[發明專利]用于燃料電池的分隔體

在審

• 申請號: 202010062447.7
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111509249A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 河邊聰
• 申請（專利權）人: 豐田紡織株式會社
• 主分類號: H01M8/0206
• 分類號: H01M8/0206;H01M8/0258;H01M8/1004
• 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

用于燃料電池的分隔體包括：金屬的分隔體基部、脊部和谷部。由各個谷部和相應的電極層包圍的區域分別構成將氧化氣體或燃料氣體供應到電極層的通道。第一薄膜置于脊部和谷部的面對相應的電極層的整個表面。第一薄膜的導電性和抗腐蝕性高于分隔體基部的導電性和抗腐蝕性。具有導電性的第二薄膜至少置于第一薄膜的置于脊部的頂表面的各部分。各脊部的頂表面上的第二薄膜具有槽。槽的至少一端連接到通道。

技術領域

本公開涉及配置在燃料電池中的膜電極組件之間的用于燃料電池的分隔體。

背景技術

圖4示出了日本特開2016-66531號公報中公開的傳統燃料電池70。燃料電池70包括膜電極組件(MEA)71和分隔體75。分隔體75位于各膜電極組件71的在厚度方向(圖4中的上下方向)上的相反兩側，并且將膜電極組件71夾在中間。膜電極組件71包括電解質膜72和配置在電解質膜72的在厚度方向上的相反兩側的兩個電極層。一個電極層構成陰極電極層73，另一個電極層構成陽極電極層74。在燃料電池70中，以各膜電極組件71被夾在位于厚度方向上的相反兩側的分隔體75之間的方式使膜電極組件71被分隔體75隔開。

各分隔體75均包括分隔體基部76，其由具有導電性的金屬制成。各分隔體基部76均具有朝向膜電極組件71突出的多個脊部77以及沿與脊部77的突出方向相反的方向凹陷的多個谷部78。脊部77和谷部78在沿著膜電極組件71的平面的方向(圖4中的左右方向)上交替地配置并且彼此平行地延伸。

由各個谷部78和陰極電極層73包圍的區域均構成將氧化氣體供應到陰極電極層73的通道81。由各個谷部78和陽極電極層74包圍的區域均構成將燃料氣體供應到陽極電極層74的通道82。

具有導電性的薄膜85置于各脊部77的頂表面。薄膜85被設置為抑制膜電極組件71和各分隔體75的分隔體基部76之間的接觸電阻的增加，從而減小接觸電阻對膜電極組件71中的燃料氣體和氧化氣體的反應的影響。接觸電阻是指當兩個物體彼此接觸并且電流經過物體時在包括物體之間的界面的區域中的電阻。

在上述燃料電池70中，當將燃料氣體供應到陽極電極層74并且將氧化氣體供應到陰極電極層73時，基于燃料氣體和氧化氣體的反應在膜電極組件71中產生電力。此時，利用反應在陰極電極層73中產生水。所產生的水的一部分位于陰極電極層73與各薄膜85之間。靠近通道81的一部分水隨著以高流速流經通道81的氧化氣體一起流動并且排出到燃料電池70的外部。

然而，遠離通道81的一部分水不會被流經通道81的氧化氣體的流排出到燃料電池70的外部，而是留在陰極電極層73和薄膜85之間。留下的水可能導致氧化氣體擴散不充分。這可能減少燃料氣體和氧化氣體的反應。

通過將陰極電極層73和陽極電極層74浸入一定量的水，可以改善發電效率。就此而言，可以減小膜電極組件71的厚度。這允許在陰極電極層73中產生的水易于沿著電解質膜72朝向陽極電極層74移動。然而，如果在各個薄膜85與陽極電極層74之間留下了比所需更多的水，并且多余的水留在陽極電極層74附近，則燃料氣體不能容易地接觸陽極電極層74。這可能減少燃料氣體和氧化氣體的反應。

發明內容

因此，本公開的目的是提供一種用于燃料電池的分隔體，其改善了隨著發電產生的水的排放性能。

提供本發明內容以簡化形式介紹一些概念，這些概念將在下面的具體實施方式中進一步說明。本發明內容既不旨在標識所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。