[發明專利]燃料電池

有效

• 申請號: 200810098585.X
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101312248A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 小田優;毛里昌弘;太田廣明;渡邊康博;谷本智;齊藤信廣
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及將在電解質膜的兩側設置一對電極的電解質膜·電極構造體與隔板疊層，并且沿電極面供給反應氣體的反應氣體流路的燃料電池。

背景技術

例如，固體高分子型燃料電池具備由隔板夾持電解質膜·電極構造體(電解質·電極構造體)的發電電池單元(單位電池單元)，該電解質膜·電極構造體在由高分子離子交換膜構成的固體高分子電解質膜的兩側分別配設有正極側電極及負極側電極。在該種燃料電池中，在作為車載用使用時，通常使用疊層了數十～數百的單位電池單元的燃料電池組。

在上述的燃料電池中，為向疊層的各發電電池單元的正極側電極及負極側電極分別供給作為反應氣體的燃料氣體及氧化劑氣體，所謂采用內部歧管的情況多。該內部歧管具備在發電電池單元的疊層方向上貫通的反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔。在沿電極面供給反應氣體的反應氣體流路的入口側及出口側分別連通反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔。

在該情況下，反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔的開口面積比較小。因此，為平滑地進行反應氣體的流動，在反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔的附近，需要使所述反應氣體分散的緩沖部。例如，在由特開平6-140056號公報中公開的固體電解質燃料電池中，如圖5所示，具備隔板1。

在隔板1的四角上，在相互位于對角線處形成有用于一方的反應氣體流動的給排氣孔2a、2a，和用于流動另一方的反應氣體的給排氣孔2b、2b。通過在隔板1的面1a上交替地設置槽與突起，形成反應氣體流路3a，并且在所述隔板1的面1b上同樣地形成有反應氣體流路3b。

在面1a中，給排氣孔2a、2a與反應氣體流路3a利用氣體分配路(緩沖部)4a、4a連通，并且在所述氣體分配路4a上設有多個集電體5。在隔板1的面1b上形成將給排氣孔2b、2b與反應氣體流路3b連通的氣體分配路4b、4b，并且在所述氣體分配路4b上設有多個集電體5。

然而，在上述的現有技術中，與反應氣體流路3a的寬度尺寸(箭頭X方向)相比，給排氣孔2a、2a的開口徑相當小。因此，無法經由氣體分配路4a、4a沿反應氣體流路3a的寬度方向均勻地供給反應氣體。

由此，易產生在反應氣體流路3a的發電區域反應氣體流量變少的部位。從而，在低負載時，由于滯留水導致不穩定的發電，另一方面在高負載時，產生由于反應氣體不足導致的過大的濃度過電壓，從而無法得到期望的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃料電池，其能夠從反應氣體連通孔經由緩沖部向反應氣體流路整體均勻且可靠地供給反應氣體，并可由簡單的結構保持良好的發電性能。

本發明涉及將在電解質膜的兩側設置一對電極的電解質膜·電極構造體與隔板疊層，并且沿電極面供給反應氣體的反應氣體流路的燃料電池。

隔板設有反應氣體在疊層方向上流動的反應氣體連通孔，和將所述反應氣體連通孔與反應氣體流路連通的緩沖部，并且所述緩沖部具有靠近所述反應氣體連通孔的第一緩沖區域和靠近所述反應氣體流路的第二緩沖區域。并且，第一緩沖區域構成為比第二緩沖區域在疊層方向上更深的深槽。

此外，本發明涉及將在電解質膜的兩側設有一對電極的電解質膜·電極構造體與隔板疊層，并且形成沿一方的電極面供給第一反應氣體的第一反應氣體流路和沿另一方的電極面供給第二反應氣體的第二反應氣體流路的燃料電池。

隔板在一方的對角位置處設置第一反應氣體在疊層方向上流動的第一反應氣體供給連通孔及第一反應氣體排出連通孔，并且在另一方的對角位置處設置第二反應氣體在所述疊層方向上流動的第二反應氣體供給連通孔及第二反應氣體排出連通孔。

在隔板一方的面上至少形成將第一反應氣體供給連通孔和第一反應氣體流路連通的入口緩沖部，所述入口緩沖部具有：靠近第一反應氣體供給連通孔的第一入口緩沖區域；以及靠近所述第一反應氣體流路的第二入口緩沖區域。并且，第一入口緩沖區域被構成為比第二入口緩沖區域在疊層方向上更深的深槽。

根據本發明，靠近反應氣體連通孔的第一緩沖區域構成為比靠近反應氣體流路的第二緩沖區域在疊層方向上深的深槽。因此，例如從反應氣體連通孔向第一緩沖區域供給的反應氣體在所述第一緩沖區域均勻地分配。這是因為即使反應氣體連通孔的開口寬度尺寸窄，利用靠近該反應氣體連通孔的深槽的第一緩沖區域，所述反應氣體連通孔的開口寬度尺寸實質上變寬。因而，相對于反應氣體流路整體，從反應氣體連通孔經由緩沖部能夠均勻且確實地供給反應氣體。