[发明专利]燃料电池和其制造方法

说明书

本发明提供一种燃料电池，其能够在平面排列型的燃料电池中容易地形成将相邻接的电池单元彼此电连接的中间连接部。电解质膜的两个表面的电极层被多个电极区域以分割槽分割，由电解质膜、电解质膜的一个表面侧的一个电极区域、和另一个表面侧的一个电极区域的层叠结构构成电池单元，在多个该单位电池在电解质膜内形成的中间连接部上串联连接的电池单元中，通过对电解质膜的质子传导性树脂加热使其碳化从而形成所述中间连接部。质子传导性树脂的加热可以通过激光照射进行。

技术领域

本发明涉及将电池单元排列为平面状而得到的平面排列型的燃料电池和其制造方法。

背景技术

燃料电池是由氢气和氧气获得电力的装置。由于伴随发电而仅生成水，因此近年来作为清洁的电力来源而受到关注。这样的燃料电池的电池单元的电压低至0.6～0.8V左右，因此实用化的是层叠多个包含膜·电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)和隔离膜(separator)的电池单元而串联连接并获得高输出功率的燃料电池堆(stack)。该燃料电池堆在层叠时作业步骤多，因此存在耗费工序的问题。

另一方面，还已知在一张电解质膜上以平面状形成多个电池单元的同时形成用于连接相邻接的电池单元彼此的中间连接部(inter-connector)部，从而将多个电池单元串联连接的燃料电池(例如参照专利文献1)。在这样的构成中，能够以一张电解质膜实现高电压化，存在的优点在于，能够废除或者削减层叠电池单元的作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-204609号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，如在专利文献1所述的燃料电池中，中间连接部通过在电解质膜的一部分上形成空隙部、并向该空隙部中填充阳极催化剂层用材料或阴极催化剂层用材料而形成。在这样的构成中，当形成中间连接部时，存在的问题在于需要经过多个步骤从而耗费时间和工序。

本发明是鉴于上述以往的问题而作出的，目的在于，提供能够在平面排列型的燃料电池中容易地形成将相邻接的电池单元彼此电连接的中间连接部的燃料电池、和其制造方法。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的燃料电池中，在由质子(proton)传导性树脂形成的电解质膜的两个表面上具备电极层，所述两个表面的电极层具有被分割槽分割的多个电极区域，通过包含所述两个表面中的一个表面侧的一个电极区域、与所述一个电极区域对置的另一个表面侧的一个电极区域以及所述电解质膜的层叠结构来构成电池单元，多个所述电池单元排列而得到所述燃料电池，其特征在于，在所述电解质膜内具备中间连接部，该中间连接部将一个所述电池单元的所述一个表面侧的电极区域和与所述一个电池单元相邻排列的电池单元的另一个表面侧的电极区域电连接，所述中间连接部由源自所述电解质膜的所述质子传导性树脂的导电性碳化物形成。

在本发明的燃料电池中，通过源自电解质膜的质子传导性树脂的导电性碳化物来形成将相邻接的电池单元彼此电连接的中间连接部，能够容易地形成而不需要复杂的步骤。其理由在于，仅通过将电解质膜中的一部分碳化，可以得到导电性碳化物、即中间连接部。

在本发明的燃料电池中，优选还具备相对所述中间连接部分别推压所述两个表面的电极层中的各电极层的推压部件。位于两个表面的电极层间的中间连接部有可能因与该电极层之间的接触不充分而发生导通不良，但通过具备至少对所述中间连接部进行推压的推压部件，能够切实地实现中间连接部与电极层的接触，从而确保两个表面的电极层的导通。