燃料電池單電池、燃料電池堆以及燃料電池堆的制造方法
【專利摘要】一種燃料電池單電池(FC)，多個(gè)該燃料電池單電池被層疊以形成燃料電池堆(FS)，燃料電池單電池包括：膜電極接合體(M)，其具有包括成對(duì)的電極層(2、3)和保持在成對(duì)的電極層(2、3)之間的電解質(zhì)膜(1)的結(jié)構(gòu)；成對(duì)的隔離體(5A、5B)，每個(gè)隔離體在隔離體(5A、5B)和膜電極接合體(M)之間形成氣體通道(F)；和位移吸收體(6)，其具有導(dǎo)電性且介于燃料電池單電池(FC)的一個(gè)隔離體(5A)和相鄰層疊于該燃料電池單電池(FC)的另一個(gè)燃料電池單電池的相鄰側(cè)的隔離體之間。位移吸收體連接于隔離體(5A、5B)中的至少一方。本發(fā)明提供了一種燃料電池堆，其中可靠地減小了相鄰的燃料電池單電池(FC)之間的電接觸阻抗。
【專利說(shuō)明】燃料電池單電池、燃料電池堆以及燃料電池堆的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及諸如聚合物電解質(zhì)燃料電池(PEFC)等的燃料電池單電池、通過(guò)層疊燃料電池單電池形成的燃料電池堆以及燃料電池堆的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中描述了一種燃料電池單電池。該專利文獻(xiàn)I中描述的該燃料電池單電池在MEA (膜電極接合體)的兩側(cè)上分別包括氫電極和氧電極，且還包括一個(gè)板隔離體和另一個(gè)板隔離體，該板隔離體在該隔離體與氫電極之間形成氫氣通道，該另一個(gè)板隔離體在該隔離體和氧電極之間形成氧氣通道。此外，燃料電池單電池在氧電極側(cè)包括冷卻劑通道部分。
[0003]冷卻劑通道部分包括兩個(gè)板隔離體和介于兩個(gè)板隔離體之間的預(yù)加載板，且兩個(gè)板隔離體之間的空間用作冷卻水的通道。預(yù)加載板具有波形截面且使由于在燃料電池單電池的構(gòu)成部分中形成誤差而局部產(chǎn)生的負(fù)載分散。
[0004]引用列表
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]【PTL I】:日本專利第4432518號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]當(dāng)這種類型的燃料電池單電池用作諸如機(jī)動(dòng)車等車輛的電源時(shí)，多個(gè)燃料電池單電池被層疊以形成燃料電池堆。在這種燃料電池堆中，必須在彼此相鄰的燃料電池單電池之間形成冷卻流體通道且還必須將燃料電池單電池彼此電連接。在這種情況下，連接部分的接觸阻抗大大地影響了發(fā)電性能。
[0008]在上述燃料電池單電池中，冷卻流體通道(冷卻劑通道部分)中存在的預(yù)加載板可被用作連接件。然而，每個(gè)隔離體和具有波形截面的預(yù)加載板僅彼此線性接觸且無(wú)法采取措施以減小電接觸阻抗。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池單電池、一種燃料電池堆以及一種燃料電池堆的制造方法，多個(gè)該燃料電池單電池被層疊以形成燃料電池堆，在該燃料電池堆中，減小了燃料電池單電池與和其相鄰層疊的另一個(gè)燃料電池單電池的連接部分的電接觸阻抗。
[0010]根據(jù)一些實(shí)施方式的燃料電池單電池(多個(gè)該燃料電池單電池被層疊以形成燃料電池堆)包括一種燃料電池單電池，多個(gè)該燃料電池單電池被層疊以形成燃料電池堆，所述燃料電池單電池包括:膜電極接合體，其具有包括成對(duì)的電極層和保持在所述成對(duì)的電極層之間的電解質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)；成對(duì)的隔離體，每個(gè)隔離體在所述隔離體和所述膜電極接合體之間形成氣體通道；和位移吸收體，其具有導(dǎo)電性且介于所述燃料電池單電池的一個(gè)隔離體和相鄰地層疊于所述燃料電池單電池的另一個(gè)燃料電池單電池的相鄰側(cè)的隔離體之間。所述位移吸收體連接于所述隔離體中的至少一個(gè)隔離體。
[0011]通過(guò)層疊多個(gè)燃料電池單電池形成的燃料電池堆在彼此相鄰層疊的相應(yīng)兩個(gè)燃料電池單電池之間包括冷卻流體通道,在相應(yīng)兩個(gè)燃料電池單電池之間具有位移吸收體。
[0012]一種燃料電池堆的制造方法，所述燃料電池堆是通過(guò)層疊多個(gè)燃料電池單電池形成的，每個(gè)燃料電池單電池包括:膜電極接合體，其具有包括成對(duì)的電極層和保持在所述成對(duì)的電極層之間的電解質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)；成對(duì)的隔離體，每個(gè)所述隔離體在所述膜電極接合體和所述隔離體之間形成氣體通道；和位移吸收體，所述位移吸收體具有導(dǎo)電性且布置于所述成對(duì)的隔離體中的一個(gè)隔離體，根據(jù)一些實(shí)施方式，所述方法包括:對(duì)于每個(gè)所述燃料電池單電池，在所述位移吸收體和彼此相鄰的相應(yīng)燃料電池單電池的所述隔離體中的至少一個(gè)隔離體的接觸部的至少一部分、使所述位移吸收體和所述隔離體中的所述至少一個(gè)隔離體接合，在接合操作后，將所述燃料電池單電池的所述隔離體和所述位移吸收體交替地配置以在層疊方向上層疊所述燃料電池單電池，并且在所述層疊方向上向?qū)盈B的所述燃料電池單電池施加負(fù)載以約束層疊的所述燃料電池單電池。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池堆的外形的立體圖。
[0014]圖2是以分解狀態(tài)示出的圖1所示的燃料電池的立體圖。
[0015]圖3是圖1所示燃料電池單電池的平面圖。
[0016]圖4A是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池單電池和燃料電池堆的截面圖。
[0017]圖4B是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池單電池和燃料電池堆的焊接部的放大截面圖。
[0018]圖4C是示出了另一個(gè)示例且用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池單電池和燃料電池堆的放大截面圖。
[0019]圖5是示出圖4A至4C中所示的位移吸收體的一部分的立體圖。
[0020]圖6A是示出焊接部的總面積和電阻抗之間的關(guān)系的圖。
[0021]圖6B是示出焊接部之間的距離與位移吸收體的性質(zhì)之間的關(guān)系的圖。
[0022]圖7是示出存在熱滯后的電流密度和電位之間的關(guān)系以及不存在熱滯后的電流密度和電位之間的關(guān)系的圖。
[0023]圖8A是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料電池堆的圖以及沿著圖3中的1-1線的一部分的放大截面圖。
[0024]圖SB是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式的燃料電池堆的圖以及示出另一個(gè)示例的主要部分的截面圖。
[0025]圖9是圖8A和8B所示的位移吸收體的局部立體圖。
[0026]圖1OA是用于說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料電池堆的圖以及對(duì)應(yīng)于圖3所示的1-1線的一部分的放大截面圖。
[0027]圖1OB是用于說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料電池堆的圖以及示出了另一個(gè)示例的主要部分的截面圖。
[0028]圖11是圖1OA和1B所示的位移吸收體的一部分的立體圖。
[0029]圖12A是用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的燃料電池堆的圖以及示意性示出隔離體和位移吸收體的端部的截面圖。
[0030]圖12B是用于說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式的燃料電池堆的圖以及示出另一個(gè)示例的截面圖。
[0031]圖13是用于說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式的燃料電池堆的截面圖。
[0032]圖14A是示出本發(fā)明的第六實(shí)施方式的燃料電池堆的示例的主要部分的截面圖。
[0033]圖14B是示出本發(fā)明的第六實(shí)施方式的燃料電池堆的示例的主要部分的截面圖。
[0034]圖14C是示出了本發(fā)明的第六實(shí)施方式的燃料電池堆的示例的主要部分的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]第一實(shí)施方式
[0036]以下基于附圖描述本發(fā)明的燃料電池單電池和燃料電池堆的實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的燃料電池單電池和燃料電池堆是被構(gòu)造成安裝于電動(dòng)汽車等的聚合物電解質(zhì)燃料電池單電池和聚合物電解質(zhì)燃料電池堆。
[0037]圖1和2中所示的燃料電池堆FS具有殼體一體式構(gòu)造，其中集電體13、14 ;多個(gè)燃料電池單電池FC和多個(gè)位移吸收體6被層疊在成對(duì)的端板11、12之間且以通過(guò)端板11、12使燃料電池單電池FC彼此壓抵的方式、使用緊固板15、16和增強(qiáng)板17、17被緊固在一起。注意，在圖中，附圖標(biāo)記18表示螺栓且附圖標(biāo)記19表示間隔件。
[0038]在圖中的每個(gè)燃料電池單電池FC中，成對(duì)的隔離體5A、5B被布置成使得發(fā)電用氣體流動(dòng)的氣體通道被分別限定和形成于電池框架42的兩個(gè)表面?zhèn)取０l(fā)電用氣體是含氫氣體和含氧氣體。
[0039]電池框架42由樹(shù)脂制成。在本實(shí)施方式中，電池框架42在前視圖中具有水平矩形形狀，該前視圖是燃料電池單電池FC的層疊方向X上的視圖，且該電池框架42在基板42A的形成為具有大致均勻厚度的中央部分設(shè)置有膜電極接合體M。電池框架42可被改變?yōu)樵谇耙晥D上具有正方形或豎直矩形形狀。
[0040]如圖3所示，用于供給和排放含氫氣體和含氧氣體的歧管部H分別形成于每個(gè)燃料電池單電池FC的短邊側(cè)。歧管部H在圖3的左側(cè)這一側(cè)包括歧管孔Hl至H3。歧管孔Hl至H3用于供給含氧氣體(Hl)、供給冷卻流體(H2)和供給含氫氣體(H3)，且每個(gè)均形成在圖2所示的層疊方向X上延伸的通道。
[0041]歧管部H在圖3的另一側(cè)包括歧管孔H4-H6。歧管孔H4-H6用于排放含氫氣體(H4)、排放冷卻流體(H5)和排放含氧氣體(H6)，且每個(gè)均形成在圖2所示的層疊方向X上延伸的通道。用于供給的孔和用于排放的孔的位置關(guān)系可部分或全部相反。
[0042]如圖4A所示，每個(gè)燃料電池單電池FC包括:膜電極接合體M，其具有電解質(zhì)膜I被保持于成對(duì)的電極層(2、3)之間的結(jié)構(gòu)；和成對(duì)的隔離體5A和5B，其在隔離體5A和58與膜電極接合體M之間形成氣體通道4A和4B。在本實(shí)施方式中，由于膜電極接合體M如上述被布置于圖2所示電池框架42的中央部分，因此隔離體5A和5B在隔離體5A、5B與電池框架42之間以及在隔離體5A、5B和膜電極接合體M之間形成氣體通道4A、4B。
[0043]此外,每個(gè)燃料電池單電池FC包括位移吸收體6,其可導(dǎo)電且介于一個(gè)隔離體5A和層疊時(shí)位置相鄰的另一個(gè)燃料電池單電池FC之間，且每個(gè)燃料電池單電池FC具有位移吸收體6連接于至少該一個(gè)隔離體5A的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，該一個(gè)隔離體5A和位移吸收體6通過(guò)焊接(圖4A和圖4B中的焊接部)彼此連接。
[0044]膜電極接合體M通常稱為MEA (Membrane Electrode Assembly)。膜電極接合體M包括:陽(yáng)極層2，其是一個(gè)電極層且設(shè)置于電解質(zhì)膜I的一側(cè)(圖4A中的上側(cè))面；和陰極層3，其是另一個(gè)電極且設(shè)置于電解質(zhì)膜I的另一側(cè)面，電解質(zhì)膜I由固態(tài)聚合物膜形成。盡管圖中已省略，但是陽(yáng)極層2和陰極層3均具有如下結(jié)構(gòu):其中催化層和合適數(shù)量的氣體擴(kuò)散層以一個(gè)在另一個(gè)上方的方式被層疊。
[0045]兩個(gè)隔離體5A、5B例如由不銹鋼制成且在圖示的示例中具有波形截面(在截面中具有凹凸形狀或者在截面中具有帶突起和凹部的形狀)。一個(gè)隔離體5A通過(guò)使用波形的凹部O在該一個(gè)隔離體5A和陽(yáng)極層2之間形成用于陽(yáng)極氣體(含氫氣體)的氣體通道4A。另一個(gè)隔離體5B同樣通過(guò)使用波形的凹部O在另一個(gè)隔離體5B和陰極層3之間形成用于陰極氣體(含氧氣體:空氣)的氣體通道4B。
[0046]膜電極接合體M和兩個(gè)隔離體5A、5B在其周緣部分被密封以氣密地接合在一起且因此形成燃料電池單電池FC。此外，在多個(gè)燃料電池單電池FC被層疊的燃料電池堆FS中，燃料電池單電池FC的彼此相鄰的隔離體5A和5B被氣密地接合在一起，且在彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間形成冷卻流體通道F。在燃料電池堆FS中，如上述的連接于該一個(gè)隔離體5A的位移吸收體6存在于冷卻流體通道F中。
[0047]位移吸收體6通過(guò)作為原材料的薄金屬板形成且可導(dǎo)電。如圖5局部所示，位移吸收體6具有多個(gè)彈簧功能部6B以矩陣形式配置于基板6A的一個(gè)表面的結(jié)構(gòu)。位移吸收體6的每個(gè)彈簧功能部6B具有舌形以具有懸臂結(jié)構(gòu)且被形成為以基板側(cè)作為固定端K且遠(yuǎn)端側(cè)作為自由端J的方式從基板6A被切出且向上彎曲。上述位移吸收體6能夠由單片材料制造。在圖示示例的位移吸收體6中，所有彈簧功能部6B的方向相同。然而，可改變每個(gè)彈簧功能部6B的形狀、方向、節(jié)距等。
[0048]如圖4A和4B所示，位移吸收體6通過(guò)焊接(焊接部W)連接于布置在電極層2、3的陽(yáng)極層的隔離體5A。在這種情況下，在位移吸收體6中，基板6A被連接于具有凹凸截面形狀(波形截面)的隔離體5A的電池外側(cè)面中的波形的凸部T。此外，如圖4B所示，位移吸收體6從位移吸收體6側(cè)朝向隔離體5A焊接(焊接部分W)。圖4B所示的向下的箭頭表示焊接方向。
[0049]此外，如圖5所示，在位移吸收體6中，基板6A具有外緣部6C，其不和膜電極接合體M的反應(yīng)區(qū)域重疊。位移吸收體6被構(gòu)造成至少外緣部6C連接于(焊接于)隔離體5A。此外，相鄰彈簧功能部6B之間的部分連接(焊接)于隔離體5A。在上述位移吸收體6中，彈簧功能部6B的自由端J在燃料電池堆FS中層疊時(shí)與相鄰的另一個(gè)燃料電池單電池FC的陰極側(cè)隔離體5B接觸。
[0050]電弧焊、電子束焊、等離子焊和激光焊代表的無(wú)壓力焊接方法可被用作從位移吸收體6側(cè)朝向隔離體5A進(jìn)行的一個(gè)方向的焊接。此外，焊接部W的總面積在位移吸收體6中優(yōu)選為0.05%或更大。如圖6A所示，當(dāng)總面積小于0.05%時(shí)，電阻抗大大增加,且大大影響了發(fā)電性能。
[0051]此外，假設(shè)位移吸收體6的電子導(dǎo)電率為δ (S/m)且位移吸收體6的厚度為t(m)，焊接部W之間的距離L(m)優(yōu)選滿足L2/St< 10_6。這是考慮圖6B所示的對(duì)性能的貢獻(xiàn)進(jìn)行設(shè)定的。當(dāng)位移吸收體6的電子導(dǎo)電率、厚度和焊接部W之間的距離不均勻時(shí)，使用其平均值。
[0052]通過(guò)層疊燃料電池單電池FC形成的燃料電池堆FS可通過(guò)如下方法制造。具體地，在制造通過(guò)層疊多個(gè)如下的燃料電池單電池FC形成的燃料電池堆FS時(shí)，每個(gè)燃料電池單電池FC包括:膜電極接合體M ;成對(duì)的隔離體5A、5B，其在隔離體5A、5B和膜電極接合體M之間形成氣體通道；和位移吸收體6，其可導(dǎo)電且布置于一個(gè)隔離體5A側(cè)，位移吸收體6連接于該一個(gè)隔離體5A以形成每個(gè)燃料電池單電池FC。
[0053]之后，燃料電池單電池FC和位移吸收體6以如下方式被層疊:這些部分交替配置且如圖1和圖2的具體構(gòu)造所示，在其層疊方向上施加預(yù)定負(fù)載以約束燃料電池單電池FC。這樣可以實(shí)現(xiàn)位移吸收體6介于燃料電池單電池FC之間的燃料電池堆FS的精確和有效的組裝。
[0054]在上述燃料電池堆FS中，在陽(yáng)極氣體和陰極氣體被供給至膜電極接合體M的同時(shí)，冷卻流體流過(guò)層疊時(shí)彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間的冷卻流體通道F，且由此燃料電池單電池FC通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。之后，當(dāng)燃料電池單電池FC的內(nèi)部熱膨脹或者膜電極接合體M膨脹時(shí)，隔離體5A、5B的位移由位移吸收體6吸收。此外，除了上述吸收位移的功能外，位移吸收體6還具有作為將燃料電池單電池FC彼此電連接的連接件的作用。
[0055]在每個(gè)燃料電池單電池FC中，位移吸收體6連接于一個(gè)隔離體5A，且兩部分之間的緊密接觸減小了電接觸阻抗。此外，在實(shí)施方式中，由于該一個(gè)隔離體5A和位移吸收體6通過(guò)焊接(焊接部W)彼此連接，因此連接狀態(tài)較緊密且進(jìn)一步減小了接觸阻抗。
[0056]歸因于此，燃料電池單電池FC可大大減小了層疊時(shí)作為與相鄰的另一個(gè)燃料電池單電池FC的連接部的隔離體5A、5B與位移吸收體6之間的電接觸阻抗。此外，燃料電池單電池C可減小整個(gè)燃料電池堆FS的接觸阻抗且有助于改善發(fā)電性能。
[0057]在每個(gè)燃料電池單電池FC中，位移吸收體6的基板6A連接(焊接)于具有凹凸截面形狀(波形截面)的隔離體5A的電池外側(cè)面中的凸部T。因此，完全不影響位移吸收體6的性能，此外還可容易且確實(shí)地實(shí)現(xiàn)連接。
[0058]此外，在每個(gè)燃料電池單電池FC中，位移吸收體6的彈簧功能部6B均具有基板6A側(cè)是固定端K且遠(yuǎn)端側(cè)是自由端J的懸臂結(jié)構(gòu)。因此，厚度方向上充分吸收位移的功能可由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)確保且制造成本低廉。而且，在位移吸收體6中，彈簧功能部6B的形狀簡(jiǎn)單。因此，能夠以小間距形成彈簧功能部6B，且能夠減小其彈簧剛性。當(dāng)彈簧剛性小時(shí)，彈簧特性使得相當(dāng)于位移的負(fù)載變化小。由于表面壓力的變化小，因此即使當(dāng)存在操作期間的壓縮方向上的位移或者由于老化導(dǎo)致永久設(shè)定時(shí)，組件的電接觸阻抗也是穩(wěn)定的。
[0059]此外，在每個(gè)燃料電池單電池FC中，位移吸收體6通過(guò)焊接連接于被布置在陽(yáng)極側(cè)的隔離體5A。因此，可改善耐腐蝕性。具體地，由于在焊接部中存在變化，因此在考慮到燃料電池單電池環(huán)境(氛圍)獨(dú)特性而選擇的部分-即變化效果小的陽(yáng)極側(cè)上的隔離體5A上進(jìn)行焊接，且由此改善耐腐蝕性。
[0060]此外，在每個(gè)燃料電池單電池FC中，如圖4B所示，可通過(guò)從位移吸收體6側(cè)朝向隔離體5A進(jìn)行焊接改善耐腐蝕性。具體地，通過(guò)使歸因于焊接的變化主要發(fā)生在位移吸收體6中并由此盡可能減小隔離體5A中的變化而改善耐腐蝕性。
[0061]此外，在每個(gè)燃料電池單電池FC中，位移吸收體6的基板6A具有外緣部6C，其不與膜電極接合體M的反應(yīng)區(qū)域重疊且至少在外緣部6C上執(zhí)行焊接。因此，對(duì)應(yīng)于反應(yīng)區(qū)域的部分的焊接面積小且這有助于改善發(fā)電性能和耐久性。
[0062]如另一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明的燃料電池單電池FC包括位移吸收體6中被選擇的彈簧功能部6B的固定端K側(cè)連接于一個(gè)隔離體5A的燃料電池單電池FC。在這種情況下，如由圖5中的其中一個(gè)焊接部W所示，彈簧功能部6B的固定端K側(cè)指基板6A上位于彈簧功能部6B的固定端K側(cè)的部分。不存在該連接影響被選擇的彈簧功能部6B的彈簧功能的憂慮。
[0063]在上述燃料電池單電池FC中，在形成燃料電池堆FS時(shí)改善了彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間的導(dǎo)電率。具體地，由于位移吸收體6還具有上述的連接件功能，因此彈簧功能部6B被作為電連通路徑。換句話說(shuō)，彈簧功能部6B在與一個(gè)燃料電池單電池FC接觸的自由端J側(cè)和連接于另一個(gè)燃料電池單電池FC的固定端K側(cè)之間實(shí)現(xiàn)電連通。
[0064]鑒于此，在燃料電池單電池FC中，彈簧功能部6B的固定端K側(cè)連接于一個(gè)隔離體5A以在固定端K側(cè)形成電接觸阻抗最小的部分，且由此確保了最短電連通路徑。這能夠進(jìn)一步改善彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間的導(dǎo)電率。
[0065]如另一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明的燃料電池單電池FC包括該一個(gè)隔離體是布置于電極層2、3的陰極側(cè)的隔離體5B的燃料電池單電池FC。具體地，盡管在圖4A和4B所示的上述實(shí)施方式中位移吸收體6連接于陽(yáng)極側(cè)的隔離體5A，但是在這個(gè)實(shí)施方式中位移吸收體6通過(guò)焊接連接于陰極側(cè)的隔離體5B。在這種情況下，如上述實(shí)施方式，從位移吸收體6側(cè)朝向隔離體5B進(jìn)行焊接是有效的。
[0066]上述燃料電池單電池FC被構(gòu)造成防止由于焊接中的熱滯后導(dǎo)致不銹鋼制成的隔離體的耐腐蝕性的退化。圖7是示出存在熱滯后的情形下電流密度與電位之間的關(guān)系以及不存在熱滯后的情形下電流密度與電位之間的關(guān)系的圖。當(dāng)存在熱滯后時(shí)，在操作期間在保持為O伏的陽(yáng)極層上電流密度高。鑒于此，在上述燃料電池單電池FC中，位移吸收體6通過(guò)焊接連接于陰極側(cè)的隔離體5B，使得在陽(yáng)極側(cè)避免熱滯后，且熱滯后留在陰極側(cè)。由此抑制了腐蝕導(dǎo)致的隔離體5B的退化。
[0067]在上述實(shí)施方式中，在考慮到燃料電池單電池的環(huán)境(氛圍)獨(dú)特性而選擇的部分-即變化效果小的陽(yáng)極側(cè)的隔離體5A上進(jìn)行焊接。另一方面，在本實(shí)施方式中，鑒于由不銹鋼制成的隔離體的耐腐蝕性而在陰極側(cè)的隔離體5B上進(jìn)行焊接。因此，優(yōu)選地是根據(jù)燃料電池單電池的具體結(jié)構(gòu)、構(gòu)成材料的不同等方面從該兩個(gè)實(shí)施方式中適當(dāng)?shù)剡x擇一個(gè)。
[0068]在上述實(shí)施方式中，在本發(fā)明的每個(gè)燃料電池單電池FC中，隔離體5A(5B)和位移吸收體6通過(guò)焊接彼此連接。然而，如圖4C所示，位移吸收體6可通過(guò)使用導(dǎo)電釬焊材料R的釬焊和使用導(dǎo)電粘接劑B的粘接中的至少其中一種方式連接于隔離體5A(5B)的凸部T。軟釬焊(soldering)包含于釬焊中。
[0069]由于隔離體5A、5B由不銹鋼制成，熔點(diǎn)比不銹鋼的熔點(diǎn)低的材料被選作導(dǎo)電釬焊材料R且銀(Ag)、金(Au)、鈀(Pa)、銅(Cu)、鎳(Ni)等可作為示例。此外，包括作為主要組分的銀、金、鈀、銅和鎳中的至少一種的糊劑能夠被用作導(dǎo)電粘接劑B。
[0070]在上述燃料電池單電池FC中，當(dāng)位移吸收體6將被連接于隔離體5A(5B)時(shí)，可在比焊接溫度低的溫度下進(jìn)行接合。因此，在上述燃料電池單電池FC中，能夠減小構(gòu)成構(gòu)件的熱膨脹的不利影響、材料中由于退化形成縫隙和孔等風(fēng)險(xiǎn)。
[0071]第二實(shí)施方式
[0072]圖8A、8B和9是用于與圖1_3 —起說(shuō)明本發(fā)明的燃料電池堆的另一個(gè)實(shí)施方式的圖。圖8A是沿著圖3所示的1-1線的部分的放大截面圖。圖8B是示出另一個(gè)示例和示出層疊時(shí)彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間的部分的主要部分的截面圖。因此，在圖8A和圖8B的上側(cè)和下側(cè)示出的隔離體40、41在上側(cè)和下側(cè)分別形成單獨(dú)的燃料電池單電池FC的一部分。
[0073]具體地，在本實(shí)施方式的每個(gè)燃料電池單電池FC中，成對(duì)的隔離體40、41被布置成使得用于發(fā)電用氣體流動(dòng)的氣體通道被分別限定和形成于圖2所示的電池框架42的兩個(gè)表面?zhèn)?。每個(gè)隔離體40、41通過(guò)壓制不銹鋼等制成的金屬板形成，且被形成為具有與電池框架42大致相同的形狀和尺寸。
[0074]在上述燃料電池單電池FC中，含氫氣體或含氧氣體從電池框架42的一側(cè)流向其另一側(cè)或者從該另一側(cè)流向該一側(cè)。具體地，發(fā)電用氣體在圖1和圖2中的Y方向上流動(dòng)。
[0075]上述電池框架42和兩個(gè)隔離體40、41在其周緣部分被密封成以液密的方式接合在一起，且由此形成燃料電池單電池FC。在沿層疊方向彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間，通過(guò)以液密的方式接合彼此面對(duì)的隔離體40、41而在隔離體40、41之間形成用于冷卻流體流動(dòng)的冷卻流體通道F (參見(jiàn)圖8A)。
[0076]此外，電池框架42和隔離體40、41的歧管部彼此連通，且由此形成在燃料電池單電池FC的層疊方向上延伸的氣流端口和冷卻流體流動(dòng)端口(未圖示)。
[0077]圖9是形成燃料電池堆的一部分的位移吸收體的局部立體圖。圖中的位移吸收體36被插入冷卻流體通道F中，該冷卻流體通道F被限定并形成于彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間。位移吸收體36是多個(gè)彈性突起(彈簧功能部)50和防止流動(dòng)漫延突起(flow-spread preventing protrus1n) 55被配置于基板51的一個(gè)表面?zhèn)鹊臉?gòu)件。
[0078]彈性突起50在上述流過(guò)冷卻流體通道F的冷卻流體的流動(dòng)方向Y上延伸且以在流動(dòng)方向Y和垂直于流動(dòng)方向Y的方向Z上的預(yù)定的間隔配置。
[0079]彈性突起50與由導(dǎo)電金屬板形成的基板51 —體形成。彈性突起在與流過(guò)冷卻流體通道F的冷卻流體的流動(dòng)方向Y平行的平面上以相同的方向傾斜，且被形成為具有相同形狀和尺寸的板狀體。
[0080]彈性突起50以如下方式通過(guò)從基板51切出和向上彎曲而一體地形成:使得彈性突起50在流動(dòng)方向Y上看的視圖中具有豎直矩形形狀且在垂直于流動(dòng)方向Y的方向Z上看的視圖中具有平緩的S形狀。
[0081]防止流動(dòng)漫延突起55被設(shè)置成防止冷卻流體流出到除活動(dòng)區(qū)域(發(fā)電區(qū)域)以外的部分，且以預(yù)定的間隔在冷卻流體的流動(dòng)方向Y上被配置于上述冷卻流體通道F的兩側(cè)，該活動(dòng)區(qū)域是膜電極接合體M中的區(qū)域。
[0082]防止流動(dòng)漫延突起55與上述基板51—體形成。防止流動(dòng)漫延突起55在與冷卻流體的流動(dòng)方向Y平行的平面中以相同的方向傾斜，且被形成為具有相同形狀和尺寸的板狀體。
[0083]具體地，防止流動(dòng)漫延突起55均如下形成。上邊緣55a被切出且向上彎曲以朝向流動(dòng)方向Y上的上游側(cè)延伸，而下邊緣55b被切出且向下彎曲以朝向流動(dòng)方向Y上的下游側(cè)延伸。此外，防止流動(dòng)漫延突起55的中間邊緣55c被形成為與基板51的肋51a —體。
[0084]換句話說(shuō)，每個(gè)防止流動(dòng)漫延突起55在流動(dòng)方向Y上看的視圖中具有水平矩形形狀，且被設(shè)定為在垂直于流動(dòng)方向Y的方向Z上看的視圖中相對(duì)于流動(dòng)方向Y形成預(yù)定的迎角(attack)角度的傾斜姿勢(shì)。在基板51的防止流動(dòng)漫延突起55的外側(cè)的部分中，平行于流動(dòng)方向Y且具有恒定寬度的保持片51b —體形成。在位移吸收體36中，基板51的保持片51b對(duì)應(yīng)于端部36T。
[0085]在上述每個(gè)防止流動(dòng)漫延突起55中，上邊緣55a和下邊緣55b向上和向下彎曲以與上側(cè)的隔離體41和下側(cè)的隔離體40接觸。因此，除了能夠防止冷卻流體流出到不是活動(dòng)區(qū)域(發(fā)電區(qū)域)的部分外，防止流動(dòng)漫延突起55還具有與位移吸收體36的彈性突起50類似的吸收位移的彈簧功能。
[0086]如上述，通過(guò)層疊多個(gè)燃料電池單電池FC形成本實(shí)施方式的燃料電池堆，且本實(shí)施方式的燃料電池堆具有如下結(jié)構(gòu)。位移吸收體36所在的冷卻流體通道F形成于層疊時(shí)彼此相鄰的燃料電池單電池FC之間。此外，位移吸收體36的端部36T(保持片51b)的至少一部分被保持于彼此相鄰的各個(gè)燃料電池單電池FC的隔離體40、41之間，且連接于該隔離體40、41。
[0087]如圖8A所示，在本實(shí)施方式中，保持片51b被保持在隔離體40、41的兩個(gè)側(cè)部40a、41a之間，且接合于該兩個(gè)側(cè)部。在本實(shí)施方式中，隔離體40、41和位移吸收體36的保持片51b以液密的方式沿著整周被接合在一起。此外，如圖SB所示，兩個(gè)隔離體40、41和位移吸收體36的保持片51b可通過(guò)焊接(焊接部W)被共同(commonly)地接合在一起。
[0088]上述位移吸收體36以基板51與隔離體40接觸且彈性突起50的上邊緣50a和防止流動(dòng)漫延突起55的上邊緣55a與隔離體41接觸的方式被布置于冷卻流體通道F中。
[0089]例如，上述彈性突起50和防止流動(dòng)漫延突起55可通過(guò)彎曲如下部分而被形成為具有較精細(xì)結(jié)構(gòu):通過(guò)諸如沖壓等切割處理和諸如磨邊等涉及移除材料的處理來(lái)修剪的部分。
[0090]在上述實(shí)施方式的燃料電池堆FS中，由于隔離體40、41和位移吸收體36彼此緊密接觸，因此隔離體40、41和位移吸收體36之間的電接觸阻抗可如上述實(shí)施方式一樣被大大減小，該隔離體40、41和位移吸收體36作為彼此相鄰的燃料電池單電池FC的連接部分。此外，能夠獲得如下效果。
[0091]由于布置于冷卻流體通道F中的位移吸收體36的端部36T的至少一部分被保持于隔離體40、41之間且連接于該隔離體40、41，因此能夠提高位移吸收體36的可靠性和耐久性。具體地，在一些情況下，冷卻流體使得負(fù)載或者力矩局部集中于基板51和每個(gè)防止流動(dòng)漫延突起55之間的連接部分,但是由于防止流動(dòng)漫延突起55的外側(cè)的保持片51b被保持于隔離體40、41的兩個(gè)側(cè)部40a、41a之間且接合于該兩個(gè)側(cè)部，因此位移吸收體36的局部產(chǎn)生的負(fù)載或力矩被分散且提高了耐久性和可靠性。
[0092]即使在形成燃料電池單電池FC或燃料電池堆FS的構(gòu)件被移位時(shí)，由于位移吸收體36的端部36T(保持片51b)的至少一部分被保持在隔離體40、41之間且連接于該隔離體，因此位移吸收體36可被保持在固定的位置。
[0093]對(duì)位移吸收體36的端部36T和保持該端部36T的兩個(gè)隔離體40、41進(jìn)行共同焊接使得這些部分彼此緊密接觸。這能夠獲得更好的電路路徑且同時(shí)進(jìn)一步減小電接觸阻抗。此外，隔離體40、41和位移吸收體36可同時(shí)連接在一起，且本發(fā)明能夠以簡(jiǎn)單和便宜的方式執(zhí)行。此外,可通過(guò)以液密的方式沿著整周使隔離體40、41和位移吸收體36的端部36T接合來(lái)封裝冷卻流體。
[0094]通過(guò)從基板51切出和向上彎曲防止流動(dòng)漫延突起55來(lái)使得防止流動(dòng)漫延突起55與基板51 —體形成，這允許以不需要例如獨(dú)立形成突出部且之后將其接合的步驟的簡(jiǎn)單方式制造防止流動(dòng)漫延突起55。此外，由于不存在接合部等,更容易確保防止流動(dòng)漫延突起55與基板51接觸的邊緣部的強(qiáng)度，且相比于防止流動(dòng)漫延突起55通過(guò)接合形成的情況提高了可靠性。
[0095]第三實(shí)施方式
[0096]接著，參照?qǐng)D10A、圖1OB和圖11描述另一示例的位移吸收體。圖1OA是對(duì)應(yīng)于圖3所示的1-1線的部分的放大截面圖，且圖1OB是示出另一個(gè)實(shí)施方式的主要部分的截面圖。圖11是其他示例示出的位移吸收體的一部分的立體圖。與在之前實(shí)施方式中描述的部分相同的部分被賦予相同的附圖標(biāo)記且省略對(duì)其的描述。
[0097]在圖1OA所示的位移吸收體46中，只有彈性突起(彈簧功能部)50與上述導(dǎo)電金屬板制造的基板51—體形成。換句話說(shuō)，未設(shè)置上述防止流動(dòng)漫延突起。在這種情況下，保持布置于隔離體40、41之間的冷卻流體通道F中的位移吸收體46的端部46T的至少一部分以及將其連接于隔離體40、41，如上述實(shí)施方式那樣提高了位移吸收體46的可靠性和耐久性。
[0098]在本實(shí)施方式中，以位移吸收體46的端部46T (保持片51b)的至少一部分被保持于隔離體40、41之間的方式構(gòu)造的位移吸收體被作為示例。然而，可如下構(gòu)造位移吸收體。
[0099]具體地，如圖1OB所示，位移吸收體46的端部46T和隔離體40、41可通過(guò)使用導(dǎo)電釬焊材料R被釬焊在一起。使用利用導(dǎo)電釬焊材料R的釬焊能夠如上述實(shí)施方式那樣獲得減小電接觸阻抗以及將位移吸收體46保持在固定位置的效果。此外，能夠在位移吸收體46連接于隔離體40、41時(shí)以比焊接溫度低的溫度進(jìn)行接合且因此能夠減小構(gòu)成構(gòu)件的熱膨脹的不利影響、材料中由于退化形成縫隙和孔等風(fēng)險(xiǎn)。
[0100]第四實(shí)施方式
[0101]圖12A是示意性示出隔離體40、41和位移吸收體46的端部46T(保持片51b)的說(shuō)明圖，且圖12B是示出另一個(gè)實(shí)施方式的截面圖。與上述實(shí)施方式中描述的部分相同的部分被賦予相同的附圖標(biāo)記，且省略對(duì)其的描述。
[0102]圖12A所示的隔離體40、41和位移吸收體46被構(gòu)造成位移吸收體46的基板51的兩端部46T(保持片51b)向外延伸超過(guò)隔離體40、41的兩側(cè)部40a、41a。歸因于此，除了在上述實(shí)施方式中獲得的效果之外，還獲得了如下效果。位移吸收體46被布置于冷卻流體通道F中時(shí)，可以便于位移吸收體46相對(duì)于隔離體40、41的定位。
[0103]在該實(shí)施方式中，以位移吸收體46的端部46T(保持片51b)的至少一部分被保持于隔離體40、41之間的方式構(gòu)造的位移吸收體被作為示例。然而，可如下構(gòu)造位移吸收體。
[0104]具體地，如圖12B所示，位移吸收體46的端部46T和隔離體40、41可通過(guò)使用導(dǎo)電粘接劑B被粘接在一起。使用利用導(dǎo)電粘接劑B的粘接能夠如上述實(shí)施方式那樣獲得減小電接觸阻抗和將位移吸收體46保持在固定位置的效果。此外，能夠在位移吸收體46連接于隔離體40、41時(shí)以小于焊接溫度的溫度進(jìn)行接合，且能夠由此減小構(gòu)成構(gòu)件的熱膨脹的不利影響、材料中由于退化形成縫隙和孔等風(fēng)險(xiǎn)。
[0105]第五實(shí)施方式
[0106]圖13所示的燃料電池堆FS具有與圖8A、8B和9所示的實(shí)施方式的基本構(gòu)造相同的基本構(gòu)造。因此，與上述實(shí)施方式的部分相同的構(gòu)成部分被賦予相同的附圖標(biāo)記且省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
[0107]本發(fā)明的燃料電池堆FS可被構(gòu)造成彼此相鄰的各個(gè)燃料電池單電池FC的位移吸收體36和至少一個(gè)隔離體40、41在其接觸部的至少一部分中被接合在一起。在圖中，上側(cè)的隔離體41是層疊時(shí)彼此相鄰的燃料電池單電池中的一個(gè)燃料電池單電池FC的隔離體，且下側(cè)的隔離體40是另一個(gè)燃料電池單電池FC的隔離體。
[0108]具體地，在圖中的燃料電池堆FS中，如圖8B所示的實(shí)施方式一樣，兩個(gè)隔離體40、41和位移吸收體36的保持片51b通過(guò)焊接(焊接部W)被共同接合在一起。此外，一個(gè)隔離體41和位移吸收體36中的防止流動(dòng)漫延突起55的上邊緣55a可通過(guò)焊接(焊接部W)被接合，而另一個(gè)隔離體40和位移吸收體36中的防止流動(dòng)漫延突起55的下邊緣55b可通過(guò)焊接(焊接部W)接合。
[0109]這里，圖中的位移吸收體36在基板51的外側(cè)具有在與基板51相同的平面上形成的保持片51b (端部36T)。因此，平坦的保持片51b和保持該保持片51b的兩個(gè)隔離體40、41的兩個(gè)側(cè)部40a、41a接合在一起的構(gòu)造能夠容易且確實(shí)地進(jìn)行接合工作。
[0110]代替焊接(焊接部W)，能夠通過(guò)利用導(dǎo)電釬焊材料(R)的釬焊或者通過(guò)利用導(dǎo)電粘接劑(B)的粘接進(jìn)行隔離體40、41和位移吸收體36的接合，且能夠獲得與上述實(shí)施方式相似的作用和效果。
[0111]第六實(shí)施方式
[0112]如圖12A和12B所示的實(shí)施方式，圖14A至14C所示的隔離體40、41和位移吸收體46被構(gòu)造成使得位移吸收體46的基板51的兩端部46T(保持片51b)向外延伸超過(guò)隔離體40、41的兩個(gè)側(cè)部40a、41a。
[0113]本發(fā)明的燃料電池堆FS可被構(gòu)造成彼此相鄰的各個(gè)燃料電池單電池FC的位移吸收體46和至少一個(gè)隔離體40、41在其接觸部的至少一部分中被接合在一起。具體地，如圖14A所示，一個(gè)隔離體40和位移吸收體46的端部46T(保持片51b)可彼此接合，且如圖14B所示，另一個(gè)隔離體41和位移吸收體46的端部46T(保持片51b)可彼此接合。
[0114]此外，如圖14C所示，兩個(gè)隔離體40、41和位移吸收體46的端部46T(保持片51b)可被接合在一起。焊接(焊接部W)、利用導(dǎo)電釬焊材料(R)的釬焊和利用導(dǎo)電粘接劑(B)的粘接可被選擇地使用來(lái)進(jìn)行接合。
[0115]在本實(shí)施方式的燃料電池堆FS中，可獲得與上述實(shí)施方式相同的作用和效果，此夕卜，待接合于位移吸收體的隔離體和接合方法可根據(jù)燃料電池堆的組裝步驟自由選擇。
[0116]圖8A至圖14B特別示出的燃料電池堆FS可以以如下方法制造。具體地，在制造通過(guò)層疊多個(gè)燃料電池單電池FC形成的燃料電池堆FS時(shí)，每個(gè)燃料電池單電池FC包括:膜電極接合體M ;成對(duì)的隔離體40、41，其在隔離體40、41和膜電極接合體M之間形成氣體通道；和位移吸收體36 (46)，其可導(dǎo)電且布置于一個(gè)隔離體側(cè)，首先，彼此相鄰的各個(gè)燃料電池單電池FC的位移吸收體36 (46)和至少一個(gè)隔離體40、41在其接觸部的至少一部分中被接合在一起。
[0117]之后，如圖1和圖2的具體構(gòu)造所示，燃料電池單電池FC和位移吸收體36以這些部分交替配置的方式被層疊在一起，在燃料電池單電池FC和位移吸收體36的層疊方向上施加預(yù)定負(fù)載以約束燃料電池單電池FC。此時(shí)，位移吸收體36(46)的端部36T(46T)的至少一部分被保持于彼此相鄰的各個(gè)燃料電池單電池FC的隔離體40、41之間，且連接于該隔離體。
[0118]這能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池堆FS的精確和有效的組裝，在燃料電池堆Fs中，位移吸收體36(46)介于燃料電池單電池FC之間。
[0119]注意，本發(fā)明的燃料電池單電池和燃料電池堆的構(gòu)造不限于上述實(shí)施方式。該構(gòu)造的細(xì)節(jié)可在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)適當(dāng)變化。例如，可執(zhí)行如下變型的實(shí)施方式。
[0120]在上述實(shí)施方式中，給出了布置于冷卻流體通道F中的位移吸收體36、46的端部36T、46T(保持片51b)的整周被保持的示例的描述。然而，可只保持端部36T、46T的一部分。此外，給出了布置于冷卻流體通道F中的位移吸收體36、46的端部36Τ、46Τ(保持片51b)的至少一部分被保持在隔離體40、41之間的示例的描述。然而，也可以對(duì)位移吸收體36、46的除端部36T、46T(保持片51b)以外的部分的一部分進(jìn)行保持。例如，可保持彼此相鄰的彈性突起(彈簧功能部)50之間的基板51的一部分。此外，在上述實(shí)施方式中，位移吸收體的連接通過(guò)焊接和保持實(shí)現(xiàn)。然而，本發(fā)明不限于此，且可使用能夠在層疊方向上傳遞負(fù)載的任意結(jié)構(gòu)。
[0121]日本專利申請(qǐng)2012-058162號(hào)(2012年3月15日遞交)、日本專利申請(qǐng)2012-076906號(hào)(2012年3月29日遞交)以及日本專利申請(qǐng)2012-267164號(hào)(2012年12月6日遞交)的整個(gè)內(nèi)容通過(guò)引用包含于此。
[0122]盡管以上通過(guò)參照實(shí)施方式和示例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是可進(jìn)行各種變型和改進(jìn)。
[0123]附圖標(biāo)記列表
[0124]I 電解質(zhì)膜
[0125]2 陽(yáng)極層(電極層)
[0126]3 陰極層
[0127]4A 陽(yáng)極側(cè)的氣體通道
[0128]4B 陰極側(cè)的氣體通道
[0129]5A 陽(yáng)極側(cè)的隔離體
[0130]5B 陰極側(cè)的隔離體
[0131]6 位移吸收體
[0132]6A 基板
[0133]6B 彈簧功能部
[0134]6C 外緣部
[0135]36 位移吸收體
[0136]36T 位移吸收體的端部
[0137]40 隔離體
[0138]41 隔離體
[0139]46 位移吸收體
[0140]46T 位移吸收體的端部
[0141]50 彈性突起(彈簧功能部)
[0142]51b 保持片(位移吸收體的端部)
[0143]B導(dǎo)電粘接劑
[0144]F冷卻流體通道
[0145]FC燃料電池單電池
[0146]FS燃料電池堆
[0147]J自由端
[0148]K固定端
[0149]M膜電極接合體
[0150]O凹部
[0151]R導(dǎo)電釬焊材料
[0152]T凸部
[0153]W焊接部
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池單電池，多個(gè)該燃料電池單電池被層疊以形成燃料電池堆，所述燃料電池單電池包括: 膜電極接合體，其具有包括成對(duì)的電極層和保持在所述成對(duì)的電極層之間的電解質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)； 成對(duì)的隔離體，每個(gè)隔離體在所述隔離體和所述膜電極接合體之間形成氣體通道；和 位移吸收體，其具有導(dǎo)電性且介于所述燃料電池單電池的一個(gè)隔離體和相鄰地層疊于所述燃料電池單電池的另一個(gè)燃料電池單電池的相鄰側(cè)的隔離體之間， 其中所述位移吸收體連接于所述隔離體中的至少一個(gè)隔離體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池單電池，其特征在于， 所述位移吸收體包括如下結(jié)構(gòu):該結(jié)構(gòu)包括基板和配置在所述基板的一個(gè)表面的多個(gè)彈黃功能部，且 所述位移吸收體的所述基板連接于所述隔離體中的所述一個(gè)隔離體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述位移吸收體的每個(gè)彈簧功能部包括位于所述基板側(cè)的固定端和位于所述彈簧功能部的遠(yuǎn)端側(cè)的自由端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池單電池，其特征在于，從所述多個(gè)彈簧功能部選擇的彈簧功能部的固定端連接于所述一個(gè)隔離體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述一個(gè)隔離體在截面中具有凹凸形狀，且 所述位移吸收體連接于所述一個(gè)隔離體的電池外側(cè)面中的凸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述位移吸收體的所述基板包括外緣部，所述外緣部連接于所述一個(gè)隔離體且與所述膜電極接合體的反應(yīng)區(qū)域不重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述一個(gè)隔離體和所述位移吸收體通過(guò)焊接彼此連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述一個(gè)隔離體和所述位移吸收體通過(guò)利用導(dǎo)電釬焊材料的釬焊和利用導(dǎo)電粘接劑的粘接中的至少一種方式彼此連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述一個(gè)隔離體是布置于所述成對(duì)的電極層的陽(yáng)極側(cè)的隔離體。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池單電池，其特征在于，所述一個(gè)隔離體是布置于所述成對(duì)的電極層的陰極側(cè)的隔離體。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的燃料電池單電池，其特征在于，焊接連接的方向是從所述位移吸收體朝向所述一個(gè)隔離體。
12.一種通過(guò)層疊多個(gè)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的燃料電池單電池形成的燃料電池堆，所述燃料電池堆以所述位移吸收體位于彼此相鄰層疊的相應(yīng)兩個(gè)所述燃料電池單電池之間的方式在相應(yīng)兩個(gè)所述燃料電池單電池之間包括冷卻流體通道。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池堆，其特征在于，所述位移吸收體和彼此相鄰層疊的相應(yīng)兩個(gè)所述燃料電池單電池的所述隔離體中的至少一個(gè)隔離體、在所述位移吸收體和所述隔離體中的所述至少一個(gè)隔離體的接觸部的至少一部分被接合在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的燃料電池堆，其特征在于，所述位移吸收體的端部的至少一部分被保持在彼此相鄰層疊的相應(yīng)兩個(gè)所述燃料電池單電池的所述隔離體之間并連接于該隔離體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃料電池堆，其特征在于，所述隔離體和所述位移吸收體的端部被接合在一起。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的燃料電池堆，其特征在于，所述位移吸收體的端部向外延伸超過(guò)所述隔離體。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的燃料電池堆，其特征在于，所述隔離體和所述位移吸收體的端部沿著整周以液密的方式被接合在一起。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃料電池堆，其特征在于，所述位移吸收體和保持所述位移吸收體的所述兩個(gè)隔離體的端部以共同的焊接被接合在一起。
19.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任意一項(xiàng)所述的燃料電池堆，其特征在于，所述隔離體和所述位移吸收體通過(guò)焊接、利用導(dǎo)電釬焊材料的釬焊和利用導(dǎo)電粘接劑的粘接中的至少一種方式被接合在一起。
20.一種燃料電池堆的制造方法，所述燃料電池堆是通過(guò)層疊多個(gè)燃料電池單電池形成的，每個(gè)燃料電池單電池包括:膜電極接合體，其具有包括成對(duì)的電極層和保持在所述成對(duì)的電極層之間的電解質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)；成對(duì)的隔離體，每個(gè)所述隔離體在所述膜電極接合體和所述隔離體之間形成氣體通道；和位移吸收體，所述位移吸收體具有導(dǎo)電性且布置于所述成對(duì)的隔離體中的一個(gè)隔離體，所述方法包括: 對(duì)于每個(gè)所述燃料電池單電池，在所述位移吸收體和彼此相鄰的相應(yīng)燃料電池單電池的所述隔離體中的至少一個(gè)隔離體的接觸部的至少一部分、使所述位移吸收體和所述隔離體中的所述至少一個(gè)隔離體接合， 在接合操作后，將所述燃料電池單電池的所述隔離體和所述位移吸收體交替地配置以在層疊方向上層疊所述燃料電池單電池，并且 在所述層疊方向上向?qū)盈B的所述燃料電池單電池施加負(fù)載以約束層疊的所述燃料電池單電池。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的燃料電池堆的制造方法，所述方法進(jìn)一步包括在彼此相鄰層疊的所述燃料電池單電池的所述隔離體之間保持每個(gè)所述位移吸收體的端部的至少一部分以將所述至少一部分與所述隔離體連接。
【文檔編號(hào)】H01M8/24GK104170148SQ201380014112
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】福山陽(yáng)介, 入月桂太, 柳沼基, 鹽見(jiàn)岳史, 宮岡浩, 金森謙二, 佐藤和之 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社