[发明专利]改善燃料电池金属隔板的层合效率的结构

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求韩国专利申请No.10-2006-0086441的优先权和相关权益，该申请于2006年9月7日在韩国知识产权局申请，该申请的全部内容在此一并引入作为参考。

技术领域

本发明涉及燃料电池组的金属隔板，更具体而言，涉及用于改善燃料电池组金属隔板的层合效率的结构，其中隔板的边缘形成为浮雕(embossed)结构以便多个隔板可以坚固地层合为蜂窝结构。

背景技术

图1是传统的聚合物电解质燃料电池的分解透视图，图2A和图2B是传统隔板的俯视图。

如图1所示，聚合物电解质燃料电池组1包括薄膜电极组件(MEA)3，一对气体扩散层4，一对导电隔板6和垫圈5，该薄膜电极组件(MEA)3由聚合物电解质薄膜以及在聚合物电解质薄膜两侧形成的电极构成，该对气体扩散层4与薄膜电极组件3连接并将用于反应的气体传送到电极，该对导电隔板6粘附在各个气体扩散层4的外表面以便供给反应气体，垫圈5插在薄膜电极组件3和隔板6之间以便防止反应气体泄漏并密封缝隙。另外，集电器7和连接板(端板)8连接到隔板6的外部，从而形成燃料电池组1。

隔板6分离氢和氧使得氢和氧不混合，隔板6与薄膜电极组件3电连接并支撑薄膜电极组件3，从而维持燃料电池组1的形状。

因此，隔板应当具有密封结构，以便隔板能防止两种气体混合，隔板应当具有用作导电体的极好的导电性，还应当具有用作支撑元件的足够强度。

然而，因为由一个单元电池(通过连接薄膜电极组件、垫圈和隔板形成的燃料电池的基本单位)产生的电压小，所以应当层合几十或几百个单元电池从而获得所需的电功率。

在将计多单元电池进行层合的情况下，如果隔板不能维持恒定的表面压力，隔板可能局部变形以致于不能保持密封。为了解决这个问题，可以使用复杂的密封结构，但是这可以使得形成工艺复杂并使设计受到局限。

发明内容

本发明致力于提供改善燃料电池组金属隔板的层合效率的结构，其中隔板的边缘形成为浮雕(embossed)结构以便多个隔板可以坚固地层合为蜂窝结构。

本发明的一个示例性实施方式提供一种改善燃料电池组金属隔板的层合效率的结构，其包括单元电池和连接板，该单元电池包括薄膜电极组件，将反应气体传送到薄膜电极组件的气体扩散层，连接到气体扩散层外部以便支撑薄膜电极组件的金属隔板，和插在薄膜电极组件与隔板之间以便防止反应气体泄漏的垫圈，该连接板具有与单元电池外部连接以便支撑单元电池并使反应气体和冷却剂通过的支管。金属隔板包括：在其长度方向上的一端形成的与支管对应形成多个隔板支管；和浮雕结构，其中交替形成向内凹陷的压痕(indentation)和沿边缘向外伸出的突起(projection)。当金属隔板被层合时，浮雕结构层合为蜂窝状。

金属隔板可以进一步包括在其前表面形成并与气体扩散层连接的以便允许供应和排出反应气体反应面，和在其后表面形成以便冷却单元电池的冷却面。

金属隔板可以进一步包括在布置于一端部的隔板支管附近区域内贯穿的反应气体入口孔，和在与反应气体入口孔相对的另一端形成的隔板支管。

垫圈可以设置在金属隔板的边缘和浮雕结构之间并沿着隔板支管的周边布置，以便使薄膜电极组件和金属隔板之间密封。

附图说明

图1是传统的聚合物电解质燃料电池的分解透视图。

图2A和图2B是传统隔板的俯视图。

图3A是应用了按照本发明示例性实施方式的金属隔板的燃料电池的透视图。

图3B是显示图3A的金属隔板层合顺序的分解图。

图4是显示按照本发明示例性实施方式的金属隔板层合状态的剖面图。

图5A是显示按照本发明示例性实施方式的金属隔板反应面的俯视图。

图5B是显示按照本发明示例性实施方式的金属隔板冷却面的俯视图。

图6是显示层合有按照本发明示例性实施方式的多个金属隔板结构的示意图。

<对指明附图中主要元件的附图标记的说明>

10：燃料电池组        100：单元电池

110：薄膜电极组件     120：垫圈

130：金属隔板         132：浮雕结构

136：反应面           138：冷却面

130a：反应气体入口孔  130b：反应气体出口孔

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。