[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种层叠在电解质的两侧配置有一对电极的电解质电极构造体和金属隔板的燃料电池。

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)夹持电解质膜电极构造体(电解质电极构造体)(MEA)而构成单电池单元(单位单电池)，其中，电解质膜电极构造体(电解质电极构造体)(MEA)在固体高分子电解质膜的两侧配置有分别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，层叠有规定数量的该单电池单元的燃料电池堆例如作为车载用燃料电池堆使用。

一般而言，在这种燃料电池中，大多情况下构成的是在内部具备：在单电池单元的层叠方向上贯通而用于使燃料气体流通的燃料气体入口连通孔及燃料气体出口连通孔、用于使氧化剂气体流通的氧化剂气体入口连通孔及氧化剂气体出口连通孔、用于使冷却介质流通的冷却介质入口连通孔及冷却介质出口连通孔的所谓内部歧管型燃料电池。

因此，由于在隔板上设有多个流体连通孔即燃料气体入口连通孔、燃料气体出口连通孔、氧化剂气体入口连通孔、氧化剂气体出口连通孔、冷却介质入口连通孔及冷却介质出口连通孔，所以所述隔板的面积变得相当大。尤其，在使用金属隔板作为隔板时，高价的不锈钢等材料的使用量增大，零件单价高涨。

因此，考虑在层叠电解质膜电极构造体和金属隔板的燃料电池中，在所述电解质电极构造体的外周设置树脂制的边框部(树脂框部件)，并且在该边框部上贯通形成各流体连通孔，另一方面将金属隔板配置在所述流体连通孔的内侧的构成。

在这种燃料电池中，由于在一对边框部间夹持金属隔板，因此需要有特别的密封构造。例如，在日本特开2005-276820号公报中公开有一种虽然与上述的带边框电解质膜电极构造体不同，但采用双重密封件构造的燃料电池。

在该燃料电池中，如图27所示，通过第一隔板3与第二隔板4夹持向膜电极构造体1的外部突出的固体电解质膜2，并且在所述第一隔板3上设有双重密封件5。双重密封件5具有抵接于固体电解质膜2的内侧密封件5a以及与在第二隔板4侧设置的平面密封部件6抵接的外侧密封件5b。

但是，在双重密封件5中，内侧密封件5a的高度与外侧密封件5b的高度不同，密封唇形状也不同。因而，内侧密封件5a和外侧密封件5b需要两种密封设计，并不经济。

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简单且经济地构成双重密封件，且能够有效抑制制造成本的燃料电池。

本发明涉及一种燃料电池，其是层叠电解质电极构造体和金属隔板而成的，所述电解质电极构造体在电解质的两侧配置有一对电极。

在该燃料电池中，在电解质电极构造体的外周一体设有树脂框部件，在所述树脂框部件上设有在层叠方向上贯通且使燃料气体、氧化剂气体及冷却介质即各流体流通的多个流体连通孔。另一方面，金属隔板相比于树脂框部件的外周端部，位于更靠流体连通孔的内侧的位置并被配置于一对树脂框部件间。

而且，在一方的树脂框部件上设有双重密封件，该双重密封件具有：前端抵接于金属隔板的内侧密封部件、以及前端抵接于另一方的树脂框部件且被设定成与所述内侧密封部件相同的高度尺寸的外侧密封部件。

在本发明中，作为双重密封件的内侧密封部件和外侧密封部件被设定成相同的高度尺寸。因此，内侧密封部件及外侧密封部件还可以具有同一密封唇形状，所述内侧密封部件及所述外侧密封部件能够通过同一即一种密封设计来制造。由此，能够简单且经济地构成双重密封件，可以有效抑制燃料电池整体的制造成本。

从参照附图进行的下述适当的实施方式例的说明中，上述目的及其他目的、特点及优点会更明确。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池的分解立体说明图。

图2是所述燃料电池的图1中的II-II线剖面图。

图3是构成所述燃料电池的第一电解质膜电极构造体的阴极面的说明图。

图4是所述第一电解质膜电极构造体的阳极面的说明图。

图5是构成所述燃料电池的第二电解质膜电极构造体的阴极面的说明图。

图6是所述第二电解质膜电极构造体的阳极面的说明图。

图7是构成所述燃料电池的第一金属隔板的阴极面的说明图。

图8是所述第一金属隔板的阳极面的说明图。

图9是构成所述燃料电池的第二金属隔板的阴极面的说明图。

图10是所述第二金属隔板的阳极面的说明图。