向延伸的波形狀的氧化劑氣體流路，在彼此相鄰的 所述金屬隔板之間，通過(guò)在所述燃料氣體流路的背面?zhèn)刃纬傻牟坌螤畈亢驮谒鲅趸瘎?體流路的背面?zhèn)刃纬傻牟坌螤畈啃纬墒顾隼鋮s介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)流路，并且，所述冷 卻介質(zhì)流路具有將彼此對(duì)置的所述槽形狀部的重疊部位沿相對(duì)于所述長(zhǎng)度方向向內(nèi)方傾 斜的所述冷卻介質(zhì)的流動(dòng)而連結(jié)的冷卻介質(zhì)傾斜流路組，所述冷卻介質(zhì)傾斜流路組具有下 游與所述冷卻介質(zhì)流路的下游端部中央相連且上游與所述冷卻介質(zhì)供給連通孔相連的冷 卻介質(zhì)傾斜流路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)流路具有如下的流動(dòng)形狀將所述冷卻介質(zhì)從一對(duì)所述冷卻介質(zhì)供給連 通孔彼此向所述寬度方向的內(nèi)方導(dǎo)入后，使所述冷卻介質(zhì)沿所述長(zhǎng)度方向流通，進(jìn)而將所 述冷卻介質(zhì)彼此向所述寬度方向的外方導(dǎo)出，而將所述冷卻介質(zhì)向一對(duì)所述冷卻介質(zhì)排出 連通孔排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于，所述槽形狀部具有波形狀，并且所述波形狀的一方的傾斜方向與所述冷卻介質(zhì)傾斜流 路的流動(dòng)方向一致或平行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使發(fā)電面內(nèi)整個(gè)區(qū)域的溫度分布均勻化，且能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電性能提高的燃料電池。燃料電池(10)具備電解質(zhì)膜-電極結(jié)構(gòu)體(12)、第一金屬隔板(14)及第二金屬隔板(16)。構(gòu)成一方燃料電池的第一金屬隔板(14)與構(gòu)成另一方燃料電池的第二金屬隔板(16)彼此相鄰，在它們之間形成冷卻介質(zhì)流路(38)。冷卻介質(zhì)流路(38)具有將波狀凸部(30a、34a)的背面?zhèn)鹊牟坌螤畈?30b、34b)的重疊部位沿冷卻介質(zhì)的流動(dòng)而連結(jié)的冷卻介質(zhì)傾斜流路組(56)。冷卻介質(zhì)傾斜流路組(56)具有下游與冷卻介質(zhì)流路(38)的下游端部中央(58)相連且上游經(jīng)由連結(jié)通路(60)與冷卻介質(zhì)供給連通孔(22)相連的冷卻介質(zhì)傾斜流路(56a)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102074716SQ20101055943
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者須田惠介 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社