CN100505400C

CN100505400C - 燃料电池组结构

Info

Publication number: CN100505400C
Application number: CNB2004800389442A
Authority: CN
Inventors: 稻垣敏幸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP2005190706A; US20070082251A1; CA2549555C; DE112004002547B4; CN1898828A; DE112004002547T5; US7977011B2; WO2005067086A3; WO2005067086A2; JP4862243B2; CA2549555A1

Abstract

本发明提供一种燃料电池组结构。(1)在通过堆叠电池形成电池组的燃料电池组结构内，其中，每个电池是通过将MEA夹在两个隔板之间形成的，在将MEA夹在中间的隔板之间设置粘合层(33a)，而没有在隔板之间设置恒定厚度结构或伪恒定厚度结构。(2)在相邻电池之间设置粘合层(33b)，而没有设置沿口翻边密封垫圈。(3)粘合层(33a、33b)的杨氏模量为100MPa或更小。

Description

燃料电池组结构

技术领域

本发明涉及燃料电池组结构(燃料电池的堆叠结构)。

背景技术

如日本专利申请公报No.JP-A-7249417公开的或者如图5所示，燃料电池例如固体聚合物电解质燃料电池具有通过堆叠单元电池/单格电池4形成的堆叠结构。每个单格电池4是通过将薄膜电极组件(MEA)2夹在两个隔板(separator)3之间形成的，并且堆叠结构被沿电池堆叠方向施加的紧固负荷固定。

每个单格电池4的沿电池平面的方向的中心部是发电区域5，该区域在向MEA提供燃料气体和氧化气体时发电。非发电区域6是围绕发电区域5的部分，该非发电区域封入燃料气体、氧化气体和冷却水。在每个电池4的非发电区域6内，两个隔板3形成固定尺寸结构，其中电解质膜1被夹在硬树脂框架7之间(“固定尺寸结构”在此是指这样的结构，其中一个隔板和另一个隔板或这两个隔板与电解质膜通过彼此直接接触而没有中间粘合层来承受负荷，并具有被唯一限定的尺寸)。

固定尺寸结构可包括伪固定尺寸结构以及真固定尺寸结构(“伪固定尺寸结构”在此是指这样的结构，即其中一个隔板和另一个隔板或这两个隔板与电解质膜通过中间粘合层8相互接触来承受负荷，该中间粘合层薄(小于50μm)并且硬(其杨氏模量E大于100MPa)，并具有被唯一限定的尺寸)。

但是，传统的堆叠结构具有以下问题。

1)MEA上的负荷改变，从而MEA的耐久性减小。

由于隔板的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构，以及MEA由于生产和装配而具有变化的尺寸，所以在向堆叠体施加紧固负荷时作用在MEA上的负荷大大改变，并偏离目标值。如果MEA上的负荷从目标值偏离到较大侧，则MEA的耐久性减小。如果MEA上的负荷偏离到较小侧，则MEA的接触电阻增加，并因此导致燃料电池性能恶化。

2)需要大的紧固负荷。

紧固负荷需要大得足以不管MEA上的负荷的变化如何而均可靠地在发电区域内取得必要的表面压力。

3)隔板可能因增大的紧固负荷而破裂或变形。

如果隔板由碳制成，则过大的紧固负荷的应用使隔板破裂的可能性增大，如果隔板由金属制成，则隔板变形的可能性增大。

4)MEA的表面压力难以管理。

由于紧固负荷依赖于MEA的尺寸变化和隔板的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构，所以难以控制由堆叠紧固负荷作用在MEA上的负荷。

本发明旨在解决以下问题，包括1)MEA的不稳定的耐久性，2)大的堆叠紧固负荷，3)隔板的可能破裂和变形，4)MEA表面压力难以管理等。

发明内容

本发明的一个目的是提供这样一种燃料电池组结构，即与传统的燃料电池组结构相比，本发明的堆叠结构允许1)MEA的耐久性稳定，2)堆叠紧固负荷减小，3)基本上防止隔板破裂和变形，以及4)MEA表面压力容易管理。

根据本发明的第一方面，一种包括多个电池的燃料电池组的结构，每个电池均是通过将包括电解质膜、触媒层和扩散层的MEA夹在两个隔板中间形成的，每个电池具有在其中生成电力的发电区域和在其中不生成电力的非发电区域，其特征在于，在至少一个电池内的隔板之间设置有粘合层，其中，所述非发电区域包括以下区域中的至少一个：(i)其中所述电解质膜位于隔板之间并且所述粘合层的一部分被设置在所述电解质膜和一个隔板之间的区域；以及(ii)其中没有设置所述电解质膜而所述粘合层的另一部分被设置在隔板之间的另一区域。

在此第一方面，相邻的电池可将另一个粘合层夹在中间。

在此第一方面，粘合层的杨氏模量可至多为100MPa。

根据第一方面，可消除由传统电池组内的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构导致的MEA上的负荷变化。因此，作用在MEA上的负荷将不会偏离目标值很多，从而MEA的耐久性变得稳定。

此外，由于与传统燃料电池组不同，不存在由恒定厚度结构或伪恒定厚度结构导致的MEA上的负荷变化，所以不再必须提供额外的紧固负荷以便即使负荷变化仍可确保向MEA施加所需的负荷。因此，可相应地减小堆叠紧固负荷。

此外，由于不必施加额外的紧固负荷，所以隔板不太可能会破裂或变形。

此外，在前述结构内，用粘合层代替传统电池组内的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构。因此，由于消除了恒定厚度结构或伪恒定厚度结构的负荷承载，所以从外部施加的堆叠紧固负荷的主要部分被发电区域接收。这意味着可用从外部施加的堆叠紧固负荷控制MEA上的负荷。结果，可容易地管理MEA表面压力。

在第一方面以及其相关方面，粘合层的杨氏模量可在50MPa到30MPa的范围内。

在第一方面及其相关方面，粘合层的厚度可为50μm到150μm。

在第一方面及其相关方面，可在所述粘合层内设置有刚性衬垫(硬衬垫)。

在第一方面及其相关方面，粘合层的厚度可以为即使在粘合层内设置硬衬垫仍可使粘合层的杨氏模量至多为100MPa。

根据前述方面，非发电区域可具有非负荷承载结构(即，基本不承载堆叠紧固负荷的结构)。

在第一方面及其相关方面，多个多电池模块沿电池堆叠方向成直线地排列，每个多电池模块是通过堆叠多个上述的电池形成的，并且可在多电池模块之间设置沿口翻边密封垫圈作为密封，接触该沿口翻边密封垫圈的多电池模块的端部电池的隔板的平面刚性大于该多电池模块的中央电池的隔板的平面刚性。

在此方面，如果通过采用其中电池以密封方式粘附的堆叠(电池组)结构形成数百个电池的整个堆叠，则会导致低成品率，这是因为如果该堆叠具有一个有缺陷的电池，则该堆叠的所有电池都不可用。为了消除这种麻烦，有时希望可形成具有数十个电池的多电池模块，并且该模块串联排列以形成电池组堆叠体。

在该情况下，希望通过在多电池模块之间设置沿口翻边密封垫圈作为密封而不使用粘合剂等来接合多电池模块，从而可拆开该模块。但是，由于采用不带恒定厚度结构或伪恒定厚度结构的结构，所以在沿口翻边密封垫圈背面上的支持结构将是个问题。此问题可通过上述的本发明的燃料电池组结构解决。

根据此燃料电池组结构，由于接触多电池模块的端部电池的隔板的沿口翻边密封垫圈的平面刚性大于该多电池模块的中央电池的隔板的平面刚性，所以即使隔板被沿口翻边密封垫圈挤压，仍可防止端部电池的隔板破裂或变形。

在该第一方面及其相关方面，可通过在多电池模块的端部电池的隔板上放置大致平坦的板，使该端部电池的隔板的平面刚性可大于中央电池的隔板的平面刚性。因此，仅通过在端部电池的隔板上放置板，就可增加端部电池隔板的刚性而不需要改变其它结构。

在该第一方面，可仅将粘合层设置在两个隔板之间。

在该第一方面，粘合层可在整个非发电区域内设置在隔板之间。

在该第一方面，粘合层可包含刚性卷边，每个该刚性卷边的直径等于或小于粘合层的厚度。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的燃料电池组结构的局部剖视图；

图2是根据本发明的第二实施例的燃料电池组结构的局部剖视图；

图3是根据本发明的第一和第二实施例的燃料电池组结构的电池的正视图；

图4是根据本发明的第一和第二实施例的整个燃料电池组结构的剖视图；

图5是传统燃料电池组结构的局部剖视图。

具体实施方式

下文将参照图1到4说明本发明的燃料电池组结构。图1示出本发明的第一实施例，而图2示出本发明的第二实施例。图3和图4可应用于本发明的第一实施例和第二实施例。本发明的第一和第二实施例之间的共同或类似部分在附图以及本发明的第一和第二实施例的说明中用相同标号表示。

首先，将例如参照图1、图3和图4说明本发明的第一和第二实施例的共同和类似的部分。

应用本发明的堆叠结构的燃料电池例如是固体聚合物电解质燃料电池10。燃料电池10安装在例如燃料电池机动车辆内。但是，燃料电池10也可用于机动车辆之外的用途。

固体聚合物电解质燃料电池10由薄膜电极组件(MEA)和隔板18的堆叠形成。堆叠方向并不局限于垂直或水平方向，而可以是任何方向。

每个薄膜电极组件包括具有离子交换膜的电解质膜11，具有设置在电解质膜11的表面上的触媒层的电极(阳极或燃料电极)14，和具有设置在电解质膜11的另一个表面上的触媒层的电极(阴极或空气电极)17。阳极侧扩散层13和阴极侧扩散层16设置在薄膜电极组件和隔板18之间。

通过将MEA夹在隔板18之间形成单格电池19。多个单格电池19堆叠以形成电池组结构(电池堆叠体)。电池组结构的沿电池堆叠方向的两个相对端中的每一个均具有端子20、绝缘体21和端板22。电池组结构沿电池堆叠方向被夹紧，并且使用螺栓和螺母25和沿电池堆叠方向延伸到电池组结构外部的外部件24固定。这样，形成燃料电池组23。

隔板18可以是碳隔板、金属隔板、导电树脂隔板、金属隔板和树脂框架的组合以及前述隔板和框架的组合中的任何一个。

每个隔板18具有反应气体通道27、28(燃料气体通道27和氧化气体通道28)，该通道用于向阳极14和阴极17提供燃料气体(氢气)和氧化气体(氧气，或在普通情况下为空气)，并且还在其背面具有用于引导冷却剂(在普通情况下为冷却水)的冷却剂通道26。

冷却剂歧管29、燃料气体歧管30和氧化气体歧管31延伸通过隔板18。从流体供给管向歧管29、30、31提供它们各自的流体(冷却剂、燃料气体、氧化气体)。流体从歧管29、30、31的入口侧流入电池通道26、27、28，并流出电池通道26、27、28进入歧管29、30、31的出口侧，并然后从流体排出管排出。

每个电池19具有发电区域35，和围绕发电区域35的非发电区域36。反应气体通道27、28以及设置在背面上的冷却剂通道26在发电区域35内形成。歧管29、30、31在非发电区域36内形成。为了防止不同流体混合，在每个电池19的隔板18之间以及在相邻电池19的隔板18之间设置密封。

在每个电池19内，在将MEA夹在中间的两个隔板18之间设置粘合层33(33a)，而没有在它们之间设置恒定厚度结构和伪恒定厚度结构。在此结构内，在隔板18和电解质膜11之间的空间以及每个电池19的两个隔板18之间的空间内存在粘合层33。因此，在非发电区域内，每个电池19的两个隔板18相互没有直接接触。此外，在非发电区域内，隔板18没有直接接触电解质膜11，并且没有直接夹紧电解质膜11。

在相邻电池19之间的空间内，非发电区域没有沿口翻边密封垫圈(bead gasket)，而具有粘合层33(33b)。

粘合层33(33a、33b)是杨氏模量为100MPa或更小且比传统粘合层软的粘合层(传统粘合层的杨氏模量大于100MPa)。

更优选地，粘合层33(33a、33b)的杨氏模量在50MPa到30MPa的范围内。

粘合层33(33a、33b)的厚度为50到150μm，并且比传统粘合层厚(传统粘合层的厚度小于50μm)。粘合层33可包含硬卷边(bead)。在该情况下，卷边的直径必须小于或等于粘合层33的厚度。

可在粘合层33(33a，33b)内插入由硬材料(例如树脂)制成的衬垫(spacer)34以便减小粘合剂的量。在图1内所示的构造内，衬垫34(厚度小于图5内所示的树脂框架7)插在每个单格电池19的隔板18之间。但是，衬垫也可插在相邻电池19的隔板18之间。

即使插入衬垫34，粘合层33(33a，33b)的厚度仍允许粘合层33的杨氏模量为100MPa或更小。如果粘合层33过分地薄，则粘合层33或许不再能够用作弹性层。因此，粘合层33具有允许粘合层33的杨氏模量为100MPa的厚度。

如果在衬垫34插在单格电池19的隔板18之间的情况下在隔板18之间存在多个粘合层33，则粘合层33的总厚度被定义为粘合层33的上述厚度。在图1内，两个衬垫34插在每个电池19的两个隔板18之间，从而在两个隔板18之间存在三个粘合层33。在此构造内，这三个层的总厚度被设定为使得由这三个层形成的粘合层33的杨氏模量为100MPa或更小是合适的。

如图4内所示，电池组23可具有这样的堆叠结构，其中多个多电池模块40(例如10个模块)沿电池堆叠方向串联设置，其中每个模块是通过堆叠多个电池19形成的(例如几个电池到几十个电池，例如，二十个电池)，并在多电池模块40之间设置沿口翻边密封垫圈32作为密封。10个多电池模块40—每个模块具有20个电池—的串联设置构成200个电池的电池组23。

如果电池组23具有多电池模块40，则燃料电池组23具有沿电池堆叠方向串联设置的多个多电池模块40，和外部件24。

每个多电池模块40具有通过堆叠多个电池形成的多电池组件41，和具有第一壁43的模块框架42，该第一壁围绕该多电池组件41并沿多电池组件41的电池堆叠方向延伸。

外部件24沿电池堆叠方向在多电池模块40外部并在所有多电池模块40上延伸。

在每个多电池模块40内，其中的多电池组件41并没有被多电池模块40的模块框架42限制在电池堆叠方向，从而可避让(relieve)电池19沿电池堆叠方向的热膨胀。

在每个多电池模块40内，在多电池模块40的多电池组件41的外表面和多电池模块40的模块框架42的第一壁43的内表面之间形成间隔，或者设置可变形的粘合件45，以避让电池19的沿垂直于电池堆叠方向的方向上的热膨胀。

在外部件24的内表面和各个多电池模块40的模块框架42的第一壁43的外表面之间设置外部限制件46。希望外部限制件46由可变形材料形成以便吸收每个第一壁43的外表面和外部件24的内表面之间的沿垂直于电池堆叠方向的方向上的热膨胀中的差别。这种可变形材料的示例包括树脂、混合玻璃的环氧材料等。但是，外部限制件46的材料并不局限于树脂或混合玻璃的环氧材料。

由于外部限制件46设置在每个第一壁43的外表面和外部件24的内表面之间，所以在车辆碰撞等时作用在多电池模块40上的惯性力可经由外部限制件46被外部件24接收。由于外部限制件46由可变形材料形成，所以外部限制件46能够吸收每个第一壁43的外表面和外部件24的内表面之间的沿垂直于电池堆叠方向的方向上的热膨胀中的差别。

弹簧箱47相对于沿电池堆叠方向串联设置的多个多电池模块40沿电池堆叠方向串联设置。弹簧箱47的弹性力(恒定负荷)沿电池堆叠方向作用在多电池模块40中的每一个上。弹簧箱47具有相互平行设置的多个弹簧48。弹簧箱47设置在电池组23的没有与不同流体的供给和排出管连接的端部。弹簧箱47设置在绝缘体21和端板22之间。弹簧箱47的弹簧力可通过设置在弹簧箱47和端板22之间的调整螺钉49调节。

下面将说明本发明的第一实施例和第二实施例之间的共同的操作和优点。

在本发明的燃料电池组结构内，由于在将MEA夹在中间的两个隔板18之间设置粘合层33(33a)而没有设置恒定厚度结构(图5内的符号7所示)或伪恒定厚度结构(图5内的符号8所示)，所以可消除因MEA的尺寸变化而导致的MEA上的负荷变化，MEA的尺寸变化是由生产误差等引起的。因此，MEA上的负荷不会偏离目标值很多。从而，不存在因负荷从目标值偏离到较大侧而导致的MEA的耐久性降低，并且MEA的耐久性变得稳定。此外，由于MEA上的负荷不会偏离目标值很多，所以不可能发生由于负荷从目标值偏离到较小侧而导致的燃料电池性能的恶化。

例如，在需要施加给MEA以便减小接触电阻的紧固负荷为2吨，并且施加2吨额外的紧固负荷以便确保即使负荷变化仍可向MEA施加所需的负荷，即施加总共4吨紧固负荷的情况下，MEA的耐久性比总紧固负荷为2吨的情况下的耐久性小得多。但是，在前述构造内，由于取消了设置恒定厚度结构或伪恒定厚度结构，所以可消除MEA上的负荷的变化，并因此紧固负荷可被设定为2吨。因此，可增加MEA的耐久性。

此外，由于与传统的燃料电池组不同，不会发生因恒定厚度结构或伪恒定厚度结构的尺寸变化导致的MEA上的负荷的变化，所以不再必须提供额外的紧固负荷来确保即使负荷变化仍可向MEA施加所需的负荷(传统技术中施加额外的紧固负荷)。因此，根据本发明可相应地减小堆叠紧固负荷(电池组紧固负荷)。

例如，在其中需要2吨紧固负荷以便获得MEA的需要的接触面压力的情况下，传统技术需要施加2吨额外的紧固负荷以便确保即使负荷变化仍可向MEA施加所需的负荷，即需要总共施加4吨紧固负荷。在相同情况下，本发明仅需要施加用于获得MEA的需要的接触面压力的2吨负荷，加上少量的负荷α(α可以为例如0.2吨)。因此，本发明将施加的紧固负荷从传统的4吨降低到2.2吨。

此外，由于不必施加额外的紧固负荷，所以隔板不太可能会破裂或变形。例如，如果在其中需要施加2吨紧固负荷以便获得MEA的需要的接触面压力，并且施加额外的2吨紧固负荷以便确保即使负荷变化仍可向MEA施加所需的负荷，即如在传统技术中施加总共4吨紧固负荷的情况下，2吨的额外负荷会作用在非发电区域上，这使得隔板可能破裂或变形。在相同情况下，本发明仅需要施加用于获得MEA的需要的接触面压力的2吨负荷加上少量的负荷α(α可以为例如0.2吨)，因此，只有0.2吨的负荷α作用在非发电区域上，这从传统的2吨大大降低。因此，在本发明中，隔板不太可能会破裂或变形。

在本发明的结构内，传统燃料电池组内的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构被粘合层33a代替。因此，由于消除了如传统燃料电池组内的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构承载的负荷，所以从外部施加的堆叠紧固负荷的主要部分被发电区域的MEA接收。这意味着可用从外部施加的堆叠紧固负荷控制MEA上的负荷。结果，可容易地管理MEA表面压力。

例如，如果在需要2吨紧固负荷以便获得MEA的需要的接触面压力的情况下，施加2吨额外的紧固负荷以便确保即使负荷变化仍可向MEA施加所需的负荷，即总共施加4吨紧固负荷，则不进行测量就不能确定实际作用在MEA上的负荷。但是，由于本发明没有恒定厚度结构或伪恒定厚度结构承载的负荷，所以从外部施加的2吨堆叠紧固负荷的主要部分被发电区域的MEA接收，因此可用从外部施加的2吨堆叠紧固负荷控制MEA上的负荷。

由于消除了如传统技术中的恒定厚度结构或伪恒定厚度结构承载的负荷，所以MEA上的负荷几乎不变。因此，可容易地管理MEA表面压力，例如，可仅通过将堆叠紧固负荷控制为2吨来合适地进行对MEA表面压力的管理。由于来自弹簧箱47的弹簧力恒定，所以在本发明内MEA表面压力基本上恒定。相反，如果向具有恒定厚度结构或伪恒定厚度结构的传统电池组施加预定的堆叠紧固负荷，则施加在MEA上的负荷会根据恒定厚度结构或伪恒定厚度结构和MEA的尺寸变化而发生很大变化

此外，由于在相邻电池19之间没有设置沿口翻边密封垫圈而设置了粘合层33(33b)，则可更可靠地提供一种这样的结构，其中堆叠紧固负荷被发电区域35承载而没有被非发电区域36承载(非发电区域36的非负荷承载结构)。

此外，由于提供粘合层而不是沿口翻边密封垫圈，所以不再必须在每个隔板18的面向沿口翻边密封垫圈的背面的侧面上采用固定尺寸或伪固定尺寸结构作为沿口翻边密封垫圈的支持结构。因此，在隔板18的沿口翻边密封垫圈背面侧上设置不带恒定厚度结构的结构不会带来任何问题。如果设置沿口翻边密封垫圈，则不能采用不带恒定厚度结构的结构，并且必须如传统燃料电池内那样采用固定尺寸或伪固定尺寸结构。

由于粘合层33(33a、33b)构造成其杨氏模量为100MPa或更小，则可认为隔板18的沿口翻边密封垫圈背面侧具有不带恒定厚度结构的结构，即粘合层33允许形成非负荷承载结构，该结构比传统燃料电池的粘合层软。粘合层33的杨氏模量的更优选的范围是50MPa到30MPa。

此外，由于粘合层33(33a、33b)构造成其厚度为50到150μm，则可认为隔板18的沿口翻边密封垫圈背面侧具有不带恒定厚度结构的结构。粘合层33的厚度的更优选的范围是90到110μm。

尽管衬垫34插在粘合层33(33a，33b)之间，但是粘合层33具有允许该粘合层的杨氏模量为100MPa或更小的厚度。因此，即使插入衬垫34，仍可可靠地提供不带恒定厚度结构的结构。

如果采用至少一个上述条件，则非发电区域36可具有非负荷承载结构(即基本上不承载堆叠紧固负荷的结构)。

接下来，将说明本发明的各个实施例的特殊部分的操作和优点。应指出，下文将部分重复上文对实施例的共同部分的说明。

[第一实施例]

如图1所示，本发明的第一实施例具有以下特征：i)不存在恒定厚度结构；ii)不存在作为恒定厚度结构的替代品的接收负荷的伪恒定厚度结构；iii)不存在沿口翻边密封垫圈；iv)在隔板18的非发电区域36内，MEA接触表面和冷却水接触表面均具有由粘合层33形成的粘合结构。

第一实施例的操作和优点如下。

a)由于没有恒定厚度结构和沿口翻边密封垫圈，所以可减小堆叠紧固负荷。b)施加减小MEA的接触电阻所需的紧固负荷加上负荷α(少量)就足够了。结果，可通过紧固负荷管理MEA的表面压力。c)由于恒定厚度结构上的额外负荷被基本消除或减小，则不会发生隔板破裂或变形。

[第二实施例]

在成品率方面，不容易通过采用本发明的第一实施例的电池粘合结构来生产整个电池组。因此，在一些情况下，希望电池组23如图4所示地构造，即通过成直线地排列多个多电池模块40，每个多电池模块具有数个(例如，至少5个)或数十个电池。在此情况下，不希望粘合多电池模块40，因此在多电池模块40之间设置沿口翻边密封垫圈32作为密封。但是，由于采用不带恒定厚度结构或伪恒定厚度结构的结构，所以沿口翻边密封垫圈背面上的支持(backup)构造是个问题。

第二实施例解决了此问题。

在本发明的第二实施例中，接触多电池模块40的端部电池的隔板18的沿口翻边密封垫圈32的平面刚性大于多电池模块40的中央电池的隔板18。

在此情况下，在端部电池的隔板18上放置板18A(被称为“假隔板(dummy separator)”或“端部结构件”，并且由例如平板形成，并具有歧管29、30、31的孔)。板18A的厚度大于隔板18，从而获得增加的刚性。

当叠加板18A时，板18A和接触的端部电池的隔板18以密封方式在非发电区域36粘附在一起。为板18A使用的粘合剂可与形成粘合层33的粘合剂相同。

第二实施例的操作和优点如下。

a)尽管如果采用以数百个电池模块粘合的方式形成的电池组结构则成品率将变差，但是可通过采用多电池模块的串联设置的电池组结构来提高成品率，其中每个多电池模块具有数百个电池。b)对于多电池模块之间的密封，可由于端部电池隔板的增加的刚性例如板18A导致的增加的刚性而使用沿口翻边密封垫圈32。

Claims

1.一种燃料电池组，包括：多个电池，每个电池具有生成电力的发电区域和不生成电力的非发电区域，

每个电池包括：

一对隔板；

MEA，该MEA中层叠有电解质膜和构成电极的一对触媒层，并且该MEA设置在所述一对隔板之间；以及

一对扩散层，所述一对扩散层分别设置在上述一对隔板中的一个隔板与MEA之间；

其特征在于，每个电池还包括：

设置在所述一对隔板之间的粘合层，该粘合层接触至少所述电解质膜的一个端部、所述一对触媒层的端部和所述一对扩散层的端部，其中所述粘合层的杨氏模量在50MPa到30MPa的范围内。

2.根据权利要求1所述的燃料电池组，其特征在于，

所述粘合层的一部分设置在所述一对隔板中的一个隔板与所述触媒层之间以接触所述触媒层的一个表面，并且所述粘合层的另一部分设置在所述一对隔板中的另一个隔板与所述扩散层之间以接触所述扩散层的一个表面。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池组，其特征在于，所述粘合层的厚度为50μm到150μm。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池组，其特征在于，在所述粘合层内设置有刚性衬垫。

5.根据权利要求4所述的燃料电池组，其特征在于，所述刚性衬垫设置在所述粘合层中遍及整个所述非发电区域。

6.根据权利要求1所述的燃料电池组，其特征在于，多个电池沿电池堆叠方向成线性地排列，其中每个电池是通过将所述MEA夹在所述一对隔板之间形成的，并且所述燃料电池组还包括夹在彼此相邻的两个电池之间的粘合层。

7.根据权利要求1所述的燃料电池组，其特征在于，多个多电池模块沿电池堆叠方向成线性地排列，其中每个所述多电池模块是通过堆叠多个所述电池形成的；并且在该多电池模块之间设置有沿口翻边密封垫圈作为密封；接触该沿口翻边密封垫圈的多电池模块的端部电池的隔板的平面刚性大于该多电池模块的中央电池的隔板的平面刚性。

8.根据权利要求7所述的燃料电池组，其特征在于，还包括布置在接触所述沿口翻边密封垫圈的所述隔板上的大致平坦的板，以增大所述隔板的平面刚性。

9.根据权利要求1或2所述的燃料电池组，其特征在于，所述粘合层在整个非发电区域内设置在所述隔板之间。

10.根据权利要求1或2所述的燃料电池组，其特征在于，所述粘合层包含刚性卷边，每个该刚性卷边的直径等于或小于所述粘合层的厚度。

11.根据权利要求1或2所述的燃料电池组，其特征在于，所述隔板是金属隔板。