[发明专利]带框的电解质膜-电极结构体及其制造方法以及燃料电池

说明书

本公开涉及带框的电解质膜‑电极结构体及其制造方法以及燃料电池。带框的电解质膜‑电极结构体(10)具备框构件(24)，该框构件(24)具有第一框状片(24a)。电解质膜(18)的外周部(18c)配置在阴极电极(22)与第一框状片(24a)之间，层叠于阴极电极(22)的外周部(22c)并且借助接合层(24c)被接合于第一框状片(24a)的内周部(24an)。接合层(24c)被填充于被第一框状片(24a)的内周端(24ae)、阳极电极(20)以及电解质膜(18)包围的区域(R)。

技术领域

本发明涉及带框的电解质膜-电极结构体及其制造方法以及燃料电池。

背景技术

一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜。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)在固体高分子电解质膜的一方的面配设有阳极电极，在所述固体高分子电解质膜的另一方的面配设有阴极电极。

利用隔板(双极性板)夹持电解质膜-电极结构体来构成发电单电池(单位燃料电池)。将发电单电池层叠规定的数量，由此例如作为车载用燃料电池堆来使用。

近年，为了削减较高价的固体高分子电解质膜的使用量并且为了保护薄膜状且强度低的固体高分子电解质膜，采用在外周组装了树脂框构件的带框的MEA。在专利文献1公开的带框的MEA中，在电解质膜的外周部接合树脂框构件的内周部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8399150号说明书

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1中，当在MEA与树脂框构件的接合部位形成的间隙处暴露电解质膜时，电解质膜不固定，会有在电解质膜伴随着干湿而发生膨胀和收缩的情况下电解质膜受到损伤的担忧。

本发明是考虑这样的问题做出的，目的在于提供即使在电解质膜伴随着干湿而发生膨胀和收缩的情况下也能够减少电解质膜的损伤的带框的电解质膜-电极结构体及其制造方法以及燃料电池。

用于解决问题的方案

为了实现上述的目的，本发明的第一方式为带框的电解质膜-电极结构体，具备：电解质膜-电极结构体，其是在电解质膜的一方的面设置第一电极并且在所述电解质膜的另一方的面设置第二电极而形成的；以及框构件，其具有在所述电解质膜-电极结构体的外周部遍及整周地设置的树脂片，在所述带框的电解质膜-电极结构体中，所述电解质膜的外周部配置在所述第二电极与所述树脂片之间，层叠于所述第二电极的外周部并且借助接合层被接合于所述树脂片的内周部，所述接合层被填充于被所述树脂片的内周端、所述第一电极以及所述电解质膜包围的区域。

本发明的第二方式为燃料电池，具备带框的电解质膜-电极结构体以及在所述带框的电解质膜-电极结构体的两侧分别层叠的隔板，所述带框的电解质膜-电极结构体具有：电解质膜-电极结构体，其是在电解质膜的一方的面设置第一电极并且在所述电解质膜的另一方的面设置第二电极而形成的；以及框构件，其具有在所述电解质膜-电极结构体的外周部遍及整周地设置的树脂片，在所述燃料电池中，所述电解质膜的外周部配置在所述第二电极与所述树脂片之间，层叠于所述第二电极的外周部并且借助接合层被接合于所述树脂片的内周部，所述接合层被填充于被所述树脂片的内周端、所述第一电极以及所述电解质膜包围的区域。