[發(fā)明專利]燃料電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110365099.1
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102479965A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設計）人: 佐藤雅彥;渡邊康博;佐藤修二;坂野雅章
• 申請（專利權）人: 本田技研工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發(fā)明涉及一種燃料電池，其層疊有在電解質膜的兩側設有一對電極的電解質膜-電極結構體和隔板，并在所述隔板上形成有沿著電極面供給反應氣體的反應氣體流路。

背景技術

例如，固體高分子型燃料電池具備通過隔板夾持電解質膜-電極結構體(MEA)而成的發(fā)電電池(單位電池)，該電解質膜-電極結構體(MEA)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陽極側電極及陰極側電極。在此種燃料電池中，在作為車載用而使用時，通常作為層疊有幾十～幾百個單位電池的燃料電池堆使用。

在燃料電池中，由于向層疊的各發(fā)電電池的陽極側電極及陰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，因此大多使用所謂內(nèi)部分流器(manifold)，該內(nèi)部分流器具備沿著發(fā)電電池的層疊方向貫通而設置的反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔，所述反應氣體入口連通孔及所述反應氣體出口連通孔與沿著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。

這種情況下，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，為了使反應氣體的流動順暢地進行，而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，在日本特開平6-140056號公報(以下，稱為現(xiàn)有技術)所公開的固體電解質燃料電池中，如圖16所示，具備隔板1。

在隔板1的四個角部形成有彼此位于對角線上而用于使一方的反應氣體流動的供排氣孔2a、2a和用于使另一方的反應氣體流動的供排氣孔2b、2b。在隔板1的面1a上，通過交替地設置槽和突起而形成反應氣體流路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上，供排氣孔2a、2a和反應氣體流路3a通過氣體分配路(緩沖部)4a、4a連通，并且在所述氣體分配路4a設有多個集電體5。在隔板1的面1b上形成有將供排氣孔2b、2b和反應氣體流路3b連通的氣體分配路4b、4b，并且在所述氣體分配路4b設有多個集電體5。

然而，在上述的現(xiàn)有技術中，與反應氣體流路3a的寬度尺寸(箭頭X方向)相比，供排氣孔2a、2a的開口直徑相當小。因此，無法經(jīng)由氣體分配路4a、4a而沿著反應氣體流路3a的寬度方向(箭頭X方向)均勻地供給反應氣體。

由此，在反應氣體流路3a的發(fā)電區(qū)域產(chǎn)生反應氣體流量減少的部位。因此，在低負載時，會引起不穩(wěn)定的發(fā)電，而在高負載時，會產(chǎn)生因反應氣體不足引起的過大的濃度過電壓，從而無法得到所希望的發(fā)電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明用于解決此種問題，其目的在于提供一種能夠從反應氣體連通孔經(jīng)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，且能夠以簡單的結構來保持良好的發(fā)電性能的燃料電池。

本發(fā)明涉及一種燃料電池，其層疊有在電解質膜的兩側設有一對電極的電解質膜-電極結構體和隔板，并且在所述隔板上形成有沿著電極面供給反應氣體的反應氣體流路。

該燃料電池將反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔與反應氣體流路分別連通的入口緩沖部及出口緩沖部，其中，該反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔使反應氣體沿著層疊方向流動。入口緩沖部具有接近反應氣體入口連通孔的第一入口緩沖區(qū)域及接近第一反應氣體流路的第二入口緩沖區(qū)域，出口緩沖部具有接近反應氣體出口連通孔的第一出口緩沖區(qū)域及接近所述第一反應氣體流路的第二出口緩沖區(qū)域。

并且，第一入口緩沖區(qū)域比第二入口緩沖區(qū)域在層疊方向上形成得深，且第一出口緩沖區(qū)域比第二出口緩沖區(qū)域在所述層疊方向上形成得深，并且，所述第一入口緩沖區(qū)域和所述第一出口緩沖區(qū)域設定成彼此不同的表面積。

根據(jù)本發(fā)明，接近反應氣體入口連通孔的第一入口緩沖區(qū)域比接近反應氣體流路的第二入口緩沖區(qū)域在層疊方向上形成得深。另一方面，接近反應氣體出口連通孔的第一出口緩沖區(qū)域比接近反應氣體流路的第二出口緩沖區(qū)域在層疊方向上形成得深。

因此，從反應氣體入口連通孔向第一入口緩沖區(qū)域供給的反應氣體在從所述第一入口緩沖區(qū)域到第二入口緩沖區(qū)域均勻地分配后，向反應氣體流路供給。而且，反應氣體在從反應氣體流路通過第二出口緩沖區(qū)域而向第一出口緩沖區(qū)域均勻地分配后，向反應氣體出口連通孔排出。

反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔的開口寬度尺寸通過分別接近所述反應氣體入口連通孔及所述反應氣體出口連通孔的槽深的第一入口緩沖區(qū)域及第一出口緩沖區(qū)域而實際上變寬。因此，能夠從反應氣體入口連通孔經(jīng)由入口緩沖部對反應氣體流路整體均勻且可靠地供給反應氣體。