[发明专利]燃料电池堆

说明书

本发明提供一种能够提高层叠体的层叠方向端部的密封性的燃料电池堆(10)，其具备层叠有多个发电单体(12)的层叠体(14)。在发电单体(12)的金属隔板(30、32)上形成有密封线(52、62)，该密封线(52、62)以与电解质膜‑电极结构体的外周部或设置于外周部的树脂膜(46)接触的方式朝向层叠体(14)的层叠方向突出。在绝缘体(18a、18b)或端板(20a、20b)上设有弹性密封构件(80、84)，该弹性密封构件(80、84)与位于层叠方向的最端部的金属隔板(30e、32e)的密封线(52e、62e)抵接。

技术领域

本发明涉及具备层叠有多个发电单体的层叠体的燃料电池堆，所述发电单体具有在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜-电极结构体和在所述电解质膜-电极结构体的两侧配设的金属隔板。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一侧的面上配设有阳极电极，在另一侧的面上配设有阴极电极。电解质膜-电极结构体通过由隔板(双极板)夹持而构成发电单体。具备层叠有规定数量发电单体的层叠体的燃料电池堆例如组装于燃料电池车辆(燃料电池电动机动车等)。

在燃料电池堆中，有时使用金属隔板作为隔板。此时，在金属隔板上设有密封构件，以防止作为反应气体的氧化剂气体及燃料气体、冷却介质的泄漏(例如参照美国专利第6605380号说明书)。密封构件使用氟系、硅酮等的弹性橡胶密封件，存在制造成本高昂这样的问题。

因此，例如日本特开2015-191802号公报所公开的那样，代替弹性橡胶密封件而采用在金属隔板上形成有密封凸起的结构。

然而，有时在电解质膜-电极结构体的两侧配设的各金属隔板上形成密封凸起。该密封凸起以与在电解质膜-电极结构体的外周设置的框部接触的方式向层叠体的层叠方向突出。并且，以使密封凸起进行弹性变形的方式通过在层叠体的两端部设置的绝缘体从层叠方向夹持层叠体，由此防止反应气体、冷却介质的泄漏。

然而，在该情况下，在电解质膜-电极结构体上设置的框部作用有其两侧的密封凸起的弹性力，另一方面，在绝缘体上仅从单侧作用有密封凸起的弹性力，因此引起层叠体的层叠方向端部的密封性降低。因而，希望提高层叠体的层叠方向端部的密封性。

发明内容

本发明考虑到这样的课题而提出，其目的在于提供一种能够提高层叠体的层叠方向端部的密封性的燃料电池堆。

本发明的燃料电池堆具备层叠有多个发电单体的层叠体，所述发电单体具有在电解质膜的两侧配设电极而成的电解质膜-电极结构体和在电解质膜-电极结构体的两侧配设的金属隔板。在金属隔板上形成有密封用凸起部，该密封用凸起部以与电解质膜-电极结构体的外周部或设置于外周部的框部接触的方式朝向层叠体的层叠方向突出。在层叠体的层叠方向两侧，配设有以使密封用凸起部进行弹性变形的方式沿着层叠方向夹持层叠体的绝缘体及端板。

在绝缘体或端板上设有弹性密封构件，该弹性密封构件与位于层叠方向的最端部的金属隔板的密封用凸起部抵接。

另外，在上述燃料电池堆的基础上，优选的是，在绝缘体或端板中的朝向层叠体的面上，形成有供弹性密封构件配设的凹部。

而且，在上述燃料电池堆的基础上，优选的是，金属隔板形成有用于向电极供给反应气体的气体流路和供反应气体及冷却介质流通的多个连通孔，密封用凸起部环绕气体流路，并且设置于连通孔的周围。

另外，在上述燃料电池堆的基础上，优选的是，位于层叠方向的最端部的金属隔板为与如下金属隔板相同的结构，该金属隔板是与电解质膜-电极结构体的外周部或框部中的指向位于层叠方向的最端部的所述金属隔板的相反侧的面接触的金属隔板。