[发明专利]带框架的膜电极接合体、燃料电池用单元电池以及燃料电池堆

说明书

一种带框架的膜电极接合体，其具有：膜电极接合体(2)，该膜电极接合体(2)具有利用一对电极层(12、13)夹持电解质膜(11)而成的结构；树脂制的框架(1)，其设置在膜电极接合体(2)的周围，框架(1)具有：开口部(1A)，该开口部(1A)用于配置膜电极接合体(2)；台阶部(1B)，其沿着开口部的周缘形成；内周缘部(1C)，其由于台阶部(1B)而偏置于框架的单面侧，且构成为膜电极接合体(2)的外周缘部接合于内周缘部(1C)的与偏置侧相反的一侧的面的结构，在框架(1)中，作为与膜电极接合体(2)接合的接合部分的内周缘部(1C)的厚度与主体部分的厚度大致相等且在台阶部(1B)处变为厚壁，能够确保针对厚度方向的力的强度，从而防止框架(1)的破损。

技术领域

本发明涉及一种应用于固体高分子型的燃料电池的带框架的膜电极接合体，并且涉及使用该带框架的膜电极接合体的燃料电池用单元电池以及燃料电池堆。

背景技术

作为该种膜电极接合体，以燃料电池用带树脂框的电解质膜·电极构造体的制造方法的名称记载于专利文献1。对于专利文献1所记载的带树脂框的电解质膜·电极构造体而言，在其外周处设为除去了阳极电极的状态而使电解质膜暴露。另外，在树脂制框构件的内周设置有与阳极电极的厚度相当的薄壁状的内周突部和在阴极电极侧沿着厚度方向突出的树脂突起部。而且，带有树脂框的电解质膜·电极构造体利用粘接层将树脂制框构件的内周突部与暴露的电解质膜相接合，之后，使树脂突起部加热熔融并浸渍于阴极电极的气体扩散层，从而构成为在气体扩散层内形成有树脂浸渍部的结构。

专利文献1：日本国特开2013-131417号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述那样的以往的带框架的膜电极接合体(燃料电池用的带树脂框的电解质膜·电极构造体)是将设置于框架(树脂制框构件)的薄壁状的内周突部与膜电极接合体(电解质膜·电极构造体)接合而成的结构，因此，例如存在如下问题：若在阳极气体和阴极气体之间产生压差，则使得框架以在厚度方向挠曲的方式变形，而反复如此有可能会使框架的内周突部发生破损，所以解决这样的问题成为了课题。

本发明是着眼于上述以往的课题而做成的，其目的在于提供一种能够针对作用于厚度方向的力确保足够的强度、能够防止框架的破损的带框架的膜电极接合体。

用于解决问题的方案

本发明的带框架的膜电极接合体具有：膜电极接合体，其具有利用一对电极层夹持电解质膜而成的结构；树脂制的框架，其设置在膜电极接合体的周围。所述框架具有：开口部，其用于配置膜电极接合体；台阶部，其沿着开口部的周缘形成且与框架的厚度大小相当；内周缘部，其以由于台阶部而偏置于框架的单面侧的状态在开口部内延伸。而且，带框架的膜电极接合体构成为膜电极接合体的外周缘部接合于内周缘部的与偏置侧相反的一侧的面而成的结构，并将上述结构作为解决以往的课题的方式。

发明的效果

本发明的带框架的膜电极接合体通过采用上述结构，对于框架而言，在使作为与膜电极接合体接合的接合部分的内周缘部的厚度大致等于主体部分的厚度的同时，利用台阶部形成厚壁，因此，针对作用于厚度方向的力能够确保足够的强度，能够防止框架的破损。

附图说明

图1是说明本发明的燃料电池堆的立体图(A)、分解状态的立体图(B)以及表示电池模块和密封板件的立体图(C)。

图2是将构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池用单元电池设为分解状态来表示的立体图。

图3是表示用于说明本发明的带框架的膜电极接合体的第1实施方式的主要部件的剖视图(A)、台阶部附近的放大剖视图(B)以及表示输入压差时的产生应力比的图表。