[发明专利]燃料电池堆

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池堆，该燃料电池堆具有层叠了在电解质膜的两侧设置有一对电极的电解质膜/电极结构体、和隔板的燃料电池，层叠多个所述燃料电池而成。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具有用一对隔板挟持在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的两侧分别配设阳极电极以及阴极电极的电解质膜/电极结构体（MEA）的单位电池单元。这种燃料电池通常通过层叠规定数量的单位电池单元而作为车载用燃料电池堆使用。

在上述燃料电池中，在一方的隔板的面内，与阳极电极对置地设置用于流过燃料气体的燃料气体流路，并在另一方的隔板的面内，与阴极电极对置地设置用于流过氧化剂气体的氧化剂气体流路。进而，在构成各燃料电池、彼此相邻的隔板间，沿隔板面形成用于使冷却介质在电极范围内流动的冷却介质流路。

进而，在这种燃料电池中，在内部具备：贯通单位电池单元的层叠方向而用于流过燃料气体的燃料气体入口连通孔以及燃料气体出口连通孔、用于流过氧化剂气体的氧化剂气体入口连通孔以及氧化剂气体出口连通孔、和用于流过冷却介质的冷却介质入口连通孔以及冷却介质出口连通孔，构成上述所谓的内部歧管型燃料电池的情况较多。

例如，国际公开第2010／082589号公开的燃料电池堆中，层叠了在电解质的两侧设置有一对电极的电解质/电极结构体、和平面为矩形的金属隔板。在金属隔板的电极对置面具备发电构件，其设有沿电极提供作为燃料气体或氧化剂气体的反应气体的波浪形气体流路。在发电构件间形成作为所述波浪形气体流路的背面形状的冷却介质流路，来相互层叠该发电构件。

并且，在金属隔板的相互对置的一方的2边，设有在层叠方向贯通、并用于流过反应气体的反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔。在金属隔板的相互对置的另一方的2边，设有一对冷却介质入口连通孔以及一对冷却介质出口连通孔，它们在层叠方向上贯通、至少接近反应气体入口连通孔或反应气体出口连通孔，分别分配到各边，用于使冷却介质流过。

因此，由于分别分配设置一对冷却介质入口连通孔以及一对冷却介质出口连通孔，因此，能对冷却介质流路全域均匀且确实地提供冷却介质。

然而，在上述燃料电池中，实际上冷却介质入口连通孔与冷却介质流路间，经由多条连结流路连通、并且在所述冷却介质流路的入口侧位于一对冷却介质入口连通孔间地设置缓冲部的情况较多。

为此，冷却介质从冷却介质入口连通孔穿过连结流路而提供给冷却介质流路、即发电部（电极部），并通过迂回到缓冲部而提供到所述发电部的中央部位。然而，冷却介质由于要流过最短流路，因此有可能不能将所述冷却介质充分地提供到发电部的中央部位。

另一方面，例如，由于反应气体入口连通孔以及反应气体出口连通孔的开口形状、加固部件或定位部件等其它的构成要素的位置、形状等原因，缓冲部易于构成为非对称形状。例如，使用非对称三角形的缓冲部。因此，由于缓冲部的宽度形状沿冷却介质流路的宽度方向为非对称，因此从一对冷却介质入口连通孔分别向所述缓冲部提供的冷却介质易于在该缓冲部不均匀地流通。由此，发电部内的温度变得不均匀，有可能会发生局部的劣化或滞留水。

发明内容

本发明为了解决这种问题而提出，目的在于，提供能以简单的构成，在发电部整个面均等地提供冷却介质、能尽可能地抑制温度的不均匀引起的局所的劣化或滞留水的发生的燃料电池堆。

本发明涉及如下燃料电池堆，具有层叠了在电解质膜的两侧设置有一对电极的电解质膜/电极结构体和隔板的燃料电池，层叠多个所述燃料电池，并在相互相邻的所述隔板间形成有使冷却介质沿隔板面流通的冷却介质流路，在所述冷却介质流路的入口侧，在流路宽度方向上夹着所述冷却介质流路设置一对冷却介质入口连通孔，并且，在所述冷却介质流路的出口侧，在所述流路宽度方向上夹着所述冷却介质流路形成一对冷却介质出口连通孔。

在该燃料电池堆中，在冷却介质流路的入口侧，位于一对冷却介质入口连通孔间设置缓冲部，另一方面，在所述冷却介质流路的出口侧，位于一对冷却介质出口连通孔间设置缓冲部。

缓冲部构成为在从流路宽度方向的中央向所述流路宽度方向的一方进行了偏离的位置具有顶点的非对称三角形。一对冷却介质入口连通孔和入口侧的缓冲部分别通过连结流路连通，并且一对冷却介质出口连通孔和出口侧的缓冲部分别通过连结流路连通。并且，至少一对冷却介质入口连通孔或一对冷却介质出口连通孔各自的连结流路彼此设定为相互不同的流路条数。