[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，该燃料电池具备通过第一隔板及第二隔板夹持电解质-电极结构体的电池单元，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(双极板)夹持电解质膜-电极结构体(电解质-电极结构体)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质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个数而得到的燃料电池组例如作为车载用燃料电池组来使用。

通常，燃料电池构成设有在隔板的层叠方向上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，日本特开平8-222237号公报公开的燃料电池用隔板如图32所示，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凸加工而形成多个突起2a、2b。在隔板1上的形成突起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来使用。

发明的概要

然而，在上述的隔板1中，由于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

本发明用于解决这种问题，其目的在于提供一种能够使比较高价的隔板良好地小型化，并能够实现成本的削减的燃料电池。

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，在所述框构件上沿着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，并且在所述层叠方向上相邻的所述框构件之间夹装有环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，至少第一隔板或第二隔板具备外形具有同一形状而相互接合的两张板，并且所述第一隔板及所述第二隔板的外周端比流体连通孔靠内侧配置。

另外，在本发明中，第一隔板及第二隔板的外周端比流体连通孔靠内侧配置，且在所述第一隔板及所述第二隔板上形成有隔着电解质-电极结构体而分别使不同的反应气体沿着隔板面方向流通的第一反应气体流路及第二反应气体流路。

并且，所述燃料电池中形成有将反应气体入口连通孔及反应气体出口连通孔与第一反应气体流路连通的连结流路，且所述连结流路具有形成在框构件的表面上且沿着隔板面方向延伸的槽部。

此外，在本发明中，所述燃料电池中形成有将反应气体入口连通孔及反应气体出口连通孔与第一反应气体流路连通的连结流路，并且，所述连结流路具有：形成在框构件上，且沿着隔板面方向延伸的槽部；与所述槽部连通，并沿着所述层叠方向将第一隔板或第二隔板贯通的孔部。

另外，在本发明中，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，在所述框构件上沿着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。第一隔板及第二隔板的外周端比流体连通孔靠内侧配置，并且至少所述第一隔板或所述第二隔板具备在内部形成有使冷却介质沿着隔板面方向流通的冷却介质流路的两张板。

并且，在层叠方向上相邻的框构件之间夹装有环绕流体连通孔及反应面外周而进行密封的密封构件，并且形成有将冷却介质入口连通孔及冷却介质出口连通孔与冷却介质流路连通的连结流路。

在本发明中，由于在电解质-电极结构体的外周设置的的框构件上沿着层叠方向贯通而形成有流体连通孔，因此在第一隔板及第二隔板上无须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，能够容易实现小型轻量化，并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，能够经济地得到燃料电池整体。而且，在各电池单元内，能够将密封构件仅设置在一面，从而能够缩短燃料电池整体的层叠方向的尺寸。