本發(fā)明涉及燃料電池和燃料電池的制造方法。

背景技術(shù)：

已知一種燃料電池，其包括：膜電極氣體擴(kuò)散層組件，該膜電極氣體擴(kuò)散層組件設(shè)置有階梯狀部分，使得電解質(zhì)膜的陰極側(cè)周緣區(qū)域暴露；一對(duì)隔離物，該一對(duì)隔離物夾住膜電極氣體擴(kuò)散層組件；以及密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件被夾在該對(duì)隔離物之間并且被接合至電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域。在密封構(gòu)件的樹脂基材的兩側(cè)分別設(shè)置有粘合劑層，并且粘合劑層接合至該對(duì)隔離物。此外，粘合劑層中的一個(gè)粘合劑層接合至電解質(zhì)膜(例如，參見第2014-67689號(hào)日本專利申請(qǐng)公開(JP 2014-67689 A))。

對(duì)于密封構(gòu)件的粘合劑層，例如，使用熱塑性樹脂或熱固性樹脂，并且粘合劑層被熱壓接合至隔離物。在粘合劑層由熱塑性樹脂制成的情況下，粘合劑層中的既未接合至隔離物也未接合至電解質(zhì)膜的部分在熱壓接合之后的冷卻時(shí)收縮，并且張力會(huì)被施加于電解質(zhì)膜。在粘合劑層是熱固性樹脂的情況下，粘合劑層中的該部分在熱固化之后的冷卻時(shí)收縮，并且會(huì)發(fā)生類似的問題。此外，在這樣的燃料電池組被置于低溫環(huán)境下的情況下，粘合劑層的該部分收縮，并且會(huì)出現(xiàn)類似的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種抑制施加到電解質(zhì)膜的張力的燃料電池，以及燃料電池的制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的燃料電池包括膜電極氣體擴(kuò)散層組件、第一隔離物和第二隔離物、密封構(gòu)件以及粘合部分。膜電極氣體擴(kuò)散層組件具有：電解質(zhì)膜；第一催化劑層，該第一催化劑層布置在電解質(zhì)膜的一個(gè)表面上；第二催化劑層，該第二催化劑層布置在電解質(zhì)膜的另一個(gè)表面上，使得電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域被暴露；第一氣體擴(kuò)散層，該第一氣體擴(kuò)散層連結(jié)至第一催化劑層；以及第二氣體擴(kuò)散層，該第二氣體擴(kuò)散層連結(jié)至第二催化劑層，使得該周緣區(qū)域被暴露。第一隔離物和第二隔離物夾住膜電極氣體擴(kuò)散層組件。密封構(gòu)件具有：基材，該基材是樹脂制成的并且具有框架形狀；第一粘合劑層，該第一粘合劑層將基材的一個(gè)表面接合至第一隔離物；以及第二粘合劑層，該第二粘合劑層將基材的另一個(gè)表面接合至第二隔離物。粘合部分將基材的一個(gè)表面的內(nèi)周緣側(cè)接合至電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域。第一粘合劑層和第二粘合劑層在電解質(zhì)膜的平面方向上與粘合部分分開，并且第一粘合劑層和第二粘合劑層在電解質(zhì)膜的平面方向上被布置在電解質(zhì)膜的外部。在電解質(zhì)膜的平面方向上，在基材的內(nèi)周緣與第一粘合劑層和第二粘合劑層之間的基材上沒有設(shè)置除了粘合部分之外的其他粘合劑部件?；牡木€性膨脹系數(shù)比第一粘合劑層的線性膨脹系數(shù)和第二粘合劑層的線性膨脹系數(shù)中的任何線性膨脹系數(shù)都小。

基材的一個(gè)表面的內(nèi)周緣側(cè)通過粘合部分被接合至電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域。第一粘合劑層和第二粘合劑層在電解質(zhì)膜的平面方向上與粘合部分分開，并且第一粘合劑層和第二粘合劑層在電解質(zhì)膜的平面方向上被布置在電解質(zhì)膜的外部。在電解質(zhì)膜的平面方向上，在基材的內(nèi)周緣與第一粘合劑層和第二粘合劑層之間的基材上沒有設(shè)置除了粘合部分之外的其他粘合劑部件。因此，抑制了基材連同第一粘合劑層和第二粘合劑層的收縮而一起收縮?；谋唤雍现岭娊赓|(zhì)膜的周緣區(qū)域。然而，由于基材的線性膨脹系數(shù)比第一粘合劑層的線性膨脹系數(shù)和第二粘合劑層的線性膨脹系數(shù)中的任何線性膨脹系數(shù)都小，因此抑制了基材本身的收縮。從而，抑制了連同基材的收縮一起施加于電解質(zhì)膜的張力。

基材的線性膨脹系數(shù)可以是57×10^-6/K或更小。

第一粘合劑層和第二粘合劑層可以是熱塑性樹脂。

此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的燃料電池的制造方法包括：制備膜電極氣體擴(kuò)散層組件，該膜電極氣體擴(kuò)散層組件具有電解質(zhì)膜、第一催化劑層和第二催化劑層以及第一氣體擴(kuò)散層和第二氣體擴(kuò)散層，第一催化劑層布置在電解質(zhì)膜一個(gè)表面上，第二催化劑層布置在電解質(zhì)膜的另一個(gè)表面上，使得電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域被暴露，第一氣體擴(kuò)散層連結(jié)至第一催化劑層，以及第二氣體擴(kuò)散層連結(jié)至第二催化劑層，使得該周緣區(qū)域被暴露；制備第一隔離物和第二隔離物；制造密封構(gòu)件，該密封構(gòu)件具有基材以及第一粘合劑層和第二粘合劑層，基材是樹脂制成的并且具有框架形狀，第一粘合劑層和第二粘合劑層分別設(shè)置在基材的一個(gè)表面上和另一個(gè)表面上，其中，第一粘合劑層和第二粘合劑層在基材的平面方向上比電解質(zhì)膜大，在基材的平面方向上，在基材的內(nèi)周緣與第一粘合劑層和第二粘合劑層之間的基材上沒有設(shè)置粘合劑部件，并且基材的線性膨脹系數(shù)比第一粘合劑層的線性膨脹系數(shù)和第二粘合劑層的線性膨脹系數(shù)中的任何線性膨脹系數(shù)都?。煌ㄟ^使用粘合劑將基材的一個(gè)表面的內(nèi)周緣側(cè)接合至電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域，使得第一粘合劑層和第二粘合劑層在電解質(zhì)膜的平面方向上與電解質(zhì)膜分開；以及分別使用第一粘合劑層和第二粘合劑層將膜電極氣體擴(kuò)散層組件和密封構(gòu)件接合至第一隔離物和第二隔離物，同時(shí)使得第一隔離物和第二隔離物夾住膜電極氣體擴(kuò)散層組件和密封構(gòu)件。

在制造密封構(gòu)件時(shí)，可以分別制備具有伸長的形狀的基材以及具有伸長的形狀的第一粘合劑層和第二粘合劑層，可以在第一粘合劑層和第二粘合劑層中的每一個(gè)中形成比電解質(zhì)膜大的開口，可以將第一粘合劑層和第二粘合劑層分別附接至基材的一個(gè)表面和另一個(gè)表面，使得開口的位置彼此匹配，可以在開口的外側(cè)的位置處將基材連同第一粘合劑層和第二粘合劑層一起切割成矩形形狀，可以在向內(nèi)離開開口的周緣的位置處將基材的中心部分切割成比電解質(zhì)膜的周緣區(qū)域的外周小并且比第二催化劑層大的形狀，以及可以在開口的外側(cè)形成用于支管的孔。

可以提供一種燃料電池以及燃料電池的制造方法，其中抑制了施加于電解質(zhì)膜的張力。

附圖說明

在下文中將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中：

圖1是單個(gè)單元的分解透視圖，該單個(gè)單元是燃料電池；

圖2是燃料電池組的單個(gè)單元的部分剖視圖；

圖3是比較示例的說明視圖；

圖4是示出單個(gè)單元的制造方法的流程圖；

圖5是示出密封構(gòu)件的制造方法的流程圖；

圖6A至圖6C是密封構(gòu)件的制造方法的說明視圖；以及

圖7A和圖7B是密封構(gòu)件的制造方法的說明視圖。

具體實(shí)施方式

圖1是單個(gè)單元60的分解透視圖，該單個(gè)單元60是燃料電池。通過堆疊多個(gè)單個(gè)單元60構(gòu)建燃料電池組。該燃料電池組是聚合物電解質(zhì)燃料電池組，其在燃料氣體(例如，氫)和氧化劑氣體(例如，氧)作為反應(yīng)氣體被提供時(shí)生成電力。單個(gè)單元60包括膜電極氣體擴(kuò)散層組件20(在下文中被稱為MEGA)，以及夾住MEGA 20的陽極側(cè)隔離物33a和陰極側(cè)隔離物33c(在下文中被稱為隔離物)。MEGA 20具有陽極側(cè)氣體擴(kuò)散層22a和陰極側(cè)氣體擴(kuò)散層22c(在下文中被稱為擴(kuò)散層)。在MEGA 20的周緣區(qū)域設(shè)置有通常具有框架形狀并且絕緣的密封構(gòu)件40，該密封構(gòu)件40的細(xì)節(jié)將在后面給出。

在隔離物33a的兩個(gè)短邊中的一個(gè)短邊處形成孔a1到a3，在另外一邊形成孔a4到a6。類似地，在隔離物33c的兩個(gè)短邊中的一個(gè)短邊處形成孔c1到c3，在另外一邊形成孔c4到c6。在密封構(gòu)件的兩個(gè)短邊中的一個(gè)短邊處形成孔s1到s3，在另外一邊形成孔s4到s6。孔a1、s1和c1彼此連通并限定了陰極入口支管(manifold)。類似地，孔a2、s2和c2限定了冷卻劑出口支管；孔a3、s3和c3限定了陽極出口支管；孔a4、s4和c4限定了陽極入口支管；孔a5、s5和c5限定了冷卻劑入口支管；以及孔a6、s6和c6限定了陰極出口支管。

在隔離物33a的面向MEGA 20的表面上，陽極入口支管和陽極出口支管彼此連通，從而形成了燃料氣體在其中流動(dòng)的陽極流動(dòng)通道34a。在隔離物33c的面向MEGA 20的表面上，陰極入口支管和陰極出口支管彼此連通，從而形成了氧化劑氣體在其中流動(dòng)的陰極流動(dòng)通道34c。在陽極流動(dòng)通道34a的另一側(cè)的隔離物33c的表面上，以及在陰極流動(dòng)通道34c的另一側(cè)的隔離物33c的表面上，冷卻劑入口支管和冷卻劑出口支管彼此連通，從而分別形成冷卻劑在其中流動(dòng)的冷卻流動(dòng)通道35a和35c。

圖2是燃料電池組1的單個(gè)單元60的部分剖視圖。圖2僅示出了單個(gè)單元60而未示出剩余的單個(gè)單元。MEGA 20包括前述的擴(kuò)散層22a和擴(kuò)散層22c，以及膜電極組件(在下文中被稱為MEA)10。該MEA 10包括大體上矩形的電解質(zhì)膜11，以及分別在電解質(zhì)膜11的一個(gè)表面(圖2中的下表面)和另一個(gè)表面(圖2中的上表面)上形成的陽極側(cè)催化劑層12a和陰極側(cè)催化劑層12c(在下文中被稱為催化劑層)。電解質(zhì)膜11是在濕態(tài)下具有良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性的固體聚合物膜，例如氟基離子交換膜。電解質(zhì)膜11具有周緣區(qū)域11e，以及被周緣區(qū)域11e圍繞的中心區(qū)域11c。

形成催化劑層12a，使得其位置與電解質(zhì)膜11的端部大體上對(duì)齊。這意味著催化劑層12a在包括電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e和中心區(qū)域11c的一側(cè)形成在電解質(zhì)膜11的大體整個(gè)表面上。催化劑層12c在電解質(zhì)膜11的另一個(gè)表面的中心區(qū)域11c中形成，而非在周緣區(qū)域11e中形成。催化劑層12a和催化劑層12c分別是第一催化劑層和第二催化劑層的示例。通過將例如攜帶鉑(Pt)的碳載體以及具有質(zhì)子傳導(dǎo)性的離子交聯(lián)聚合物施加到電解質(zhì)膜11上來形成催化劑層12a和催化劑層12c。

將擴(kuò)散層22a連結(jié)至催化劑層12a，并且將擴(kuò)散層22c連結(jié)至催化劑層12c。擴(kuò)散層22a和擴(kuò)散層22c由具有氣體滲透性和傳導(dǎo)性的材料例如多孔纖維基材形成，其中多孔纖維基材如碳纖維和石墨纖維。擴(kuò)散層22a是連結(jié)至催化劑層12a的第一氣體擴(kuò)散層的示例。擴(kuò)散層22c被設(shè)置成其端部位于催化劑層12c的端部的稍內(nèi)側(cè)，或者與催化劑層12c的端部大體上對(duì)齊。因此，擴(kuò)散層22c被設(shè)置成通過催化劑層12c與電解質(zhì)膜11的中心區(qū)域11c重疊而與周緣區(qū)域11e不重疊。從而，擴(kuò)散層22c被設(shè)置成使得周緣區(qū)域11e暴露。因此，如圖2所示，在MEGA 20的周緣部分形成階梯狀部分25。擴(kuò)散層22c是連結(jié)至催化劑層12c使得周緣區(qū)域11e被暴露的第二氣體擴(kuò)散層的示例。

類似地，擴(kuò)散層22a被設(shè)置成使得其端部與催化劑層12a的端部大體上對(duì)齊。然而，如之前所述，催化劑層12a在電解質(zhì)膜11的一側(cè)在大體上整個(gè)表面上形成。這意味著擴(kuò)散層22a被設(shè)置成使得通過催化劑層12a不僅與中心區(qū)域11c重疊而且與周緣區(qū)域11e重疊。由于擴(kuò)散層22a被設(shè)置成使得與周緣區(qū)域11e重疊，因此MEA 10以穩(wěn)定的方式被支持。而且，將擴(kuò)散層22a連結(jié)至催化劑層12a，將擴(kuò)散層22c連結(jié)至催化劑層12c，并且擴(kuò)散層22a和擴(kuò)散層22c被設(shè)置成使得其不與電解質(zhì)膜11直接接觸。因此，例如，防止了擴(kuò)散層22a或擴(kuò)散層22c的纖維與電解質(zhì)膜11直接接觸并且損壞電解質(zhì)膜11。此外，由于擴(kuò)散層22c比擴(kuò)散層22a薄，因此抑制了陰極氣體的擴(kuò)散阻力的增加，從而抑制燃料電池組1的發(fā)電效率的劣化。在該示例中，擴(kuò)散層22c被形成為比擴(kuò)散層22a薄，但本發(fā)明不限于此。

密封構(gòu)件40是用于防止催化劑電極之間的電氣短路和交叉泄露(cross leakage)的構(gòu)件，具有框架形狀并且由樹脂制成。密封構(gòu)件40包括具有框架形狀的且由樹脂制成的基材41以及分別設(shè)置于基材41的兩個(gè)表面上的粘合劑層42。設(shè)置于基材41的一個(gè)表面(在圖2中的下表面)上的粘合劑層42接合至隔離物33a。設(shè)置于基材41的另一個(gè)表面(在圖2中的上表面)上的粘合劑層42接合至隔離物33c。因此，密封構(gòu)件40被夾在一對(duì)隔離物33a和隔離物33c之間。類似于基材41，以框架形狀在基材41的兩個(gè)表面上設(shè)置粘合劑層42。設(shè)置于基材41的一個(gè)表面上的粘合劑層42是第一粘合劑層的示例，并且設(shè)置于基材41的另一個(gè)表面上的粘合劑層42是第二粘合劑層的示例。

如圖2所示，僅在接合至隔離物33a和隔離物33c的部分上分別設(shè)置兩個(gè)粘合劑層42，這兩個(gè)粘合劑層42在電解質(zhì)膜11的平面方向上與電解質(zhì)膜11分開至電解質(zhì)膜11的外側(cè)。因此，粘合劑層42的內(nèi)周緣42e位于基材41的內(nèi)周緣41e的外側(cè)?；?1的內(nèi)周緣41e側(cè)經(jīng)由粘合劑50接合至電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e。粘合劑50可以存在于基材41的內(nèi)周緣41e側(cè)的一個(gè)表面(在圖2中的下表面)與電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e之間。粘合劑50是例如熱固性樹脂，但是也可以是紫外線固化樹脂。在施加前粘合劑50的狀態(tài)可以是例如凝膠狀、膠狀、乳狀狀態(tài)中的任何狀態(tài)。粘合劑50是將基材41的內(nèi)周緣41e側(cè)的一個(gè)表面接合至電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e的粘合部分的示例。

在電解質(zhì)膜11的平面方向上，在基材41的內(nèi)周緣41e與粘合劑層42之間的基材41上沒有設(shè)置除了粘合劑50之外的其他粘合劑部件。更詳細(xì)地，在基材41的一個(gè)表面上，粘合劑層42在電解質(zhì)膜11的平面方向上與粘合劑50分開，并且在電解質(zhì)膜11的平面方向上設(shè)置于電解質(zhì)膜11的外側(cè)，并且在粘合劑層42與粘合劑50之間不提供粘合劑部件。在基材41的另一表面上，粘合劑層42在電解質(zhì)膜11的平面方向上與粘合劑50分開，并且在電解質(zhì)膜11的平面方向上設(shè)置于電解質(zhì)膜11的外側(cè)，并且在粘合劑層42與粘合劑50之間不提供粘合劑部件。這意味著在電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e周圍的基材41上沒有設(shè)置除了粘合劑50之外的其他粘合劑部件。

基材41由下述材料形成：該材料的結(jié)構(gòu)在后面描述的用于制造單個(gè)單元60的步驟中的熱壓接合時(shí)的溫度條件下不會(huì)變化。具體地，基材41的材料是例如PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)等。為了將基材41以及隔離物33a和33c彼此接合并且保證密封性，粘合劑層42具有以下特性：它們具有針對(duì)其他物質(zhì)的高粘性，在熱壓接合時(shí)的溫度條件下變軟，并且與基材41的粘性和熔點(diǎn)相比具有較低的粘性和熔點(diǎn)。更具體地，粘合劑層42是聚酯基或改性烯烴基熱塑性樹脂，但是也可以是作為改性環(huán)氧樹脂的熱固性樹脂。

隔離物33a和隔離物33c是夾住MEGA 20并且還夾住密封構(gòu)件40的一對(duì)隔離物的示例。隔離物33a和隔離物33c由具有氣體阻隔特性和傳導(dǎo)性的材料形成，并且可以由以下材料形成：壓制不銹鋼、由金屬例如鈦和鈦合金形成的片狀構(gòu)件、或碳構(gòu)件例如致密的碳。

接下來對(duì)在不同于該示例的比較示例中可能會(huì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行說明。圖3是比較示例的說明視圖。在比較示例中，對(duì)于與該示例中的部件相同的部件將使用相同的附圖標(biāo)記以避免重復(fù)說明。在比較示例中的燃料電池組1x的單個(gè)單元60x中，MEGA 20x的擴(kuò)散層22ax和22cx具有相同的厚度。此外，在密封構(gòu)件40x的基材41的表面兩側(cè)，粘合劑層42x的內(nèi)周緣42e和基材41的內(nèi)周緣41e彼此對(duì)齊。設(shè)置在基材41的一個(gè)表面(圖3中的下表面)上的粘合劑層42x經(jīng)由粘合劑50接合至電解質(zhì)膜11。類似于粘合劑層42，粘合劑層42x是熱塑性樹脂。

在該燃料電池組1x中，在密封構(gòu)件40x通過粘合劑50接合至電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e之后，隔離物33a和隔離物33c以及密封構(gòu)件40x通過熱壓接合相互接合。因此，在隔離物33a和隔離物33c以及密封構(gòu)件40x的熱壓接合之后的冷卻時(shí)，粘合劑層42x中未接合至隔離物33a和隔離物33c以及粘合劑50中的任何一個(gè)的部分收縮，并且電解質(zhì)膜11會(huì)在電解質(zhì)膜的平行方向上或者在圖3所示的箭頭方向上被拉到電解質(zhì)11的外側(cè)。即使在粘合劑層42x是熱固性樹脂的情況下，粘合劑層42x也會(huì)在熱固化之后的冷卻時(shí)會(huì)收縮，并且可能發(fā)生類似的問題。此外，在燃料電池組1x被置于低溫環(huán)境下的情況下，即使粘合劑層42x是熱塑性樹脂和熱固性樹脂中的任何一個(gè)，也可能發(fā)生類似的問題。如到目前為止所述的，由于施加至電解質(zhì)膜11的張力，可能損壞電解質(zhì)膜11。

因此，如之前所述，在根據(jù)該示例的燃料電池組1中，在電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e的周圍的基材41上，沒有設(shè)置除了粘合劑50之外的其他粘合劑部件。因此，即使粘合劑層42收縮，也會(huì)抑制基材41連同粘合劑層42一起收縮。由于抑制了基材41的收縮，因此施加于接合至基材41的電解質(zhì)膜11的張力也被抑制。

此外，對(duì)于基材41，使用線性膨脹系數(shù)比粘合劑層42的線性膨脹系數(shù)低的材料，使得基材41本身不會(huì)輕易收縮。例如，在粘合劑層42是聚酯基熱塑性樹脂的情況下，其線性膨脹系數(shù)是200×10^-6/K。在粘合劑層42是改性烯烴基熱塑性樹脂的情況下，其線性膨脹系數(shù)是300×10^-6/K。在粘合劑層42是作為改性環(huán)氧樹脂的熱固性樹脂的情況下，其線性膨脹系數(shù)是180×10^-6/K。同時(shí)，在基材41是PEN的情況下，其線性膨脹系數(shù)是18×10^-6/K，在基材41是PES的情況下，線性膨脹系數(shù)是57×10^-6/K，以及在基材41是PET的情況下，線性膨脹系數(shù)是15×10^-6/K。如上所述，由于使用不易收縮的材料作為用于基材41的材料，所以在低溫環(huán)境下也抑制了基材41的收縮。用于基材41的材料不限于上述那些材料，并且優(yōu)選地是使基材41的線性膨脹系數(shù)為57×10^-6/K或更小的材料。如到目前為止所述的，由于抑制了基材本身的收縮，因此也抑制了施加于電解質(zhì)膜11的張力。

接下來，說明了單個(gè)單元60的制造方法。圖4是示出單個(gè)單元60的制造方法的流程圖。首先，制備MEGA 20以及隔離物33a和隔離物33c(步驟S10)，并且之后制造密封構(gòu)件40(步驟S20)。接下來，通過使用例如分配器來將粘合劑50施加在電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e上，周緣區(qū)域11e在階梯狀部分25中暴露。將基材41的內(nèi)周緣41e側(cè)接合至電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e，使得粘合劑層42在電解質(zhì)膜11的平面方向上與電解質(zhì)膜11分開(步驟S30)。在粘合劑50是紫外線固化樹脂的情況下，粘合劑50通過紫外線照射固化。在粘合劑50是熱固性樹脂的情況下，代替紫外線照射對(duì)粘合劑50進(jìn)行加熱。在粘合劑50是紫外線固化樹脂的情況下，粘合劑50在短時(shí)內(nèi)被固化，并且降低了制造成本。此外，當(dāng)基材41和電解質(zhì)膜11彼此接合時(shí)，形成特定的空隙，使得基材41的內(nèi)周緣41e與擴(kuò)散層22c不接觸。

接下來，將隔離物33a布置在擴(kuò)散層22a一側(cè)并且將隔離物33c布置在擴(kuò)散層22c一側(cè)，使得隔離物33a和隔離物33c夾住MEGA 20和密封構(gòu)件40(步驟S40)，以及隔離物33a和隔離物33c以及粘合劑層42通過熱壓接合而互相接合(步驟S50)。通過這樣做，可以獲得單個(gè)單元60，其中MEGA 20的外周被密封構(gòu)件40密封。通過將單個(gè)單元60堆疊，可以制造燃料電池組1。步驟S10和步驟S20的順序無關(guān)緊要，而且可以同時(shí)執(zhí)行。

接下來，對(duì)密封構(gòu)件40的制造方法進(jìn)行說明。圖5是示出密封構(gòu)件40的制造方法的流程圖。圖6A至圖6C、圖7A和圖7B是密封構(gòu)件40的制造方法的說明視圖。首先，如圖6A所示，制備具有伸長的形狀的一個(gè)基材片41a和具有伸長的形狀的兩個(gè)粘合劑片42a(步驟S21)?；钠?1a是制造的密封構(gòu)件40的基材41的部件，而粘合劑片42a是制造的密封件40的粘合劑層42的部件。用于粘合劑片42a的材料是熱塑性樹脂，并且例如是聚酯基樹脂或者改性烯烴基樹脂。基材片41a是具有伸長的形狀的基材41a的示例。粘合劑片42a是具有伸長的形狀的粘合劑層42的示例。

接下來，如圖6B所示，在兩個(gè)粘合劑片42a的每一個(gè)粘合劑片中，沿著縱向形成矩形開口42d(步驟S22)。開口42d的內(nèi)周緣42e對(duì)應(yīng)于前述制造的密封構(gòu)件40的粘合劑層42的內(nèi)周緣42e。因此，開口42d被形成為大于電解質(zhì)膜11。更進(jìn)一步，通過考慮被夾在隔離物33a和隔離物33c之間的粘合劑層42的位置，設(shè)置開口42d的大小和形狀。更具體地，開口42d被形成為具有與隔離物33a和隔離物33c中的形成陽極流動(dòng)通道34a和陰極流動(dòng)通道34c的部分的大小和形狀相同的大小和形狀。

接下來，如圖6C所示，分別將粘合劑片42a附接至基材片41a的兩個(gè)表面，使得開口42d的內(nèi)周緣42e的位置彼此匹配(步驟S23)。更具體地，在通過使用滾動(dòng)傳輸機(jī)傳送基材片41a和兩個(gè)粘合劑片42a的同時(shí)，通過使用例如壓力滾軸來將粘合劑片42a附接至基材片41a的兩個(gè)表面。在步驟S23中，可以將粘合劑片42a同時(shí)或者一個(gè)接著一個(gè)地附接至基材片41a的兩個(gè)表面。

接下來，如圖7A所示，在開口42d的外側(cè)將基材片41a和粘合劑片42a切割成大體上矩形形狀，使得其具有與隔離物33a和隔離物33c的外周的形狀大體上相同的大小和形狀(步驟S24)。此時(shí)，對(duì)基材片41a和粘合劑片42a進(jìn)行切割，使得距開口42d存在足夠的空間來形成用于支管的孔s1到s6。圖7A示出了切割之后的裁下的部分40’。

接下來，在步驟S24中切割的切割部分40’中，將基材片41a的位于向內(nèi)離開開口42d的周緣42e的位置處的中心部分切割成大體上矩形形狀(步驟S25)。此時(shí)，從基材片41a切割的中心部分被切割，使得該中心部分具有比電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e的外周形狀小并且比中心區(qū)域11c(換句話說，催化劑層12c)的外周形狀大的形狀。因此，形成具有使得基材41的內(nèi)周緣41e側(cè)能夠被布置在電解質(zhì)膜11的周緣區(qū)域11e之上的大小的基材41。

接下來，通過在開口42d的外側(cè)切割粘合劑片42a和基材片41a來形成用于支管的孔s1至s6(步驟S26)。通過該方式，制造框架形狀的密封構(gòu)件40。可以按照任何順序或同時(shí)執(zhí)行步驟S24、S25和S26。通過前述操作，如圖7B所示，制造了密封構(gòu)件40，并且因此也制造了抑制張力被施加至電解質(zhì)膜11的單個(gè)單元60。與圖7A中的裁下的部分40’相比，在圖7B中的密封構(gòu)件40被放大。

到目前為止已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。然而，本發(fā)明并不限于特定實(shí)施方案，并且在不脫離本發(fā)明的在權(quán)利要求的范圍內(nèi)描述的主旨的情況下可以作出各種變形和改變。

在前述的示例中，分別示出了作為第一催化劑層的示例的陽極側(cè)催化劑層12a和作為第二催化劑層的示例的陰極側(cè)催化劑層12c，并且分別示出了作為第一擴(kuò)散層的示例的陽極側(cè)擴(kuò)散層22a和作為第二擴(kuò)散層的示例的陰極側(cè)氣體擴(kuò)散層22c。然而，本發(fā)明不限于這些。第一催化劑層可以是陰極側(cè)催化劑層并且第二催化劑層可以是陽極側(cè)催化劑層，以及第一擴(kuò)散層可以是陰極側(cè)氣體擴(kuò)散層并且第二擴(kuò)散層可以是陽極側(cè)氣體擴(kuò)散層。