[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。

背景技术

燃料电池通常地利用氢气和氧气作为燃料产生电能。由于既环境友好又能量高效，因此燃料电池作为未来能量供给系统已被广泛地开发。一些燃料电池具有堆叠结构，其中与各自的密封垫结合的多个膜电极组件(下文中，简单地称为“密封垫组合膜电极组件”)和多个分离器交错地堆叠在彼此的顶部上。为了防止气体泄漏等，密封垫组合膜电极组件和分离器需要在堆叠时彼此适当地对准。

例如，日本专利申请公布No.2002-50368(JP-A-2002-50368)描述了一种技术，其中密封垫构件配合到分离器以使分离器和密封垫构件彼此结合。该技术可被采用以使分离器和密封垫组合膜电极组件彼此适当地对准。例如，在密封垫上形成的凸起部能配合在各自的分离器中以使密封垫组合膜电极组件和分离器彼此适当地对准。

根据日本专利申请公布No.2002-50368(JP-A-2002-50368)中描述的技术，该凸起部仅形成在每个密封垫的一个面上，并且形成在密封垫上的凸起部配合在各自的分离器中。但是利用这种结构，密封垫组合膜电极组件会被弯曲。为了最小化该不便之处，凸起部可形成在每个密封垫的两个面上，并且形成在密封垫上的凸起部能配合在各自的分离器中。但是利用这种结构，形成在与插入其间的分离器相继地布置的密封垫上的凸起部会彼此干涉。结果，会出现故障。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池，其中密封垫组合膜电极组件和分离器彼此适当地对准而不引起形成在各个密封垫组合膜电极组件上的凸起部彼此干涉，和/或不引起形成在各个分离器上的凸起部彼此干涉，所述密封垫组合膜电极组件与插入其间的分离器相继地布置，所述分离器与插入其间的密封垫组合膜电极组件相继地布置。

本发明的一方面涉及一种燃料电池，该燃料电池包括分离器和与分离器交错地堆叠的密封垫组合膜电极组件。根据该方面，每个密封垫组合膜电极组件包括膜电极组件和密封垫部分；密封垫部分和分离器中的一个具有凸起部，该凸起部形成在每个面上并沿着分离器和密封垫组合膜电极组件堆叠的堆叠方向延伸；密封垫部分和分离器中的另一个具有凹陷部，所述凸起部配合到该凹陷部中；并且分别在相继的密封垫组合膜电极组件或相继的分离器的相对面上形成的凸起部位于不同的位置处。

在根据本发明上述方面的燃料电池中，密封垫部分和分离器中的一个可在每个面上具有相同数量的凸起部，并且分别形成在一个面和另一个面上的一对凸起部定位在相同位置处；并且形成在密封垫组合膜电极组件或分离器上的成对的凸起部可位于与形成在相继的密封垫组合膜电极组件或相继的分离器上的成对的凸起不同的位置处。

在根据本发明上述方面的燃料电池中，分离器和密封垫组合膜电极组件利用凸起部和凹陷部彼此适当地对准。因此，不再需要粘合剂等以使分离器和密封垫组合膜电极组件彼此适当地对准。结果，燃料电池在较低成本下生产。此外，由于分别在相继的密封垫组合膜电极组件或相继的分离器的相对面上形成的凸起部位于不同的位置处，因此可防止凸起部彼此干涉。

在根据本发明上述方面的燃料电池中，每个密封垫部分可具有成对的凸起部，并且每个分离器可具有凹陷部，所述凸起部配合在该凹陷部中。

在根据本发明上述方面的燃料电池中，成对的凸起部可形成在每个密封垫组合膜电极组件的两个位置处。在这种情况下，分离器的弯曲被抑制。结果，实现了分离器的高平整性。此外，分离器和密封垫组合膜电极组件彼此对准的准确度增加了。成对的凸起部可分别形成在每个密封垫组合膜电极组件的两个对角相对的角部处。在这种情况下，凸起部之间的距离较长。这有效地抑制了分离器的弯曲。此外，分离器和密封垫组合膜电极组件彼此对准的准确度进一步增加。

在根据本发明上述方面的燃料电池中，形成有成对凸起部的两个对角相对的角部的位置在相继的密封垫组合膜电极组件之间可不同。在这种情况下，可以可靠地防止凸起部彼此干涉。在分离器中可形成冷却介质通道。

在根据本发明上述方面的燃料电池中，凸起部可由与密封垫部分的材料相同的材料制成。在这种情况下，凸起部和密封垫部分在相同的生产步骤中生产。结果，根据本发明的燃料电池在较低成本下生产。或者，凸起部可由弹性低于密封垫部分的弹性的材料制成。在这种情况下，凸起部的变形被抑制。因而，分离器和密封垫组合膜电极组件彼此对准的准确度进一步增加。