[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及通过一对隔板夹持台阶MEA而成的燃料电池。

背景技术

通常，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。该燃料电池通过隔板(双极板)夹持电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在固体高分子电解质膜的两侧分别配设有由催化剂层(电极催化剂层)和气体扩散层(多孔质碳)构成的阳极电极及阴极电极。该燃料电池通过层叠规定的个数，例如作为车载用燃料电池组使用。

在电解质膜-电极结构体中，存在构成所谓台阶MEA的情况，该台阶MEA中，一方的气体扩散层设定成比固体高分子电解质膜小的平面尺寸，并且，另一方的气体扩散层设定成与所述固体高分子电解质膜相同或比其小且比所述一方的气体扩散层大的平面尺寸。

例如，在专利文献1公开的燃料电池中，如图12所示，电极结构体1由第一隔板2和第二隔板3夹持。在将电极结构体1的外周包围的位置，第一隔板2与第二隔板3之间由外侧密封构件4a密封，且所述第二隔板3与所述电极结构体1的外周之间由内侧密封构件4b密封。

电极结构体1具有固体高分子电解质膜5、将该电解质膜5的两面夹持的阳极电极6及阴极电极7。电解质膜5例如形成为长方形，且具有与配设在其一面上的阳极电极6同等的大小。阴极电极7以具有比阳极电极6小的表面积的方式形成。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2002-270202号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

在上述的专利文献1中，电极结构体1在由第一隔板2和第二隔板3夹持的状态下，沿着层叠方向被施加紧固载荷。此时，在平面尺寸比阳极电极6小的阴极电极7上，在作为台阶部的端部7a上容易产生大的应力。因此，在电解质膜5上，与阴极电极7的端部7a对应而容易引起应力集中，从而所述电解质膜5存在蠕变(变形)这样的问题。

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通过简单的结构可靠地阻止应力集中于台阶MEA的台阶部的燃料电池。

【用于解决课题的手段】

本发明涉及一种燃料电池，其具备：电解质膜-电极结构体，其在固体高分子电解质膜的一方的面上配设有第一电极，在所述固体高分子电解质膜的另一方的面上配设有第二电极，该第一电极具有第一催化剂层及第一气体扩散层，该第二电极具有第二催化剂层及第二气体扩散层，并且所述第一气体扩散层的平面尺寸设定成比所述第二气体扩散层的平面尺寸大的尺寸；以及隔板，其配置在所述电解质膜-电极结构体的两面。

并且，与第二电极对置的一方的隔板在与第二气体扩散层的外周部位对置的部位设有在厚度方向上为薄壁状的避让部。

另外，在该燃料电池中，优选避让部从第二气体扩散层的外周端部向内侧进入而形成。

【发明效果】

根据本发明，在一方的隔板上，与第二气体扩散层的外周部位对置而设有避让部，该第二气体扩散层的平面尺寸比第一气体扩散层的平面尺寸小。因此，在发电部中，能够确保为了保证发电性能所需的面压，另一方面，能够有效地降低向第二气体扩散层施加的载荷。因此，能够抑制在固体高分子电解质膜上产生应力集中的情况，能够具有所希望的发电性能，并且能够良好地抑制所述固体高分子电解质膜的损伤等。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池的主要部分分解立体说明图。

图2是所述燃料电池的图1中II-II线剖视说明图。

图3是本发明的第二实施方式的燃料电池的主要部分分解立体说明图。

图4是所述燃料电池的图3中IV-IV线剖视说明图。

图5是构成所述燃料电池的阴极侧隔板的主视说明图。

图6是构成所述燃料电池的阳极侧隔板的主视说明图。

图7是本发明的第三实施方式的燃料电池的主要部分剖视说明图。

图8是本发明的第四实施方式的燃料电池的主要部分剖视说明图。

图9是本发明的第五实施方式的燃料电池的主要部分分解立体说明图。

图10是所述燃料电池的图9中X-X线剖视说明图。

图11是本发明的第六实施方式的燃料电池的主要部分分解立体说明图。

图12是专利文献1公开的燃料电池的剖视说明图。

【符号说明】

10、60、90、100、110、120…燃料电池

12…电解质膜-电极结构体