CN100530803C

CN100530803C - 燃料电池模组

Info

Publication number: CN100530803C
Application number: CNB2005800132550A
Authority: CN
Inventors: 林友和; 明神严; 越智勉; 加藤千智; 川上康一朗; 吉川大雄; 高桥学; 浅井康之
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: CA2563540C; KR100760409B1; US20080026281A1; CN1947301A; US7732082B2; KR20070001243A; CA2563540A1; DE112005000938T5; WO2005104287A1; JP4475277B2; DE112005000938B4; JPWO2005104287A1

Abstract

一种燃料电池模组，其中相对于底表面成相同角度θ的斜面形状形成在两个侧表面上以形成呈锥形的凹槽。因为角度θ设置在凹槽的侧面，故即使在通过第一分隔器覆盖第二分隔器使第一及第二分隔器彼此结合以模块化时在粘合剂与凹槽的内表面之间产生气体积累，与凹槽的侧表面形成为直角形状相比，通过使侧表面具有角度θ可以辅助向外部排放所积累的气体。

Description

燃料电池模组

技术领域

本发明涉及通过层叠多个燃料电池单元形成的燃料电池模组。

背景技术

在燃料电池中，单元电池由包括膜电极组件(MEA)的燃料电池构成，该膜电极组件包括由固相聚合膜等制成的电解层、由碳布或碳纸等制成的夹入有电解层的扩散层、以及夹住膜电极组件的分隔器。在这种燃料电池单元中，作为阴极气体的空气(氧气)被供应至分隔器的正电极一侧上的氧气通路槽，作为阳极气体的氢气被供应至分隔器的负电极一侧上的氢气通路槽。所供应的氢气及氧气分别在负电极一侧上的扩散层及正电极一侧上的扩散层中扩散。到达负电极的扩散层的氢气进一步接触涂附在固相聚合电解膜上的催化层，并分离为质子与电子。分离的质子渗透通过固相聚合膜，并朝向正电极移动以在正电极处与氧起反应并因此产生水及电。通常，会利用上述具有这种电能产生机理的多个单元电池并在其间插入分隔器进行堆叠以作为串联的电池模组或电池堆叠的整体来形成燃料电池。

图13是示出现有技术的燃料电池500的横截面图。图12是示出堆叠在图13所示的燃料电池500中的分隔器20的俯视图。燃料电池500包括燃料电池单元40，燃料电池单元40包括MEA30以及夹住MEA30的第一分隔器10及第二分隔器20。注意利用粘合剂22来结合第一分隔器10及第二分隔器20，而MEA30则夹在第一分隔器10与第二分隔器20之间。粘合剂22还起到用于密封供应至FC电池的流体(气体、冷却剂)的密封剂的作用。由此形成的燃料电池单元40进一步结合粘合剂22，使得燃料电池单元40以物理实体的形式彼此附加以形成电池模组。电池模组中具有用于通过气体或制冷剂的歧管80。

分隔器20在其最靠外的外周表面上设置有分隔器外周堰(weir)75，而在分隔器20内部的部分处在歧管80的外周表面上设置有包围歧管80的歧管外周堰76。在更靠内的部分处，分隔器具有分隔器内堰77。

分隔器20具有作为用于保持粘合剂的粘合剂保持部24的凹槽。参考图13，凹槽包括形成在侧表面壁之间(即分隔器外周堰75与分隔器的外周侧上的歧管外周堰76之间)的外周凹槽72；以及形成在侧表面壁之间(即分隔器的内周侧上的歧管内周堰76与分隔器内周堰77之间)的内周凹槽74。

将参考图14来描述结合燃料电池单元40的方法。在第一及第二分隔器10及20中，在燃料电池单元的位于层结合堆叠的方向上的相对表面上，凹槽24设置有相对于底表面23成直角布置的侧表面29。在第二分隔器20的直角凹槽24中施加粘合剂22。在施加粘合剂22之后，第一及第二分隔器10及20被布置使得第一及第二分隔器10及20的凹槽24彼此面对，由此形成粘合剂保持部24，其侧表面29垂直于底表面23布置。通过由此形成的粘合剂保持部24保持粘合剂22，第一及第二分隔器10及20被结合，因此形成燃料电池单元40的模组。

已知以下参考文献揭示了被结合的分隔器。以下描述的专利文献1(日本专利早期公开号2002-260691)揭示了一种用于燃料电池单元的分隔器，其中具有与底表面23成直角布置的侧表面29的凹坑被设置在第一与第二分隔器之间的歧管及冷却水通路槽周围，而气体不可渗透粘合剂被注入坑中以结合两块板，因此抑制了气体渗透。专利文献2(日本专利早期公开号2002-367631)揭示了一种密封机构，其具有用于被结合的板之间的材料泡沫的坑。以下描述的专利文献3(日本专利早期公开号2000-48832)揭示了一种燃料电池单元分隔器，其具有用于防止粘合剂突出的堰。下述的专利文献4(日本专利早期公开号2001-319666)以及专利文献5(日本专利早期公开号2001-319676)揭示了一种分隔器，其由在槽中施加的液体密封所密封，该槽围绕连通孔设置。

但是，当分隔器组装结合时，使侧表面29与底表面23成直角布置的现有凹坑会允许诸如空气等气体进入坑的表面与粘合剂(密封材料)之间的界面中，由此粘合剂不能完全充满凹坑并由此产生缝隙。这种缝隙会导致分隔器之间的不充分粘着。

随后将说明为什么气体在结合分隔器的步骤期间会被引入的原因。对凹坑使用粘合剂22，该凹坑在第二分隔器20中使得侧表面29与底表面23成直角布置。这样使用粘合剂22会允许气体进入到凹坑的表面与粘合剂22之间，而气体的引入会导致气泡28的产生。

在第一分隔器10被设置在第二分隔器20上以将两者结合以形成模组(图14)的状态下，在气泡28残余在凹口中的情况下第一及第二分隔器10及20被结合(图15)。在残余有气泡的同时通过这样结合分隔器会导致由气泡28引起的以下问题。

(1)当使用热固粘合剂作为粘合剂22时，需要对粘合剂进行热固处理的步骤。在该热固步骤中，热量不仅传递至粘合剂还传递至气泡28，而气泡28因受热而膨胀(图16)。膨胀的气泡28会劣化粘合剂22的粘附性，还会部分地破坏粘合剂从而导致气体渗漏。在这种状态下，分隔器之间的粘合剂劣化，而气体会通过功能减弱的粘合剂(密封剂)渗漏。

(2)包括在相对较低温度处可操作的固相聚合物燃料电池单元的燃料电池通常在70℃至80℃的温度操作。在这种高于平常温度的温度下，气泡也会热膨胀(图16)。气泡28的这种膨胀会导致类似于在第(1)项中描述的问题。

形成燃料电池单元的第一分隔器10及第二分隔器20通过粘合剂22附着在一起，而MEA30则夹在其间。第一及第二分隔器在粘附部分处具有各种台阶部分。具体而言，MEA30具有三层结构，其中扩散层形成在催化层的任意一侧上，且仅电解层向外延伸，在此处其被夹入并被第一及第二分隔器10及20固定。第一及第二分隔器10及20的至少其中之一相应于夹电解层的部分形成有凹入部分(参见专利文献2)。气泡还形成在凹入部分的末端；即台阶部分的底表面与侧表面的拐角。此外，氢气(燃料气体)或氧化气体(空气)被供应至MEA30与第一分隔器10或与第二分隔器20之间的空间。因此，这种气体的通道必须与该空间连通，密封板被用于防止粘合剂渗透进入连通通道。台阶部分相应于密封板的端部而形成在第一及第二分隔器10及20的其中一者中，而气泡还形成在该台阶部分的底表面与侧表面的拐角处。

当在结合步骤期间气泡中的气体受热而膨胀时，在电池的内部空间与作为制冷剂的通路的歧管之间可能会形成渗漏通道。

发明内容

本发明旨在提供一种燃料电池模组，用于克服由气泡导致的问题。

本发明提供了一种通过堆叠多个燃料电池单元形成的燃料电池模组，包括分隔所述多个燃料电池单元的分隔器部件；在所述燃料电池单元的堆叠方向上邻近所述分隔器部件布置、并通过粘合剂附着至所述分隔器的相邻部件；以及设置在所述分隔器部件及所述相邻部件至少其中一者中的在所述分隔器部件与所述相邻部件彼此结合的部分处的凹坑，所述凹坑用于保持所述粘合剂；其中至少在其周缘的一部分中，所述凹坑包括气体排放辅助结构，所述气体排放辅助结构用于在所述分隔器部件及所述相邻部件彼此结合时，辅助将存在于所述粘合剂与所述凹坑的表面之间的气体排出至外部。

在上述燃料电池模组中，所述凹坑的侧表面优选地形成为斜面形状。

在上述燃料电池模组中，所述凹坑优选地形成锥形。

在上述燃料电池模组中，所述斜面形状优选地以相对于保持所述粘合剂侧的底表面成120度至150度的角度设置。

上述燃料电池模组还优选地包括气体排放槽，其布置在所述凹坑的侧表面上用于将所述气体排出至外部。

在上述燃料电池模组中，所述粘合剂包含粘合剂渗漏抑制部件，所述粘合剂渗漏抑制部件用于抑制所述粘合剂渗漏至外部。

在上述燃料电池模组中，优选地，所述粘合剂渗漏抑制部件是球状珠，且所述珠的直径大于所述气体排放槽的通路直径。

本发明提供了一种通过堆叠多个燃料电池单元形成的燃料电池模组，包括分隔所述多个燃料电池单元的分隔器部件；在所述燃料电池单元的堆叠方向上邻近所述分隔器部件布置、并通过粘合剂附着至所述分隔器的相邻部件；以及设置在所述分隔器部件及所述相邻部件至少其中一者中的在所述分隔器部件与所述相邻部件彼此结合的部分处的台阶部分，所述台阶部分用于保持所述粘合剂；其中在所述台阶部分处设置气体排放辅助结构，所述气体排放辅助结构用于在所述分隔器部件及所述相邻部件彼此结合时，辅助将存在于所述粘合剂与所述台阶部分的表面之间的气体排出至外部。

上述气体排放辅助结构优选地包括设置在所述台阶部分的底表面与侧表面之间的接合部分处用于连接所述底表面及所述侧表面的斜面形状。该结构可消除拐角，否则该拐角会因底表面与侧表面彼此直接接触而形成。

优选地，所述台阶部分是凹坑，而所述斜面形状设置在所述凹坑的底表面与侧表面之间的接合部分处。

在上述燃料电池模组中，在所述燃料电池单元的堆叠方向上邻近所述分隔器部件布置的所述相邻部件优选地是金属分隔器。

本发明有利于更好地抑制因气泡导致的问题。

附图说明

图1是横截面图，示出了根据本发明的实施例的燃料电池模组。

图2是俯视图，示出了根据本发明的实施例的燃料电池分隔器。

图3示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图4示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图5示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图6示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图7示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图8示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图9示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图10示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图11示出了根据本发明的实施例的气体排放辅助结构。

图12是俯视图，示出了根据现有技术的燃料电池分隔器。

图13是横截面图，示出了根据现有技术的燃料电池模组。

图14是用于说明由气泡导致的问题的视图。

图15是用于说明由气泡导致的问题的视图。

图16是用于说明由气泡导致的问题的视图。

图17是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图18是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图19是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图20是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图21是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图22是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图23是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

图24是示出根据本发明的另一实施例用于防止气泡产生的结构的视图。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明的实施例。注意实施例仅是实现本发明的示例，而不对本发明产生限制。

[燃料电池]

图1揭示了根据本发明的实施例的燃料电池100的横截面图。图2是被堆叠以形成燃料电池100的单个分隔器20的俯视图。燃料电池100具有燃料电池单元40，燃料电池单元40构造成MEA30夹入在第一分隔器10与第二分隔器20之间。该结构包括这种燃料电池单元40的多个堆叠层。燃料电池单元40由通过粘合剂结合在一起的第一分隔器10及相邻的第二分隔器20形成。燃料电池单元40进一步结合有粘合剂22，由此形成堆叠结构(电池模组)。燃料电池单元40通过这种粘合剂以物理坚固的方式结合，由此形成电池模组。电池模组(堆叠)具有用于通过气体或制冷剂的歧管80。

分隔器20在其最靠外的外周表面处设置有分隔器外周堰65，并在其外周表面处在其靠内的部分设置有围绕歧管80的歧管外周堰66。在更靠内的部分处，设置有分隔器内周堰67。

分隔器20具有作为用于保持粘合剂的粘合剂保持部24的凹槽。如图1所示，凹槽由外周凹槽62和内周凹槽64形成，其中外周凹槽62形成在分隔器外周堰65与分隔器外周侧上的歧管外周堰66之间(其中堰65及66作为侧表面壁)，内周凹槽64形成在分隔器的内侧的歧管内周堰66与分隔器内周堰67之间(其中堰66及67作为侧表面壁)。

第一分隔器10及第二分隔器20在表面处设置有具有凹形截面的凹槽，在该表面处燃料电池单元在形成电池模组的方向上彼此面对。凹槽的特征在于侧表面(堆叠层的方向)相对于底表面(表面的方向)形成为斜面形状。在具有凹槽的第二分隔器20中，在凹槽的内表面使用粘合剂22。在使用粘合剂22之后，第一分隔器10及第二分隔器20被布置使得第一分隔器10及第二分隔器20的两个凹槽彼此面对，由此形成粘合剂保持空间50。由此形成的粘合剂保持空间50保持粘合剂22，且第一分隔器10与第二分隔器20通过粘合剂22结合，由此组装了燃料电池单元，并形成模组。

在使用第二分隔器作为本实施例的相邻部件时，分隔器、电解膜、膜电极组件、以及树脂框架中的至少一者被用作该相邻部件。

凹槽的侧表面29相对于底表面23形成角度θ的斜面形状。参考图3，斜面形状相对于底表面23以相同角度θ形成在任意侧表面上。角度θ是小于90度的角度；即凹槽的侧表面不是直角。通过这样以角度θ设置凹槽的侧表面29，可以防止在通过将第一分隔器10放置在第二分隔器20上并将两者结合而形成模组时在粘合剂22与凹槽的内表面之间产生气泡。具体而言，通过形成模组，具有角度θ的侧表面29辅助将气体以比凹槽的直角侧表面更大程度地排出至外部。因此，可以抑制气泡的产生。还可以抑制粘合剂的粘着力劣化或粘合剂的裂口，否则会在模组形成之后由于气泡的热膨胀而引起粘着力劣化或粘合剂的裂口。

第一分隔器10及第二分隔器20可以由碳、金属、树脂、或导电树脂等形成。例如，第一分隔器10及第二分隔器20两者均可以是金属分隔器或碳分隔器(由碳及结合有碳的树脂形成的模制部分)。在图1的示例中，第一分隔器10及第二分隔器20两者均为碳分隔器。

第一分隔器10设置有用于将燃料气体供应至MEA30的燃料气体通道34，而第二分隔器20设置有用于将氧化气体供应至MEA30的氧化气体通道32。第一分隔器10及第二分隔器20还在结合与形成有气体通道32、34的表面相对的表面处设置有用于制冷剂(通常使用冷却水)通过的制冷剂通道26。通道26、32、34可以是在一个或更多部分处折回的从入口延伸至出口的蜿蜒通道，或从入口以笔直的方式延伸至出口的笔直通道。

第一分隔器10及第二分隔器20设置有歧管80，歧管80包括制冷剂歧管、燃料气体歧管、以及氧化气体歧管，并在电池堆叠的方向上延伸。制冷剂歧管与制冷剂通道26连通，而燃料气体歧管与燃料气体通道32连通。氧化气体歧管与氧化气体通道34连通。这些歧管形成在第一分隔器10及第二分隔器20的相对端部，而电池单元表面中的通道26、32、及34形成在分隔器的除了歧管形成区域之外的中心区域中。布置气体通道区域并设置MEA30的区域是电池单元的能量产生区域。

堆叠MEA30以及第一分隔器10及第二分隔器20以形成燃料电池单元40，且电池模组由至少一个燃料电池单元40形成。堆叠模组以形成电池堆叠组件，而端子、绝缘体、以及端板在电池堆叠的方向上被布置在电池堆叠组件的任意端部，电池堆叠组件在电池堆叠方向上被紧固，并在电池堆叠组件的外侧固定有在电池堆叠方向上延伸的张紧板、螺栓、及螺母，由此构成燃料电池堆叠。

[气体排放辅助结构]

尽管在粘合剂保持部分的气体排放辅助结构中具有凹槽，但任意侧表面29形成为相对于底表面23呈相同角度θ的斜面形状，使得凹槽根据本实施例成锥形，只要结构比任意侧表面与底表面成直角布置的凹槽可更有效地抑制气泡的产生，也可以采用各种其他形式。气体排放辅助结构可以形成于第一分隔器及/或第二分隔器的内表面。其可具有以下描述的结构之一，也可以是多种结构的结合。尽管着眼于辅助气体排放，该多个多种类型的气体排放辅助结构优选地以最大可能数量设置，但着眼于可制造性等可采用在各种应用中优选的模式。气体排放辅助结构可以包括以下作为示例描述的(1)斜面形状及(2)气体排放槽。

(1)斜面形状

尽管在图3中两个侧表面的角度θ相同，但侧表面可以以不同角度θ而非相同角度θ来布置。可选地，一个侧表面可以是直角而另一侧表面29可以以角度θ形成为斜面形状(示例：图4)。斜面形状可以线性形成或形成为曲面(示例：图5)。此外，斜面形状可以形成为多边形或台阶形状(例如具有统一台阶宽度的楼梯形状)(示例：图7)。可选地，也可以不设置底表面，而斜面形状形成为V形(示例：图6)。还可以是仅第一分隔器10及第二分隔器20中的一者具有斜面形状的结构(示例：图8)。

斜面形状可以是任何形式，例如线性、曲面、台阶、或多边形形状，只要可以提供气体排放辅助功能。斜面形状不一定是诸如线性、曲面、台阶、或多边形的统一形状，而是可以采用多种形状。例如，斜面形状可以在从底表面向上至特定高度为线性，从该高度至另一高度为曲面，并从该另一高度至分隔器结合的表面为台阶。即，可以采用任何形状，只要斜面形状形成为凹槽的周缘的一部分。

注意，在本说明书中术语“斜面形状结构”表示包括线性、曲面、台阶、或多边形结构等的上位概念，而不限于线性斜面形状等。

角度θ优选地为30度至60度，具体地优选为45度。小于30度的角度会导致凹槽用于保持粘合剂的能力不足。另一方面，大于60度的角度接近于直角，从而空气将不能被有效地排放。

(2)气体排放槽

在图9所示的结构中，穿入歧管的气体排放槽60设置在第二分隔器中的凹槽的侧表面29的结合分隔器的部分处。气体排放槽60的这种设置使得可以将在结合处理时产生的气泡中的气体排放至外部。因此，可以抑制在温度上升时空气的膨胀以及因气泡导致的粘合剂22的裂口。

气体排放槽60优选地是能够将气泡中的气体排出至外部，并防止在内部使用的粘合剂22渗漏至外部的槽。如果粘合剂22渗漏至外部，则燃料电池的气体通道可能会被粘合剂22阻塞。因此，气体排放槽60优选地具有最小通路直径。只要可排出气体，气体排放槽60可以具有任何结构，并可以使用诸如半圆柱形、V形、或凹槽等各种类型的槽。

为了实现能够将气泡中的气体排出至外部并防止内部的粘合剂22渗漏至外部的槽结构，粘合剂22优选地包含抑制粘合剂渗漏的部件。例如，粘合剂优选地包括球状珠，更优选地包括多个珠70以更好地防止粘合剂的渗漏(图10)。诸如珠的球状元件可以由其他包括多边形形状的固体元件的粘合剂渗漏抑制部件代替，例如由各种对粘合剂惰性的材料形成的矩形、平行六边形及立方形。这种粘合剂渗漏抑制部件可以事先放置在凹槽中而不是在粘合剂22中，随后将粘合剂22注入如此布置的粘合剂渗漏抑制部件中。

假设整个气体排放槽60(即从凹槽的内表面至歧管的端口)的最小深度由“d”表示，而球状珠70的直径由“e”表示，当珠的直径“e”不小于气体排放槽60的深度“d”时(深度“d”≤直径“e”)，因为珠70可以阻塞气体排放槽60，故可以抑制粘合剂向歧管的渗漏。珠优选地由诸如硅土、玻璃或树脂等对粘合剂惰性的材料形成。

[利用珠的粘合剂渗漏抑制模式]

图10及图11示出如何通过包含多个珠70的粘合剂来抑制粘合剂的渗漏。第二分隔器20的侧表面29设置有凹形气体排放槽60，其具有凹入形状及在整个通路上固定的深度“d”。在第二分隔器20的表面处对凹槽使用包含多个珠的粘合剂22。在向凹槽这样使用粘合剂22之后，第一分隔器10被结合至第二分隔器20以压紧粘合剂。粘合剂22中的珠70被带至气体排放槽60的入口。因为珠的直径“e”大于凹入气体排放槽60的深度“d”，故珠阻塞凹入气体排放槽60。这种阻塞不仅可通过具有大于凹入气体排放槽60的深度“d”的直径“e”的珠实现，还可以通过尺寸等于或略小于深度的珠实现。可以利用各种尺寸的珠，只要它们可起到阻碍粘合剂通过并由此防止粘合剂流出的功能。

如上所述，珠70阻塞凹入气体排放槽60，由此抑制粘合剂22向外部渗漏。同时，在珠70与气体排放槽60之间产生的缝隙允许气泡中的气体通过其排放。由此可提供在使气体排放的同时抑制粘合剂22向外部渗漏的渗漏抑制模式。

[其他结构示例]

另一种结构示例示于图17中。图17示出第一分隔器10与第二分隔器20结合且粘合剂22布置在两个分隔器10与20之间的部分。在该示例中，凹槽90布置在第二分隔器20的结合表面中，而凹槽90的侧表面92与底表面94彼此大致以直角布置，而斜面形状96设置在连接部分中。因此，虽然如果侧表面92与底表面94彼此直接接触的连接角将为90度，但设置了这种斜面形状96使得在侧表面92与斜面形状96之间及斜面形状96与底表面94之间的连接部分处形成135度的角度。因此，形成在凹槽90中的连接表面之间的角度为钝角，因此消除了在使用粘合剂22时会形成气泡的拐角。

图18示出了第一分隔器10与第二分隔器20夹入并固定MEA30的电解层30a的接合部分，在该部分中粘合剂22设置在分隔器10与20之间，并围绕电解层30a的端部。在该部分处，第二分隔器20具有台阶部分98，该台阶部分98由侧表面92及底表面94构成，其中到第一分隔器10的距离相应于电解层30a设置于其中的区域中的电解层30a的厚度而增大，以合适地容纳电解层30a。类似于上述结构，在侧表面92与底表面94的连接部分处设置斜面形状96。因此，侧表面92与底表面94之间的连接部分呈135度的角度。

图19示出了其中图17所示的斜面形状96形成为曲面的另一结构示例。具体而言，斜面形状96具有弧形横截面，该弧形横截面具有平滑地连接侧表面92及底表面94的预定半径。该结构消除了拐角，由此防止产生气泡。

图20示出了其中图18的斜面形状96形成为曲面的另一结构示例。

图21示出了其中图17的侧表面92被消除并由斜面形状96替代的另一结构示例。换言之，斜面形状96起侧表面的作用。该结构也消除了拐角，由此防止产生气泡。

图22示出了其中图18的斜面形状92被消除且侧表面由斜面形状96形成的另一结构示例。

图23示出了其中图21的斜面形状96形成为曲面的另一结构示例。尽管底表面94在图23中被消除，但也可以设置底表面94。

图24示出了其中图22的斜面形状96形成为曲面的另一结构示例。

如上所述，斜面形状被设置在凹槽90的侧表面与底表面之间的连接部分处，还设置在分隔器夹入MEA30一侧的第一分隔器10与第二分隔器20之间的连接部分中的台阶部分98中。

气泡的产生在粘合剂的热处理期间会导致气泡中气体的膨胀，并形成气体渗漏通道。这些实施例可有效地防止这种渗漏通道的产生。具体而言，可以防止在电池的内空间与作为制冷剂及其他气体通路的通道的歧管之间形成渗漏通道。

尽管结合了这些实施例对凹槽进行了说明及描述，但槽可由多个凹孔代替。术语“凹坑”表示“凹槽”及“凹孔”两者。

工业应用性

本发明可应用于固相聚合物型、磷酸型、熔化碳酸盐型、固相氧化物型等的通用燃料电池模组。

Claims

1.一种通过堆叠多个燃料电池单元形成的燃料电池模组，包括：

分隔所述多个燃料电池单元的分隔器部件；

在所述燃料电池单元的堆叠方向上邻近所述分隔器部件布置、并通过粘合剂附着至所述分隔器的相邻部件；以及

设置在所述分隔器部件及所述相邻部件至少其中一者中、在所述分隔器部件与所述相邻部件彼此结合的部分处的凹坑，所述凹坑用于保持所述粘合剂；其中

所述凹坑在其周缘的至少一部分中包括气体排放辅助结构，所述气体排放辅助结构用于在所述分隔器部件及所述相邻部件彼此结合时，辅助将存在于所述粘合剂与所述凹坑的表面之间的气体排出至外部，并且

所述凹坑由所述粘合剂填充。

2.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其中

所述凹坑的侧表面形成为斜面形状。

3.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其中

所述凹坑在所述燃料电池模组中形成锥形。

4.根据权利要求2所述的燃料电池模组，其中

所述斜面形状以相对于保持所述粘合剂侧的底表面成120度至150度的角度设置。

5.根据权利要求1所述的燃料电池模组，还包括

气体排放槽，其布置在所述凹坑的侧表面上用于将所述气体排出至外部。

6.根据权利要求5所述的燃料电池模组，其中

所述粘合剂包含用于抑制所述粘合剂渗漏至外部的粘合剂渗漏抑制部件。

7.根据权利要求6所述的燃料电池模组，其中

所述粘合剂渗漏抑制部件是球状珠，且

所述珠的直径大于所述气体排放槽的通路直径。

8.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其中

在所述燃料电池单元的堆叠方向上邻近所述分隔器部件布置的所述相邻部件是金属分隔器。

9.根据权利要求1所述的燃料电池模组，其中

所述凹坑设置在所述分隔器部件及所述相邻部件两者中，且在每个所述凹坑中都设置所述气体排放辅助结构。

10.根据权利要求2所述的燃料电池模组，其中

所述凹坑以环状方式设置在所述分隔器部件及所述相邻部件中的至少一者中。

11.一种通过堆叠多个燃料电池单元形成的燃料电池模组，包括：

分隔所述多个燃料电池单元的分隔器部件；

设置在所述分隔器部件及所述相邻部件至少其中一者中、在所述分隔器部件与所述相邻部件彼此结合的部分处的台阶部分，所述台阶部分用于保持所述粘合剂；其中

在所述台阶部分中设置气体排放辅助结构，所述气体排放辅助结构用于在所述分隔器部件及所述相邻部件彼此结合时，辅助将存在于所述粘合剂与所述台阶部分的表面之间的气体排出至外部，并且

所述台阶部分由所述粘合剂填充。

12.根据权利要求11所述的燃料电池模组，其中

所述气体排放辅助结构包括设置在所述台阶部分的底表面与侧表面之间的接合部分处用于连接所述底表面及所述侧表面的斜面形状。

13.根据权利要求12所述的燃料电池模组，其中

所述台阶部分是凹坑，而所述斜面形状设置在所述凹坑的底表面与侧表面之间的接合部分处。

14.根据权利要求11所述的燃料电池模组，其中

15.根据权利要求11所述的燃料电池模组，其中

16.根据权利要求11所述的燃料电池模组，其中

所述台阶部分以环状方式设置在所述分隔器部件及所述相邻部件中的至少一者中。