[發(fā)明專利]燃料電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210148729.4
• 申請(qǐng)日: 2012-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN102790226A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杉田成利;中村哲也;小此木泰介;安藤敬祐;市川充郎;石田堅(jiān)太郎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 本田技研工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M8/02
• 分類號(hào): H01M8/02;H01M8/04
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運(yùn)樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種層疊在電解質(zhì)的兩側(cè)配置有一對(duì)電極的電解質(zhì)電極構(gòu)造體和金屬隔板的燃料電池。

背景技術(shù)

例如，固體高分子型燃料電池采用由高分子離子交換膜構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)膜。在該燃料電池中，通過利用隔板(雙極板)夾持電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(電解質(zhì)電極構(gòu)造體)(MEA)而構(gòu)成單電池單元(單位單電池)，其中，電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體(電解質(zhì)電極構(gòu)造體)(MEA)在固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)配置有分別由電極催化劑層和多孔質(zhì)碳構(gòu)成的陽極側(cè)電極及陰極側(cè)電極。通常，層疊有規(guī)定數(shù)量的該單電池單元的燃料電池堆例如作為車載用燃料電池堆使用。

一般而言，在這種燃料電池中，大多情況下構(gòu)成的是在內(nèi)部具備：在單電池單元的層疊方向上貫通而用于使燃料氣體流通的燃料氣體入口連通孔及燃料氣體出口連通孔、用于使氧化劑氣體流通的氧化劑氣體入口連通孔及氧化劑氣體出口連通孔、用于使冷卻介質(zhì)流通的冷卻介質(zhì)入口連通孔及冷卻介質(zhì)出口連通孔的所謂內(nèi)部歧管型燃料電池。

因此，由于在隔板上設(shè)有多個(gè)流體連通孔即燃料氣體入口連通孔、燃料氣體出口連通孔、氧化劑氣體入口連通孔、氧化劑氣體出口連通孔、冷卻介質(zhì)入口連通孔及冷卻介質(zhì)出口連通孔，所以所述隔板的面積變得相當(dāng)大。尤其，在使用金屬隔板作為隔板時(shí)，高價(jià)的不銹鋼等材料的使用量增大，零件單價(jià)高漲。

因此，考慮在層疊電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體和金屬隔板的燃料電池中，在所述電解質(zhì)電極構(gòu)造體的外周設(shè)置樹脂制的邊框部(樹脂框部件)，并且在該邊框部上貫通形成各流體連通孔，另一方面將金屬隔板配置在所述流體連通孔的內(nèi)側(cè)的構(gòu)成。

在這種燃料電池中，由于在一對(duì)邊框部間夾持金屬隔板，因此需要有特別的密封構(gòu)造。例如，在日本特開2005-276820號(hào)公報(bào)中公開有一種雖然與上述的帶邊框電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體不同，但采用雙重密封件構(gòu)造的燃料電池。

在該燃料電池中，如圖27所示，通過第一隔板3與第二隔板4夾持向膜電極構(gòu)造體1的外部突出的固體電解質(zhì)膜2，并且在所述第一隔板3上設(shè)有雙重密封件5。雙重密封件5具有抵接于固體電解質(zhì)膜2的內(nèi)側(cè)密封件5a以及與在第二隔板4側(cè)設(shè)置的平面密封部件6抵接的外側(cè)密封件5b。

但是，在雙重密封件5中，內(nèi)側(cè)密封件5a的高度與外側(cè)密封件5b的高度不同，密封唇形狀也不同。因而，內(nèi)側(cè)密封件5a和外側(cè)密封件5b需要兩種密封設(shè)計(jì)，并不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明用于解決這種問題，其目的在于提供一種能夠簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)地構(gòu)成雙重密封件，且能夠有效抑制制造成本的燃料電池。

本發(fā)明涉及一種燃料電池，其是層疊電解質(zhì)電極構(gòu)造體和金屬隔板而成的，所述電解質(zhì)電極構(gòu)造體在電解質(zhì)的兩側(cè)配置有一對(duì)電極。

在該燃料電池中，在電解質(zhì)電極構(gòu)造體的外周一體設(shè)有樹脂框部件，在所述樹脂框部件上設(shè)有在層疊方向上貫通且使燃料氣體、氧化劑氣體及冷卻介質(zhì)即各流體流通的多個(gè)流體連通孔。另一方面，金屬隔板相比于樹脂框部件的外周端部，位于更靠流體連通孔的內(nèi)側(cè)的位置并被配置于一對(duì)樹脂框部件間。

而且，在一方的樹脂框部件上設(shè)有雙重密封件，該雙重密封件具有：前端抵接于金屬隔板的內(nèi)側(cè)密封部件、以及前端抵接于另一方的樹脂框部件且被設(shè)定成與所述內(nèi)側(cè)密封部件相同的高度尺寸的外側(cè)密封部件。

在本發(fā)明中，作為雙重密封件的內(nèi)側(cè)密封部件和外側(cè)密封部件被設(shè)定成相同的高度尺寸。因此，內(nèi)側(cè)密封部件及外側(cè)密封部件還可以具有同一密封唇形狀，所述內(nèi)側(cè)密封部件及所述外側(cè)密封部件能夠通過同一即一種密封設(shè)計(jì)來制造。由此，能夠簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)地構(gòu)成雙重密封件，可以有效抑制燃料電池整體的制造成本。

從參照附圖進(jìn)行的下述適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式例的說明中，上述目的及其他目的、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)會(huì)更明確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃料電池的分解立體說明圖。

圖2是所述燃料電池的圖1中的II-II線剖面圖。

圖3是構(gòu)成所述燃料電池的第一電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體的陰極面的說明圖。

圖4是所述第一電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體的陽極面的說明圖。

圖5是構(gòu)成所述燃料電池的第二電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體的陰極面的說明圖。

圖6是所述第二電解質(zhì)膜電極構(gòu)造體的陽極面的說明圖。

圖7是構(gòu)成所述燃料電池的第一金屬隔板的陰極面的說明圖。

圖8是所述第一金屬隔板的陽極面的說明圖。

圖9是構(gòu)成所述燃料電池的第二金屬隔板的陰極面的說明圖。

圖10是所述第二金屬隔板的陽極面的說明圖。