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，其將在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)電極的電解質(zhì)電極構(gòu)造體與一體成形有彈性密封部件的隔板層疊起來，在所述電解質(zhì)電極構(gòu)造體與所述隔板之間，形成沿電極面供給反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體流路，并且具備在層疊方向上貫通并與所述反應(yīng)氣體流路連通的反應(yīng)氣體連通孔。
背景技術(shù)：
例如，固體高分子型燃料電池具備單位單電池，該單位單電池通過一對(duì)隔板夾持電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(M E A)，該電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(M E A)在由高分子離子交換膜構(gòu)成的電解質(zhì)膜(電解質(zhì))的兩側(cè)分別配置有陽極電極及陰極電極。這種燃料電池通常在作為車載用而使用時(shí)，為了得到希望的發(fā)電力，作為層疊了規(guī)定數(shù)量(例如，數(shù)十 數(shù)百)的單位單電池的燃料電池堆使用。此時(shí)，燃料電池堆一般采 用設(shè)有在隔板的面內(nèi)沿電極面流通反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體流路以及與所述反應(yīng)氣體流路連通且在單位單電池的層疊方向貫通的反應(yīng)氣體連通孔的所謂內(nèi)部岐管。在燃料電池中，作為隔板，除了碳隔板外還使用金屬隔板。金屬隔板一般采用在薄板金屬板上一體形成彈性密封部件的密封一體型金屬隔板。但是，在這種金屬隔板中，當(dāng)連續(xù)流通高濕度的反應(yīng)氣體或冷卻水等時(shí)，浸透到作為密封部件的橡膠的內(nèi)側(cè)的水分有可能滯留在所述密封部件與金屬板之間。由此，在密封部件與金屬板之間形成水泡(水膨脹部)，流路截面呈狹小化，反應(yīng)氣體或冷卻水的流量減少。因此，例如公知一種在日本特開2007-134204號(hào)公開的燃料電池隔板。在該燃料電池隔板中，在面向制冷劑流通用的間隙的陽極側(cè)金屬隔板的表面上隔著底漆層形成絕緣被覆，在這種構(gòu)造中，為了防止基材與底漆層的界面上的氣化了的制冷劑液化而產(chǎn)生的水泡的發(fā)生，形成有制冷劑排出槽。由此，局部與底漆層相接的部分的陽極側(cè)金屬隔板的溫度下降，即使在其界面部分氣化了的制冷劑成分液化，該液化成分也被從制冷劑排出槽排出到外部，因此可以防止水泡的發(fā)生。這種水泡不僅在冷卻水流路產(chǎn)生，而且在與反應(yīng)氣體相接的反應(yīng)氣體流路等產(chǎn)生。尤其，在由密封部件的密封線圍起來的反應(yīng)氣體流路范圍內(nèi)，希望阻止結(jié)露水引起的水泡的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對(duì)應(yīng)于這種要求，其目的在于提供一種能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從密封一體型金屬隔板的內(nèi)部將結(jié)露水容易且可靠地排出，并能夠盡可能阻止水泡的產(chǎn)生的燃料電池。本發(fā)明涉及一種燃料電池，其是層疊在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)電極的電解質(zhì)電極構(gòu)造體和一體成形有彈性密封部件的隔板而成的，在所述電解質(zhì)電極構(gòu)造體和所述隔板之間形成沿電極面供給反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體流路，并且具備在層疊方向上貫通而與所述反應(yīng)氣體流路連通的反應(yīng)氣體連通孔。在該燃料電池中，在一對(duì)隔板間，通過彈性密封部件形成將反應(yīng)氣體連通孔和反應(yīng)氣體流路連通起來的通路部，并且在所述通路部?jī)?nèi)，隔板主體部位在設(shè)置于各隔板的所述彈性密封部件的至少一部分露出。根據(jù)本發(fā)明，若由于繼續(xù)發(fā)電而在彈性密封部件與隔板主體部位之間產(chǎn)生結(jié)露水，則通過在該彈性密封部件的至少一部分露出的所述隔板主體部位將所述結(jié)露水排出。因此，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從密封一體型隔板的內(nèi)部將結(jié)露水容易且可靠地排出，能夠盡可能阻止水泡的產(chǎn)生。而且，由于不需要排出結(jié)露水用的槽，所以可以使構(gòu)造簡(jiǎn)化。從參照附圖進(jìn)行的下述適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式例的說明中，上述目的及其他目的、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)會(huì)更明確。


圖I是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的主要部分分解立體說明圖。圖2是所述燃料電池的圖I中的I I-I I線截面圖。圖3是構(gòu)成所述燃料電池的陰極側(cè)金屬隔板的一方的面?zhèn)鹊恼嬲f明圖。圖4是構(gòu)成所述燃料電池的陽極側(cè)金屬隔板的正面說明圖。圖5是構(gòu)成所述燃料電池的陰極側(cè)金屬隔板的另一方的面?zhèn)鹊恼嬲f明圖。圖6是構(gòu)成本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料電池的陰極側(cè)金屬隔板的正面說明圖。圖7是構(gòu)成本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料電池的陰極側(cè)金屬隔板的正面說明圖。圖8是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的燃料電池的主要部分分解立體說明圖。圖9是構(gòu)成所述燃料電池的陽極側(cè)金屬隔板的正面說明圖。圖10是所述燃料電池的截面說明圖。圖11是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的燃料電池的主要部分分解立體說明圖。圖12是所述燃料電池的圖11中的X I I-X I I線截面圖。圖13是構(gòu)成所述燃料電池的陽極側(cè)金屬隔板的一方的面?zhèn)鹊恼嬲f明圖。
具體實(shí)施例方式如圖I及圖2所示，本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池10將多個(gè)單位單電池12在箭頭A方向上層疊而堆化。單位單電池12將電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(電解質(zhì)電極接合體)16夾持在陽極側(cè)金屬隔板(一方的隔板)18與陰極側(cè)金屬隔板(另一方的隔板)20之間。陽極側(cè)金屬隔板18及陰極側(cè)金屬隔板20例如由鋼板、不銹鋼鋼板、鋁板、鍍敷處理鋼板或者對(duì)其金屬表面實(shí)施了防腐蝕用的表面處理的金屬板構(gòu)成，并且如后所述，構(gòu)成密封一體型金屬隔板。需要說明的是，陽極側(cè)金屬隔板18及陰極側(cè)金屬隔板20除了金屬以外的材料，例如也可以由碳形成。在單位單電池12的箭頭B方向(圖I中，水平方向)的一端緣部，在作為層疊方向的箭頭A方向上相互連通而沿箭頭C方向(鉛直方向)排列設(shè)有用于排出氧化劑氣體(反應(yīng)氣體)例如含氧氣體的氧化劑氣體出口連通孔(反應(yīng)氣體連通孔)30b ;用于排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)出口連通孔32b ;及用于供給燃料氣體(反應(yīng)氣體)例如含氫氣體的燃料氣體入口連通孔(反應(yīng)氣體連通孔)34a。在單位單電池12的箭頭B方向的另一端緣部，在箭頭A方向上相互連通而沿箭頭C方向排列設(shè)有用于排出燃料氣體的燃料氣體出口連通孔(反應(yīng)氣體連通孔)34b ;用于供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)入口連通孔32a ;及用于供給氧化劑氣體的氧化劑氣體入口連通孔(反應(yīng)氣體連通孔)30a。電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16例如具備在全氟磺酸(/、°一 7 >才口 ^ * >酸)的薄膜中含浸有水的固體高分子電解質(zhì)膜(電解質(zhì))36 ;夾持所述固體高分子電解質(zhì)膜36的陽極電極38及陰極電極40。陽極電極38構(gòu)成具有比陰極電極40及固體高分子電解質(zhì)膜36小的表面積的，所謂臺(tái)階差型M E A0需要說明的是，在本發(fā)明中，不限于臺(tái)階差型M E A， 陽極電極38和陰極電極40也可以具有相同的表面積。陽極電極38及陰極電極40具有由碳紙等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層(未圖示)；以及將表面承載有白金合金的多孔質(zhì)碳粒子均勻涂布在所述氣體擴(kuò)散層的表面而形成的電極催化劑層(未圖示)。電極催化劑層形成于固體高分子電解質(zhì)膜36的兩面。如圖I及圖3所示，在陰極側(cè)金屬隔板20的與電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16相對(duì)的面20a上，設(shè)有例如一邊沿箭頭B方向蜿蜒前進(jìn)一邊向鉛直下方向延伸的氧化劑氣體流路(反應(yīng)氣體流路)42。該氧化劑氣體流路42與氧化劑氣體入口連通孔30a和氧化劑氣體出口連通孔30b連通。在氧化劑氣體入口連通孔30a及氧化劑氣體出口連通孔30b的附近，覆蓋氧化劑氣體流路42的入口側(cè)及出口側(cè)而配置有橋部43a、43b(參照?qǐng)D3)。如圖4所示，在陽極側(cè)金屬隔板18的與電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16相對(duì)的面18a上，如后所述，形成有與燃料氣體入口連通孔34a和燃料氣體出口連通孔34b連通、且一邊沿箭頭B方向蜿蜒前進(jìn)一邊向鉛直下方向(箭頭C方向)延伸的燃料氣體流路(反應(yīng)氣體流路)44。如圖I及圖5所示，在陽極側(cè)金屬隔板18的面18b和陰極側(cè)金屬隔板20的面20b之間，形成與冷卻介質(zhì)入口連通孔32a和冷卻介質(zhì)出口連通孔32b連通的冷卻介質(zhì)流路46。該冷卻介質(zhì)流路46在隔板面方向(箭頭B方向)上呈直線狀延伸。需要說明的是，冷卻介質(zhì)流路46可在每個(gè)單位單電池12設(shè)置，或者在每?jī)蓚€(gè)以上的單位單電池設(shè)置。如圖I及圖3所示，在陰極側(cè)金屬隔板20的面20a、20b上，繞該陰極側(cè)金屬隔板20的外周端部一周而一體形成有第一密封部件50。第一密封部件50是彈性密封部件，例如由硅酮橡膠構(gòu)成。第一密封部件50如圖2及圖3所示，具備與陰極側(cè)金屬隔板20的面20a —體化的第一平面部52以及與所述陰極側(cè)金屬隔板20的面20b —體化的第二平面部54。第二平面部54構(gòu)成得比第一平面部52長(zhǎng)。如圖2所示，第一平面部52在從電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16的外周端部向外部離開的位置上繞一圈，另一方面，第二平面部54在陰極電極40的外周部分遍及規(guī)定范圍在層疊方向上重合的位置上繞一圈。如圖3所示，第一平面部52形成為使氧化劑氣體入口連通孔30a及氧化劑氣體出口連通孔30b與氧化劑氣體流路42連通。如圖5所示，第二平面部54形成為使冷卻介質(zhì)入口連通孔32a及冷卻介質(zhì)出口連通孔32
b與冷卻介質(zhì)流路46連通。如圖I、圖2及圖4所示，在陽極側(cè)金屬隔板18的面18a、18b上，繞該陽極側(cè)金屬隔板18的外周端部一周而一體形成有第二密封部件56。該第二密封部件56具備與陽極側(cè)金屬隔板18的外周端部接近而在面18a上設(shè)置的凸?fàn)畹耐鈧?cè)密封件58a，從該外側(cè)密封件58a向內(nèi)離開規(guī)定距離而設(shè)有凸?fàn)畹膬?nèi)側(cè)密封件58b。如圖2所示，外側(cè)密封件58a與在陰極側(cè)金屬隔板20設(shè)置的第一平面部52接觸，另一方面，內(nèi)側(cè)密封件58b與構(gòu)成電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16的固體高分子電解質(zhì)膜36直接接觸。如圖4所示，外側(cè)密封件58a圍繞氧化劑氣體入口連通孔30a、冷卻介質(zhì)入口連通 孔32a、燃料氣體出口連通孔34b、燃料氣體入口連通孔34a、冷卻介質(zhì)出口連通孔32b及氧化劑氣體出口連通孔30b。內(nèi)側(cè)密封件58b圍繞燃料氣體流路44，并且在所述內(nèi)側(cè)密封件58b與外側(cè)密封件58a之間配置電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16的外周端部。在陽極側(cè)金屬隔板18的面18b上，設(shè)有與外側(cè)密封件58a對(duì)應(yīng)的凸?fàn)畹耐鈧?cè)密封件58c以及與內(nèi)側(cè)密封件58b對(duì)應(yīng)的凸?fàn)畹膬?nèi)側(cè)密封件58d(參照?qǐng)DI)。外側(cè)密封件58c及內(nèi)側(cè)密封件58d具有與上述的外側(cè)密封件58a及內(nèi)側(cè)密封件58b同樣的形狀。如圖4所示，外側(cè)密封件58a設(shè)有將氧化劑氣體入口連通孔30a與氧化劑氣體流路42連通起來的多個(gè)承接部60 ；以及將氧化劑氣體出口連通孔30b與所述氧化劑氣體流路42連通起來的多個(gè)承接部62。由承接部60形成連結(jié)通路60a，并且由承接部62形成連結(jié)通路62a。如圖I及圖4所示，在陽極側(cè)金屬隔板18的面18b上設(shè)有將冷卻介質(zhì)入口連通孔32a與冷卻介質(zhì)流路46連通起來的多個(gè)承接部64 ;以及將冷卻介質(zhì)出口連通孔32b與所述冷卻介質(zhì)流路46連通起來的多個(gè)承接部66。由承接部64、66分別形成連結(jié)通路64a、66a。在面18b上，在燃料氣體入口連通孔34a及燃料氣體出口連通孔34b的附近，分別設(shè)有多個(gè)承接部68、70。由承接部68形成入口側(cè)連結(jié)通路72，另一方面，由承接部70形成出口側(cè)連結(jié)通路74。在陽極側(cè)金屬隔板18的面18a中，燃料氣體入口連通孔34a及燃料氣體出口連通孔34b分別被外側(cè)密封件58a繞一周(參照?qǐng)D4)，并且在所述陽極側(cè)金屬隔板18的面18b中，承接部68的周圍及承接部70的周圍分別被外側(cè)密封件58c和內(nèi)側(cè)密封件58d形成的密封線S L圍繞(參照?qǐng)DI)。在承接部68和燃料氣體入口連通孔34a之間，對(duì)應(yīng)于被上述的外側(cè)密封件58a圍繞的區(qū)域內(nèi)和被上述的外側(cè)密封件58c與內(nèi)側(cè)密封件58d圍繞的區(qū)域內(nèi)重合的部分，貫通形成有多個(gè)第一供給孔部(第一孔部)76a。在承接部68和燃料氣體流路44之間，對(duì)應(yīng)于被內(nèi)側(cè)密封件58b圍繞的區(qū)域及被上述的外側(cè)密封件58c和內(nèi)側(cè)密封件58d圍繞的區(qū)域，貫通形成有多個(gè)第二供給孔部(第二孔部)76b。形成連通燃料氣體入口連通孔34a和燃料氣體流路44的通路部，并且所述通路部具有第一供給孔部76a、入口側(cè)連結(jié)通路72及第二供給孔部76b，并被密封線S L包圍(參照?qǐng)DI及圖2)。需要說明的是，也可以在通路部上設(shè)有三個(gè)以上的供給孔部(未圖示)。在承接部70的附近形成位于燃料氣體流路44的終端附近的多個(gè)第一排出孔部(第二孔部)78a，并且對(duì)應(yīng)于燃料氣體出口連通孔34b的附近而貫通形成多個(gè)第二排出孔部(第一孔部)78b。第一排出孔部78a對(duì)應(yīng)于面18a側(cè)的被內(nèi)側(cè)密封件58b圍繞的區(qū)域內(nèi)和面18b側(cè)的被外側(cè)密封件58c與內(nèi)側(cè)密封件58d圍繞的區(qū)域內(nèi)相重合的部分而設(shè)置。第二排出孔部78b對(duì)應(yīng)于面18a側(cè)的圍繞燃料氣體出口連通孔34b的外側(cè)密封件58a的區(qū)域內(nèi)和面18b側(cè)的被外側(cè)密封件58c及內(nèi)側(cè)密封件58d圍繞的區(qū)域內(nèi)相重合的部分而設(shè)置。形成連通燃料氣體出口連通孔34b和燃料氣體流路44的通路部，并且所述通路部 具有第一排出孔部78a、出口側(cè)連結(jié)通路74及第二排出孔部78b，并被密封線S L包圍。如圖2所示，從燃料氣體入口連通孔34a到第一供給孔部76a的通路80由第一及第二密封部件50、56形成。入口側(cè)連結(jié)通路72同樣由第一及第二密封部件50、56形成，并且與所述入口側(cè)連結(jié)通路72相反的第一及第二供給孔部76a、76b間被所述第一及第二密封部件50、56遮蔽。如圖5所示，在陰極側(cè)金屬隔板20的面20b上，在被陽極側(cè)金屬隔板18的各密封線S L圍起來的范圍(包括通路部在內(nèi)的范圍)內(nèi)，在第二平面部54的一部分有金屬部位(隔板主體部位)82a、82b露出。具體地說，如圖2所示，在陰極側(cè)金屬隔板20的面20b上，將第二平面部54的至少一部切掉直到金屬部位82a、82b，從而設(shè)置使所述金屬部位82a、82b露出的缺口部84a、84b。缺口部84a在燃料氣體入口連通孔34a的附近呈直線狀形成有多個(gè)，并與入口側(cè)連結(jié)通路72相對(duì)。缺口部84b在燃料氣體出口連通孔34b的附近呈直線狀形成有多個(gè)，并與出口側(cè)連結(jié)通路74相對(duì)。缺口部84a、84b實(shí)質(zhì)上沿通路部形成。通路部的除金屬部位82a、82b以外的隔板表面被第一密封部件50覆蓋。需要說明的是，缺口部84a、84b除了直線狀以外，也可以是曲線或折曲形狀等。對(duì)該燃料電池10的動(dòng)作進(jìn)行以下說明。首先，如圖I所示，向氧化劑氣體入口連通孔30a供給含氧氣體等的氧化劑氣體，并且向燃料氣體入口連通孔34a供給含氫氣體等燃料氣體。進(jìn)而，向冷卻介質(zhì)入口連通孔32a供給純水或甘醇、油等冷卻介質(zhì)。為此，氧化劑氣體從氧化劑氣體入口連通孔30a通過連結(jié)通路60a被導(dǎo)入陰極側(cè)金屬隔板20的氧化劑氣體流路42。該氧化劑氣體一邊沿著氧化劑氣體流路42向箭頭B方向蜿蜒前進(jìn)，一邊向鉛直下方向移動(dòng)，從而被供應(yīng)給電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16的陰極電極40 (參照?qǐng)DI及圖3)。另一方面，如圖2所示，燃料氣體從燃料氣體入口連通孔34a被供給向面18a側(cè)(陽極電極38側(cè))后,通過第一供給孔部76a并暫時(shí)被導(dǎo)入面18b側(cè)。在面18b側(cè)，由多個(gè)承接部68形成有入口側(cè)連結(jié)通路72，燃料氣體通過該入口側(cè)連結(jié)通路72，從第二供給孔部76b向面18a側(cè)移動(dòng)，從而被導(dǎo)入燃料氣體流路44。進(jìn)而，如圖4所示，燃料氣體沿著燃料氣體流路44 一邊向箭頭B方向蜿蜒前進(jìn)，一邊向鉛直下方向移動(dòng)，從而被供應(yīng)給電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16的陽極電極38。因此，在各電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16中，供應(yīng)給陰極電極40的氧化劑氣體與供應(yīng)給陽極電極38的燃料氣體在電極催化劑層內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)而被消耗，從而進(jìn)行發(fā)電。接著，供應(yīng)給陰極電極40并被消耗的氧化劑氣體沿著氧化劑氣體出口連通孔30b被排出向箭頭A方向。同樣，供應(yīng)給陽極電極38并被消耗的燃料氣體從第一排出孔部78a通過出口側(cè)連結(jié)通路74后，被導(dǎo)入第二排出孔部78b，并沿著燃料氣體出口連通孔34b被排出向箭頭A方向。另外，供應(yīng)給冷卻介質(zhì)入口連通孔32a的冷卻介質(zhì)通過連結(jié)通路64a并被導(dǎo)入在陽極側(cè)金屬隔板18和陰極側(cè)金屬隔板20之間形成的冷卻介質(zhì)流路46后，向箭頭B方向流通。該冷卻介質(zhì)在冷卻電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16后,從連結(jié)通路66a被排出向冷卻介質(zhì)出口連通孔32b (參照?qǐng)DI)。
此時(shí)，在第一實(shí)施方式中，如圖2及圖5所示，在陰極側(cè)金屬隔板20的面20b上，在由陽極側(cè)金屬隔板18的各密封線S L圍起來的范圍內(nèi)，在第二平面部54的一部分有金屬部位82a、82b露出。因此，在燃料電池10中，若由于繼續(xù)發(fā)電而在彈性密封部件即第一密封部件50的第二平面部54與金屬部位82a、82b之間產(chǎn)生結(jié)露水，則通過在該第二平面部54的至少一部分露出的所述金屬部位82a、82b將所述結(jié)露水排出。尤其，在第一實(shí)施方式中，如圖2所示，具有第一供給孔部76a、入口側(cè)連結(jié)通路72及第二供給孔部76b的通路部被密封線S L包圍。因此，在陰極側(cè)金屬隔板20中，若在被密封線S L包圍的范圍內(nèi)只有第一密封部件50的第二平面部54露出，則容易產(chǎn)生水泡。因此，在被密封線S L包圍的范圍內(nèi)，通過在第二平面部54設(shè)置多個(gè)缺口部84a并使金屬部位82a向通路部露出，由此可盡可能阻止水泡的產(chǎn)生。由此，在第一實(shí)施方式中，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，從陰極側(cè)金屬隔板(密封一體型金屬隔板)20內(nèi)將結(jié)露水容易且可靠地排出，能夠盡可能阻止水泡的產(chǎn)生。圖6是構(gòu)成本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料電池的陰極側(cè)金屬隔板90的正面說明圖。需要說明的是，對(duì)于與第一實(shí)施方式的燃料電池10相同的構(gòu)成要素標(biāo)注同一參照符號(hào)，省略其詳細(xì)說明。另外，在以下說明的第三以后的實(shí)施方式中也同樣，省略其詳細(xì)說明。陰極側(cè)金屬隔板90具有將第二平面部54的至少一部切成圓形(也可以是四邊形、三角形或者多邊形)而使金屬部位82a、82b露出的缺口部92a、92b。缺口部92a、92b實(shí)質(zhì)上形成于通路部的端部。圖7是構(gòu)成本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料電池的陰極側(cè)金屬隔板100的正面說明圖。陰極側(cè)金屬隔板100具有將第二平面部54的至少一部分切成圓形(也可以是四邊形、三角形或者多邊形)而使金屬部位82a、82b露出的缺口部102a、102b。缺口部102a、102b實(shí)質(zhì)上位于通路部間而形成。在該第二實(shí)施方式及第三實(shí)施方式中，可得到與上述的第一實(shí)施方式同樣的效果。
圖8是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的燃料電池110的主要部分分解立體說明圖。燃料電池110是將多個(gè)單位單電池112在箭頭A方向上層疊而構(gòu)成的。單位單電池112將電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(電解質(zhì)電極接合體)114夾持在陽極側(cè)金屬隔板116和陰極側(cè)金屬隔板118之間。在陰極側(cè)金屬隔板118的與電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體114相對(duì)的面118a上，形成有與氧化劑氣體入口連通孔30a和氧化劑氣體出口連通孔30b連通、且在箭頭B方向上呈直線狀延伸的氧化劑氣體流路(反應(yīng)氣體流路)120。如圖9所示，在陽極側(cè)金屬隔板116的與電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體114相對(duì)的面116a上，形成有與燃料氣體入口連通孔34a和燃料氣體出口連通孔34b連通、且在箭頭B方向上呈直線狀延伸的燃料氣體流路(反應(yīng)氣體流路)122。
燃料氣體入口連通孔34a和燃料氣體流路122通過多個(gè)流路槽(通路部)124a連通，并且所述流路槽124a被蓋部件126a覆蓋。燃料氣體出口連通孔34b和燃料氣體流路122通過多個(gè)流路槽(通路部)124b連通，并且所述流路槽124b被蓋部件126b覆蓋。如圖9及圖10所示，陽極側(cè)金屬隔板116在由承接部60形成的連結(jié)通路60a的一端側(cè)，具有將第二密封部件56的至少一部分切成圓形(也可以是四邊形、三角形或者多邊形)而使金屬部位82a露出的缺口部128a。陽極側(cè)金屬隔板116在由承接部62形成的連結(jié)通路62a的一端側(cè)，具有將第二密封部件56的至少一部分切成圓形(也可以是四邊形、三角形或者多邊形)而使金屬部位82b露出的缺口部128b。在該第四實(shí)施方式中，通過在連結(jié)通路60a、62a的一端側(cè)設(shè)置缺口部128a、128b，從而金屬部位82a、82b露出。因此，可得到與上述第一實(shí)施方式同樣的效果。需要說明的是，缺口部128a、128b除了圓形以外，也可以設(shè)定為直線狀或長(zhǎng)圓狀等各種形狀。需要說明的是，在上述的實(shí)施方式中，雖然僅在陰極側(cè)隔板設(shè)置有露出部，但對(duì)于陽極側(cè)隔板也同樣，也可以設(shè)置露出部。圖11是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的燃料電池130的主要部分分解立體說明圖。燃料電池130是將多個(gè)單位單電池132在箭頭A方向?qū)盈B而構(gòu)成的。單位單電池132將電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體16夾持在陽極側(cè)金屬隔板134與陰極側(cè)金屬隔板20之間(參照?qǐng)D12)。在陽極側(cè)金屬隔板134上，在燃料氣體入口連通孔34a及燃料氣體出口連通孔34b的附近，分別貫通形成有多個(gè)供給孔部136及多個(gè)排出孔部138。燃料氣體入口連通孔34a和供給孔部136通過入口側(cè)連結(jié)通路140連通，另一方面，燃料氣體出口連通孔34b和排出孔部138通過出口側(cè)連結(jié)通路142連通。如圖13所示，在陽極側(cè)金屬隔板134的面134a上，與供給孔部136及排出孔部138連結(jié)而設(shè)有將第二密封部件56斷續(xù)切出缺口的多個(gè)島狀密封144a、144b。形成連通燃料氣體入口連通孔34a和燃料氣體流路44的通路部，并且所述通路部具有入口側(cè)連結(jié)通路140及供給孔部136，并被密封線S L包圍(參照?qǐng)D12)。在該第五實(shí)施方式中，可得到與上述第一實(shí)施方式等同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，其是層疊在電解質(zhì)(36)的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)電極(38、40)的電解質(zhì)電極構(gòu)造體(16)和一體成形有彈性密封部件(50、56)的隔板(20、18)而成的，在所述電解質(zhì)電極構(gòu)造體(16)和所述隔板之間形成沿電極面供給反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體流路(44)，并且具備在層疊方向上貫通而與所述反應(yīng)氣體流路(44)連通的反應(yīng)氣體連通孔(34a)，其特征在于， 在一對(duì)所述隔板間(20、18)，通過所述彈性密封部件(50、56)形成將所述反應(yīng)氣體連通孔(34a)和所述反應(yīng)氣體流路(44)連通起來的通路部， 在所述通路部?jī)?nèi)，隔板主體部位(82a)在設(shè)置于各隔板(20、18)的所述彈性密封部件(50,56)的至少一部分露出。
2.如權(quán)利要求I所述的燃料電池，其特征在于， 所述通路部的露出部以外的隔板表面被所述彈性密封部件覆蓋， 所述通路部被所述彈性密封部件(50、56)的密封線圍繞， 并且在所述密封線的范圍內(nèi)，隔板主體部位(82a)在所述彈性密封部件(50、56)的至少一部分露出。
3.如權(quán)利要求I所述的燃料電池，其特征在于， 在一對(duì)所述隔板間(20、18)形成有一對(duì)所述通路部， 在一方的所述隔板(18)上貫通形成有使所述通路部的一方與所述反應(yīng)氣體連通孔(34a)連通的第一孔部(76a)以及使所述通路部的另一方與所述反應(yīng)氣體流路(44)連通的第二孔部(76b)， 并且在另一方的所述隔板(20)上，設(shè)有將所述彈性密封部件(50)的至少一部分切掉直到所述隔板主體部位(82a)而使該隔板主體部位(82a)露出的缺口部(84a)。
4.如權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于， 在一對(duì)所述隔板間(20、18)形成有一對(duì)所述通路部， 在一方的所述隔板(18)上貫通形成有使所述通路部的一方與所述反應(yīng)氣體連通孔(34a)連通的第一孔部(76a)以及使所述通路部的另一方與所述反應(yīng)氣體流路(44)連通的第二孔部(76b)， 并且在另一方的所述隔板(20)上，設(shè)有將所述彈性密封部件(50)的至少一部分切掉直到所述隔板主體部位(82a)而使該隔板主體部位(82a)露出的缺口部(84a)。
5.如權(quán)利要求I所述的燃料電池，其特征在于， 在一方的所述隔板(134)上貫通形成有使所述通路部與所述反應(yīng)氣體流路(44)連通的孔部(136)， 并且在另一方的所述隔板(20)上，設(shè)有將所述彈性密封部件(50)的至少一部分切掉直到所述隔板主體部位(82a)而使該隔板主體部位(82a)露出的缺口部(84a)。
6.如權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于， 在一方的所述隔板(134)上貫通形成有使所述通路部與所述反應(yīng)氣體流路(44)連通的孔部(136)，并且在另一方的所述隔板(20)上，設(shè)有將所述彈性密封部件(50)的至少一部分切掉直到所述隔板主體部位(82a)而使該隔板主體部位(82a)露出的缺口部(84a)。全文摘要
提供一種燃料電池(10)，其層疊多個(gè)單位單電池(12)，并且所述單位單電池(12)將電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(16)夾持在陽極側(cè)金屬隔板(18)和陰極側(cè)金屬隔板(20)之間。在陰極側(cè)金屬隔板(20)的面(20b)上，在陽極側(cè)金屬隔板(18)的由各密封線S L包圍的范圍內(nèi)，金屬部位(82a、82b)在第二平面部(54)的一部分露出。在陰極側(cè)金屬隔板(20)的面(20b)上，設(shè)有將第二平面部(54)的至少一部分切掉直到金屬部位(82a)而使所述金屬部位(82a)露出的缺口部(84a)。
文檔編號(hào)H01M8/02GK102751515SQ20121011244
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者坂野雅章, 寺田聰, 渡邊康博 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社