專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料電池堆棧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)電極的電解質(zhì) 電極結(jié)構(gòu)體 和隔板的燃料電池所疊層的燃料電池堆棧。
背景技術(shù)：
例如，固體高分子型燃料電池中，由隔板夾持在由高分子離子交換膜 構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別配置了陽(yáng)極側(cè)電極及陰極側(cè)電極 的電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì) 電極結(jié)構(gòu)體)。
燃料電池中，通常將數(shù)十 數(shù)百燃料電池疊層而構(gòu)成燃料電池堆棧。 此時(shí)，需要將燃料電池自身及所述燃料電池彼此進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，例如已
知特開(kāi)2004-172094號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的燃料電池。
該燃料電池是由第一及第二隔板夾持在電解質(zhì)兩側(cè)設(shè)置一對(duì)電極的 電解質(zhì) 電極結(jié)構(gòu)體的燃料電池，所述第一及第二隔板設(shè)有第一及第二定 位用孔部，且在所述第一及第二定位用孔部安裝第一及第二絕緣性定位部 件，并且在所述第一絕緣性定位部件的內(nèi)周壁部嵌合所述第二絕緣性定位 部件的外周壁部，由此以絕緣狀態(tài)進(jìn)行所述第一及第二隔板彼此的定位。
另外，在特開(kāi)2004-241208號(hào)公報(bào)中公開(kāi)有一種具備單電池的燃料電 池，所述單電池由第一及第二隔板夾持在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)置一對(duì)電極的電 解質(zhì)，電極結(jié)構(gòu)體。該燃料電池中，具備將第一及第二隔板的外周在多個(gè) 部位保持的多個(gè)金屬夾片部件，所述金屬夾片部件具有側(cè)板部、和在所述 側(cè)板部的端部彎曲而把持所述第一及第二隔板的外周的第一及第二舌片 部，所述第一及第二舌片部與所述側(cè)板部相比構(gòu)成為長(zhǎng)尺寸，并且具有彈 性。
但是，燃料電池堆桟除了采用經(jīng)由沿燃料電池的疊層方向延伸的拉桿 在所述疊層方向上賦予緊固負(fù)荷的結(jié)構(gòu)之外，還采用將疊層的燃料電池收 容到箱狀的殼體內(nèi)而在所述疊層方向上賦予緊固負(fù)荷的結(jié)構(gòu)等，通常作為
車(chē)載用而搭載于各種車(chē)輛上。
此時(shí)，當(dāng)對(duì)車(chē)輛賦予外部負(fù)荷，例如殼體變形而與隔板接觸時(shí)，所述 隔板經(jīng)由所述殼體而短路，或所述隔板變形而導(dǎo)致燃料電池內(nèi)的密封性降 低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決所述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種燃料電 池堆棧，該燃料電池堆棧能夠可靠地阻止在來(lái)自外部的負(fù)荷的作用下所引 起的、隔板的變形所導(dǎo)致的密封性降低及所述隔板的短路。
本發(fā)明提供一種燃料電池堆棧，其通過(guò)疊層具備在電解質(zhì)的兩側(cè)設(shè)有 一對(duì)電極的電解質(zhì) 電極結(jié)構(gòu)體和隔板的燃料電池而構(gòu)成。該燃料電池堆 棧具備在疊層方向上一體保持多個(gè)隔板的連接部件；設(shè)于由所述連接部
件一體保持的所述隔板中至少一個(gè)隔板的外周部，比其它隔板的外周部向 外側(cè)突出，用于承受來(lái)自外部的負(fù)荷的樹(shù)脂制引導(dǎo)部。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)從與燃料電池的疊層方向交差的方向賦予外部負(fù)荷 時(shí)，在至少一個(gè)隔板的外周部向外側(cè)突出而設(shè)置的樹(shù)脂制引導(dǎo)部承受所述 外部負(fù)荷。此時(shí)，多個(gè)隔板由連接部件一體保持，賦予在樹(shù)脂制引導(dǎo)部上 的外部負(fù)荷經(jīng)由所述連接部件而分散在所述多個(gè)隔板上。
由此，能夠良好地阻止燃料電池自身的錯(cuò)位所引起的密封性的降低， 而且不會(huì)引起隔板的短路。另外，在進(jìn)行燃料電池的組裝時(shí)，至少一個(gè)隔 板的外周部上設(shè)置的樹(shù)脂制引導(dǎo)部在組裝引導(dǎo)件上滑動(dòng)，因此，與使所有 的隔板滑動(dòng)的情況相比，滑動(dòng)阻力降低，從而能夠容易地完成組裝作業(yè)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的燃料電池堆棧的概略立體說(shuō)明圖； 圖2是構(gòu)成所述燃料電池堆棧的燃料電池組件的分解立體說(shuō)明圖； 圖3是將所述燃料電池組件定位的定位機(jī)構(gòu)的截面放大說(shuō)明圖； 圖4是所述燃料電池堆棧的要部放大截面圖5 (A) 圖5 (D)是通過(guò)熱化處理來(lái)制造構(gòu)成所述燃料電池組件 的隔板時(shí)的說(shuō)明圖6是與所述隔板一體化的負(fù)荷承受部的說(shuō)明圖7 (A) 圖7 (C)是通過(guò)注射成形處理來(lái)制造構(gòu)成所述燃料電池
組件的隔板時(shí)的說(shuō)明圖8是本發(fā)明第二實(shí)施方式的燃料電池堆棧的要部放大截面圖； 圖9是本發(fā)明第三實(shí)施方式的燃料電池堆棧的要部放大截面圖； 圖10是與構(gòu)成所述燃料電池組件的所述隔板一體化的負(fù)荷承受部的
說(shuō)明圖11是本發(fā)明第四實(shí)施方式的燃料電池堆棧的要部放大截面圖； 圖12是構(gòu)成所述燃料電池堆棧的燃料電池組件的分解立體說(shuō)明圖； 圖13是構(gòu)成本發(fā)明第五實(shí)施方式的燃料電池堆棧的燃料電池的分解 立體說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的燃料電池堆棧10的概略立體說(shuō)明圖。
燃料電池堆棧10將多個(gè)燃料電池組件12沿箭頭A方向疊層并收容到 殼體14內(nèi)。殼體14具備在燃料電池組件12的疊層方向兩端配置的端 板16a、 16b、在所述燃料電池組件12的側(cè)部配置的四片側(cè)部板18a 18d、 將所述端板16a、 16b及所述側(cè)部板18a 18d相互連結(jié)的鉸鏈機(jī)構(gòu)20。
如圖2所示，燃料電池組件12設(shè)有至少第一電解質(zhì)膜(電解質(zhì))*電 極結(jié)構(gòu)體22a及第二電解質(zhì)膜，電極結(jié)構(gòu)體22b、至少第一隔板24、第二 隔板26及第三隔板28。在第一隔板24及第二隔板26之間夾持第一電解 質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a，另一方面，在所述第二隔板26及第三隔板28之 間夾持第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b。第一隔板24 第三隔板28由金 屬隔板構(gòu)成，但例如也可以采用碳隔板。
在燃料電池組件12的長(zhǎng)邊方向(圖2中箭頭C方向)的一端緣部(上 端緣部)，沿箭頭A方向相互連通而設(shè)置用于供給氧化劑氣體例如含氧氣 體的氧化劑氣體入口連通孔30a、和用于供給可燃?xì)怏w例如含氫氣體的可 燃?xì)怏w入口連通孔32a。
在燃料電池組件12的長(zhǎng)邊方向的另一端緣部(下端緣部)，沿箭頭A 方向相互連通而設(shè)置用于排出可燃?xì)怏w的可燃?xì)怏w出口連通孔32b、和用
于排出氧化劑氣體的氧化劑氣體出口連通孔30b。
在燃料電池組件12的短邊方向(箭頭B方向)的一端緣部設(shè)置用于 供給冷卻介質(zhì)的兩個(gè)冷卻介質(zhì)入口連通孔34a，并且在所述燃料電池組件 12的短邊方向的另一端緣部設(shè)置用于排出冷卻介質(zhì)的兩個(gè)冷卻介質(zhì)出口 連通孔34b 。
第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a及第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b例 如具備在全氟磺酸的薄膜中浸漬有水的固體高分子電解質(zhì)膜(電解質(zhì))36、 和夾持所述固體高分子電解質(zhì)膜36的陽(yáng)極側(cè)電極38及陰極側(cè)電極40。
陽(yáng)極側(cè)電極28及陰極側(cè)電極40具有由復(fù)寫(xiě)紙等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層 .(未圖示)、和將表面擔(dān)載有鉑合金的多孔質(zhì)碳粒子均勻涂敷到所述氣體 擴(kuò)散層表面而形成的電極催化劑層(未圖示)。電極催化劑層形成在固體 高分子電解質(zhì)膜36的兩面。
在第一隔板24的朝第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a的面24a上形成 將可燃?xì)怏w入口連通孔32a和可燃?xì)怏w出口連通孔32b連通的第一可燃?xì)?體流路42。該第一可燃?xì)怏w流路42例如由沿箭頭C方向延伸的多個(gè)槽部 構(gòu)成。在第一隔板24的面24b上形成將冷卻介質(zhì)入口連通孔34a和冷卻 介質(zhì)出口連通孔34b連通的冷卻介質(zhì)流路44。
在第二隔板26的朝第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a的面26a上設(shè)置 例如由沿箭頭C方向延伸的多個(gè)槽部構(gòu)成的第一氧化劑氣體流路46，并 且該第一氧化劑氣體流路46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。在第二隔板26的朝第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b 的面26b上形成將燃料電池入口連通孔32a和燃料電池出口連通孔32b連 通的第二可燃?xì)怏w流路48。
在第三隔板28的朝第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b的面28a上設(shè)置 將氧化劑氣體入口連通孔30a和氧化劑氣體出口連通孔30b連通的第二氧 化劑氣體流路50。在第三隔板28的面28b上，與第一隔板24的面24b 重合而一體形成冷卻介質(zhì)流路44。
在第一隔板24的面24a、 24b上，繞該第一隔板24的外周端緣部而 一體形成第一密封部件52。在第二隔板26的面26a、 26b上，繞該第二隔 板26的外周端緣部而一體形成第二密封部件54，并且，在第三隔板28
的面28a、 28b上，繞該第三隔板28的外周端緣部而一體形成第三密封部 件56。
燃料電池堆棧10具備用于將構(gòu)成燃料電池組件12的第一隔板24 第 三隔板28彼此相互進(jìn)行定位的定位機(jī)構(gòu)60。定位機(jī)構(gòu)60具備在第二隔板 26的箭頭C方向兩端緣部一體成形的樹(shù)脂材料制定位部件62、形成于第 一隔板24上的第一孔部64、和設(shè)于第三隔板28上且直徑比所述第一孔部 64小的第二孔部66。
如圖3所示，定位部件62具有大致環(huán)狀，具有與第一隔板24的第一 孔部64嵌合的第一凸?fàn)畈?8、和與第三隔板28的第二孔部66嵌合的第 二凸?fàn)畈?0。定位部件62在第一凸?fàn)畈?8側(cè)設(shè)置圓形狀孔部72，另一 方面，在第二凸?fàn)畈?0側(cè)設(shè)置與另一定位部件62的孔部72嵌合而將所 述定位部件62彼此進(jìn)行定位的突起部74。
如圖2所示，在第一隔板24的外周部，多個(gè)樹(shù)脂制負(fù)荷承受部76如 后述那樣，對(duì)應(yīng)于構(gòu)成所述第一隔板24的金屬板的切口部而一體化。在 各負(fù)荷承受部76上，孔部78a、 78b相互并列設(shè)置。
在第二隔板26及第三隔板28上，分別對(duì)應(yīng)于在箭頭A方向上與第一 隔板24的各負(fù)荷承受部76重合的位置， 一體化形成多個(gè)樹(shù)脂制負(fù)荷承受 部80、 82。在各負(fù)荷承受部80、 82上形成與負(fù)荷承受部76的孔部78a、 78b在箭頭A方向上連通的孔部84a、 84b及86a、 86b。
如圖4所示，孔部78a、 78b的直徑設(shè)定為比孔部84a、 84b及86a、 86b的直徑小，并且負(fù)荷承受部76、 80及82中至少所述負(fù)荷承受部80 比其它負(fù)荷承受部76、 82更向外側(cè)突出。該負(fù)荷承受部80經(jīng)由殼體14 承受從外部賦予的負(fù)荷(外部負(fù)荷)，并且構(gòu)成在疊層各燃料電池組件12 時(shí)具有引導(dǎo)功能的樹(shù)脂制引導(dǎo)部。另外，也可只在第二隔板26上設(shè)置負(fù) 荷承受部80,不在第一隔板24及第三隔板28上設(shè)置負(fù)荷承受部76、 82。
在相對(duì)于疊層方向交替配置的燃料電池組件12中，向孔部78a、 84a、 及86a插入連接部件、例如絕緣性樹(shù)脂夾片88，并且在另一個(gè)交替配置的 燃料電池組件12中，向各孔部78b、 84b及86b同樣插入作為連接部件的 樹(shù)脂夾片88。
就各樹(shù)脂夾片88而言，頭部88a卡止于第一隔板24，另一方面，大
徑的凸緣部88b與第三隔板28抵接，由此將第一隔板24、第二隔板26 及第三隔板28在疊層方向上一體保持。
負(fù)荷承受部76、 80及82通過(guò)如下所示的各方法與第一隔板24、第二 隔板26及第三隔板28 —體化。
例如圖5 (A)所示，首先成形薄板狀金屬板90，并且預(yù)先成形與負(fù) 荷承受部76、 80及82對(duì)應(yīng)的樹(shù)脂部件92。
其次，在將樹(shù)脂部件92的凸起部92a插入設(shè)于金屬板90上的孔部90a 中后(參照?qǐng)D5 (B))，將所述凸起部92a熱鉚接。由此，樹(shù)脂部件92和 金屬板90—體化(參照?qǐng)D5 (C))。
進(jìn)而如圖5 (D)所示，通過(guò)在金屬板90的外周緣部實(shí)施絕緣覆蓋處 理，而成形第一密封部件52、第二密封部件54及第三密封部件56。由此 制作第一隔板24、第二隔板26及第三隔板28。
在此，如圖6所示，負(fù)荷承受部76、 80及82對(duì)應(yīng)于金屬板90上設(shè) 置的切口部90b而一體化。因此，形成于負(fù)荷承受部76、 80及82上的孔 部78a、 78b、 84a、 84b及86a、 86b只是將該負(fù)荷承受部76、 80及82沿 疊層方向貫通，金屬部分并不在所述孔部78a、 78b、 84a、 84b及86a、 86b 露出。
另外，除采用所述基于熱鉚接的制造方法之外，還采用基于注射成形 的制造方法。如圖7 (A)所示，準(zhǔn)備金屬板90，在將該金屬板90裝填到 未圖示的注射成形機(jī)中的狀態(tài)下，使用熔融樹(shù)脂注射成形負(fù)荷承受部76、 80及82 (參照?qǐng)D7 (B))。進(jìn)而如圖7 (C)所示，覆蓋金屬板卯的所希 望的部位而實(shí)施絕緣覆蓋處理，由此成形第一密封部件52、第二密封部件 54及第三密封部件56。
其次，對(duì)組裝燃料電池堆棧10的作業(yè)進(jìn)行如下說(shuō)明。 首先，在燃料電池組件12中，在第一隔板24和第二隔板26之間配 置第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a，并且在所述第二隔板26和第三隔板 28之間配置第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b (參照?qǐng)D2)。在該狀態(tài)下將第 一隔板24、第二隔板26及第三隔板28彼此向疊層方向(箭頭A方向) 按壓。
因此，如圖3所示，在與第二隔板26—體成形的定位部件62上，第
一凸?fàn)畈?8與第一隔板24的第一孔部64嵌合。另一方面，定位部件62 的第二凸?fàn)畈?0與第三隔板28的第二孔部66嵌合。因此，第一隔板24 第三隔板28彼此經(jīng)由定位機(jī)構(gòu)60而定位，并且組裝燃料電池組件12。
另外，在規(guī)定數(shù)的燃料電池組件12中，將樹(shù)脂夾片88分別插入負(fù)荷 承受部76、 80及82的一方的孔部78a、 84a及86a中，經(jīng)由該樹(shù)脂夾片 88將第一隔板24、第二隔板26及第三隔板28彼此相互保持。
在其它規(guī)定數(shù)的燃料電池組件12中，將樹(shù)脂夾片88分別插入負(fù)荷承 受部76、 80及82的另一方的孔部78b、 84b及86b中， 一體保持第一隔 板24、第二隔板26及第三隔板28。
這樣組裝的各燃料電池組件12按照插入孔部78a、 84a及86a中的樹(shù) 脂夾片88、和插入孔部78b、 84b及86b中的樹(shù)脂夾片88交替的方式沿未 圖示的導(dǎo)軌相互疊層。
此時(shí)，在各燃料電池組件12中，與配置于大致中央的第二隔板26的 側(cè)部一體化的負(fù)荷承受部80比第一隔板24的負(fù)荷承受部76及第三隔板 28的負(fù)荷承受部82更向外側(cè)鼓出形成。
因此，只是負(fù)荷承受部80起到樹(shù)脂性引導(dǎo)部的功能，只沿導(dǎo)軌引導(dǎo) 該負(fù)荷承受部80即可，從而可降低滑動(dòng)阻力，并且可將燃料電池組件12 彼此容易且準(zhǔn)確地疊層。
下面，對(duì)該燃料電池堆棧10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如圖1所示，在燃料電池堆棧10中，向氧化劑氣體入口連通 孔30a供給含氧氣體等氧化劑氣體(空氣)，并且向可燃?xì)怏w入口連通孔 32a供給含氫氣體等可燃?xì)怏w。進(jìn)而向兩個(gè)冷卻介質(zhì)入口連通孔34a供給 純水或甘醇、油等冷卻介質(zhì)。
如圖2所示，氧化劑氣體向燃料電池組件12的氧化劑氣體入口連通 孔30a供給，沿箭頭A方向移動(dòng)，被導(dǎo)入第二隔板26的第一氧化劑氣體 流路46及第三隔板28的第二氧化劑氣體流路50。被導(dǎo)入第一氧化劑氣體 流路46中的氧化劑氣體沿第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a的陰極側(cè)電極 40移動(dòng)，另一方面，被導(dǎo)入第二氧化劑氣體流路50的氧化劑氣體沿第二 電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b的陰極側(cè)電極40移動(dòng)。
可燃?xì)怏w被從燃料電池組件12的可燃?xì)怏w入口連通孔32a導(dǎo)入第一
隔板24的第一可燃?xì)怏w流路42及第二隔板26的第二可燃?xì)怏w流路48。 因此，可燃?xì)怏w沿第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a及第二電解質(zhì)膜 電極 結(jié)構(gòu)體22b的各陽(yáng)極側(cè)電極38移動(dòng)。
因此，在第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a及第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu) 體22b中，向各陰極側(cè)電極40供給的氧化劑氣體、和向各陽(yáng)極側(cè)電極38 供給的可燃?xì)怏w在未圖示的電極催化劑層內(nèi)因電化學(xué)反應(yīng)而消耗，從而進(jìn) 行發(fā)電。
其次，被向各陰極側(cè)電極40供給而消耗的氧化劑氣體在沿氧化劑氣 體出口連通孔30b流動(dòng)后，從可燃?xì)怏w堆棧10排出。同樣，被向各陽(yáng)極 側(cè)電極38供給而消耗的可燃?xì)怏w向可燃?xì)怏w出口連通孔32b排出并流動(dòng)， 從燃料電池堆棧10排出。
另外，冷卻介質(zhì)在從冷卻介質(zhì)入口連通孔34a導(dǎo)入燃料電池組件12 間的冷卻介質(zhì)流路44后，沿箭頭B方向流動(dòng)。該冷卻介質(zhì)冷卻第一電解 質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22a及第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b后，在冷卻介質(zhì) 出口連通孔34b中移動(dòng)，從燃料電池堆棧10排出。
另外，燃料電池堆棧10作為車(chē)載用而搭載于未圖示的車(chē)輛上，其疊 層方向(箭頭A方向)朝車(chē)長(zhǎng)方向配置。而且，若從側(cè)方對(duì)燃料電池堆桟 10賦予外部負(fù)荷F (參照?qǐng)D4)，則構(gòu)成殼體14的側(cè)部板18a (或18c)向 燃料電池組件12側(cè)變形。
此時(shí)，在各燃料電池組件12中，在第二隔板26的外周部，向外側(cè)突 出而設(shè)有負(fù)荷承受部80，賦予在側(cè)部板18a上的外部負(fù)荷F由與該側(cè)部板 18a接觸的負(fù)荷承受部80承受。因此，負(fù)荷承受部80因外部負(fù)荷而向內(nèi) 側(cè)變形或移動(dòng)。
該情況下，在各燃料電池組件12中，將樹(shù)脂夾片88插入負(fù)荷承受部 76、 80、 82的孔部78a、 84a及86a (或78b、 84b及86b)，經(jīng)由該樹(shù)脂夾 片88而一體保持第一隔板24、第二隔板26及第三隔板28。因此，賦予 在負(fù)荷承受部80上的外部負(fù)荷F經(jīng)由樹(shù)脂夾片88也被分散在負(fù)荷承受部 76、 82上，從而外部負(fù)荷F不會(huì)集中作用在第二隔板26上。
由此，燃料電池12內(nèi)不會(huì)引起錯(cuò)位所造成的密封性的降低。而且， 由于負(fù)荷承受部80與側(cè)部板18a接觸，從而能夠良好地阻止第二隔板26
的短路。
尤其負(fù)荷承受部80對(duì)應(yīng)于金屬板90的切口部90b而設(shè)置，并且，作 為將各負(fù)荷承受部76、 80及82—體化的連接部件，設(shè)置樹(shù)脂夾片88。因 此，在賦予外部負(fù)荷F時(shí)，即使側(cè)部板18a向內(nèi)側(cè)變形，也能夠盡可能地 阻止該側(cè)部板18a和第二隔板26的金屬部分接觸，從而可靠地阻止所述 第二隔板26的短路。
圖8是本發(fā)明第二實(shí)施方式的燃料電池堆棧100的要部放大截面圖。 需要說(shuō)明的是，與第一實(shí)施方式的燃料電池堆棧IOO相同的構(gòu)成要素使用 相同參照符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。另外，以下說(shuō)明的第三 第五實(shí)施方式 也相同，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
燃料電池堆棧IOO具備將構(gòu)成各燃料電池組件12的負(fù)荷承受部76、 80及82 —體保持的連接部件、例如絕緣性樹(shù)脂夾片102。該樹(shù)脂夾片102 設(shè)有從頭部88a側(cè)延伸到凸緣部88b的途中的狹縫104。
在該第二實(shí)施方式中，通過(guò)在樹(shù)脂夾片102上設(shè)置狹縫104，從而所 述樹(shù)脂夾片102自身具有彈性體結(jié)構(gòu)。因此，若對(duì)殼體14賦予外部負(fù)荷F， 并經(jīng)由負(fù)荷承受部80對(duì)樹(shù)脂夾片102賦予所述外部負(fù)荷F，則所述樹(shù)脂夾 片102經(jīng)由狹縫104而彈性變形，從而能吸收所述外部負(fù)荷F。
因此，樹(shù)脂夾片102能具有負(fù)荷吸收功能、和向第一隔板24、第二隔 板26及第三隔板28的負(fù)荷分配功能，能進(jìn)一步可靠地阻止燃料電池組件 12自身的錯(cuò)位及密封不良。
圖9是本發(fā)明第三實(shí)施方式的燃料電池堆棧110的要部放大截面圖。
負(fù)荷承受部U2、114及116與構(gòu)成各燃料電池組件12的第一隔板24、 第二隔板26及第三隔板28—體化，并且所述負(fù)荷承受部114比所述負(fù)荷 承受部112、 116更向外側(cè)突出。如圖9及圖10所示，在負(fù)荷承受部112、 114及116的前端側(cè)形成多個(gè)小孔(孔部)118。
將樹(shù)脂夾片102 (或88)插入負(fù)荷承受部112、 114及116， 一體保持 第一隔板24、第二隔板26及第三隔板28。
該第三實(shí)施方式中，如圖9所示，當(dāng)對(duì)殼體14賦予外部負(fù)荷F，側(cè)部 板18a向內(nèi)側(cè)變形而與負(fù)荷承受部114的前端抵接時(shí)，該負(fù)荷承受部114 經(jīng)由多個(gè)小孔118而優(yōu)先破損。
因此，外部負(fù)荷F因負(fù)荷承受部114的破損而被良好地吸收，從而能
夠盡可能地阻止第一隔板24、第二隔板26及第三隔板28的錯(cuò)位。由此， 可得到能夠可靠地阻止密封不良及短路的產(chǎn)生等與第一及第二實(shí)施方式 相同的效果。需要說(shuō)明的是，多個(gè)小孔118只要至少設(shè)于與第二隔板26 一體化的負(fù)荷承受部114上即可。
圖11是本發(fā)明第四實(shí)施方式的燃料電池堆棧120的要部放大截面圖， 圖12是構(gòu)成所述燃料電池堆棧120的燃料電池組件122的分解立體說(shuō)明 圖。
在第一隔板24上，設(shè)置第一孔部64的負(fù)荷承受部124 —體設(shè)置在上 下兩端大致中央，并且，在第三隔板28上，設(shè)置第二孔部66的負(fù)荷承受 部126 —體設(shè)置在上下兩端大致中央。第二隔板26在上下兩端大致中央 設(shè)置一體設(shè)置定位部件62的負(fù)荷承受部128。負(fù)荷承受部128比負(fù)荷承受 部124、 126更向外側(cè)突出。
該第四實(shí)施方式中，在負(fù)荷承受部128上一體設(shè)有構(gòu)成定位機(jī)構(gòu)60 的定位部件62，并且在負(fù)荷承受部124、 126上一體設(shè)有第一孔部64及第 二孔部66。因此，定位機(jī)構(gòu)60的結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化，從而有效地削減各燃料電 池組件112的制造成本。
另外，在第一 第四實(shí)施方式中，使用具備第一電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu) 體22a及第二電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體22b、和第一隔板24 第三隔板28 的燃料電池組件12、 122進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此。實(shí)質(zhì)上具備一個(gè)以上 的電解質(zhì)膜，電極結(jié)構(gòu)體和兩個(gè)以上的隔板即可，下面例示。
圖13是構(gòu)成本發(fā)明第五實(shí)施方式的燃料電池堆棧的燃料電池(單電 池)130的分解立體說(shuō)明圖。
燃料電池130具備夾持電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體132的第一隔板134及 第二隔板136。燃料電池堆棧是將所述燃料電池130沿箭頭A方向疊層而 構(gòu)成的。
該第五實(shí)施方式中，燃料電池130由第一隔板134和第二隔板136夾 持單一的電解質(zhì)膜 電極結(jié)構(gòu)體132?？蓪⒃摻Y(jié)構(gòu)適用于所述第一 第四 實(shí)施方式中，由此，在第五實(shí)施方式中，可得到與所述第一 第四實(shí)施方 式相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池堆棧，其通過(guò)疊層具備在電解質(zhì)(36)的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)電極(38、40)的電解質(zhì)·電極結(jié)構(gòu)體(22a)和隔板(24～28)的燃料電池(12)而構(gòu)成，其特征在于，具備在疊層方向上一體保持多個(gè)所述隔板(24～28)的連接部件(88)；設(shè)于由所述連接部件(88)一體保持的所述隔板(24～28)中至少一個(gè)隔板(26)的外周部，比其它隔板(24～28)的外周部向外側(cè)突出，用于承受來(lái)自外部的負(fù)荷的樹(shù)脂制引導(dǎo)部(80)。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆棧，其特征在于，在所述樹(shù)脂制 引導(dǎo)部(80)上，沿所述疊層方向形成有用于插入作為所述連接部件的絕 緣性?shī)A片(88)的孔部(84a)。
3. 如權(quán)利要求2所述的燃料電池堆棧，其特征在于，在所述樹(shù)脂制 引導(dǎo)部(80)上，相互并列形成有多個(gè)所述孔部(84a、 84b)。
4. 如權(quán)利要求2所述的燃料電池堆棧，其特征在于，所述絕緣性?shī)A 片(88)具有大致圓柱狀，并且在設(shè)于軸向一端側(cè)的頭部(88a)及設(shè)于 軸向另一端側(cè)的凸緣部(88b)之間一體保持所述燃料電池(12)。
5. 如權(quán)利要求4所述的燃料電池堆棧，其特征在于，所述絕緣性?shī)A 片(102)形成有沿軸向延伸的狹縫(104)。
6. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆棧，其特征在于，在所述樹(shù)脂制 引導(dǎo)部(114)上形成有在賦予來(lái)自外部的負(fù)荷時(shí)能使該樹(shù)脂制引導(dǎo)部(114)破損的多個(gè)孔部(118)。
7. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆桟，其特征在于，所述隔板(26) 由金屬板(90)構(gòu)成，并且，在所述金屬板(90)的外周端部形成有切口部(90b)，所述樹(shù)脂制引 導(dǎo)部(80)覆蓋所述切口部(90b)而一體化。
8. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池堆棧，其特征在于，具備收容所述 燃料電池(12)的殼體(14)，所述樹(shù)脂制引導(dǎo)部(80)與所述殼體(14)的內(nèi)面抵接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃料電池堆棧(10)，其中，構(gòu)成燃料電池堆棧(10)的各燃料電池組件(12)具備第一隔板(24)、第二隔板(26)及第三隔板(28)。在第一隔板(24)、第二隔板(26)及第三隔板(28)的外周部，分別在規(guī)定的位置將規(guī)定數(shù)的負(fù)荷承受部(76、80及82)一體化，并且，所述負(fù)荷承受部(80)比所述負(fù)荷承受部(76、82)更向殼體(14)側(cè)突出。通過(guò)將樹(shù)脂夾片(88)插入負(fù)荷承受部(76、80及82)，第一隔板(24)、第二隔板(26)及第三隔板(28)經(jīng)由所述樹(shù)脂夾片(88)被一體保持。
文檔編號(hào)H01M8/02GK101110485SQ200710136838
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者坂野雅章, 安藤敬祐 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社