燃料電池的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種燃料電池，該燃料電池具有在電解質(zhì)膜(51)的兩側(cè)接合有催化劑層(52)、(53)而成的膜電極接合體(50)，并且，為了分別在該膜電極接合體(50)的兩側(cè)形成供兩種發(fā)電用氣體流通的氣體流通空間(ε)而在該膜電極接合體(50)的兩側(cè)配設(shè)有一對(duì)隔板(70)、(70)，在該燃料電池中，在所述膜電極接合體(50)兩側(cè)劃分形成的兩氣體流通空間(ε)、(ε)中的至少一個(gè)氣體流通空間中配置有彎折成波形形狀的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材(80)，并且，將該氣體流通空間(ε)分割成與發(fā)電用氣體的流通方向基本平行的多個(gè)氣體流通路徑(ε1)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】燃料電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如固體高分子型的燃料電池。

【背景技術(shù)】
[0002]作為這種以往技術(shù)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)有名稱(chēng)為“固體高分子型燃料電池”的技術(shù)。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的固體高分子型燃料電池包括:高分子電解質(zhì)膜、設(shè)在上述高分子電解質(zhì)膜的一個(gè)面的電極催化劑層、具有導(dǎo)電性并且用于隔斷發(fā)電用氣體的隔板、和配置在所述電極催化劑層和所述隔板之間并與該電極催化劑層共同形成電極的電極構(gòu)件，該電極構(gòu)件包括:與電極催化劑層直接接觸的第I接觸部、與上述隔板直接接觸的第2接觸部、和上述氣體流動(dòng)的氣體擴(kuò)散路徑，而且，所述電極構(gòu)件是由形成有多個(gè)開(kāi)孔、并且彎折成波形形狀的具有導(dǎo)電性的板狀構(gòu)件構(gòu)成的。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:W02010/061703號(hào)公報(bào)
[0005]在所述專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的“固體高分子型燃料電池”中，通過(guò)采用具有導(dǎo)電性的多孔質(zhì)構(gòu)件材料而能夠降低發(fā)電用氣體的輸送阻力，但是在活性區(qū)域內(nèi)，由于發(fā)電用氣體沿與發(fā)電用氣體的流動(dòng)方向交叉的方向流動(dòng)，導(dǎo)致配流不均。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池，該燃料電池能夠降低發(fā)電用氣體的輸送阻力，并且，能夠?qū)Πl(fā)電用氣體向與該發(fā)電用氣體的流動(dòng)交叉的方向流動(dòng)進(jìn)行限制，能夠降低活性區(qū)域內(nèi)的配流不均。
[0007]為了解決所述問(wèn)題，本發(fā)明具有在電解質(zhì)膜的兩側(cè)接合有催化劑層而成的膜電極接合體，并且為了分別在該膜電極接合體的兩側(cè)形成用于流通兩種發(fā)電用氣體的氣體流通空間而在該膜電極接合體的兩側(cè)配設(shè)有一對(duì)隔板，在所述膜電極接合體的兩側(cè)劃分形成的兩氣體流通空間中的至少一個(gè)氣體流通空間中配置有彎折成波形形狀的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材，并且，配置有用于將該氣體流通空間分割成與發(fā)電用氣體的流通方向基本平行的多個(gè)氣體流通路徑的氣體流通路徑分割構(gòu)件材料。
[0008]在該結(jié)構(gòu)中，在氣體流通空間流通的發(fā)電用氣體通過(guò)在氣體流通路徑流通，從而對(duì)發(fā)電用氣體的與發(fā)電用氣體的流通方向交叉的流動(dòng)進(jìn)行限制，并且不降低配流性。另外，因?yàn)榕渲糜袕澱鄢刹ㄐ涡螤畹膶?dǎo)電性多孔質(zhì)基材，所以能夠降低發(fā)電用氣體的輸送阻力。
[0009]發(fā)明的效果
[0010]采用本發(fā)明，能夠?qū)Πl(fā)電用氣體的與該發(fā)電用氣體的流通方向交叉的流動(dòng)進(jìn)行限制，降低活性區(qū)域內(nèi)的配流不均和發(fā)電用氣體的輸送阻力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是使用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的燃料電池堆的立體圖。
[0012]圖2是所述燃料電池堆的分解立體圖。
[0013]圖3(A)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的一個(gè)隔板的結(jié)構(gòu)的主視圖。圖3(B)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的框的結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0014]圖4是配設(shè)有圖3(A)所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的一個(gè)隔板、圖3(B)所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的框、另一個(gè)隔板、和導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的燃料電池，是放大表示沿著圖3(A)的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0015]圖5(A)是表示作為導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的一例子的金屬絲網(wǎng)的被軋制加工之前的狀態(tài)的說(shuō)明圖，圖5(B)是表示金屬絲網(wǎng)的被軋制加工之后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0016]圖6是第二實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0017]圖7(A)是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料電池的一個(gè)隔板的結(jié)構(gòu)的主視圖，圖7(B)是配設(shè)有該燃料電池的隔板、另一個(gè)隔板、框和導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的燃料電池，是相當(dāng)于沿著如圖7(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0018]圖8是第四實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0019]圖9是第五實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0020]圖10是第六實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0021]圖11是第七實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0022]圖12是第八實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0023]圖13是第九實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是使用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的燃料電池堆的立體圖，圖2是該燃料電池堆的分解立體圖。
[0025]如圖1、2所示，燃料電池堆B是這樣形成的:在一對(duì)端板20、21之間層疊集電板8、11和多個(gè)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池Al，并且，為了利用該端板20、21擠壓所述燃料電池Al而用緊固板30、32和加強(qiáng)板40、40將該一對(duì)端板20、21緊固。
[0026]在本實(shí)施方式中所示的端板20是合成樹(shù)脂制的，該端板20形成為具有所需厚度并且在水平方向(發(fā)電用氣體的流通方向)α上較長(zhǎng)的橫長(zhǎng)方形。
[0027]在該端板20的中心形成有用于使集電板8的電極8a向外部突起的電極孔20A。
[0028]另外，在所述水平方向α的兩側(cè)，與用于供給?排出后述的含氫氣體、含氧氣體、或者冷卻流體的歧管孔60a?60c、歧管孔60d?60f相對(duì)地排列形成有陰極流入側(cè)開(kāi)口20a、冷卻水流入側(cè)開(kāi)口 20b和陽(yáng)極流出側(cè)開(kāi)口 20c、陰極流入側(cè)開(kāi)口 20d、冷卻水流出側(cè)開(kāi)口 20e和陽(yáng)極流出側(cè)開(kāi)口 20f。
[0029]在端板20的上邊緣20g和下邊緣20h處形成有用于安裝后面詳細(xì)說(shuō)明的緊固板30,30的緊固用卡定片31、31的安裝凹部22和安裝凹部23。
[0030]在端板20的所述水平方向α上的邊緣201、20j處形成有用于安裝后面詳細(xì)說(shuō)明的加強(qiáng)板40、40的卡定片41、41的安裝凹部24、24。
[0031]端板21形成為形狀和大小與所述端板20的形狀和大小相同，在其中心形成有電極孔21A，并且在各邊緣形成有與形成于所述端板20的凹部22?24相同的凹部(未圖示)。而且，對(duì)于與對(duì)所述端板20說(shuō)明的部分相同的部分標(biāo)注與其相同的附圖標(biāo)記，省略說(shuō)明。
[0032]緊固板30俯視看來(lái)形成為橫長(zhǎng)方形，在邊緣30a、30b處向圖示下方彎折形成有具有所需長(zhǎng)度和恒定寬度的緊固用卡定片31、31。
[0033]緊固板32與所述緊固板30相同地形成為橫長(zhǎng)方形，并且在邊緣處，朝向圖示上方彎折形成有具有所需長(zhǎng)度和恒定寬度的緊固用卡定片31、31。
[0034]加強(qiáng)板40用于防止相互層疊的多個(gè)燃料電池Al的撓曲，側(cè)視看來(lái)形成為橫長(zhǎng)方形，在圖示上下邊緣處形成有在該邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度上具有恒定寬度的卡定用緊固片41、41。
[0035]另外，圖1、2中所示的附圖標(biāo)記9是螺栓，附圖標(biāo)記10是隔離件。
[0036]圖3(A)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的一個(gè)隔板的結(jié)構(gòu)的主視圖，圖3(B)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的框的結(jié)構(gòu)的主視圖，圖4是配設(shè)有圖3(A)所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的一個(gè)隔板、圖3(B)所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的框、另一個(gè)隔板和導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的燃料電池，是放大表示沿著圖3(A)的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。另外，圖5(A)是表示作為導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的一例子的金屬絲網(wǎng)的被軋制加工之前的狀態(tài)的說(shuō)明圖，(B)是表示金屬絲網(wǎng)的被軋制加工之后的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0037]本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池Al具有如下結(jié)構(gòu):為了在配設(shè)于框60的膜電極接合體50的兩側(cè)分別形成供兩種發(fā)電用氣體流通的氣體流通空間ε而在配設(shè)于框60的膜電極接合體50的兩側(cè)配設(shè)有一對(duì)隔板70、70。
[0038]“發(fā)電用氣體”是指含氫氣體和含氧氣體。
[0039]在本實(shí)施方式中，框60是樹(shù)脂制的框，在從燃料電池Al的層疊方向β (參照?qǐng)D1)觀(guān)察的主視看來(lái)形成為橫長(zhǎng)方形，并且，形成為基本恒定板厚的框體，在其中央部分配置有膜電極接合體50。
[0040]膜電極接合體50也被稱(chēng)為MEA (Membrane Electrode Assembly),是層疊例如由固體高分子形成的電解質(zhì)膜51、例如載鉬催化劑等的催化劑層52、53而形成的。
[0041]如圖3(B)所示，在框60即所述膜電極接合體50的兩側(cè)部分形成有用于供給?排出含氫氣體、含氧氣體、或者冷卻流體的歧管孔60a?60c、歧管孔60d?60f。
[0042]歧管孔60a?60c分別用于供給含氫氣體、排出冷卻流體、排出含氧氣體。
[0043]歧管孔60d?60f分別用于供給含氧氣體、供給冷卻流體、排出含氫氣體。
[0044]隔板70、70分別是對(duì)不銹鋼等金屬板進(jìn)行沖壓成形而成的，是與所述框60具有相同形狀和相同大小的橫長(zhǎng)方形，分別在與所述歧管孔60a?60c、60d?60f相對(duì)的位置處形成有相同的歧管孔70a?70c、70d?70f。
[0045]在該隔板70上，與發(fā)電用氣體的流通方向(所述水平方向)α基本平行地形成有多個(gè)氣體流通路徑分割構(gòu)件(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“肋”)71，該多個(gè)氣體流通路徑分割構(gòu)件71是將與所述膜電極接合體50相對(duì)的中央部分加工成凹凸形狀而成的。由此將氣體流通空間ε分割為與發(fā)電用氣體的流通方向α基本平行的多個(gè)氣體流通路徑ε?。
[0046]所述肋部71的形成間距可以是均一的，也可以是不均一的，另外，只要是發(fā)電用氣體的分配性容許，應(yīng)該盡量寬，例如設(shè)定為2_以上為佳。
[0047]“活性區(qū)域76”是指與膜電極接合體50相對(duì)的區(qū)域。
[0048]在所述隔板70、70的表面?zhèn)龋瑥钠绻芸?0c、70d到活性區(qū)域76形成有含氧氣體或者含氫氣體的流通區(qū)域即擴(kuò)散部75。
[0049]在本實(shí)施方式中，在膜電極接合體50的兩側(cè)劃分形成的兩氣體流通空間ε、ε這兩者中均配設(shè)有導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80。
[0050]導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80包括將與氣體流通路徑ε I相對(duì)的部分彎折成波形形狀而成的彎折部80a，將彎折部80a收納配置于各氣體流通路徑ε I。
[0051]在本實(shí)施方式中示出在氣體流通路徑ε I內(nèi)收納有兩個(gè)彎折部80a、80a的例子，但是，不限定于此。
[0052]所述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80能夠采用彎曲(抗拉)強(qiáng)度為1MPa以上的織成或者編成的網(wǎng)、將線(xiàn)材彼此固定而成的網(wǎng)、多孔板、膨脹合金等。
[0053]在本實(shí)施方式中，如圖5(B)所示，利用將圖5(A)所示的金屬絲網(wǎng)W沿著減小板厚的方向軋制加工而成的金屬絲網(wǎng)Wa形成導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80。
[0054]作為金屬絲網(wǎng)Wa的壓下率，如圖5 (B)所示那樣為50%左右(t/2)為佳，壓下率較大為佳。
[0055]通過(guò)采用被軋制加工后的金屬絲網(wǎng)，能夠降低構(gòu)成燃料電池Al的構(gòu)件的厚度，從而能夠降低層疊的燃料電池Al之間的間距。另外，通過(guò)加工硬化、密度增加而使金屬絲網(wǎng)的強(qiáng)度增大，而且，由于金屬絲網(wǎng)Wa的平面度變好，從而能夠降低由金屬絲網(wǎng)凹凸引起的對(duì)膜電極接合體的機(jī)械輸入、電池表面壓力不均。
[0056]另外，所述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80的彎折部80a的波形加工能夠形成為三角波、正弦波、波紋等。
[0057]由以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的燃料電池Al能夠得到以下效果。
[0058]在發(fā)電用氣體在氣體流通空間ε中流動(dòng)時(shí)，若沒(méi)有肋部71，則發(fā)電用氣體由于沿供給用歧管孔與排出用歧管孔之間的最短路徑流動(dòng)，所以發(fā)電用氣體不能擴(kuò)散成到整個(gè)活性區(qū)域內(nèi)而產(chǎn)生配流不均。但是，利用肋部71，氣體流通空間ε被分割成與發(fā)電用氣體的流通方向α基本平行的多個(gè)氣體流通路徑ε 1，所以能夠?qū)怏w向氣體流動(dòng)交叉方向流動(dòng)進(jìn)行限制，能夠降低活性區(qū)域內(nèi)的配流不均。
[0059].由于導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80導(dǎo)致電子移動(dòng)，所以降低了發(fā)電用氣體的輸送阻力。
[0060].肋部71之間的間距越大，由于流路比率上升，所以能夠越增大發(fā)電用氣體的輸送阻力的降低程度。
[0061]下面，參照?qǐng)D6、圖7，對(duì)第二、第三實(shí)施方式的燃料電池進(jìn)行說(shuō)明。圖6是第二實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖，圖7(A)是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的燃料電池的一個(gè)隔板的結(jié)構(gòu)的主視圖，圖7(B)是配設(shè)有該燃料電池的隔板、另一個(gè)隔板、框、導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的燃料電池，是相當(dāng)于沿著圖7(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。另外，在圖6、圖7中，對(duì)于與在所述實(shí)施方式中說(shuō)明的內(nèi)容相同的部分標(biāo)注與其相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0062]圖6所示的第二實(shí)施方式的燃料電池A2的基本結(jié)構(gòu)與所述燃料電池Al相同，但是，代替所述隔板70、70而使用平板形的隔板70A、70A，并且在隔板70A、70A上接合有由導(dǎo)電性構(gòu)件構(gòu)成的截面是正方形的氣體流通路徑分割構(gòu)件100、100。
[0063]在本實(shí)施方式中，利用氣體流通路徑分割構(gòu)件100、100，在氣體流通空間ε內(nèi)分割形成有氣體流通路徑ε I。
[0064]如圖7所示的第三實(shí)施方式的燃料電池A3的隔板的結(jié)構(gòu)與所述燃料電池Al不同。
[0065]隔板70Β、70Β與發(fā)電用氣體的流通方向α基本平行地形成有多個(gè)肋部72 (氣體流通路徑分割構(gòu)件)，該多個(gè)肋部72是將與膜電極接合體50相對(duì)的中央部分(活性區(qū)域76)長(zhǎng)孔壓花加工成凹凸形狀而成的。由此，將氣體流通空間ε分割成與發(fā)電用氣體的流通方向基本平行的多個(gè)氣體流通路徑ε?。
[0066]下面，參照?qǐng)D8?圖10，對(duì)第四?第六實(shí)施方式的燃料電池進(jìn)行說(shuō)明。圖8?圖10是第四?第六實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。
[0067]圖8所示的第四實(shí)施方式的燃料電池Α4使用所述平板形的隔板70Α、70Α，并且還使用具有在氣體流通空間ε內(nèi)彎折成波形形狀的彎折部80b的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80。而且，相當(dāng)于所述肋部71的部分a的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80的開(kāi)口率小于部分a以外的部分的開(kāi)口率而構(gòu)成氣體流通路徑分割構(gòu)件。采用該結(jié)構(gòu)，不需要加工出相當(dāng)于所述肋部71的部分。
[0068]另外，也可以對(duì)相當(dāng)于所述肋部71的部分a進(jìn)行樹(shù)脂模制。
[0069]圖9所示的第五實(shí)施方式的燃料電池A5使用所述平板形的隔板70A、70A，并且在導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80和隔板70A、70A之間插入有流路分割構(gòu)件110。
[0070]流路分割構(gòu)件110是由導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材構(gòu)成的，其開(kāi)口率小于導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80的開(kāi)口率。另外，流路分割構(gòu)件110在相當(dāng)于所述肋部71的部分形成有彎折成波形形狀的彎折部I1a(氣體流通路徑分割構(gòu)件)。換言之，將相當(dāng)于肋部71的部分的開(kāi)口率減小。
[0071]圖10所示的第六實(shí)施方式的燃料電池A6使用平板形的隔板70A、70A，并且采用使相當(dāng)于所述肋部71的部分的密度增大了的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80的彎折部80c。S卩，彎折部80c相對(duì)于彎折部80a而言使波紋延續(xù)的方向(Y方向)的長(zhǎng)度變短，從而增加了相當(dāng)于肋部71的部分的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材的填充量。
[0072]下面，參照?qǐng)D11，對(duì)第七實(shí)施方式的燃料電池進(jìn)行說(shuō)明。圖11是第七實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。另夕卜，對(duì)于與在所述各實(shí)施方式中說(shuō)明的部分相同的部分，標(biāo)注與其相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0073]第七實(shí)施方式的燃料電池A7在配置于兩氣體流通空間ε、ε的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80和膜電極接合體50之間分別插入有支承體120、120。
[0074]支承體120是由導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材構(gòu)成的，采用所述圖5中說(shuō)明的金屬絲網(wǎng)Wa。
[0075]另外，不限定于金屬絲網(wǎng)，只要表面被金屬覆蓋，也可以使用其他非導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材O
[0076]作為具體例子，能夠舉例出金屬制的金屬絲網(wǎng)、多孔板、沖孔金屬、膨脹合金等，以及將對(duì)樹(shù)脂網(wǎng)施加金屬鍍敷而成的構(gòu)件。
[0077]由于采用所述支承體120，能夠取得下面的效果。
[0078].由于波形金屬絲網(wǎng)的彎折部80a的接合點(diǎn)的接觸面積小，所以由于組裝時(shí)的表面壓力等導(dǎo)致對(duì)膜電極接合體50產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，膜電極接合體50有可能破損，但是由于插入支承體，因此能夠使該應(yīng)力下降。
[0079].采用波形金屬絲網(wǎng)時(shí)，在電阻相對(duì)較大的膜電極接合體50的內(nèi)部，需要使電子向表面內(nèi)側(cè)方向移動(dòng)與最大波間距的一半相對(duì)應(yīng)的距離，但是，由于插入支承體120，能夠使電子在支承體表層部、和支承體的內(nèi)部移動(dòng)，所以能夠降低燃料電池整體的電阻。
[0080]參照?qǐng)D12、圖13，對(duì)第八、第九實(shí)施方式的燃料電池進(jìn)行說(shuō)明。圖12是第八實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖，圖13是第九實(shí)施方式的燃料電池的相當(dāng)于沿著所述圖3(A)所示的1-1線(xiàn)的截面的一部分的局部放大剖視圖。而且，對(duì)于與所述實(shí)施方式中說(shuō)明的部分相同的部分標(biāo)注與其相同的附圖標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0081]第八實(shí)施方式的燃料電池A8是分別對(duì)導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80的彎折部80a、80a和隔板70、70之間、肋部71、71和導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80之間分別進(jìn)行例如電阻焊接、點(diǎn)焊而相固定而成的燃料電池。附圖中，焊接的部分用“b”表示。
[0082]在本實(shí)施方式中，將用于緩和從支承體120施加于所述膜電極接合體的應(yīng)力的中間層130插入于在所述支承體120和膜電極接合體50之間。
[0083]作為中間層130，例如是碳材料等的MPL(微孔層)那樣的保護(hù)層。由于設(shè)有這樣的中間層(保護(hù)層)，從而在支承體是金屬絲網(wǎng)等的情況下，能夠起到緩沖材料的作用，該緩沖材料用于防止如下情況:由于編織線(xiàn)材等導(dǎo)致表面的凹凸較大而表面的凹凸咬入催化劑層、膜電極接合體，從而使催化劑層、膜電極接合體破損。
[0084]第九實(shí)施方式的燃料電池A9，是分別對(duì)導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80的彎折部80a、80a和隔板70、70之間、肋部71、71和導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80之間進(jìn)行焊接而相固定、并且也分別對(duì)該導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材80、80和支承體120、120之間進(jìn)行焊接而相固定所形成的結(jié)構(gòu)。附圖中，焊接的部分用“c”表示。
[0085]采用所述燃料電池A8、A9，能夠取得下面的效果。
[0086].由于使接合點(diǎn)一體化，所以能夠降低電阻。
[0087].特別是在導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材與隔板熱接合的過(guò)程中，由于是在兩個(gè)部件重疊的狀態(tài)下施加載荷來(lái)進(jìn)行焊接的工序，所以能夠減小波形金屬絲網(wǎng)的厚度、降低平面度不均。這是為了矯正剛性較高的隔板的肋部71的高度。
[0088].以上進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是無(wú)論是哪種結(jié)構(gòu)，在所述各實(shí)施方式中說(shuō)明的各結(jié)構(gòu)都不限定于只適用于上述各實(shí)施方式，一個(gè)實(shí)施方式中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)能夠適用或者應(yīng)用于其他實(shí)施方式，而且，能夠?qū)⑺鼈內(nèi)我饨M合。
[0089]附圖標(biāo)記翻譯
[0090]50膜電極接合體
[0091]51電解質(zhì)膜
[0092]52、53催化劑層
[0093]70隔板
[0094]71氣體流通路徑分割構(gòu)件
[0095]80導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材
[0096]120支承體
[0097]ε氣體流通空間
[0098]ε I氣體流通路徑
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池，該燃料電池具有在電解質(zhì)膜的兩側(cè)接合有催化劑層而成的膜電極接合體，并且，為了分別在該膜電極接合體的兩側(cè)形成供兩種發(fā)電用氣體流通的氣體流通空間而在該膜電極接合體的兩側(cè)配設(shè)有一對(duì)隔板，其特征在于， 在所述膜電極接合體的兩側(cè)劃分形成的兩氣體流通空間中的至少一個(gè)氣體流通空間中配置有彎折成波形形狀的導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材，而且，配置有用于將該氣體流通空間分割成與發(fā)電用氣體的流通方向基本平行的多個(gè)氣體流通路徑的氣體流通路徑分割構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于， 氣體流通分割構(gòu)件是將隔板加工成凹凸形狀而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于， 將由導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材構(gòu)成的支承體配置在所述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材和所述膜電極接合體之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池，其特征在于， 將支承體分別配設(shè)在兩氣體流通空間中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃料電池，其特征在于， 所述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材和所述支承體是金屬制的或者表面被金屬覆蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求3?5中任意一項(xiàng)所述的燃料電池,其特征在于， 所述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材和所述支承體是利用被向減小板厚的方向軋制加工后的金屬絲網(wǎng)而形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3?6中任意一項(xiàng)所述的燃料電池,其特征在于， 所述導(dǎo)電性多孔質(zhì)基材被固定于支承體或者隔板，或者支承體和隔板這兩者。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述的燃料電池，其特征在于， 在所述支承體和所述膜電極接合體之間配置有用于緩和支承體向膜電極接合體施加的應(yīng)力的中間層。
【文檔編號(hào)】H01M8/02GK104205453SQ201380018967
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月6日
【發(fā)明者】入月桂太, 福山陽(yáng)介 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社