[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，其具备通过第一隔板及第二隔板夹持电解质-电极结构体而成的电池单元，该电解质-电极结构体在电解质的两侧配设有一对电极。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜。在该燃料电池中，通过利用隔板(双向板)夹持电解质膜-电极结构体(电解质-电极结构体)(以下也称为MEA)而构成单位电池，该电解质膜-电极结构体在固体高分子电解质膜的两侧分别配设有由电极催化剂层和多孔碳构成的阳极侧电极及阴极侧电极。通常，将该单位电池层叠规定数目而得到的燃料电池堆例如作为车载用燃料电池堆使用。

通常，燃料电池构成设有沿隔板的层叠方向贯通的入口连通孔及出口连通孔的所谓内部岐管。并且，燃料气体、氧化剂气体及冷却介质从各自的入口连通孔向沿着电极面方向形成的燃料气体流路、氧化剂气体流路及冷却介质流路供给，之后，向各自的出口连通孔排出。

例如图16所示，专利文献1所公开的燃料电池用隔板具备隔板1。隔板1由金属板构成，在其表背面通过压花加工或凹陷加工而形成多个突起2a、2b。在隔板1上的形成有突起2a、2b的区域的外侧分别贯通形成有用于装填气体岐管的岐管装填口3a、3b、3c及3d。

岐管装填口3a、3b、3c及3d例如被作为燃料气体导入岐管、氧化剂气体导入岐管、燃料气体排出岐管及氧化剂气体排出岐管使用。

【专利文献1】日本特开平8-222237号公报

然而，由于在上述的隔板1上贯通形成有岐管装填口3a、3b、3c及3d，因此所述隔板1的面积变得相当大。由此，特别是高价的不锈钢等原料的使用量增大，从而存在部件单价高涨的问题。

发明内容

本发明用于解决此种问题，其目的在于提供一种燃料电池，其能够使比较高价的隔板良好地小型化，能够实现成本的削减，并有效地提高电解质-电极结构体的刚性。

本发明涉及一种燃料电池，其具备通过第一隔板及第二隔板夹持电解质-电极结构体而成的电池单元，该电解质-电极结构体在电解质的两侧配设有一对电极。

在该燃料电池中，在电解质-电极结构体的外周一体地设有由高分子材料形成的框构件，在所述框构件上沿层叠方向贯通而形成有包括反应气体入口连通孔、反应气体出口连通孔、冷却介质入口连通孔及冷却介质出口连通孔在内的流体连通孔，另一方面，在沿着所述层叠方向相邻的所述框构件之间夹装有围绕所述流体连通孔及反应面外周而进行密封的密封构件。

并且，第一隔板及第二隔板分别具备外形具有相同形状的两张板，且所述第一隔板及所述第二隔板的外周端配置在比流体连通孔靠内侧的位置，并且，框构件至少在最外周或所述流体连通孔的周围具有沿着厚度方向突出的肋部的部位。

另外，在该燃料电池中，优选电池单元具备第一电解质-电极结构体、第一隔板、第二电解质-电极结构体及第二隔板，所述第一隔板及所述第二隔板分别通过将两张板接合而构成，并且在两张所述板之间形成有使冷却介质沿着隔板面方向流通的冷却介质流路。

【发明效果】

在本发明中，由于在电解质-电极结构体的外周设置的框构件上沿着层叠方向贯通而形成有流体连通孔，因此无需在第一隔板及第二隔板上设置所述流体连通孔。

因此，第一隔板及第二隔板能够设定成与发电区域对应的外形尺寸，容易实现小型轻量化，且能够削减所述第一隔板及所述第二隔板的制造成本。由此，能够高效地制造第一隔板及第二隔板，且能够经济地得到整个燃料电池。

并且，框构件至少在最外周或流体连通孔的周围具有沿着厚度方向突出的肋部。因此，能够实现电解质-电极结构体及框构件的薄壁化，并确保所述电解质-电极结构体整体的刚性。因此，能够使比较高价的隔板良好地进小型化，实现成本的削减，并能够有效地提高电解质-电极结构体的刚性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池的分解立体说明图。

图2是所述燃料电池的图1中的II-II线剖视图。

图3是构成所述燃料电池的第一电解质膜-电极结构体的阴极面的说明图。

图4是所述第一电解质膜-电极结构体的阳极面的说明图。

图5是构成所述燃料电池的第二电解质膜-电极结构体的阴极面的说明图。

图6是所述第二电解质膜-电极结构体的阳极面的说明图。

图7是构成所述燃料电池的第一隔板的阴极面的说明图。

图8是所述第一隔板的阳极面的说明图。