[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池。

背景技术

在燃料电池中，用待层叠的多种电池构成部件制造图7所示的电池(单电池)10，并将多个电池10层叠以形成堆叠构造，由此确保必要的电压。通常，在外廓形为矩形的电池10的四边的外周边缘，燃料气体被供给到其阳极侧，而氧化剂被供给到其阴极侧，并且形成有集管(manifold)10a、10b以用于排出未反应的气体或在电池中产生的生成水。

此处，在图8中，介绍了图7所示的聚合物电解质型燃料电池的电池构造的一个示例。在电池10中，在电池10位于其厚度方向上的中央配置有膜电极组件(下文中称作“MEA”)12，并且在MEA 12的两侧，气体扩散层14、14(位于阳极侧和阴极侧的气体扩散层14A和14C)、气体流路形成部件16、16(位于阳极侧和阴极侧的气体流路形成部件16A和16C)和隔板18、18(位于阳极侧和阴极侧的隔板18A、18C)各自按此顺序配置。此外，在其中MEA 12和气体扩散层14形成为一体的MEA可被称作膜电极及气体扩散层组件(MEGA)。另外，在图8所示的、其中气体流路形成部件16与隔板18分立(分开，分别)形成的电池10中，惯常地，用金属板网或烧结多孔板作为气体流路形成部件16以实现上述隔板的功能(例如见专利文献1和专利文献2)。

在用于电池10的气体流路形成部件16的金属板网中，例如，图9(a)所示的菱形网孔26或图9(c)所示的龟甲形网孔22以所谓的曲折交错(zigzag)布置连续地形成。在金属板网20中，由于网孔22、26是通过将平板材料送进到一模具以一层接一层地裁切平板材料的制造工序(下文中详细说明)而形成的，所以网孔22、26中的各个被制造成沿材料送进方向(下文中在适当时被称作“FD方向”)以阶梯式构型彼此连接。通常，如图9所示，构成金属板网的网孔的交叉部分被称作连结部BO，而连接在连结部BO之间的部分被称作条片(strand)部ST。此外，条片部ST的厚度被称作剪切宽度(或送进宽度)W，而网孔的剪切宽度方向被称作“WD方向”。在图中，附图标记t表示材料的板厚度，而附图标记D为网孔22、26的总厚度。连结部BO的连结长度BO1长的网孔是龟甲形网孔22，而连结部BO的连结长度BO1短的网孔是菱形网孔26。此处，由于菱形网孔26的截面构型(A-A截面)与龟甲形网孔22的截面构型(A’-A’截面)相同，这些网孔中每种的截面构型都在图9(b)中示出。

此外，如图10所示，由于金属板网20的网孔22(26)配置成相对于气体扩散层14和隔板18倾斜，所以在呈曲折交错布置的网孔22(26)与气体扩散层14和隔板18两者的表面之间以曲折交错方式形成有三角形气体通路24(图10中的斜线区域)。因此，流入气体流路形成部件16中的气体顺次移动通过曲折交错地布置的三角形气体通路24而沿FD方向流动。此处，气流GF将如图11所示在与FD方向垂直的方向(横向或工具方向：下文中在适当时被称作“工具送进方向”或“TD方向”)上振荡，从而气流GF以非常细的绕转往复流动。

另外，为了防止燃料气体或氧化剂泄漏到电池10中，如果必要，在集管10a、10b(见图7)附近用典型地如图12所示的衬垫28来密封MEA 12、气体扩散层14和气体流路形成部件16。衬垫28由弹性材料如橡胶制成，并且在均由MEA 12、气体扩散层14和气体流路形成部件16构成的各金属板网20层叠的状态下，衬垫28一体地形成为覆盖金属板网20的外边缘。

在要用衬垫28密封的子组件结构中，MEA 12和气体扩散层14未一直延伸到设置了电池10的集管10a的外边缘(在图7中用标记符号S表示的部分)，而只有同时用作电池10的加强材料的金属板网20一直延伸到设置了电池10的集管10a的外边缘。典型地如图12所示，金属板网20由衬垫28覆盖。

[专利文献1]

日本专利申请特开2007-26812号公报

[专利文献2]

日本专利申请特开2007-188834号公报

发明内容

[本发明要解决的问题]