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CN102569845B - 燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池组(10)，第二金属隔板(24)被设定为大于第一金属隔板(22)的外形尺寸，同时在该第二金属隔板(24)上一体成形与第一电解质膜与电极结构体(20a)的周缘部抵接的第一密封构件(62a)、与第一金属隔板(22)的周缘部抵接的第二密封构件(62b)和与邻接的第四金属隔板(28)的周缘部抵接的第三密封构件(62c)。根据本发明，在第二隔板的一个面或第一隔板的一个面上，一体成形第一密封构件、第二密封构件及第三密封构件，因而一举简单且经济地完成密封成形工序。而且，由于采用包括第一密封构件～第三密封构件的三重密封结构，从而反应气体的密封性良好提升，能够尽可能地阻止反应气体的泄漏。

Description

燃料电池
本申请是申请日为2007年5月1日、申请号为200780015895.4、发明名称为“燃料电池”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具备在电解质两侧配置电极的电解质与电极结构体、用第一及第二隔板夹持所述电解质与电极结构体的燃料电池。
背景技术
例如，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜。该燃料电池利用隔板(双极板)夹持电解质膜与电极结构体(电解质与电极结构体)从而构成单位电池，其中，电解质膜与电极结构体是在固体高分子电解质膜两侧分别配置由电极催化剂层和多孔质碳构成的阳极电极及阴极电极。通常使用层叠了规定数量的该单位电池的燃料电池组。
一般而言，燃料电池构成设有沿隔板的层叠方向贯通的入口连通孔及出口连通孔的所谓内部歧管。并且，燃料气体、氧化剂气体及冷却介质从各个入口连通孔向燃料气体流路、氧化剂气体流路及冷却介质流路供给后，向各个出口连通孔排出。
因而，必须在燃料电池内将燃料气体、氧化剂气体及冷却介质分开密封，已知例如特开2002-270202号公报所揭示的燃料电池组。该燃料电池组中如图45所示层叠着燃料电池1001，同时各燃料电池1001用第一隔板1003及第二隔板1004夹持电极结构体1002。
电极结构体1002具有设置在电解质膜1002a两面的阳极电极1002b及阴极电极1002c，同时阴极电极1002c具有小于阳极电极1002b的表面积。第一隔板1003和第二隔板1004用外侧密封构件1005a密封，同时所述第二隔板1004和电极结构体1002的外周之间用内侧密封构件1005b密封。再有，在燃料电池1001间配置密封构件1005c。
另外，特开2002-270202号公报所揭示的燃料电池1001如图46所示，在第一及第二隔板1003、1004的纵向一端缘部形成燃料气体供给口1007a、氧化剂气体供给口1008a及冷却介质供给口1009a，同时，在第一及第二隔板1003、1004的纵向另一端缘部形成燃料气体排出口1007b、氧化剂气体排出口1008b及冷却介质排出口1009b。
上述燃料电池1001中，第一及第二隔板1003、1004设定为比电极结构体1002的外形尺寸大的尺寸。因而，特别是像作为车载用燃料电池组使用之际那样，在燃料电池1001的层叠块数达到几百块的结构中，有可能使整个燃料电池组大型且成为重量物。
再有，上述燃料电池1001在预先形成具有要求形状的外侧密封构件1005及内侧密封构件1006后，所述外侧密封构件1005及所述内侧密封构件1006支承在例如第二隔板1004上。从而，有可能使燃料电池1001的制造工序复杂化，同时组装作业变得繁琐。
另外，特开2002-25587号公报所揭示的燃料电池如图47所示，利用第一隔板1102及第二隔板1103夹持燃料电池单体1101。燃料电池单体1101利用阴极电极1105及阳极电极1106夹持固体高分子电解质膜1104，同时，在所述阴极电极1105及所述阳极电极1106上配置气体扩散层1105a、1106a。
固体高分子电解质膜1104从阴极电极1105及阳极电极1106的内周向外部突出，另一方面，所述阴极电极1105比所述阳极电极1106表面积形成得小。
在第一隔板1102及第二隔板1103之间与固体高分子电解质膜1104密接且包围着阴极电极1105安装第一密封件1107a，同时包围着阳极电极1106并包围着所述第一密封件1107a安装第二密封件1107b。因而，通过第一密封件1107a密封氧化剂气体，同时通过第二密封件1107b密封燃料气体。从而第一密封件1107a和第二密封件1107b配置在相对于燃料电池的层叠方向横向偏移的位置，因而谋求该燃料电池整体的层叠方向的薄型化。
不过，对于上述燃料电池单体1101而言，当层叠有多个所述燃料电池单体1101之际，在各燃料电池单体1101间沿着电极面方向形成用来冷却该燃料电池单体1101的冷却介质流路。因而，在各燃料电池单体1101间必须安装用来密封冷却介质的密封构件，基于该密封构件容易使燃料电池单体1101间间隔开，有可能无法谋求燃料电池组整体的小型化。
另一方面，特开平6-218275号公报所揭示的过程控制装置，如图48所示，将相互平行配置的2个板1201a、1201b重合而成的层叠板与组件1202交替层叠。组件1202用阳极1202b及阴极1202c夹持MEA1202a，同时将它们夹持在一对接触板1202d中。
在板1201a和组件1202之间形成第一室1203a，在板1201b和所述组件1202之间形成第二室1203b，在所述板1201a、1201b间形成第三室1203c。在板1201a、1201b的端部经由垫圈1204沿层叠方向形成连通孔1205。
该连通孔1205通过在板1201a、1201b间形成的流路1206与例如第二室1203b连通。虽然没有图示，不过，沿层叠方向设有另外2个连通孔，另外2个连通孔通过板1201a、1201b间的流路(没有图示)分别与第一室1203a及第三室1203c连通。
然而，在上述过程控制装置中，用于将沿层叠方向形成的连通孔1205与第二室1203b连通的流路1206，必须确保层叠方向的流路高度以使流体良好导入，同时必须确保基于垫圈1204形成的密封高度。从而，组件1202彼此的间隔变得相当大，无法谋求燃料电池的小型化。
特别是车载用燃料电池组是层叠多个、例如几百个燃料电池而构成。因而，各燃料电池彼此的间隔变大，无法谋求燃料电池组整体的小型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池，特别是能够经济且有效地完成密封成形作业，同时能够有效地提高反应气体密封性的燃料电池。
另外，本发明的目的在于提供一种燃料电池，特别是即使层叠数增加也能够良好地谋求燃料电池整体轻量化及紧凑化的燃料电池。
还有，本发明的目的在于提供一种燃料电池，能够谋求构成的简化、同时特别是能够经济且有效地完成密封成形作业的燃料电池。
再有，本发明的目的在于提供一种燃料电池，能够将燃料气体、氧化剂气体及冷却介质分别良好地密封，同时能够沿层叠方向尽可能地薄型化。
另外，本发明的目的在于提供一种燃料电池，能够使反应气体在沿层叠方向延伸的反应气体连通孔和沿电极面方向延伸的反应气体流路之间顺畅流动，而且能够谋求所述层叠方向的薄型化。
本发明涉及一种燃料电池，其具备在电解质两侧配置有第一电极和具有比该第一电极小的表面积的第二电极的电解质与电极结构体，用第一及第二隔板夹持所述电解质与电极结构体。
第一隔板朝向第一电极配置，第二隔板具有与所述第一隔板不同的外形尺寸，同时朝向所述第二电极配置。并且，在第二隔板的一个面或第一隔板的一个面上，一体成形在电解质与电极结构体的周缘部与电解质抵接的第一密封构件、与所述第一隔板或所述第二隔板的周缘部抵接的第二密封构件和与相邻的第二隔板或第一隔板的周缘部抵接的第三密封构件。
另外，本发明的燃料电池中，第一隔板具有小于第二隔板的外形尺寸，同时在所述第二隔板的外周缘部，在比所述第一隔板的外形端部向外方突出的位置，沿层叠方向贯通形成至少包括燃料气体入口连通孔、燃料气体出口连通孔、氧化剂气体入口连通孔及氧化剂气体出口连通孔的流体连通孔。
还有，本发明的燃料电池中，第二金属隔板具有大于第一金属隔板的外形尺寸，同时所述第一金属隔板整个面呈金属面、且只在所述第二金属隔板上一体成形密封构件。
并且，密封构件设置在第二金属隔板的朝向电极的一个面上，且具有与电解质与电极结构体的周缘部抵接的内侧密封部和与相邻的第二金属隔板的周缘部抵接的外侧密封部。
再有，本发明的燃料电池中，至少第一隔板或第二隔板设有用来密封燃料气体的第一密封部、用来密封氧化剂气体的第二密封部和用来密封冷却介质的第三密封部，所述第一密封部、所述第二密封部及所述第三密封部在层叠方向相互偏置配置。
另外，本发明的燃料电池中，电解质与电极结构体在电极面方向具有凹凸形状部，该凹凸形状部形成连通反应气体流路和反应气体连通孔的连通部，在层叠方向上邻接的电解质与电极结构体上设置的各凹凸形状部在所述层叠方向上相互偏置配置。
再有，本发明的燃料电池中，第一电解质与电极结构体在电极面方向具有第一凹凸形状部，该第一凹凸形状部形成连通沿电极面供给反应气体的反应气体流路和反应气体连通孔的第一连通部，第二电解质与电极结构体在所述电极面方向具有第二凹凸形状部，该第二凹凸形状部形成连通沿电极面供给所述反应气体的反应气体流路和所述反应气体连通孔的第二连通部，所述第一凹凸形状部和所述第二凹凸形状部在所述层叠方向相互偏置配置。
本发明中，由于在第二隔板的一个面或第一隔板的一个面一体成形第一密封构件、第二密封构件及第三密封构件，因此，能够一举简单且经济地完成密封成形工序。而且，通过采用包括第一密封构件～第三密封构件的3重密封结构，从而能够良好地提高反应气体的密封性，尽可能地阻止反应气体的泄漏。
再有，第一隔板或第二隔板的一方比另一方外形尺寸设定得相对小。因而，可确保燃料电池的层叠刚性及组装时的操作性所必需的电极面的刚性，同时可容易谋求所述燃料电池的轻量化、即燃料电池组整体的轻量化。
另外，本发明中，第一隔板被设定为小于第二隔板的外形尺寸，只在所述第二隔板上沿层叠方向贯通形成流体连通孔。因而，第一隔板能够尽可能地小型化，同时容易谋求轻量化。从而，特别是在层叠多个燃料电池构成燃料电池组之际，能够一举实现所述燃料电池组整体的小型化且轻量化。
再有，本发明中，密封构件在第二金属隔板上一体成形，因而，密封结构一举简化，与预先形成具有要求形状的密封构件的构成相比，良好地提高了燃料电池的组装作业性。这是因为组装时不再需要将密封构件和第二金属隔板相对定位的作业。
而且，在第一金属隔板上不需要密封构件的成形作业，只在第二金属隔板上进行密封构件的成形作业即可。因而，能够经济且有效地完成密封成形作业，且容易谋求燃料电池整体的制造成本削减。
再有，本发明中，用来密封燃料气体的第一密封部、用来密封氧化剂气体的第二密封部和用来密封冷却介质的第三密封部不会在层叠方向相互重叠。从而，确保了第一密封部、第二密封部和第三密封部的各密封件高度，能够将燃料气体、氧化剂气体及冷却介质分别良好地密封，同时能够谋求层叠方向上的薄型化，能够容易且可靠地完成燃料电池整体的小型化。
另外，本发明中，在层叠方向上邻接的电解质与电极结构体上设置的各凹凸形状部，在所述层叠方向相互偏置配置，因此，邻接的通路部彼此不会在所述层叠方向上重叠。因而，能够在维持连通反应气体流路和反应气体连通孔的通路部上的流路高度及密封高度的状态下，谋求各单位电池的层叠方向的薄型化。从而能够容易完成燃料电池整体的小型化，特别是能够良好地将车载用燃料电池组紧凑化。
再有，本发明中，在层叠方向上邻接的第一电解质与电极结构体及第二电解质与电极结构体上设置的第一凹凸形状部及第二凹凸形状部，在所述层叠方向相互偏置配置，因此，邻接的第一通路部及第二通路部彼此不会在所述层叠方向上重叠。因而，能够在维持连通反应气体流路和反应气体连通孔的第一通路部及第二通路部上的流路高度及密封高度的状态下，谋求第一单位电池及第二单位电池的层叠方向的薄型化。从而能够容易完成燃料电池整体的小型化，特别是能够良好地将车载用燃料电池组紧凑化。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的燃料电池的概略立体说明图。
图2是所述燃料电池的截面说明图。
图3是构成所述燃料电池的单位电池的分解立体说明图。
图4是第一金属隔板的一个面的说明图。
图5是第二金属隔板的一个面的说明图。
图6是所述第二金属隔板的另一个面的说明图。
图7是第四金属隔板的一个面的说明图。
图8是所述第四金属隔板的一个面的说明图。
图9是所述燃料电池内的氧化剂气体的流动说明图。
图10是所述燃料电池内的所述氧化剂气体的其他流动说明图。
图11是所述燃料电池内的燃料气体的流动说明图。
图12是所述燃料电池内的所述燃料气体的其他流动说明图。
图13是所述燃料电池内的冷却介质的流动说明图。
图14是所述燃料电池内的所述冷却介质的其他流动说明图。
图15是本发明第二实施方式的燃料电池的局部截面说明图。
图16是本发明第三实施方式的燃料电池的局部截面说明图。
图17是本发明第四实施方式的燃料电池的截面说明图。
图18是所述燃料电池的分解立体说明图。
图19是构成所述燃料电池的第二金属隔板的一个面的说明图。
图20是本发明第五实施方式的燃料电池的截面说明图。
图21是本发明第六实施方式的燃料电池的截面说明图。
图22是所述燃料电池的分解立体说明图。
图23是构成所述燃料电池的第一金属隔板的一个面的说明图。
图24是所述第一金属隔板的另一面的说明图。
图25是构成所述燃料电池的第二金属隔板的一个面的说明图。
图26是本发明第七实施方式的燃料电池的截面说明图。
图27是本发明第八实施方式的燃料电池的截面说明图。
图28是本发明第九实施方式的燃料电池的分解立体说明图。
图29是本发明第十实施方式的燃料电池的分解立体说明图。
图30是本发明第十一实施方式的燃料电池的分解立体说明图。
图31是本发明第十二实施方式的燃料电池的截面说明图。
图32是构成所述燃料电池的单位电池的分解立体说明图。
图33是构成所述单位电池的第二金属隔板的一个面的说明图。
图34是本发明第十三实施方式的燃料电池的截面说明图。
图35是构成所述燃料电池的单位电池的分解立体说明图。
图36是构成所述单位电池的第一金属隔板的主视说明图。
图37是构成所述单位电池的第二金属隔板的一个面的说明图。
图38是本发明第十四实施方式的燃料电池的截面说明图。
图39是构成所述燃料电池的单位电池的分解立体说明图。
图40是本发明第十五实施方式的燃料电池的截面说明图。
图41是构成所述燃料电池的单位电池的分解立体说明图。
图42是本发明第十六实施方式的燃料电池的截面说明图。
图43是构成所述燃料电池的单位电池的分解立体说明图。
图44是本发明第十七实施方式的燃料电池组的截面说明图。
图45是现有技术的燃料电池组的说明图。
图46是所述燃料电池的说明图。
图47是现有技术的燃料电池的说明图。
图48是现有技术的过程控制装置的说明图。
具体实施方式
图1是本发明第一实施方式的燃料电池10的概略立体说明图，图2是所述燃料电池10的截面说明图。
燃料电池10具备沿箭头A方向(水平方向)交替层叠单位电池12a、12b的层叠体14，同时在所述层叠体14的层叠方向两端，配置端板16a、16b。还有，端板16a、16b间利用没有图示的系杆紧固，不过，也可以采用例如将层叠体14整体收容在壳体(没有图示)内的构成。
单位电池12a是用第一金属隔板22及第二金属隔板24夹持第一电解质膜与电极结构体(电解质与电极结构体)20a，同时，单位电池12b是用第三金属隔板26及第四金属隔板28夹持第二电解质膜与电极结构体20b。单位电池12b是通过将单位电池12a在面方向上旋转180°而形成。实际上，第二电解质膜与电极结构体20b与第一电解质膜与电极结构体20a相同，第三金属隔板26与第一金属隔板22相同，第四金属隔板28与第二金属隔板24相同。
如图3所示，第一电解质膜与电极结构体20a具备在例如全氟磺酸的薄膜中浸含有水的固体高分子电解质膜(电解质)30a和夹持该固体高分子电解质膜30a的阴极电极(第一电极)32a及阳极电极(第二电极)34a。阴极电极32a被设定为大于阳极电极34a的表面积，同时所述阴极电极32a覆盖固体高分子电解质膜30a整个面而设置(所谓、阶梯MEA)。
阴极电极32a及阳极电极34a具有由碳纸等构成的气体扩散层(没有图示)和在所述气体扩散层表面均匀涂布表面担载了铂合金的多孔质碳粒子而形成的电极催化剂层(没有图示)，并设置催化剂涂布范围36a。
第一电解质膜与电极结构体20a整体呈大致四边形状构成，同时，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置第一凹凸形状部38a。第一凹凸形状部38a具有从第一电解质膜与电极结构体20a的箭头B方向一端部上部向下部形成的第一凸部37a、第一凹部39a、第二凸部37b及第二凹部39b。第一凹凸形状部38a具有从第一电解质膜与电极结构体20a的箭头B方向另一端部上部向下部形成的第三凸部37c、第三凹部39c、第四凸部37d及第四凹部39d。
第一金属隔板22设定为小于第二金属隔板24的外形尺寸。如图3及图4所示，在第一金属隔板22的朝向第一电解质膜与电极结构体20a的面22a上，对应于所述第一电解质膜与电极结构体20a的催化剂涂布范围36a形成第一氧化剂气体流路(第一反应气体流路)40。该第一氧化剂气体流路40设置向面22a侧突出的凸部40a和凹部40b，从而沿箭头B方向呈直线状延伸而形成，同时，在所述第一氧化剂气体流路40的两侧形成压纹部40c。在第一氧化剂气体流路40的箭头B方向一端侧设有呈波状成形的入口部41a，同时在箭头B方向另一端侧设有同样呈波状成形的出口部41b。如图4所示，入口部41a及出口部41b向第一电解质膜与电极结构体20a的外形形状的外方突出。
第一金属隔板22具有形成要求凹凸形状的外形形状部42，同时该外形形状部42设定为比第一电解质膜与电极结构体20a的外形形状大的尺寸。在第一金属隔板22的面22a侧形成第一氧化剂气体流路40，从而形成将凹凸形状翻转了的第一冷却介质流路44。
如图3所示，第二金属隔板24具有横长的长方形状。在该第二金属隔板24及第四金属隔板28的箭头B方向的一端缘部，沿箭头C方向(铅直方向)排列设置：在层叠方向即箭头A方向相互连通、用来供给氧化剂气体(一方的反应气体)例如含氧气体的氧化剂气体入口连通孔46a、用来供给冷却介质的冷却介质入口连通孔48a及用来排出燃料气体(另一方反应气体)例如含氢气体的燃料气体出口连通孔50b。
在第二金属隔板24及第四金属隔板28的箭头B方向的另一端缘部，沿箭头C方向排列设置：在箭头A方向相互连通、用来供给燃料气体的燃料气体入口连通孔50a、用来排出冷却介质的冷却介质出口连通孔48b及用来排出氧化剂气体的氧化剂气体出口连通孔46b。
如图5所示，在第二金属隔板24的朝向第一电解质膜与电极结构体20a的面24a上，与催化剂涂布范围36a对应地形成第一燃料气体流路(第二反应气体流路)52。该第一燃料气体流路52交替设置向面24a侧突出的凸部52a及凹部52b，从而沿箭头B方向延伸而形成。在该第一燃料气体流路52的两侧形成压纹部52c。
如图6所示，在第二金属隔板24的面24b上通过在面24a侧形成第一燃料气体流路52从而形成第二冷却介质流路54。在第二冷却介质流路54的箭头B方向一端侧设置成形为波状的入口部56a，同时，在箭头B方向另一端侧设置同样成形为波状的出口部56b。
在第二金属隔板24上重叠第三金属隔板26之际，入口部56a及出口部56b与该第三金属隔板26的缺口形状部对应。冷却介质入口连通孔48a通过入口部56a与第二冷却介质流路54连通，另一方面，冷却介质出口连通孔48b通过出口部56b与第二冷却介质流路54连通。
在第二金属隔板24上靠近燃料气体入口连通孔50a设置2个燃料气体用入口孔部58a，同时靠近燃料气体出口连通孔50b设置2个燃料气体用出口孔部58b。在氧化剂气体入口连通孔46a附近形成3个氧化剂气体用入口孔部60a，另一方面，在氧化剂气体出口连通孔46b附近形成3个氧化剂气体用出口孔部60b。
如图2及图5所示，在第二金属隔板24的面24a上一体成形密封构件62。该密封构件62围绕着第一燃料气体流路52依次具有朝向外方一体成形的内侧密封部即第一密封部(第一密封构件)62a、第二密封部(第二密封构件)62b及外侧密封部即第三密封部(第三密封构件)62c。密封构件62由例如EPDM(乙丙橡胶)、硅酮橡胶、丁腈橡胶或丙烯酸橡胶构成，利用将例如硅酮树脂加热到规定温度(例如160℃～170℃)的熔融树脂进行注射成形。
第一密封构件62a与第一电解质膜与电极结构体20a的周缘部、即固体高分子电解质膜30a的周缘部接触，第二密封构件62b与第一金属隔板22的周缘部接触，第三密封构件62c与相当于构成相邻单位电池12b的第二金属隔板的第四金属隔板28接触。
第一密封构件62a构成用来防止燃料气体泄漏的内侧密封构件，第二密封构件62b构成用来防止氧化剂气体泄漏的中间密封构件，第三密封构件62c构成用来阻止冷却介质泄漏的外侧密封构件。
第二电解质膜与电极结构体20b与上述第一电解质膜与电极结构体20a同样构成，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置第二凹凸形状部38b。第二凹凸形状部38b具有从第二电解质膜与电极结构体20b的箭头B方向一端部上部向下部形成的第五凹部39e、第五凸部37e、第六凹部39f及第六凸部37f。第二凹凸形状部38b具有从第二电解质膜与电极结构体20b的箭头B方向另一端部上部向下部形成的第七凹部39g、第七凸部37g、第八凹部39h及第八凸部37h。
第三金属隔板26在第二电解质膜与电极结构体20b侧的面26a上形成第二氧化剂气体流路64。在第二氧化剂气体流路64的箭头B方向一端侧设置呈波状成形的入口部63a，同时在箭头B方向另一端侧设置同样呈波状成形的出口部63b。入口部63a及出口部63b向第二电解质膜与电极结构体20b的外形形状外方突出。第三金属隔板26的面26b与第二金属隔板24的面24b重叠，从而一体形成第二冷却介质流路54的第三金属隔板26设置具有规定凹凸形状的外形形状部65。
如图7所示，在第四金属隔板28的朝向第二电解质膜与电极结构体20b的面28a上形成第二燃料气体流路66。第二燃料气体流路66基于凸部66a和凹部66b沿箭头B方向延伸形成，同时在两端侧形成压纹部66c。
如图8所示，在第四金属隔板28的面28b上通过在面28a上形成第二燃料气体流路66从而形成第一冷却介质流路44。该第一冷却介质流路44由于第四金属隔板28和第一金属隔板22重叠从而成形为一体。在第一冷却介质流路44的箭头B方向两端，分别向外方延伸形成波形状的入口部68a和出口部68b。
入口部68a和出口部68b通过第一金属隔板22的缺口形状部将第一冷却介质流路44与冷却介质入口连通孔48a及冷却介质出口连通孔48b连通。
在第四金属隔板28上，相对于设置在第二金属隔板24上的入口孔部58a及出口孔部58b，错开层叠方向的位置形成2个入口孔部70a及2个出口孔部70b。在第四金属隔板28上，相对于第二金属隔板24的3个入口孔部60a及3个出口孔部60b，错开层叠方向的位置形成3个入口孔部72a及3个出口孔部72b。
如图7所示，在面28a上一体成形密封构件74。该密封构件74围绕着第二燃料气体流路66依次具有沿外方设置的内侧密封部即第一密封部(第一密封构件)74a、中间密封部即第二密封部(第二密封构件)74b及外侧密封部即第三密封部(第三密封构件)74c。用于燃料气体密封的内侧密封部即第一密封部74a与构成第二电解质膜与电极结构体20b的固体高分子电解质膜30b的周端部接触，用于氧化剂气体密封的中间密封部即第二密封部74b与第三金属隔板26的周端部接触，用于冷却介质密封的外侧密封部即第三密封部74c与构成单位电池12a的第二金属隔板24的周缘部接触。
如图9及图10所示，在第二金属隔板24及第四金属隔板28上基于第三密封部62c、74c而形成将氧化剂气体入口连通孔46a与第一氧化剂气体流路40及第二氧化剂气体流路64连通的通路部75。该通路部75具有氧化剂气体用的入口孔部(贯通孔)60a、72a。同样，如图11及图12所示，在第二金属隔板24及第四金属隔板28上基于第三密封部62c、74c而形成将燃料气体入口连通孔50a与第一燃料气体流路52及第二燃料气体流路66连通的通路部77。该通路部77具有燃料气体用的入口孔部(贯通孔)58a、70a。
在单位电池12a上通过第一凹凸形状部38a形成第一通路部76a，同时在单位电池12b上通过第二凹凸形状部38b形成第二通路部76b。
第一通路部76a如图9所示，具有在第一凹部39a与第一金属板22及第二金属隔板24之间形成、将氧化剂气体入口连通孔46a与第一氧化剂气体流路40连通的第一氧化剂气体供给连通路78a。第一通路部76a如图11所示，具有在第三凸部37c和第二金属隔板24之间形成、将燃料气体入口连通孔50a与第一燃料气体流路52连通的第一燃料气体供给连通路79a。
第一连通路76a如图3所示，具有在第四凹部39d与第一金属隔板22及第二金属隔板24之间形成、将氧化剂气体出口连通孔46b与第一氧化剂气体流路40连通的第一氧化剂气体排出连通路78b。第一通路部76a具有在第二凸部37b和第二金属隔板24之间形成、将燃料气体入口连通孔50a与第一燃料气体流路52连通的第一燃料气体排出连通路79b。
第二通路部76b如图10所示，具有在第五凹部39e与第三金属板26及第四金属隔板28之间形成、将氧化剂气体入口连通孔46a与第二氧化剂气体流路64连通的第二氧化剂气体供给连通路78c。第二通路部76b如图12所示，具有在第七凸部37g和第四金属隔板28之间形成、将燃料气体入口连通孔50a与第二燃料气体流路66连通的第二燃料气体供给连通路79c。
第二通路路76b如图3所示，具有在第八凹部39h与第三金属板26及第四金属隔板28之间形成、将氧化剂气体出口连通孔46b与第二氧化剂气体流路64连通的第二氧化剂气体排出连通路78d。第二通路部76b具有在第六凸部37f和第四金属隔板28之间形成、将燃料气体入口连通孔50a与第二燃料气体流路66连通的第二燃料气体排出连通路79d。
关于如此构成的燃料电池10的动作进行以下说明。
如图1所示，在端板16a的氧化剂气体入口连通孔46a中供给含氧气体等氧化剂气体，同时在燃料气体入口连通孔50a中供给含氢气体等燃料气体。再有，在冷却介质入口连通孔48a中供给纯水和乙二醇等冷却介质。
在此，在构成单位电池12a的第二金属隔板24上如图6所示，形成从面24b侧与氧化剂气体入口连通孔46a连通的3个入口孔部60a。另一方面，在构成单位电池12b的第四金属隔板28上如图8所示，形成从面28b侧与氧化剂气体入口连通孔46a连通的3个入口孔部72a。
因而，如图9所示，向氧化剂气体入口连通孔46a供给的氧化剂气体的一部分通过第二金属隔板24的入口孔部60a被导入到面24a侧的第一氧化剂气体供给连通路78a，从设置在第一金属隔板22上的入口部41a向第一氧化剂气体流路40供给。
另一方面，如图10所示，在单位电池12b中，向氧化剂气体入口连通孔46a供给的氧化剂气体的一部分从设置在第四金属隔板28的入口孔部72a被导入到面28a侧的第二氧化剂气体供给连通路78c，从第三金属隔板26的入口部63a向第二氧化剂气体流路64供给。
另外，在第二金属隔板24上如图6所示，在面24b侧形成与燃料气体入口连通孔50a连通的2个入口孔部58a。在第四金属隔板28上如图8所示，在面28b侧形成与燃料气体入口连通孔50a连通的2个入口孔部70a。
从而，如图11所示向燃料气体入口连通孔50a供给的燃料气体一部分通过第二金属隔板24的入口孔部58a被导入到面24a侧的第一燃料气体供给连通路79a，向与该第一燃料气体供给连通路79a连通的第一燃料气体流路52供给。
再有，如图12所示，向燃料气体入口连通孔50a供给的燃料气体一部分从第四金属隔板28的入口孔部70a被导入到面28a侧的第二燃料气体供给连通路79c，向与该第二料气体供给连通路79c连通的第二燃料气体流路66供给。
从而如图3所示，在第一电解质膜与电极结构体20a中，向阴极电极32a供给的氧化剂气体和向阳极电极34a供给的燃料气体在电极催化剂层内由于电化学反应而消耗，进行发电。同样，在第二电解质膜与电极结构体20b中，利用向阴极电极32b供给的氧化剂气体和向阳极电极34b供给的燃料气体进行发电。
在单位电池12a的第一氧化剂气体流路40中流动的氧化剂气体从出口部41b被导入第一氧化剂气体排出连通路78b，通过设置在第二金属隔板24上的出口孔部60b向面24b侧移动，排出到氧化剂气体出口连通孔46b。同样，在单位电池12b的第二氧化剂气体流路64中流动的氧化剂气体从出口部63b被导入第二氧化剂气体排出连通路78d，通过设置在第四金属隔板28上的出口孔部72b，排出到氧化剂气体出口连通孔46b。
另外，在第二金属隔板24的第一燃料气体流路52中流动的燃料气体被导入第一燃料气体排出连通路79b，通过出口孔部58b向面24b侧移动后，排出到燃料气体出口连通孔50b。同样，在第四金属隔板28的第二燃料气体流路66中流动的燃料气体被导入第二燃料气体排出连通路79d，从出口孔部70b向面28b侧移动后，排出到燃料气体出口连通孔50b。
再有，如图8所示，在第四金属隔板28的面28b上设置与第一冷却介质流路44连通的入口部68a及出口部68b，同时，所述入口部68a及所述出口部68b与第一金属隔板22的缺口形状部对应。
因而，向冷却介质入口连通孔48a供给的冷却介质如图13所示，从第四金属隔板28的面28b侧通过入口孔部68a被导入到在所述第四金属隔板28和第一金属隔板22之间形成的第一冷却介质流路44。通过该第一冷却介质流路44被实施了冷却处理的冷却介质，通过出口部68b从面28b侧被排出到冷却介质出口连通孔48b(参照图3)。
另一方面，如图6所示，在第二金属隔板24的面24b上与第二冷却介质流路54连通、同时与第三金属隔板26的缺口形状部对应地形成入口部56a及出口部56b。
从而，向冷却介质入口连通孔48a供给的冷却介质如图14所示从面24b侧通过入口部56a向在第二金属隔板24和第三金属隔板26之间形成的第二冷却介质流路54供给。在该第二冷却介质流路54中流动的冷却介质从出口部56b向面24b侧流动，排出到冷却介质出口连通孔48b(参照图3)。
这种情况下，第一实施方式中，构成单位电池12a的第一金属隔板22比第二金属隔板24外形尺寸设定得小，同时，第一电解质膜与电极结构体20a设定成阳极电极34a的表面积小于阴极电极32a的表面积。
并且，如图2及图5所示，在第二金属隔板24的面24a上一体成形与构成第一电解质膜与电极结构体20a的固体高分子电解质膜30a的周缘部抵接的第一密封构件62a、与第二金属隔板24的周缘部抵接的第二密封构件62b、与构成相邻单位电池12b的第四金属隔板28(实质上与第二金属隔板24同等)抵接的第三密封构件62c。
因而，在第二金属隔板24中只要在面24a侧实施密封成形处理即可，与在面24b侧也实施密封成形处理的情况相比，可一举简单且经济地完成密封成形工序。
那时，用于燃料气体密封的第一密封部62a、用于氧化剂气体密封的第二密封部62b及用于冷却介质密封的第三密封部62c相对于层叠方向(箭头A方向)相互偏置配置。因而，与用于燃料气体的密封部、用于氧化剂气体的密封部及用于冷却介质的密封部的至少任意2个重合的构成相比，容易谋求薄型化。
从而，能够确保第一密封部62a、第二密封部62b及第三密封部62c的各密封高度，将燃料气体、氧化剂气体及冷却介质分别良好地密封，同时可谋求层叠方向上的薄型化，可容易且确实完成燃料电池10整体的小型化。
而且，第一燃料气体流路52和入口孔部58a及出口孔部58b由第一密封构件62a、第二密封构件62b及第三密封构件62c的三重密封结构密封。从而燃料气体的密封性良好提升，能够尽可能地阻止该燃料气体的泄漏。
再有，第一实施方式中，第一金属隔板22没有设置氧化剂气体入口连通孔46a、冷却介质入口连通孔48a、燃料气体出口连通孔50b、燃料气体入口连通孔50a、冷却介质出口连通孔48b及氧化剂气体出口连通孔46b。因而，可确保单位电池12a的层叠刚性及组装时的操作性所必需的电极面的刚性，同时可谋求所述单位电池12a的轻量化，容易完成燃料电池10整体的轻量化。还有，单位电池12b中也获得与上述单位电池12a同样的效果。
从而可容易完成燃料电池10整体的轻量化及紧凑化，同时，特别是在层叠多个单位电池12a、12b构成车载用燃料电池10之际，所述燃料电池10整体大幅度地轻量化，确实谋求燃料利用率的提高。
再有，单位电池12b中，第三金属隔板26实质上是将第一金属隔板22翻转180°使用，同时第四金属隔板28实质上是将第二金属隔板24翻转180°使用。从而，可更经济地构成燃料电池10整体。
另外，设置在第二金属隔板24上的第一密封构件62a、第二密封构件62b及第三密封构件62c，R形状前端与作为平面部的固体高分子电解质膜30a的周缘部、第一金属隔板22的面22a及第四金属隔板28的面28b接触。因而，能够确实阻止引起密封部位上的线压降低和漏气发生及隔板变形。
再有，第一实施方式中，在第二金属隔板24上一体成形密封构件62。因而，不需要例如在预先形成具有要求形状的密封构件62后、将该密封构件62与第二金属隔板24接合的构成中，将所述密封构件62和所述第二金属隔板24相对定位的作业。从而，一举简化密封结构，同时良好地提升燃料电池10的组装作业性。
而且，如图2及图5所示，在第二金属隔板24的面24a上一体成形与构成第一电解质膜与电极结构体20a的固体高分子电解质膜30a的周缘部抵接的第一密封部62a、与第二金属隔板24的周缘部抵接的第二密封部62b、与构成相邻单位电池12b的第四金属隔板28(实质上与第二金属隔板24同等)抵接的第三密封部62c。
因而，在第二金属隔板24中只要在面24a侧实施密封成形处理即可，与在面24b侧也实施密封成形处理的情况相比，可一举简单且经济地完成密封成形工序。
再有，第一金属隔板22不需要密封成形作业。因而，只在第二金属隔板24上进行密封构件62的成形作业即可，可经济且有效地完成密封成形作业，同时容易谋求燃料电池10整体的制造成本削减。
另外，第一实施方式中，在沿层叠方向邻接的第一电解质与电极结构体20a及第二电解质与电极结构体20b上设置的第一凹凸形状部38a及第二凹凸形状部38b，在所述层叠方向相互偏置配置。因此，邻接的第一通路部76a及第二通路部76b彼此不会在所述层叠方向上重叠。
具体地说，例如连通第一氧化剂气体流路40和氧化剂气体入口连通孔46a的第一氧化剂气体连通路78a与连通第二氧化剂气体流路64和氧化剂气体入口连通孔46a的第二氧化剂气体供给连通路78c，在层叠方向相互偏置。因而，能够在维持第一氧化剂气体流路78a和第二氧化剂气体供给连通路78c上的流路高度及密封高度的状态下，谋求单位电池12a及12b的层叠方向的薄型化。从而能够容易完成燃料电池10整体的小型化，特别是能够良好地将车载用燃料电池组紧凑化。
图15是本发明第二实施方式的燃料电池80的局部剖视说明图。还有，对于与第一实施方式的燃料电池10相同的构成要素附以相同的参照符号，省略其详细的说明。另外，以下说明的第三～第十六的实施方式中也同样，省略其详细的说明。
燃料电池80沿箭头A方向交替层叠单位电池82a、82b。单位电池82a是用第一金属隔板83及第二金属隔板84夹持第一电解质膜与电极结构体20a，另一方面，单位电池82b是用第三金属隔板86及第四金属隔板88夹持第二电解质膜与电极结构体20b。
第一金属隔板83设定成大于第二金属隔板84的外形尺寸，同时在所述第一金属隔板83上朝向外方依次形成用于冷却介质密封的内侧密封部(第二密封构件、第三密封部)90a、用于燃料气体密封的中间密封部(第一密封构件、第一密封部)90b和用于氧化剂气体密封的外侧密封部(第三密封构件、第二密封部)90c。
第三金属隔板86设定成大于第四金属隔板88的外形尺寸，同时在所述第三金属隔板86上朝向外方依次形成用于冷却介质密封的内侧密封部(第二密封构件)92a、用于燃料气体密封的中间密封部(第一密封构件)92b和用于氧化剂气体密封的外侧密封部(第三密封构件)92c。
该第三金属隔板86实质上是将第一金属隔板83翻转180°使用，另一方面，第四金属隔板88实质上是将第二金属隔板84翻转180°使用。
内侧密封部90a、92a分别与第四金属隔板88及第二金属隔板84的周缘部抵接，中间密封部90b、92b分别与第二电解质膜与电极结构体20b的固体高分子电解质膜30b的周缘部及第一电解质膜与电极结构体20a的固体高分子电解质膜30a的周缘部抵接，外侧密封部90c、92c与相互邻接的第三金属隔板86及第一金属隔板83的周缘部抵接。
如此构成的第二实施方式，在单位电池82a中，只在第一金属隔板83的一个面上一体成形内侧密封部90a、中间密封部90b和外侧密封部90c，可一举简化且经济地完成密封成形工序。而且，作为燃料气体密封结构，采用中间密封部90b及外侧密封部90c的二重密封结构。从而，获得能够良好地提升燃料气体密封性等与上述第一实施方式同样的效果。
图16是本发明第三实施方式的燃料电池80a的局部剖视说明图。还有，对于与第二实施方式的燃料电池80相同的构成要素附以相同的参照符号，省略其详细的说明。
燃料电池80a沿箭头A方向交替层叠单位电池82a、82b。单位电池82a是用第一金属隔板83a及第二金属隔板84a夹持第一电解质膜与电极结构体20a，另一方面，单位电池82b是用第三金属隔板86a及第四金属隔板88a夹持第二电解质膜与电极结构体20b。
第一金属隔板83a设定成小于第二金属隔板84a的外形尺寸，同时在所述第二金属隔板84a上一体成形密封构件90。该密封构件90具有朝向外方依次形成的用于冷却介质密封的内侧密封部90a、用于燃料气体密封的中间密封部90b和用于氧化剂气体密封的外侧密封部90c。
第三金属隔板86a设定成小于第四金属隔板88a的外形尺寸，同时在所述第四金属隔板88a上一体成形密封构件92。该密封构件92具有朝向外方依次形成的用于冷却介质密封的内侧密封部92a、用于燃料气体密封的中间密封部92b和用于氧化剂气体密封的外侧密封部92c。
该第四金属隔板88a实质上是将第二金属隔板84a翻转180°使用，另一方面，第三金属隔板86a实质上是将第一金属隔板83a翻转180°使用。
内侧密封部90a、92a分别与第三金属隔板86a及第一金属隔板83a的周缘部抵接，中间密封部90b、92b分别与第二电解质膜与电极结构体20b的固体高分子电解质膜30b的周缘部及第一电解质膜与电极结构体20a的固体高分子电解质膜30a的周缘部抵接，外侧密封部90c、92c与相互邻接的第四金属隔板88a及第二金属隔板84a的周缘部抵接。
另外，该第三实施方式，在第一金属隔板83a及第三金属隔板86a上不需要密封构件的成形作业，可一举简单且经济地完成密封成形作业，同时容易谋求燃料电池80a整体的制造成本削减。
再有，第三实施方式，密封构件90中，用于冷却介质密封的内侧密封部90a、用于燃料气体密封的中间密封部90b和用于氧化剂气体密封的外侧密封部90c在层叠方向相互偏置配置。同样地，密封构件92中，用于冷却介质密封的内侧密封部92a、用于燃料气体密封的中间密封部92b和用于氧化剂气体密封的外侧密封部92c在层叠方向相互偏置。
因而，能够在确保各密封件高度的状态下，将冷却介质、燃料气体及氧化剂气体分别密封良好，同时容易完成燃料电池80a整体的小型化。
图17是本发明第四实施方式的燃料电池100的剖视说明图。
燃料电池100沿箭头A方向层叠多个单位电池102，同时，所述单位电池102是用第一金属隔板106及第二金属隔板108夹持电解质膜与电极结构体(电解质与电极结构体)104(参照图17及图18)。电解质膜与电极结构体104具备固体高分子电解质膜30和阴极电极32及阳极电极34。固体高分子电解质膜30、阴极电极32及阳极电极34设定成相同的外形尺寸(表面积)。
第一金属隔板106设定成小于第二金属隔板108的外形尺寸，该第一金属隔板106实质上与第一实施方式的第一金属隔板22同样构成。
第二金属隔板108一体成形密封构件110。该密封构件110如图17及图19所示，在面24a上具有围绕第一燃料气体流路52形成的第一密封部(内侧密封部)110a及第二密封部(外侧密封部)110b。
第一密封部110a与电解质膜与电极结构体104的周缘部接触，第二密封部110b与构成相邻单位电池102的第二金属隔板108接触(参照图17)。
如此构成的第四实施方式中，没有采用第一实施方式的构成所谓阶梯MEA的第一电解质膜与电极结构体20a及第二电解质膜与电极结构体20b，而采用所谓全面电极型的电解质膜与电极结构体104，能够获得与上述实施方式同样的效果。
图20是本发明第五实施方式的燃料电池112的剖视说明图。
燃料电池112沿箭头A方向层叠多个单位电池114，同时，所述单位电池114具备电解质膜与电极结构体104和第一金属隔板106及第二金属隔板116。第一金属隔板106设定成小于第二金属隔板116的外形尺寸。
在第二金属隔板116的面24a上围绕燃料气体流路52一体成形第一密封构件118。第一密封构件118具有第一密封部(内侧密封部)118a及第二密封部(外侧密封部)118b，所述第一密封部118a与电解质膜与电极结构体104的周缘部抵接。第二密封部118b与在构成相邻单位电池122的第二金属隔板126上设置的第二密封构件119(后述)接触。
在第二金属隔板116的面24b上围绕冷却介质流路54一体成形第二密封构件119。第二密封构件119具有密封部119a，所述密封部119a与内侧密封部118a一起夹持电解质膜与电极结构体104及第一金属隔板106的周缘部。
如此构成的燃料电池112获得与上述第一～第四实施方式同样的效果。
图21是本发明第六实施方式的燃料电池120的剖视说明图。
燃料电池120沿箭头A方向层叠多个单位电池122，同时，所述单位电池122具备电解质膜与电极结构体104和第一金属隔板124及第二金属隔板126。第一金属隔板124设定成小于第二金属隔板126的外形尺寸。
如图22及图23所示，在第一金属隔板124的纵向(箭头B方向)两端部大致中央分别向第二金属隔板126的冷却介质入口连通孔48a及冷却介质出口连通孔48b侧突出设置突片部128a、128b。
在第一金属隔板124的面22a侧设置分别将氧化剂气体流路40的入口侧及出口侧向外部开放的多个槽部132a、132b。在第一金属隔板124的面22a上如图23所示，设置覆盖氧化剂气体流路40的外方并弯曲的密封构件134，同时，该密封构件134的一部分分别构成槽部132a、132b。
如图24所示，在第一金属隔板124的面22b上形成冷却介质流路54，同时，在突片部128a、128b上形成将所述冷却介质流路54与第二金属隔板126的冷却介质入口连通孔48a及冷却介质出口连通孔48b连通的槽部136a、136b。
如图25所示，在第二金属隔板126的面24a上围绕燃料气体流路52一体成形第一密封构件138和第二密封构件140。
第一密封构件138与第一金属隔板124的密封构件134对置并夹持电解质膜与电极结构体104，另一方面，第二密封构件140与构成相邻单位电池122的第二金属隔板126接触(参照图21)。
第一密封构件138如图25所示，将燃料气体入口连通孔50a及燃料气体出口连通孔50b与燃料气体流路52连通，同时闭塞氧化剂气体入口连通孔46a、氧化剂气体出口连通孔46b、冷却介质入口连通孔48a及冷却介质出口连通孔48b。
在燃料气体入口连通孔50a和燃料气体流路52之间基于第一密封构件138形成槽部142a，另一方面，在燃料气体出口连通孔50b和所述燃料气体流路52之间基于所述第一密封构件138形成槽部142b。
如图25所示，在第二金属隔板126上设置将燃料气体入口连通孔50a及燃料气体出口连通孔50b与燃料气体流路52连通的通路部143a、143b。通路部143a、143b具有槽部142a、142b。
在第一密封构件138和第二密封构件140之间形成从氧化剂气体入口连通孔46a向第一金属隔板124的槽部132a连通的槽部144a，同时形成将氧化剂气体出口连通孔46b和槽部132b连通的槽部144b。
如图23及图25所示，在第二金属隔板126上设置将氧化剂气体入口连通孔46a及氧化剂气体出口连通孔46b与第一金属隔板124的氧化剂气体流路40连通的通路部146a、146b。通路部146a、146b具有槽部144a、144b，通过所述槽部144a、144b从槽部132a、132b向氧化剂气体流路40连通。
如此构成的燃料电池120，在相互邻接的第二金属隔板126之间，设置在一方第二金属隔板126上的第一密封构件138及第二密封构件140与另一方第二金属隔板126密接。
因而，向各单位电池122的氧化剂气体入口连通孔46a供给的氧化剂气体被导入到通路部146a(参照图25)，从第二金属隔板126的槽部144a通过第一金属隔板124的槽部132a向氧化剂气体流路40供给(参照图23)。在该氧化剂气体流路40中用于反应的氧化剂气体从槽部132b排出到通路部146b，通过槽部144b输送到氧化剂气体出口连通孔46b。
另一方面，向各单位电池122的燃料气体入口连通孔50a供给的燃料气体如图25所示，被导入到通路部143a，通过槽部142a向燃料气体流路52供给。在该燃料气体流路52中使用的燃料气体从通路部143b的槽部142b排出到燃料气体出口连通孔50b。
再有，向冷却介质入口连通孔48a供给的冷却介质通过在第一金属隔板124的突片部128a上形成的槽部136a向冷却介质流路54供给(参照图24)。并且，进行了各单位电池122的冷却的冷却介质，通过在另一方突片部128b上形成的槽部136b，排出到冷却介质出口连通孔48b。
如此构成的第六实施方式中，第一金属隔板124的外形尺寸被一举缩短化，获得容易谋求各单位电池122的轻量化及小型化等与上述第一～第五实施方式同样的效果。
图26是本发明第七实施方式的燃料电池150的剖视说明图。
燃料电池150是相对于第六实施方式的燃料电池120采用在多个例如2个电解质膜与电极结构体104的每个上形成冷却介质流路54的所谓间断冷却结构。
该燃料电池150是沿箭头A方向层叠第一金属隔板124、电解质膜与电极结构体104、第二金属隔板152、电解质膜与电极结构体104、第三金属隔板(与第二金属隔板126相同构成)154、第一金属隔板124、电解质膜与电极结构体104、第二金属隔板152、电解质膜与电极结构体104及第三金属隔板154而构成。
第二金属隔板152在一个面侧即夹着电解质膜与电极结构体104与第一金属隔板124对置的面侧，形成燃料气体流路52，另一方面，在夹着另一电解质膜与电极结构体104与第三金属隔板154对置的面侧，形成氧化剂气体流路40。
从而，第七实施方式中，冷却介质流路54被有效地削减(减半)。因而作为燃料电池150整体获得其层叠方向的尺寸被一举缩短的效果。
图27是本发明第八实施方式的燃料电池160的剖视说明图。
燃料电池160沿箭头A方向层叠单位电池162，同时，所述单位电池162是用第一碳隔板164及第二碳隔板166夹持电解质膜与电极结构体104而构成。
燃料电池160实质上与第六实施方式的燃料电池120同样构成，第一碳隔板164设定成小于第二碳隔板166的外形尺寸。在该第一碳隔板164上设置相当于密封构件134的密封构件168，另一方面，在第二碳隔板166上设置相当于第一密封构件138及第二密封构件140的第一密封部170及第二密封部172。第一密封部170及第二密封部172成形后被安装在第二碳隔板166上。
如此构成的第八实施方式中，能够将第一碳隔板164的尺寸尽可能地设定得小，获得谋求燃料电池160整体的轻量化及紧凑化等与上述第一～第七实施方式同样的效果。
还有，第八实施方式与第六实施方式的燃料电池120同样构成，同时还采用了第一碳隔板164及第二碳隔板166，不过，在例如第一～第五实施方式及第七实施方式中也同样能够采用碳隔板。
图28是本发明第九实施方式的燃料电池200的分解立体说明图。
燃料电池200沿箭头A方向交替层叠单位电池202a、202b。单位电池202a是用第一金属隔板22及第二金属隔板24夹持第一电解质膜与电极结构体204a，另一方面，单位电池202b是用第三金属隔板26及第四金属隔板28夹持第二电解质膜与电极结构体204b。
第一电解质膜与电极结构体204a整体呈大致四边形状构成，同时，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置形成第一通路部76a的第一凹凸形状部206a。第一凹凸形状部206a具有从第一电解质膜与电极结构体204a的箭头B方向一端部上部向下部形成的第一凸部37a、第一凹部39a、第二凸部37b及第二凹部39b。第一凹凸形状部206a具有从第一电解质膜与电极结构体204a的箭头B方向另一端部上部向下部形成的第三凸部37c、第三凹部39c、第四凸部37d及第四凹部39d。
第二电解质膜与电极结构体204b与上述第一电解质膜与电极结构体204a同样构成，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置形成第二通路部76b的第二凹凸形状部206b。第二凹凸形状部206b具有从第二电解质膜与电极结构体204b的箭头B方向一端部上部向下部形成的第五凹部39e、第五凸部37e、第六凹部39f及第六凸部37f。第二凹凸形状部206b具有从第二电解质膜与电极结构体204b的箭头B方向另一端部上部向下部形成的第七凹部39g、第七凸部37g、第八凹部39h及第八凸部37h。
如此构成的第九实施方式中，第一凹凸形状部206a和第二凹凸形状部206b在层叠方向相互偏置，能够获得与上述各实施方式同样的效果。
图29是本发明第十实施方式的燃料电池210的分解立体说明图。
燃料电池210沿箭头A方向交替层叠单位电池212a、212b。单位电池212a是用第一金属隔板22及第二金属隔板24夹持第一电解质膜与电极结构体214a，另一方面，单位电池212b是用第三金属隔板26及第四金属隔板28夹持第二电解质膜与电极结构体214b。
第一电解质膜与电极结构体214a整体呈大致四边形状构成，同时，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置形成第一通路部76a的第一凹凸形状部216a。第一凹凸形状部216a具有从第一电解质膜与电极结构体214a的箭头B方向一端部上部向下部形成的第一凹部218a、第一凸部220a及第二凹部218b。第一凹凸形状部216a具有从第一电解质膜与电极结构体214a的箭头B方向另一端部上部向下部形成的第二凸部220b及第三凹部218c。
第二电解质膜与电极结构体214b与上述第一电解质膜与电极结构体214a同样构成，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置形成第二通路部76b的第二凹凸形状部216b。第二凹凸形状部216b具有从第二电解质膜与电极结构体214b的箭头B方向一端部上部向下部形成的第四凹部218d及第三凸部220c。第二凹凸形状部216b具有从第二电解质膜与电极结构体214b的箭头B方向另一端部上部向下部形成的第五凹部218e、第四凸部220d及第六凹部218f。
在第一凹部218a和第一金属隔板22及第二金属隔板24之间形成第一氧化剂气体供给连通路78a，同时在第二凸部220b和第二金属隔板24之间形成第一燃料气体供给连通路79a。在第三凹部218c和第一金属隔板22及第二金属隔板24之间形成第一氧化剂气体排出连通路78b，同时在第一凸部220a和第二金属隔板24之间形成第一燃料气体排出连通路79b。
在第四凹部218d和第三金属隔板26及第四金属隔板28之间形成第二氧化剂气体供给连通路78c，同时在第四凸部220d和第四金属隔板28之间形成第二燃料气体供给连通路79c。在第六凹部218f和第三金属隔板26及第四金属隔板28之间形成第二氧化剂气体排出连通路78d，在第三凸部220c和第四金属隔板28之间形成第二燃料气体排出连通路79d。
如此构成的第十实施方式中，第一凹凸形状部216a和第二凹凸形状部216b在层叠方向相互偏置，能够获得与上述各实施方式等同样的效果。
图30是本发明第十一实施方式的燃料电池230的分解立体说明图。
燃料电池230沿箭头A方向交替层叠单位电池232a、232b。单位电池232a是用第一金属隔板236及第二金属隔板238夹持第一电解质膜与电极结构体234a，另一方面，单位电池232b是用第三金属隔板240及第四金属隔板242夹持第二电解质膜与电极结构体234b。
第一电解质膜与电极结构体234a整体呈大致四边形状构成，同时，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置形成第一通路部76a的第一凹凸形状部236a。第一凹凸形状部236a具有在第一电解质膜与电极结构体234a的箭头B方向两端部形成的第一凸部37a、第一凹部39a、第二凸部37b、第二凹部39b、第三凸部37c、第三凹部39c、第四凸部37d及第四凹部39d。
第二电解质膜与电极结构体234b与上述第一电解质膜与电极结构体234a同样构成，在箭头B方向两端部沿电极面方向设置形成第二通路部76b的第二凹凸形状部236b。第二凹凸形状部236b具有第五凹部39e、第五凸部37e、第六凹部39f、第六凸部37f、第七凹部39g、第七凸部37g、第八凹部39h及第八凸部37h。第一凸部37a～第八凸部37h及第一凹部39a～第八凹部39h相对于铅直方向分别向规定方向倾斜。
第一金属隔板236～第四金属隔板242被设定成与上述第一电解质膜与电极结构体234a和第二电解质膜与电极结构体234b的形状对应的形状。同样，氧化剂气体入口连通孔46a、冷却介质入口连通孔48a、燃料气体出口连通孔50b、燃料气体入口连通孔50a、冷却介质出口连通孔48b及氧化剂气体出口连通孔46b被设定成与第一电解质膜与电极结构体234a和第二电解质膜与电极结构体234b的形状对应的形状。
如此构成的第十一实施方式中，第一凹凸形状部236a和第二凹凸形状部236b在层叠方向相互偏置，能够获得与上述各实施方式同样的效果。
图31是本发明第十二实施方式的燃料电池300的剖视说明图。
燃料电池300沿箭头A方向层叠多个单位电池302，同时，所述单位电池302是用第一金属隔板306及第二金属隔板308夹持电解质膜与电极结构体(电解质与电极结构体)304(参照图31及图32)。电解质膜与电极结构体304具备固体高分子电解质膜30和阴极电极32及阳极电极34。固体高分子电解质膜30、阴极电极32及阳极电极34设定成相同的外形尺寸(表面积)。
第一金属隔板306设定成小于第二金属隔板308的外形尺寸，该第一金属隔板306实质上与第一实施方式的第一金属隔板22同样构成。
第二金属隔板308一体成形密封构件310。该密封构件310如图31及图33所示，在面24a上具有围绕燃料气体流路52形成的第一密封部310a、第二密封部310b及第三密封部310c。
用于燃料气体密封的第一密封部310a与固体高分子电解质膜30的周缘部接触，用于氧化剂气体密封的第二密封部310b与第一金属隔板306的周缘部接触，用于冷却介质密封的第三密封部310c与构成相邻单位电池302的第二金属隔板308接触(参照图31)。
如此构成的第十二实施方式中，没有采用第一实施方式的构成所谓阶梯MEA的第一电解质膜与电极结构体20a及第二电解质膜与电极结构体20b，而采用所谓全面电极型的电解质膜与电极结构体304，能够获得与上述实施方式同样的效果。
图34是本发明第十三实施方式的燃料电池320的剖视说明图。
燃料电池320沿箭头A方向层叠多个单位电池322，同时，所述单位电池322具备电解质膜与电极结构体304和第一金属隔板324及第二金属隔板326。第一金属隔板324设定成与第二金属隔板326大致相同的外形尺寸。
如图35～图37所示，在第一金属隔板324及第二金属隔板326上沿箭头A方向贯通设置氧化剂气体入口连通孔46a、冷却介质入口连通孔48a、燃料气体出口连通孔50b、燃料气体入口连通孔50a、冷却介质出口连通孔48b及氧化剂气体出口连通孔46b。
如图34及图36所示，在第一金属隔板324的面22b上围绕冷却介质流路54、沿着该面22b的外周端缘部一体成形外侧密封部(第三密封部)328。
如图37所示，在第二金属隔板326的面24a上围绕燃料气体流路52一体成形密封构件330。密封构件330具有内侧密封部(第一密封部)330a及中间密封部(第二密封部)330b，所述内侧密封部330a与电解质膜与电极结构体304的周缘部抵接(参照图34)。中间密封部330b夹着电解质膜与电极结构体304与第一金属隔板324的周缘部抵接。
密封构件330如图37所示，将燃料气体入口连通孔50a及燃料气体出口连通孔50b与燃料气体流路52连通，同时闭塞氧化剂气体入口连通孔46a、氧化剂气体出口连通孔46b、冷却介质入口连通孔48a及冷却介质出口连通孔48b。
在燃料气体入口连通孔50a和燃料气体流路52之间基于密封构件330形成槽部342a，另一方面，在燃料气体出口连通孔50b和所述燃料气体流路52之间基于所述密封构件330形成槽部342b。在氧化剂气体入口连通孔46a的附近形成槽部344a，同时在氧化剂气体出口连通孔46b的附近形成槽部344b。
如此构成的燃料电池320中，向各单位电池322的氧化剂气体入口连通孔46a供给的氧化剂气体通过第二金属隔板326的槽部344a(参照图37)向第一金属隔板324的氧化剂气体流路40供给(参照图35)。在该氧化剂气体流路40中用于反应的氧化剂气体通过第二金属隔板326的槽部344b输送到氧化剂气体出口连通孔46b。
另一方面，向各单位电池322的燃料气体入口连通孔50a供给的燃料气体如图37所示，通过槽部342a向燃料气体流路52供给。在该燃料气体流路52中使用的燃料气体从槽部342b排出到燃料气体出口连通孔50b。
再有，向冷却介质入口连通孔48a供给的冷却介质向冷却介质流路54供给(参照图36)。并且，进行了各单位电池322的冷却的冷却介质，排出到冷却介质出口连通孔48b。
该第十三实施方式中，在第一金属隔板324的外周端缘部设置用于冷却介质密封的外侧密封部328，另一方面，在第二金属隔板326上设置用于燃料气体密封的内侧密封部330a及用于氧化剂气体密封的中间密封部330b，它们在层叠方向相互偏置配置。因而，获得尽可能地缩短燃料电池320的层叠方向尺寸、容易谋求所述燃料电池320整体的小型化等与上述各实施方式同样的效果。
图38是本发明第十四实施方式的燃料电池350的剖视说明图。
燃料电池350具备多个单位电池352，所述单位电池352用第一金属隔板354及第二金属隔板356夹持电解质膜与电极结构体304。
如图39所示，在第一金属隔板354的面22a上围绕氧化剂气体流路40一体成形密封构件358。密封构件358具有内侧密封部(第二密封部)358a及中间密封部(第一密封部)358b。内侧密封部358a与电解质膜与电极结构体304的阴极电极32侧的周端部抵接。另一方面，中间密封部358b围绕所述电解质膜与电极结构体304的外周与第二金属隔板356抵接(参照图38)。
在第二金属隔板356的面24b上围绕冷却介质流路54、靠近该面24b的外周端部一体成形外侧密封部(第三密封部)360。
如此构成的第十四实施方式中，用于氧化剂气体密封的内侧密封部358a、用于燃料气体密封的中间密封部358b及用于冷却介质密封的外侧密封部360在层叠方向相互偏置配置，获得与上述各实施方式同样的效果。
图40是本发明第十五实施方式的燃料电池370的剖视说明图。
构成燃料电池370的单位电池372具备电解质膜与电极结构体374和第一金属隔板324及第二金属隔板326。如图40及图41所示，电解质膜与电极结构体374具有表面积设定得小于固体高分子电解质膜30及阴极电极32的阳极电极34c。
如此构成的第十五实施方式中，获得与上述第十三实施方式的燃料电池320同样的效果。
图42是本发明第十六实施方式的燃料电池380的剖视说明图。
构成燃料电池380的单位电池382是用第一金属隔板306及第二金属隔板384夹持电解质膜与电极结构体304(参照图42及图43)。第二金属隔板384在面24a侧一体成形具有内侧密封部330a及中间密封部330b的密封构件330，同时在面24b上一体成形外侧密封部(第三密封部)386。该外侧密封部386与相互邻接的第二金属隔板384的面24a抵接，构成用于冷却介质密封的第三密封部(参照图42)。
如此构成的第十六实施方式中，内侧密封部330a、中间密封部330b及外侧密封部386在层叠方向相互偏置配置，获得与上述各实施方式同样的效果。
图44是本发明第十七实施方式的燃料电池390的剖视说明图。
构成燃料电池390的单位电池392具备电解质膜与电极结构体304和第一碳隔板394及第二碳隔板396。第二碳隔板396在面24a侧配置与电解质膜与电极结构体304的周缘部抵接、构成用于燃料气体密封的内侧密封构件的第一密封部398和夹着所述电解质膜与电极结构体304与第一碳隔板394抵接的构成用于氧化剂气体密封的中间密封构件的第二密封部400。
在第二碳隔板396的面24b上配置与构成邻接的其他单位电池392的第一碳隔板394的外周端缘部抵接、构成用于冷却介质密封的外侧密封构件的第三密封部402。
第一密封部398、第二密封部400及第三密封部402在层叠方向相互偏置配置，获得能够尽可能地缩短燃料电池390整体的层叠方向尺寸等与上述各实施方式同样的效果。

Claims (4)

1.一种燃料电池，具备在电解质(130a)的两侧配置有阳极电极(34a)和阴极电极(32a)的电解质与电极结构体(20a)，设有用第一隔板(22)及第二隔板(24)夹持所述电解质与电极结构体(20a)并且具有沿着所述阳极电极(34a)供给燃料气体的燃料气体流路(，52)和沿着所述阴极电极(32a)供给氧化剂气体的氧化剂气体流路(40)的单位电池(12a)，层叠所述单位电池(12a)且在规定数量的所述单位电池(12a)间形成沿着电极面方向供给冷却介质的冷却介质流路(54)，所述燃料电池的特征在于，
在至少所述第一隔板(22)或所述第二隔板(24)上一体成形作为一个整体的用于密封所述燃料气体的第一密封部(62a)、用于密封所述氧化剂气体的第二密封部(62b)和用于密封所述冷却介质的第三密封部(62c)，
所述第一密封部(62a)、所述第二密封部(62b)及所述第三密封部(62c)在层叠所述单位电池(12a)的层叠方向相互偏置配置。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述第一密封部(62a)构成内侧密封部，所述第二密封部(62b)构成中间密封部，所述第三密封部(62c)构成外侧密封部。
3.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述第三密封部(90a)构成内侧密封部，所述第一密封部(90b)构成中间密封部，所述第二密封部(90c)构成外侧密封部。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的燃料电池，其特征在于，
至少在所述第一隔板(22)或所述第二隔板(24)的任意一个的外周端缘部，沿层叠方向贯通形成燃料气体入口连通孔(50a)、燃料气体出口连通孔(50b)、氧化剂气体入口连通孔(46a)、氧化剂气体出口连通孔(46b)、冷却介质入口连通孔(48a)及冷却介质出口连通孔(48b)。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5235351B2 (ja) * 2007-08-10 2013-07-10 本田技研工業株式会社 燃料電池
KR100949423B1 (ko) * 2008-05-28 2010-03-24 파나소닉 주식회사 연료전지
KR101714361B1 (ko) * 2008-06-23 2017-03-09 누베라 퓨엘 셀스, 엘엘씨 프레임형 쌍극 플레이트에 기초하는 연료 전지 디자인
WO2009157981A1 (en) * 2008-06-23 2009-12-30 Blanchet Scott C Fuel cell with reduced mass transfer limitations
MX2011013625A (es) 2009-06-16 2012-01-20 Univ Indiana Res & Tech Corp Compuestos glucagon activo de receptor de gip.
US9005840B2 (en) 2009-07-27 2015-04-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Polymer fuel cell stack and polymer fuel cell separator pair
JP5516917B2 (ja) * 2010-06-15 2014-06-11 日産自動車株式会社 燃料電池セル
ME02816B (me) 2011-06-22 2018-01-20 Univ Indiana Res & Tech Corp Koagonisti receptora za glukagon/glp-1 receptora
CN104170132B (zh) * 2012-03-09 2016-08-24 日产自动车株式会社 燃料电池堆和用于该燃料电池堆的密封板
JP5829203B2 (ja) * 2012-12-03 2015-12-09 本田技研工業株式会社 燃料電池
BR112015017666A2 (pt) * 2013-02-28 2017-07-11 Nuvera Fuel Cells Inc células eletroquímicas, placa bipolar para as mesmas e método para sintonizar a força de fechamento de célula eletroquímica
US10199663B2 (en) 2013-04-22 2019-02-05 Nissan Motor Co., Ltd. Cell structure for fuel cell stack
KR20160040607A (ko) 2013-07-29 2016-04-14 누베라 퓨엘 셀스, 인크. 전기화학 전지용 밀봉 구성
JP2017532448A (ja) * 2014-08-28 2017-11-02 ヌヴェラ・フュエル・セルズ，エルエルシー 電気化学セルの多成分バイポーラプレートのためのシール設計
KR102146531B1 (ko) * 2016-07-25 2020-08-20 주식회사 엘지화학 분리판, 및 이를 포함하는 연료전지 스택
JP6547729B2 (ja) * 2016-12-01 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の製造方法
DE102016224676A1 (de) * 2016-12-12 2018-06-14 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzelle
JP6547731B2 (ja) * 2016-12-13 2019-07-24 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
DE102017115884A1 (de) * 2017-07-14 2019-01-17 Elringklinger Ag Dichtungsanordnung für eine elektrochemische Vorrichtung
JP6577540B2 (ja) * 2017-08-25 2019-09-18 本田技研工業株式会社 発電セル
JP6496382B1 (ja) * 2017-10-26 2019-04-03 本田技研工業株式会社 発電セル
CN110854404B (zh) * 2018-08-21 2021-07-30 上海汽车集团股份有限公司 一种燃料电池双极板和电堆
CN113611888B (zh) * 2018-12-29 2022-11-25 戈瑞屋(上海)科技发展有限公司 一种燃料电池
SE1930019A1 (en) * 2019-01-23 2020-07-21 Powercell Sweden Ab Unit fuel cell, fuel cell stack and bipolar plate assembly
JPWO2020195002A1 (zh) * 2019-03-28 2020-10-01
US12136749B2 (en) * 2019-09-09 2024-11-05 Nok Corporation Seal structure for fuel cell separator
JP7163442B2 (ja) * 2021-03-25 2022-10-31 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
CN113629267B (zh) * 2021-07-15 2022-07-26 华南农业大学 一种废气再循环的直接碳固体氧化物燃料电池结构

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6566001B2 (en) * 1999-12-28 2003-05-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Solid polymer electrolyte fuel cell and non-humidifying operating method therefor

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4234093A1 (de) 1992-10-09 1994-04-14 Siemens Ag Bauelement zum Einbau in eine verfahrenstechnische Einrichtung
JP2000021434A (ja) 1998-07-01 2000-01-21 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタックおよびその車載システム
JP3866050B2 (ja) * 2000-05-02 2007-01-10 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4476463B2 (ja) * 2000-09-26 2010-06-09 本田技研工業株式会社 燃料電池用セパレータと燃料電池
JP3571687B2 (ja) * 2000-12-07 2004-09-29 本田技研工業株式会社 シール一体型セパレータの製造方法
JP3830766B2 (ja) * 2001-03-09 2006-10-11 本田技研工業株式会社 燃料電池および燃料電池スタック
US6852439B2 (en) 2001-05-15 2005-02-08 Hydrogenics Corporation Apparatus for and method of forming seals in fuel cells and fuel cell stacks
US20050095492A1 (en) 2001-05-15 2005-05-05 Hydrogenics Corporation Fuel cell stack
JP4000790B2 (ja) * 2001-06-08 2007-10-31 トヨタ自動車株式会社 シール構造を有する燃料電池
JP4812990B2 (ja) 2001-09-19 2011-11-09 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP3693955B2 (ja) 2001-12-26 2005-09-14 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4727910B2 (ja) 2003-05-01 2011-07-20 本田技研工業株式会社 燃料電池
US8394551B2 (en) * 2003-07-14 2013-03-12 Umicore Ag & Co. Kg Membrane electrode assembly for use in electrochemical devices
CA2479325C (en) 2003-08-28 2010-08-10 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell having closure seal
JP4304082B2 (ja) * 2004-01-14 2009-07-29 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP2005339891A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Mitsubishi Electric Corp 固体高分子形燃料電池
JP4966507B2 (ja) 2004-08-26 2012-07-04 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP4450716B2 (ja) 2004-10-20 2010-04-14 本田技研工業株式会社 燃料電池
CA2540773C (en) * 2005-03-25 2011-10-18 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell with gas separator which discharges retained water

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6566001B2 (en) * 1999-12-28 2003-05-20 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Solid polymer electrolyte fuel cell and non-humidifying operating method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007129642A1 (ja) 2007-11-15
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