[發明專利]燃料電池

有效

• 申請號: 201680054229.0
• 申請日: 2016-08-24
• 公開（公告）號: CN108028399B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 麥島丈弘;長崎仁志;水野步;米澤諭;松尾和秀
• 申請（專利權）人: 本田技研工業株式會社
• 主分類號: H01M8/0271
• 分類號: H01M8/0271;H01M8/0256;H01M8/1004
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉建

本發明提供一種燃料電池，其能夠在平面排列型的燃料電池中，防止氣體從使相鄰接的電池單元彼此電連接的中間連接部的近旁泄漏。電解質膜的兩個表面的電極層被多個電極區域以分割槽分割，電解質膜和電解質膜的一個表面側的一個電極區域和另一個表面側的一個電極區域的層疊結構構成電池單元，在多個該單位電池在電解質膜內形成的中間連接部上串聯連接的電池單元中，至少所述一個表面的電極層具備催化劑層和保護層，該催化劑層具有催化活性并含有質子傳導性樹脂，該保護層位于所述催化劑層和電解質膜之間、具備導電性、且與所述催化劑層相比質子傳導性樹脂的填充密度高，所述中間連接部在所述一個表面上被所述保護層覆蓋。

技術領域

本發明涉及將電池單元排列為平面狀而得到的平面排列型的燃料電池。

背景技術

燃料電池是由氫氣和氧氣獲得電力的裝置。由于伴隨發電而僅生成水，因此近年來作為清潔的電力來源而受到關注。這樣的燃料電池的電池單元的電壓低至0.6～0.8V左右，因此層疊多個包含膜·電極接合體(MEA： Membrane Electrode Assembly)和隔離膜(separator)的電池單元而串聯連接并獲得高輸出功率的燃料電池堆(stack)得以實用化。該燃料電池堆在層疊時作業步驟多，因此存在耗費工序的問題。

另一方面，還已知在一張電解質膜上以平面狀形成多個電池單元的同時形成用于連接相鄰接的電池單元彼此的中間連接部(inter-connector) 部、從而將多個電池單元串聯連接的燃料電池(例如參照專利文獻1)。在這樣的構成中，能夠以一張電解質膜實現高電壓化，具有能夠廢除或者削減層疊電池單元的作業的優點。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-204609號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，如在專利文獻1所述的燃料電池中，為了形成中間連接部而使電解質膜的一部分上形成空隙部。于是，存在有氣體從中間連接部和電解質膜的邊界部泄漏、產生交叉泄漏的擔憂。

本發明是鑒于上述以往的問題而作出的，目的在于提供在平面排列型的燃料電池中，能夠防止氣體從電解質膜泄漏，特別是防止氣體從使相鄰接的電池單元彼此電連接的中間連接部的近旁泄漏的燃料電池。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，本發明的燃料電池在電解質膜的兩個表面上具備電極層，所述兩個表面的電極層具有被分割槽分割的多個電極區域，通過包含所述兩個表面中的一個表面側的一個電極區域、與所述一個電極區域對置的另一個表面側的一個電極區域以及所述電解質膜的層疊結構構成電池單元，多個所述電池單元排列從而得到燃料電池，其特征在于，在所述電解質膜內具備中間連接部，該中間連接部將一個所述電池單元的所述一個表面側的電極區域和與所述一個電池單元相鄰排列的電池單元的另一個表面側的電極區域電連接，至少所述一個表面的電極層具備催化劑層和保護層，該催化劑層具有催化活性并含有質子傳導性樹脂，該保護層位于所述催化劑層與電解質膜之間，具備導電性，且與所述催化劑層相比質子傳導性樹脂的填充密度高，所述中間連接部在所述一個表面上被所述保護層覆蓋。

在本發明的燃料電池中，通過使具備導電性和質子傳導性的保護層介于電解質膜和催化劑層之間，能夠防止氣體的交叉泄漏而不會對電解質膜和催化劑層的功能產生影響。在此，通過使具備導電性的保護層與催化劑層電連接，從而使通過中間連接部將相鄰接的電池單元彼此電連接變為可能。

此外，保護層使質子傳導性樹脂的填充密度高于催化劑層。由此更能夠發揮良好的氣體屏障性。