[發(fā)明專利]燃料電池堆、燃料電池堆用的虛設單電池及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910344386.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110416589B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 江波戶穰;加藤高士
• 申請（專利權）人: 本田技研工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01M8/241
• 分類號: H01M8/241;H01M8/2457;H01M8/247;H01M8/248;H01M8/2404
• 代理公司: 北京怡豐知識產(chǎn)權代理有限公司 11293
• 代理人: 楊溢

本公開涉及燃料電池堆、燃料電池堆用的虛設單電池及其制造方法。在燃料電池堆(10)中，在層疊多個發(fā)電單電池(12)而成的層疊體(14)的層疊方向的一端側配設第一虛設單電池(16)。第一虛設單電池(16)具有虛設結構體(104)、虛設樹脂框構件(106)以及虛設接合隔板(102)。在虛設樹脂框構件(106)的第一樹脂片(46a)的內(nèi)周，設置與第二樹脂片(46b)的內(nèi)周端(47)相比向內(nèi)方延伸的內(nèi)周露出部(48)。虛設樹脂框構件(106)與虛設結構體(104)利用第一熱熔接部(108a)來接合，所述第一熱熔接部(108a)斷續(xù)地設置在內(nèi)周露出部(48)與虛設結構體(104)的第一導電性多孔質片(104a)的層疊部(105a)。

技術領域

本發(fā)明涉及燃料電池堆、燃料電池堆用的虛設單電池及其制造方法，所述燃料電池堆具備層疊多個發(fā)電單電池而成的層疊體、以及在層疊體的層疊方向的至少一方的端部配設的虛設單電池。

背景技術

例如，固體高分子型燃料電池具備電解質膜-電極結構體(MEA)，該電解質膜-電極結構體(MEA)在由高分子離子交換膜形成的電解質膜的一方的面配設有陽極電極，在另一方的面配設有陰極電極。由隔板夾持電解質膜-電極結構體來構成發(fā)電單電池，將多個發(fā)電單電池層疊來構成層疊體。在該層疊體的層疊方向兩端設置用于將由各個發(fā)電單電池發(fā)電產(chǎn)生的電荷匯集而成的電力取出的端子板、用于將發(fā)電單電池保持為層疊狀態(tài)的端板等，來構成燃料電池堆。

然而，由于層疊體的層疊方向的端部側(以下僅稱為端部側)經(jīng)由端子板等促使放熱等，因此與該層疊體的層疊方向的中央側相比容易成為低溫。當受到外部氣溫等影響而層疊體的端部側成為低溫并產(chǎn)生結露時，存在反應氣體的擴散性下降并且燃料電池堆的發(fā)電穩(wěn)定性下降的擔憂。

因而，例如，在日本專利第4727972號公報公開的燃料電池堆中，在層疊體的層疊方向的至少一方的端部側，配設所謂的虛設單電池。在該虛設單電池中，代替電解質膜而使用金屬板，因此不進行發(fā)電，也不產(chǎn)生生成水。因此，虛設單電池自身在端子板與層疊體之間作為隔熱層發(fā)揮功能。因而，如上述那樣配設虛設單電池，由此能夠抑制層疊體的端部側的溫度降低。也就是說，能夠抑制燃料電池堆受外部氣溫的影響，從而提高發(fā)電穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明的主要目的在于提供燃料電池堆，其能夠利用以低成本獲得高品質的虛設單電池來提高發(fā)電穩(wěn)定性。

本發(fā)明的其它目的在于提供燃料電池堆用的虛設單電池，其能夠以低成本獲得高品質，并且能夠提高燃料電池堆的發(fā)電穩(wěn)定性。

本發(fā)明的另一其它目的在于提供上述的虛設單電池的制造方法。

用于解決問題的方案

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，提供燃料電池堆，該燃料電池堆具備層疊多個發(fā)電單電池而成的層疊體、以及在層疊體的層疊方向的至少一方的端部配設的虛設單電池，所述發(fā)電單電池具有：電解質膜-電極結構體，其在電解質膜的兩側分別配設電極，所述電極具有由導電性多孔質片形成的氣體擴散層；繞著電解質膜-電極結構體的外周的樹脂框構件；以及夾著電解質膜-電極結構體的隔板，所述燃料電池堆中，虛設單電池具備與電解質膜-電極結構體對應的虛設結構體、繞著虛設結構體的外周的虛設樹脂框構件以及夾著虛設結構體的虛設隔板，虛設結構體具有層疊的兩個導電性多孔質片，虛設樹脂框構件具有層疊的兩個框狀的樹脂片，一方的樹脂片的內(nèi)周與另一方的樹脂片的內(nèi)周端相比向內(nèi)方延伸，虛設樹脂框構件與虛設結構體利用熱熔接部來接合，所述熱熔接部斷續(xù)地設置在一方的樹脂片的內(nèi)周的至少一方的面與導電性多孔質片的外周的層疊部。

在該燃料電池堆中，在層疊體的層疊方向的至少一方的端部，代替發(fā)電單電池的電解質膜-電極結構體，而配設具備虛設結構體的虛設單電池。在虛設單電池中，虛設樹脂框構件利用熱熔接部被接合于虛設結構體的外周。因此，與虛設樹脂框構件同虛設結構體例如利用粘接劑被接合的情況不同，不會發(fā)生粘接劑的擠出、偏移等，能夠將虛設樹脂框構件與虛設結構體以小的接合部分來高精度并且高強度地接合。