[发明专利]燃料电池和燃料电池用金属隔板

说明书

本发明提供一种能够减小凸棱密封件上的设有连结流路的部位与其他部位之间表面压力的偏差的燃料电池和燃料电池用金属隔板。发电单元(燃料电池)(12)具有膜电极组件(28a)和分别配置于膜电极组件(28a)两侧的第1金属隔板(30)、第2金属隔板(32)。在第1金属隔板(30)上设有氧化剂气体供给连通孔(34a)、围绕氧化剂气体供给连通孔(34a)的连通孔凸棱部(凸棱密封件)(53a)和桥部(80)。设有桥部(80)的部位上的连通孔凸棱部(53a)的根部的宽度(W1a)比其他部位的连通孔凸棱部(53a)的根部的宽度(W2a)大。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池和燃料电池用金属隔板。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具有膜电极组件(membrane electrode assembly)(MEA)，所述膜电极组件分别在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一方的表面上配设阳极，在另一方的表面上配设阴极。通过由隔板(separator)(双极板)夹持膜电极组件来构成发电单元(单体燃料电池)。具有层叠规定数量的发电单元而成的层叠体的燃料电池堆例如被组装于燃料电池车(燃料电池电动汽车等)。

在燃料电池堆中，存在隔板使用金属隔板的情况。此时，在金属隔板上，为了防止氧化剂气体和燃料气体即反应气体和冷却介质的泄漏而设置密封部件(例如，美国专利第7008584号的说明书)。

密封部件使用氟类、硅胶等弹性橡胶密封件，存在成本升高的问题。因此，例如如美国专利第7718293号说明书所公开的那样，代替弹性橡胶密封件，而采用在金属隔板上形成凸形的凸棱密封件(bead sealing)的结构。

发明内容

为了分别单独地供给和排出反应气体和冷却介质，在发电单元的层叠体上，设有在层叠方向上贯穿金属隔板的连通孔，金属隔板上的各连通孔被凸棱密封件单独地包围。为了使反应气体在发电区域与连通孔之间流通，在金属隔板上设置连通凸棱密封件内外的连结流路(桥部)。因此，凸棱密封件上的设有连结流路的部位与其他部位(没有设置连结流路的部位)之间表面压力(凸棱密封件顶端的接触压力)的偏差变大。

本发明是考虑这样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种能够减小凸棱密封件上的设有连结流路的部位与其他部位之间表面压力的偏差的燃料电池和燃料电池用金属隔板。

为了达成上述目的，本发明是一种燃料电池，其具有通过分别在电解质膜的两侧设置电极而形成的膜电极组件和分别配置于所述膜电极组件的两侧的金属隔板，在所述金属隔板上设置有：连通孔，其使流体沿膜电极组件和所述金属隔板的层叠方向流通，其中，所述流体是燃料气体、氧化剂气体或冷却介质；流体流路，其使所述流体沿所述金属隔板的表面进行流通；连结流路，其连通所述连通孔和所述流体流路；凸棱密封件，其围绕所述连通孔，并且向所述层叠方向突出，在所述金属隔板上形成有连通所述凸棱密封件的内侧和外侧的所述连结流路，该燃料电池的特征在于，设有所述连结流路的部位上的所述凸棱密封件的根部的宽度比其他部位上的所述凸棱密封件的根部的宽度大。

在上述燃料电池中，优选为，所述凸棱密封件形成为在平面图上观察时呈波浪形。

在上述燃料电池中，优选为，在设有所述连结流路的部位和所述其他部位，所述凸棱密封件的突出方向上的顶端部的宽度相同。

在上述燃料电池中，优选为，所述凸棱密封件形成为在平面图上观察时呈波浪形，在与构成所述凸棱密封件上的所述波浪形的弯曲部的顶点对应的部位，在所述凸棱密封件的凸形两侧，设置有构成所述连结流路的至少一部分的通孔。

在上述燃料电池中，优选为，所述连结流路具有设置于所述凸棱密封件的凸形两侧的通孔和连接于所述通孔的通道。