[發(fā)明專利]燃料電池用墊片、燃料電池用接合片及片材部件的接合方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380039638.X
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104487240B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山本將也;堀部哲史;小野圭;豊島劍一;寺崎貴行
• 申請（專利權(quán)）人: 日產(chǎn)自動車株式會社
• 主分類號: B32B3/30
• 分類號: B32B3/30;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 劉曉迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池用墊片、燃料電池用接合片及片材部件的接合方法。

背景技術(shù)

近年來，與以能量、環(huán)境問題為背景的社會要求及動向相呼應(yīng)，即使在常溫下也能夠動作而得到高輸出密度的燃料電池作為電動汽車用電源、定置型電源備受關(guān)注。燃料電池是電極反應(yīng)得到的生成物原理上是水，對地球環(huán)境的負荷少的綠色發(fā)電系統(tǒng)。特別是，固體高分子型燃料電池(PEFC)由于以較低溫度動作，故而作為電動汽車電源而備受期待。

燃料電池的單電池中所包含的膜電極接合體(MEA：membrane electrode assembly，以下也稱作MEA)具有配置有催化劑層的電解質(zhì)膜和配置于電解質(zhì)膜的兩面的框狀的墊片。墊片以包圍電解質(zhì)膜的催化劑層的方式定位，具有防止向催化劑層供給的燃料氣體及氧化劑氣體泄漏到外部的功能。

作為在將多個片材部件層疊(貼合)時，抑制在片材部件彼此之間殘留氣泡的技術(shù)，已知有形成有貫通孔的樹脂片(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1：國際公開第2004/061032號

即使將專利文獻1的樹脂片材應(yīng)用于MEA的墊片，在貫通孔中也會存在不能排出氣泡的區(qū)域，難以抑制氣泡的殘留。

有時因殘留的氣泡而使由墊片包圍的區(qū)域和墊片的外側(cè)連通。或者，有時因殘留的氣泡而在墊片上形成凸部，因該凸部而使墊片和隔板的緊密貼合性降低。由此，向催化劑層供給的燃料氣體及氧化劑氣體可能會泄漏到外部。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的課題而設(shè)立的，其目的在于提供一種可抑制氣泡殘留的燃料電池用墊片、燃料電池用接合片、及可抑制氣泡殘留的片材部件的接合方法。

實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的燃料電池用墊片層疊在電解質(zhì)膜的外周緣，其中，具有片狀的基材。所述基材具有：設(shè)于片材面方向的槽部的至少一部分面向所述基材的端部的第一接合部、和不具有槽部的第二接合部。燃耗電池用墊片在所述基材的所述第一接合部及所述第二接合部層疊于所述電解質(zhì)膜上。

另外，實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的燃料電池用墊片層疊在電解質(zhì)膜的外周緣，其中，具有：片狀的基材；設(shè)于所述基材且包含接合部件的粘接層。所述粘接層具有：設(shè)于片材面方向的槽部的至少一部分面向所述粘接層的端部的第一接合部、和不具有槽部的第二接合部。燃料電池用墊片在所述粘接層的所述第一接合部及所述第二接合部層疊于所述電解質(zhì)膜。

實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的片材部件的接合方法首先，將包含設(shè)于片材面方向的槽部的至少一部分面向片材端部的第一接合部和不具有槽部的第二接合部的第一片材部件與第二片材部件重疊，準備層疊片。其次，將對所述層疊片向?qū)盈B方向加壓的按壓部件壓靠在所述層疊片的所述第二接合部上。而且，具有使壓靠的所述按壓部件從所述第二接合部向所述第一接合部移動的排氣工序。

附圖說明

圖1是表示燃料電池的電池構(gòu)造的剖面圖；

圖2是表示圖1所示的電解質(zhì)膜及墊片的平面圖；

圖3是表示將墊片和電解質(zhì)膜層疊后的接合片的沿著圖2的3－3線的剖面圖；

圖4是表示在構(gòu)成墊片的主體部的基材上設(shè)有粘接層的情形的立體圖；

圖5是對墊片以其粘接層側(cè)為表面而進行表示的平面圖；

圖6(A)是沿著圖4的6A－6A線的剖面圖，圖6(B)是將由圖6(A)的雙點劃線包圍的6B部放大表示，且表示槽部的截面形狀的放大圖，圖6(C)是表示槽部的其它截面形狀的放大圖；

圖7(A)～(C)是用于說明將墊片和電解質(zhì)膜接合的順序的說明圖；

圖8是表示片材部件的變形例的剖面圖；

圖9是表示槽部的變形例的剖面圖；

圖10是表示按壓部件的變形例的剖面圖。

標記說明

10： 單電池

20： 膜－電極接合體(MEA)

21： 電解質(zhì)膜(第二片材部件)

22、23： 催化劑層

24、25： 氣體擴散層

31、32： 隔板

40、60： 墊片(第一片材部件)

50： 基材

52： 開口部

70： 接合片、層疊片

71： 第一片材部件

72： 第二片材部件

73： 外周端部(片材端部)

74： 內(nèi)周端部(片材端部)

81(81a～81f)： 第一接合部

82(82a、82b)： 第二接合部