[发明专利]燃料电池堆和虚设单电池的制造方法

说明书

本发明涉及燃料电池堆和虚设单电池的制造方法。燃料电池堆(10)至少具备配设于层叠有多个发电单电池(12)的层叠体(14)的层叠方向的一端侧的第一虚设单电池(18)。第一虚设单电池(18)的虚设结构体(110)是将第一导电性多孔质体(112)、第二导电性多孔质体(114)以及第三导电性多孔质体(116)顺次层叠而形成的。夹在第一导电性多孔质体(112)同第二导电性多孔质体(114)之间来将彼此接合的第一接合层(118a)与夹在第二导电性多孔质体(114)同第三导电性多孔质体(116)之间来将彼此接合的第二接合层(118b)在层叠方向的位置互不相同。

技术领域

本发明涉及具备将层叠有多个发电单电池的层叠体以及配设于层叠体的层叠方向的至少一方的端部的虚设单电池的燃料电池堆和虚设单电池的制造方法，该发电单电池具有电解质膜-电极结构体、绕着电解质膜-电极结构体的外周的树脂框构件以及隔板。

背景技术

一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜(以下也简称为电解质膜)。燃料电池具备在电解质膜的一方的面配设阳极电极且在另一方的面配设阴极电极而成的电解质膜-电极结构体(MEA)。

隔板夹持电解质膜-电极结构体由此构成发电单电池，将多个发电单电池层叠由此构成层叠体。在该层叠体的层叠方向两端设置用于将由各发电单电池发电产生的电荷汇集而成的电力取出的端子板和用于将发电单电池保持为层叠状态的端板等来构成燃料电池堆。

然而，层叠体的层叠方向的端部侧(以下也简称为端部侧)由于经由端子板等被促进散热等，因此与该层叠体的层叠方向的中央侧相比容易变为低温。当因受到外部气温等的影响而层叠体的端部侧变为低温并产生结露时，存在反应气体的扩散性下降并且燃料电池堆的发电稳定性下降的担忧。

因此，例如在日本专利第4727972号公报所公开的燃料电池堆中，在层叠体的层叠方向的至少一方的端部侧配设有所谓的虚设单电池。在虚设单电池中，代替电解质膜而使用金属板，因此不进行发电，也不产生生成水。因此，虚设单电池自身在端子板与层叠体之间作为隔热层发挥功能。因而，如上所述，通过配设虚设单电池，能够抑制层叠体的端部侧的温度降低。也就是说，能够抑制燃料电池堆受到外部气温的影响，能够提高发电稳定性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供能够使发电稳定性提高的燃料电池堆。

本发明的其它目的在于提供能够使发电稳定性提高的虚设单电池的制造方法。

根据本发明的一个实施方式，提供一种燃料电池堆，具备层叠体和配设于层叠体的层叠方向的至少一方的端部的虚设单电池，该层叠体层叠有多个发电单电池，该发电单电池具有电解质膜-电极结构体、树脂框构件及隔板，该电解质膜-电极结构体在电解质膜的两侧分别配设有具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层的电极，该树脂框构件绕着电解质膜-电极结构体的外周，该隔板夹着电解质膜-电极结构体，在该燃料电池堆中，虚设单电池具备与电解质膜-电极结构体对应的虚设结构体、绕着虚设结构体的外周的虚设树脂框构件以及夹着虚设结构体的虚设隔板，虚设结构体是将平面尺寸各不相同的第一导电性多孔质体、第二导电性多孔质体以及第三导电性多孔质体沿层叠方向顺次层叠而形成的，夹在第一导电性多孔质体同第二导电性多孔质体之间来将其彼此接合的第一接合层与夹在第二导电性多孔质体同第三导电性多孔质体之间来将其彼此接合的第二接合层在层叠方向的位置互不相同。

在该燃料电池堆中，在层叠体的层叠方向的至少一方的端部，配设代替发电单电池的电解质膜-电极结构体而具备虚设结构体的虚设单电池。在虚设结构体中，将第一导电性多孔质体同第二导电性多孔质体接合的第一接合层与将第二导电性多孔质体同第三导电性多孔质体接合的第二接合层在层叠方向的位置互不相同。因此，例如与将第一接合层和第二接合层设置于层叠方向的相同位置的情况相比，能够抑制虚设单电池的厚度局部地增大。根据这样的虚设单电池，即使与发电单电池进行层叠，也能够抑制该发电单电池产生局部的表面压力上升，因此能够抑制因电解质膜产生蠕变(日文：クリープ)等而该电解质膜的耐久性降低。