燃料電池堆的制作方法
【專利摘要】一種燃料電池堆，其是層疊多個燃料電池單體而預先構成電池單體模塊、再層疊多個電池單體模塊而組裝成的，即使受到電池單體模塊間密封構件的反作用力，也能夠防止電池單體模塊內的燃料電池單體發(fā)生變形。燃料電池堆(10)具有：粘接構件(70)，其將在電池單體模塊(60)內相鄰的框體(30)的突出部(32)(外周部)彼此接合在一起；電池單體模塊間密封構件(80)，其用于將電池單體模塊彼此之間密封起來；支承構件(90)，其配置于在電池單體模塊內相鄰的框體彼此之間。在從層疊電池單體模塊的層疊方向(S)進行俯視觀察時，支承構件與電池單體模塊間密封構件中的抵接于電池單體模塊的部位的至少局部重疊。
【專利說明】燃料電池堆

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種燃料電池堆。

【背景技術】
[0002]燃料電池將氫等陽極氣體和空氣等陰極氣體作為反應氣體，利用電化學反應將化學能直接轉換成電能。
[0003]在專利文獻I中公開有如下燃料電池單體，該燃料電池單體具有:框體，其具有電絕緣性；膜電極接合體，其與框體一體形成；一對隔板，其配置在膜電極接合體的兩側，用于夾持膜電極接合體。通過層疊多個燃料電池單體而構成燃料電池堆。在該燃料電池堆中，利用粘接構件將相鄰的框體的外周部彼此接合在一起，從而確保燃料電池堆的內部和外部的絕緣。
[0004]組裝燃料電池堆的方式大致分為兩種方式。第I種方式是依次層疊多個燃料電池單體、進而一次性地組裝成燃料電池堆的方式。第2種方式是層疊多個燃料電池單體而預先形成電池單體模塊、再層疊多個電池單體模塊而組裝成燃料電池堆的方式。利用第2種方式構成燃料電池堆時，具有能夠減少組裝工時的優(yōu)點(參照專利文獻I的第
[0057]段。)。
[0005]專利文獻1:日本特開2010-123377號公報


【發(fā)明內容】

_6] 發(fā)明要解決的問題
[0007]在通過層疊電池單體模塊而組裝成燃料電池堆的情況下，在電池單體模塊彼此之間配置有電池單體模塊間密封構件。燃料電池堆在層疊燃料電池單體的方向上被加壓。因此，要求如下結構:即使受到電池單體模塊間密封構件的反作用力，也能夠抑制電池單體模塊內的燃料電池單體的變形。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池堆，其是層疊多個燃料電池單體而預先構成電池單體模塊、再層疊多個電池單體模塊而組裝成的，即使受到電池單體模塊間密封構件的反作用力，也能夠防止電池單體模塊內的燃料電池單體發(fā)生變形。
_9] 用于解決問題的方案
[0010]實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明是一種燃料電池堆，該燃料電池堆是層疊多個燃料電池單體而預先構成電池單體模塊、再層疊多個電池單體模塊而組裝成的。電池單體模塊是層疊至少兩個燃料電池單體而成的，該燃料電池單體是利用一對隔板夾持與具有電絕緣性的框體一體形成的膜電極接合體而成的。燃料電池堆具有:粘接構件，其將在所述電池單體模塊內相鄰的所述框體的外周部彼此接合在一起；電池單體模塊間密封構件，其配置在所述電池單體模塊彼此之間，用于將所述電池單體模塊彼此之間密封起來；支承構件，其配置于在所述電池單體模塊內相鄰的所述框體彼此之間。而且，在從層疊所述電池單體模塊的層疊方向進行俯視觀察時，所述支承構件與所述電池單體模塊間密封構件中的抵接于所述電池單體模塊的部位的至少局部重疊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是表示第I實施方式的燃料電池堆的立體圖。
[0012]圖2是分解表示將圖1所示的燃料電池堆的立體圖。
[0013]圖3是分解表示燃料電池單體的立體圖。
[0014]圖4是表示電池單體模塊的局部的主視圖。
[0015]圖5是表示燃料電池堆的主要部件的剖視圖，該剖視圖是與沿著圖4的5-5線的截面相當的剖視圖。
[0016]圖6是表示第2實施方式的燃料電池堆的主要部件的剖視圖。

【具體實施方式】
[0017]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。另外，在【專利附圖】

【附圖說明】中，對于相同的要素標記相同的附圖標記而省略重復說明。為了便于說明，附圖的尺寸比例被夸大，從而與實際的比例不同。
[0018](第I實施方式)
[0019]圖1是表示燃料電池堆10的立體圖，圖2是分解表示圖1所示的燃料電池堆10的立體圖，圖3是分解表示燃料電池單體20的立體圖，圖4是表示電池單體模塊60的局部的主視圖，圖5是表示第I實施方式的燃料電池堆10的主要部件的剖視圖，該剖視圖是與沿圖4的5-5線的截面相當的剖視圖。
[0020]參照圖1?圖5，概括地說明本實施方式的燃料電池堆10，燃料電池堆10是通過層疊多個燃料電池單體20而預先構成電池單體模塊60、再層疊多個電池單體模塊60而組裝成的。各個電池單體模塊60是層疊了至少兩個燃料電池單體20而成的。在圖5中，I個電池單體模塊60是層疊了 8個燃料電池單體20而成的。燃料電池單體20是利用一對隔板51、52夾持與具有電絕緣性的框體30 —體形成的膜電極接合體40而成的。燃料電池堆10還具有:粘接構件70，其將在電池單體模塊60內相鄰的框體30的外周部彼此接合在一起；電池單體模塊間密封構件80，其配置在電池單體模塊60彼此之間，用于將電池單體模塊60彼此之間密封起來；支承構件90，其配置于在電池單體模塊60內相鄰的框體30彼此之間。而且，在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S俯視觀察燃料電池堆10時，支承構件90與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重疊。下面進行詳細描述。另外，在以下的說明中，將層疊燃料電池單體20或者層疊電池單體模塊60的層疊方向S都僅稱為“層疊方向”。在圖2、圖5中示出有層疊方向S。
[0021]參照圖1和圖2，燃料電池堆10具有層疊了多個電池單體模塊60而成的層疊體61，在沿著層疊體61的層疊方向S的兩側分別依次配置有絕緣板101、端板102。在各個絕緣板101接合有用于取出電力的集電板103。集電板103與輸出端子104電連接。一對端板102彼此被一對張力板105緊固。于是，沿層疊方向S向電池單體模塊60內所包含的各個燃料電池單體20加壓。在一側的張力板105上形成有供設置在燃料電池單體20上的電壓測量用端子56穿通的矩形形狀的開口部106。在一對張力板105之間的側方部位配置有用于抑制層疊錯位的導向板107。
[0022]另外，也可以使用拉桿和螺母來代替張力板105，沿層疊方向S向電池單體模塊60內所包含的各個燃料電池單體20加壓。
[0023]參照圖3?圖5，燃料電池單體20具有:框體30，其具有電絕緣性；膜電極接合體40，其與框體30 —體形成；一對隔板51、52(陽極隔板51和陰極隔板52)，其用于夾持膜電極接合體40。
[0024]膜電極接合體40 被稱為 MEA (membrane electrode assembly),陽極 41 和陰極 42以與電解質膜43相對的方式與電解質膜43接合在一起而形成。
[0025]電解質膜43例如由氟素樹脂等形成，是一種用于傳遞氫離子的離子交換膜。因為電解質膜43在濕潤狀態(tài)下表現(xiàn)出良好的導電性，所以在燃料電池堆10中對陽極氣體、陰極氣體進行加濕。
[0026]陽極41自電解質膜43 —側層疊電極催化劑層、防水層以及氣體擴散層而構成。電極催化劑層包含高分子電解質和在導電性的載體上保持有鉬等催化劑成分的電極催化劑。防水層由氟素樹脂等形成。氣體擴散層例如由碳布、碳紙或者碳氈等形成。
[0027]陰極42也與陽極41 一樣，自電解質膜43 —側層疊電極催化劑層、防水層以及氣體擴散層而構成。陽極41和陰極42的大小比電解質膜43稍大。
[0028]框體30具有:框部31，其用于保持膜電極接合體40的外周；突出部32，其在框部31的外周部分向層疊方向S的兩側(圖5中的上下方向)突出?？蝮w30由具有電絕緣性的樹脂成形，并與膜電極接合體40 —體成形?？蝮w30具有在中央部分配置有膜電極接合體40的長方形形狀。在框體30的長度方向的一端側以通孔的方式形成有:陰極氣體供給口 33a、冷卻流體供給口 33b以及陽極氣體供給口 33c。在另一端側以通孔的方式形成有:陰極氣體排出口 34a、冷卻流體排出口 34b以及陽極氣體排出口 34c。以與框體30的供給口 33a、33b、33c和排出口 34a、34b、34c分別連通的方式，在絕緣板101和端板102上也以通孔的方式形成有陰極氣體供給口 113a、冷卻流體供給口 113b、陽極氣體供給口 113c、陰極氣體排出口 114a、冷卻流體排出口 114b以及陽極氣體排出口 114c (參照圖1和圖2)。
[0029]陽極隔板51與框體30的兩個面中的面向陽極41 一側的面接合。陽極隔板51由具有導電性材料的金屬構成，并且形成為比陽極41大的薄板狀。陽極隔板51以多個凹凸狀的形狀隔開固定間隔地排列的方式通過沖壓成形而形成。陽極隔板51在與陽極41接觸一側的面上形成有向陽極41供給陽極氣體的陽極氣體流路53。陽極隔板51在與陽極41接觸一側的相反側的面上形成有供用于冷卻電池單體模塊60的冷卻水流動的冷卻水流路54。
[0030]陰極隔板52與框體30的兩個面中的面向陰極42 —側的面接合。陰極隔板52由具有導電性材料的金屬構成，并且形成為比陰極42大的薄板狀。陰極隔板52以多個凹凸狀的形狀隔開固定間隔地排列的方式通過沖壓成形而形成。陰極隔板52在與陰極42接觸一側的面上形成有向陰極42供給陰極氣體的陰極氣體流路55。陰極隔板52在與陰極42接觸這一側的相反側的面上形成有供用于冷卻電池單體模塊60的冷卻水流動的冷卻水流路54。
[0031]陰極隔板52具有電壓測量用的端子56。端子56從陰極隔板52的外周部分向外突出。此外，電壓測量用的端子56也可以設置在陽極隔板51 —側。
[0032]參照圖5，在燃料電池單體20中，框體30的框部31和陽極隔板51之間、框部31和陰極隔板52之間借助密封構件57接合在一起。為了便于說明，以下將框部31和隔板51、52之間的密封構件57稱為“第I密封構件57”。第I密封構件57的材料并未特別限定，能夠使用熱硬化性粘接劑。
[0033]在電池單體模塊60內相鄰的陽極隔板51和陰極隔板52之間借助密封構件58接合在一起。為了便于說明，以下將陽極隔板51和陰極隔板52之間的密封構件58稱為“第2密封構件58”。第2密封構件58的材料并未特別限定，與第I密封構件57 —樣，能夠使用熱硬化性粘接劑。
[0034]在電池單體模塊60內相鄰的框體30的外周部彼此之間，即突出部32彼此借助粘接構件70接合在一起。粘接構件70的材料并未特別限定，能夠與第I和第2密封構件57、58 一樣使用熱硬化性粘接劑。
[0035]將框體30的突出部32的沿著層疊方向S的厚度tl設定為比燃料電池單體20的沿著層疊方向S的厚度t2薄。燃料電池單體20的厚度t2表示為沿著層疊方向S的膜電極接合體40的厚度、陽極隔板51的厚度以及陰極隔板52的厚度的總和。突出部32的厚度tl設定為比燃料電池單體20的厚度t2薄，從而相鄰的框體30的突出部32彼此不直接接觸。
[0036]框體30的框部31用于保持膜電極接合體40的外周，而且利用第I密封構件57將框部31和各隔板51、52之間接合在一起。因此，能夠抑制在膜電極接合體40內產生的水蒸氣通過框體30和各隔板51、52之間。而且，在電池單體模塊60內相鄰的框體30的突出部32彼此之間填充有粘接構件70，從而將電池單體模塊60內與外部分隔開。因此，即使在水蒸氣稍稍通過框體30和各隔板51、52之間的情況下，該水蒸氣也不會向外部泄露。
[0037]在燃料電池發(fā)電時，膜電極接合體40的電解質膜43發(fā)生溶脹，電池單體模塊60沿層疊方向S膨脹。因為在電池單體模塊60內相鄰的框體30的突出部32彼此之間填充有粘接構件70，所以即使在電池單體模塊60上產生層疊方向S的位移，粘接構件70也會以使框體30追隨該層疊方向S的位移的方式變形。因此，不會向框體30上作用過量的應力，能夠抑制框體30產生裂紋。其結果，水蒸氣不會向電池單體模塊60的外部泄露。為了使粘接構件70以使框體30追隨層疊方向S的位移的方式變形，優(yōu)選的是，在粘接構件70中使用硬化時的楊氏模量比框體30的楊氏模量小的粘接劑。粘接構件70的楊氏模量能夠在與框體30的楊氏模量保持關聯(lián)的基礎上適當地設定，例如，優(yōu)選20MPa以下。
[0038]在電池單體模塊60彼此之間配置有用于將電池單體模塊60彼此之間密封的電池單體模塊間密封構件80。電池單體模塊間密封構件80的材料并未特別限定，與粘接構件70 一樣，能夠使用熱硬化性粘接劑。
[0039]在本實施方式中，電池單體模塊間密封構件80安裝在板構件81的外周部。在該情況下，電池單體模塊間密封構件80的操作變得容易。
[0040]通過層疊電池單體模塊60，在電池單體模塊60彼此之間形成流體流路82。因此，電池單體模塊間密封構件80也作為用于密封流體流路82的密封構件發(fā)揮作用。流體流路82是供冷卻水流動的冷卻水流路。板構件81位于陽極隔板51和陰極隔板52之間，該陽極隔板51位于圖5中上方側所示的電池單體模塊60的最下層，該陰極隔板52位于下方側所示的電池單體模塊60的最上層。因此，具體而言，流體流路82包括:形成于陽極隔板51和板構件81之間的第I流路83以及形成于陰極隔板52和板構件81之間的第2流路84。在板構件81上配置有用于密封第I流路83和第2流路84的密封構件85。為了便于說明，以下將配置在板構件81上的密封構件85稱為“第3密封構件85”。第3密封構件85的材料并未特別限定，能夠使用橡膠等彈性材料。當電池單體模塊60沿層疊方向S被加壓時，第3密封構件85發(fā)生變形。于是，將第I流路83和第2流路84密封。
[0041]在電池單體模塊60內相鄰的框體30彼此之間，配置有用于承受沿層疊方向S作用的力的支承構件90。支承構件90配置在與框體30的框部31抵接的位置。支承構件90的材料并未特別限定，與粘接構件70 —樣，能夠使用熱硬化性粘接劑。
[0042]在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S進行俯視觀察時，支承構件90與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重疊。支承構件90與電池單體模塊間密封構件80的寬度方向(圖5的箭頭w)的至少局部重疊。燃料電池堆10沿著層疊電池單體模塊60的方向被加壓。此時，電池單體模塊間密封構件80的反作用力由配置在電池單體模塊60內的支承構件90承受。
[0043]接著，說明本實施方式的作用。
[0044]燃料電池堆10是層疊多個燃料電池單體20而預先構成電池單體模塊60、再層疊多個電池單體模塊60而組裝成的。在I個燃料電池單體20出現(xiàn)了任何不良狀況的情況下，雖然無法使用電池單體模塊60所包含的燃料電池單體20，但是不會發(fā)生無法使用燃料電池堆10所包含的所有的燃料電池單體20這樣的情況。因此，如本實施方式那樣將電池單體模塊60層疊而組裝成燃料電池堆10的方式與將多個燃料電池單體依次層疊起來而一次性組裝成燃料電池堆的方式相比，材料的成品率良好。
[0045]電池單體模塊60是由8個燃料電池單體20層疊起來構成的。在進行層疊時，分別涂敷構成粘接構件70的粘接劑、構成支承構件90的粘接劑以及構成第2密封構件58的粘接劑。具體而言，將構成粘接構件70的粘接劑涂敷在相鄰的框體30的突出部32彼此之間。將構成支承構件90的粘接劑涂敷在相鄰的框體30彼此之間的與框體30的框部31抵接的位置。將構成支承構件90的粘接劑涂敷在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S進行俯視觀察時與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重疊的位置。將構成第2密封構件58的粘接劑涂敷在相鄰的陽極隔板51與陰極隔板52之間。作為構成粘接構件70的粘接劑、構成支承構件90的粘接劑以及構成第2密封構件58的粘接劑，使用同種類粘接劑。
[0046]—邊在層疊燃料電池單體20的方向上對電池單體模塊60進行加壓，一邊使各個粘接劑硬化。由此，在電池單體模塊60內相鄰的框體30的突出部32彼此之間借助粘接構件70接合在一起。在相鄰的框體30彼此之間，在與框體30的框部31抵接的位置配置有支承構件90。在電池單體模塊60內相鄰的陽極隔板51和陰極隔板52之間借助第2密封構件58接合在一起。粘接構件70、支承構件90以及第2密封構件58是通過使同種類粘接劑硬化而形成的。因此，減少了粘接劑的種類，涂敷裝置也能夠共通化，所以粘接構件70、支承構件90以及第2密封構件58的形成變得容易。如此，預先構成電池單體模塊60。
[0047]在層疊多個電池單體模塊60時，在電池單體模塊60彼此之間配置有電池單體模塊間密封構件80。電池單體模塊間密封構件80安裝在板構件81的外周部，所以電池單體模塊間密封構件80的操作變得容易，燃料電池堆10的組裝變得容易。在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S進行俯視觀察時，支承構件90與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重疊。
[0048]在借助電池單體模塊間密封構件80層疊起來的電池單體模塊60彼此之間，形成有陽極隔板51和板構件81之間的第I流路83、陰極隔板52和板構件81之間的第2流路84。第I和第2流路83、84用作供冷卻水流動的冷卻水流路。
[0049]在層疊所需個數電池單體模塊60而完成層疊體61的形成時，在沿著層疊體61的層疊方向S的兩側分別依次配置絕緣板101和端板102。一對端板102彼此被一對張力板105緊固。由此，電池單體模塊60內所包含的各個燃料電池單體20沿層疊方向S被加壓。在電池單體模塊60沿層疊方向S被加壓時，設置在了板構件81上的第3密封構件85發(fā)生變形，并將第I流路83和第2流路84密封。而且，在一對張力板105之間的側方部位配置導向板107。如此，組裝成燃料電池堆10。
[0050]在燃料電池堆10中，在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S進行俯視觀察時，支承構件90與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重疊。燃料電池堆10沿著層疊有電池單體模塊60的方向被加壓。此時，電池單體模塊間密封構件80的反作用力由配置在電池單體模塊60內的支承構件90承受。由此，通過層疊多個電池單體模塊60而組裝成的燃料電池堆10即使受到電池單體模塊間密封構件80的反作用力，也能夠防止電池單體模塊60內的燃料電池單體20發(fā)生變形。
[0051]將框體30的突出部32的沿著層疊方向S的厚度tl設定為比燃料電池單體20的沿著層疊方向S的厚度t2薄。相鄰的框體30的突出部32彼此不直接接觸，相鄰的燃料電池單體20的框體30彼此不干涉。因此，燃料電池單體20彼此之間的接觸壓力不下降，不會使發(fā)電性能惡化。
[0052]框體30的框部31用于保持膜電極接合體40的外周，而且利用第I密封構件57將框部31和各隔板51、52之間接合在一起。因此，能夠抑制在膜電極接合體40內產生的水蒸氣通過框體30和各隔板51、52之間。而且，因為利用粘接構件70將電池單體模塊60內與外部分隔開，因此即使在水蒸氣稍稍通過框體30和各隔板51、52之間的情況下，該水蒸氣也不會向外部泄露。
[0053]在燃料電池發(fā)電時，膜電極接合體40的電解質膜43發(fā)生溶脹，電池單體模塊60沿層疊方向S膨脹。因為在電池單體模塊60內相鄰的框體30的突出部32彼此之間填充有粘接構件70，所以即使在電池單體模塊60上產生層疊方向S的位移，粘接構件70也會以使框體30追隨該層疊方向S的位移的方式變形。因此，不會向框體30上作用過量的應力，能夠抑制在框體30上產生裂紋。其結果，水蒸氣不會向電池單體模塊60的外部泄露。
[0054]如以上說明的那樣，第I實施方式的燃料電池堆10是通過層疊多個燃料電池單體20而預先構成電池單體模塊60、再層疊多個電池單體模塊60而組裝成的，在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S俯視觀察燃料電池堆10時，支承構件90與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重疊。在沿著層疊電池單體模塊60的方向對燃料電池堆10進行加壓時，電池單體模塊間密封構件80的反作用力由配置在電池單體模塊60內的支承構件90承受，所以即使受到電池單體模塊間密封構件80的反作用力，也能夠防止電池單體模塊60內的燃料電池單體20發(fā)生變形。
[0055]粘接構件70和支承構件90是通過使同種類粘接劑硬化而形成的，因此，粘接劑的種類減少，涂敷裝置也能夠共通化，粘接構件70以及支承構件90的形成變得容易。
[0056]因為電池單體模塊間密封構件80安裝在板構件81的外周部，所以電池單體模塊間密封構件80的操作變得容易，燃料電池堆10的組裝變得容易。
[0057]燃料電池堆10還具有第I密封構件57，該第I密封構件57相對于電池單體模塊間密封構件80獨立地設置，由用于密封框體30和隔板51、52之間的粘接劑構成。第I密封構件57除了發(fā)揮密封作用以外，通過使粘接劑固化，能夠抑制燃料電池堆10的變形。
[0058]燃料電池堆10還具有第2密封構件58，該第2密封構件58由用于對在電池單體模塊60內相鄰的陽極隔板51和陰極隔板52之間進行密封的粘接劑構成。第2密封構件58除了發(fā)揮密封作用以外，通過使粘接劑固化，能夠抑制燃料電池堆10的變形。
[0059]燃料電池堆10還具有第3密封構件85，該第3密封構件85相對于電池單體模塊間密封構件80獨立地設置在板構件81上，由用于密封第I流路83和第2流路84的彈性材料構成，其中，該第I流路83形成于兩個電池單體模塊60、60之中的一個電池單體模塊60的隔板和板構件81之間，第2流路84形成于另一個電池單體模塊的隔板和板構件81之間。一個電池單體模塊60的隔板例如是位于圖5中上方側所示的電池單體模塊60的最下層的位置的陽極隔板51，另一個電池單體模塊的隔板是位于下方側所示的電池單體模塊60的最上層的位置的陰極隔板52。第3密封構件85除了發(fā)揮密封作用以外，通過使彈性材料變形，能夠吸收燃料電池堆10的變形。
[0060](第2實施方式)
[0061]圖6是表示第2實施方式的燃料電池堆10的主要部件的剖視圖。此外，對于與第I實施方式共通的構件標注相同的附圖標記，并省略該說明的一部分。
[0062]第2實施方式與第I實施方式一樣，粘接構件70和支承構件90是通過使同種類粘接劑硬化而形成的。但是，第2實施方式在將粘接構件70和支承構件90 —體形成方面與將粘接構件70和支承構件90獨立地形成的第I實施方式不同。
[0063]在第2實施方式中，在將燃料電池單體20層疊而構成電池單體模塊60時，將構成粘接構件70和支承構件90的粘接劑涂敷在從框體30的突出部32的端部到框體30的框部31為止的位置。在從層疊電池單體模塊60的層疊方向S進行俯視觀察時，粘接劑涂敷至與電池單體模塊間密封構件80中的抵接于電池單體模塊60的部位的至少局部重合的位置。
[0064]一邊沿著層疊燃料電池單體20的方向對電池單體模塊60進行加壓，一邊使構成粘接構件70和支承構件90的粘接劑硬化。在電池單體模塊60內相鄰的框體30的突出部32彼此借助粘接構件70接合在一起，在與框體30的框部31抵接的位置配置有支承構件90。這樣一來，使粘接構件70和支承構件90 —體形成，并且，通過使同種類粘接劑硬化而形成。
[0065]因為粘接構件70和支承構件90 —體形成，所以能夠同時形成粘接構件70和支承構件90。因為能夠簡化粘接劑的涂敷作業(yè)、使粘接劑硬化的作業(yè)，所以粘接構件70和支承構件90的形成進一步變容易。
[0066]如以上說明的那樣，第2實施方式的燃料電池堆10除了第I實施方式的作用、效果以外，還發(fā)揮以下的作用、效果。因為粘接構件70和支承構件90 —體形成，因此能夠同時形成粘接構件70和支承構件90，能夠簡化粘接劑的涂敷作業(yè)、使粘接劑硬化的作業(yè)，所以粘接構件70和支承構件90的形成進一步變容易。
[0067](其他的變形例)
[0068]本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠進行適當改變。例如，雖然對層疊了 8個燃料電池單體20而成的電池單體模塊60進行了說明，但并不限于該情況。對于層疊至少兩個燃料電池單體20而成的電池單體模塊60能夠應用本發(fā)明。
[0069]雖然對將電池單體模塊間密封構件80安裝在了板構件81的外周部的實施方式進行了說明，但也可以沒有板構件81。在該情況下，在以夾設電池單體模塊間密封構件80的方式層疊兩個電池單體模塊60時,將位于一個電池單體模塊60的最外層的陽極隔板51和位于另一個電池單體模塊60的最外層的陰極隔板52直接接合在一起。
[0070]雖然對在電池單體模塊60彼此之間形成流體流路82、并且將電池單體模塊間密封構件80作為用于密封流體流路82的密封構件發(fā)揮作用的實施方式進行了說明，但也可以不將電池單體模塊60彼此之間用作流體流路82。
[0071]雖然對在電池單體模塊60內相鄰的8個框體30彼此之間都(7個位置)配置有支承構件90的實施方式進行了說明，但并不限于此。只要能夠承受電池單體模塊間密封構件80的反作用力，并抑制電池單體模塊60內的燃料電池單體20發(fā)生變形，也可以在框體30彼此之間中的局部間配置支承構件90。
[0072]支承構件90的大小可以相同也可以不同。
[0073]支承構件90并不限于沿著電池單體模塊間密封構件80延伸的方向進行連續(xù)設置的情況。只要能夠承受電池單體模塊間密封構件80的反作用力，并抑制電池單體模塊60內的燃料電池單體20發(fā)生變形，也可以隔開間隙地沿著電池單體模塊間密封構件80延伸的方向間斷地設置。
[0074]雖然示出構成粘接構件70的粘接劑、構成支承構件90的粘接劑以及構成第2密封構件58的粘接劑使用同種類粘接劑的例子，但也不排除使用種類不同的粘接劑。
[0075]在層疊燃料電池單體20時，雖然對涂敷構成粘接構件70的粘接劑、構成支承構件90的粘接劑的實施方式進行了說明，但并不限于這種情況。例如，也可以采用如下實施方式:，在層疊燃料電池單體20時涂敷構成支承構件90的粘接劑，在層疊燃料電池單體20后從框體30的外周部彼此之間的間隙注入構成粘接構件70的粘接劑。除此之外,也可以采用如下實施方式:在層疊燃料電池單體20后，首先，將構成支承構件90的粘接劑從框體30的所述間隙注入，之后，將構成粘接構件70的粘接劑從框體30的所述間隙注入。如第2實施方式那樣，在粘接構件70和支承構件90是通過使同種類粘接劑硬化而一體形成的情況下，也可以在層疊燃料電池單體20后，將構成粘接構件70和支承構件90的一種粘接劑從框體30的所述間隙注入。在從框體30的所述間隙注入粘接劑的情況下，通過管理注入位置、注入量，能夠在所希望的位置形成大小適中的粘接構件70和支承構件90。
[0076]本申請基于2012年7月2日申請的日本特許出愿番號2012-148855號，其公開內容作為參照而整體編入本申請中。
[0077]附圖標記說明
[0078]10燃料電池堆、
[0079]20燃料電池單體、
[0080]30 框體、
[0081]31 框部、
[0082]32突出部(框體的外周部)、
[0083]40膜電極接合體、MEA、
[0084]41陽極、
[0085]42陰極、
[0086]43電解質膜、
[0087]51陽極隔板(隔板)、
[0088]52陰極隔板(隔板)、
[0089]57框部和隔板之間的第I密封構件、
[0090]58陽極隔板和陰極隔板之間的第2密封構件、
[0091]60電池單體模塊、
[0092]61層疊體、
[0093]70粘接構件、
[0094]80電池單體模塊間密封構件、
[0095]81板構件、
[0096]85配置在板構件的第3密封構件、
[0097]90支承構件、
[0098]105張力板、
[0099]107導向板、
[0100]S層疊燃料電池單體或者電池單體模塊的層疊方向。
【權利要求】
1.一種燃料電池堆，其中，其具有: 多個電池單體模塊，其是層疊至少兩個燃料電池單體而成的，該燃料電池單體是利用一對隔板夾持與具有電絕緣性的框體一體形成的膜電極接合體而成的； 粘接構件，其將在所述電池單體模塊內相鄰的所述框體的外周部彼此接合在一起； 電池單體模塊間密封構件，其配置在所述電池單體模塊彼此之間，用于將所述電池單體模塊彼此之間密封起來；以及 支承構件，其配置于在所述電池單體模塊內相鄰的所述框體彼此之間， 在從層疊所述電池單體模塊的層疊方向進行俯視觀察時，所述支承構件與所述電池單體模塊間密封構件中的抵接于所述電池單體模塊的部位的至少局部重疊。
2.根據權利要求1所述的燃料電池堆，其中， 所述粘接構件和所述支承構件一體形成。
3.根據權利要求1或2所述的燃料電池堆，其中， 所述粘接構件和所述支承構件是通過使同種類粘接劑硬化而形成的。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的燃料電池堆，其中 所述電池單體模塊間密封構件安裝在板構件的外周部。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的燃料電池堆，其中，該燃料電池堆還具有: 第I密封構件，其相對于所述電池單體模塊間密封構件獨立地設置，由用于密封所述框體和所述隔板之間的粘接劑構成。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的燃料電池堆，其中，該燃料電池堆還具有: 第2密封構件，其由用于對在所述電池單體模塊內相鄰的隔板彼此之間進行密封的粘接劑構成。
7.根據權利要求4所述的燃料電池堆，其中，該燃料電池堆還具有: 第3密封構件，其相對于所述電池單體模塊間密封構件獨立地設置于所述板構件，由用于密封第I流路和第2流路的彈性材料構成，該第I流路形成在兩個所述電池單體模塊中的一個所述電池單體模塊的所述隔板和所述板構件之間，該第2流路形成在另一個所述電池單體模塊的所述隔板和所述板構件之間。
【文檔編號】H01M8/24GK104396070SQ201380032336
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2012年7月2日
【發(fā)明者】影山和弘, 阿部光高 申請人:日產自動車株式會社