[發明專利]帶框架的膜電極接合體、燃料電池用單元電池以及燃料電池堆

有效

• 申請號: 201480051840.9
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN105556725B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 影山和弘;杉野學;安武明
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004;H01M8/0273
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

一種帶框架的膜電極接合體，其具有：膜電極接合體(2)，該膜電極接合體(2)具有利用一對電極層(12、13)夾持電解質膜(11)而成的結構；樹脂制的框架(1)，其設置在膜電極接合體(2)的周圍，框架(1)具有：開口部(1A)，該開口部(1A)用于配置膜電極接合體(2)；臺階部(1B)，其沿著開口部的周緣形成；內周緣部(1C)，其由于臺階部(1B)而偏置于框架的單面側，且構成為膜電極接合體(2)的外周緣部接合于內周緣部(1C)的與偏置側相反的一側的面的結構，在框架(1)中，作為與膜電極接合體(2)接合的接合部分的內周緣部(1C)的厚度與主體部分的厚度大致相等且在臺階部(1B)處變為厚壁，能夠確保針對厚度方向的力的強度，從而防止框架(1)的破損。

技術領域

本發明涉及一種應用于固體高分子型的燃料電池的帶框架的膜電極接合體，并且涉及使用該帶框架的膜電極接合體的燃料電池用單元電池以及燃料電池堆。

背景技術

作為該種膜電極接合體，以燃料電池用帶樹脂框的電解質膜·電極構造體的制造方法的名稱記載于專利文獻1。對于專利文獻1所記載的帶樹脂框的電解質膜·電極構造體而言，在其外周處設為除去了陽極電極的狀態而使電解質膜暴露。另外，在樹脂制框構件的內周設置有與陽極電極的厚度相當的薄壁狀的內周突部和在陰極電極側沿著厚度方向突出的樹脂突起部。而且，帶有樹脂框的電解質膜·電極構造體利用粘接層將樹脂制框構件的內周突部與暴露的電解質膜相接合，之后，使樹脂突起部加熱熔融并浸漬于陰極電極的氣體擴散層，從而構成為在氣體擴散層內形成有樹脂浸漬部的結構。

專利文獻1：日本國特開2013-131417號公報

發明內容

發明要解決的問題

但是，上述那樣的以往的帶框架的膜電極接合體(燃料電池用的帶樹脂框的電解質膜·電極構造體)是將設置于框架(樹脂制框構件)的薄壁狀的內周突部與膜電極接合體(電解質膜·電極構造體)接合而成的結構，因此，例如存在如下問題：若在陽極氣體和陰極氣體之間產生壓差，則使得框架以在厚度方向撓曲的方式變形，而反復如此有可能會使框架的內周突部發生破損，所以解決這樣的問題成為了課題。

本發明是著眼于上述以往的課題而做成的，其目的在于提供一種能夠針對作用于厚度方向的力確保足夠的強度、能夠防止框架的破損的帶框架的膜電極接合體。

用于解決問題的方案

本發明的帶框架的膜電極接合體具有：膜電極接合體，其具有利用一對電極層夾持電解質膜而成的結構；樹脂制的框架，其設置在膜電極接合體的周圍。所述框架具有：開口部，其用于配置膜電極接合體；臺階部，其沿著開口部的周緣形成且與框架的厚度大小相當；內周緣部，其以由于臺階部而偏置于框架的單面側的狀態在開口部內延伸。而且，帶框架的膜電極接合體構成為膜電極接合體的外周緣部接合于內周緣部的與偏置側相反的一側的面而成的結構，并將上述結構作為解決以往的課題的方式。

發明的效果

本發明的帶框架的膜電極接合體通過采用上述結構，對于框架而言，在使作為與膜電極接合體接合的接合部分的內周緣部的厚度大致等于主體部分的厚度的同時，利用臺階部形成厚壁，因此，針對作用于厚度方向的力能夠確保足夠的強度，能夠防止框架的破損。

附圖說明

圖1是說明本發明的燃料電池堆的立體圖(A)、分解狀態的立體圖(B)以及表示電池模塊和密封板件的立體圖(C)。

圖2是將構成圖1所示的燃料電池堆的燃料電池用單元電池設為分解狀態來表示的立體圖。

圖3是表示用于說明本發明的帶框架的膜電極接合體的第1實施方式的主要部件的剖視圖(A)、臺階部附近的放大剖視圖(B)以及表示輸入壓差時的產生應力比的圖表。