CN101138117A - 燃料电池和燃料电池用隔板 - Google Patents

燃料电池和燃料电池用隔板 Download PDF

Info

Publication number
CN101138117A
CN101138117A CNA2006800081093A CN200680008109A CN101138117A CN 101138117 A CN101138117 A CN 101138117A CN A2006800081093 A CNA2006800081093 A CN A2006800081093A CN 200680008109 A CN200680008109 A CN 200680008109A CN 101138117 A CN101138117 A CN 101138117A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
manifold
cold
producing medium
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800081093A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101138117B (zh
Inventor
中路宏弥
越智勉
加藤千智
西田恒政
高桥学
浅井康之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN101138117A publication Critical patent/CN101138117A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101138117B publication Critical patent/CN101138117B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223—Composites
    • H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/0276—Sealing means characterised by their form
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

为了提高制冷剂的冷却效率，在包括形成有冷却水主流路(32)的隔板(14a)、叠置在该隔板(14a)的冷却水流路形成面一侧上的另一单格电池(2)的隔板(14b)、位于隔板(14a)、(14b)之间并对流过冷却水主流路(32)的制冷剂进行密封的第2密封部件(101c)的燃料电池中，在比第2密封部件(101c)更靠隔板面方向的内侧上，设置了对冷却水向第2密封部件(101c)侧的流动进行限制的外周筋(15)。

Description

燃料电池和燃料电池用隔板
技术领域
本发明涉及燃料电池和燃料电池用隔板。特别涉及一种提高制冷剂对燃料电池的冷却效率的有效技术。
背景技术
例如，固体高分子电解质型的燃料电池通过将由膜-电极组件(MEA：薄膜电极组件)和隔板组成的电池叠置而构成。MEA包括由离子交换膜组成的电解质膜、由设置在该电解质膜一面上的催化剂层组成的电极(阳极)以及由设置在电解质膜另一面上的催化剂层组成的电极(阴极)。
图5～7显示的是夹持着MEA的隔板12a、12b。用于给排冷却水的歧管43、53矩阵状地贯通地形成在隔板12a、12b的端部上。而且面对MEA的电极的部分例如通过压制成形，在表里各面上形成了多个凸状筋13a。在这些筋13a之间形成了冷却水导入流路32a、冷却水主流路32和冷却水导出流路32b。
将多个通过将图中未示的MEA夹持在隔板12a、12b之间而构成的单格电池叠置，构成燃料电池组。此时，彼此毗邻的一个单格电池的隔板12a和另一个单格电池的隔板12b之间，划定形成冷却水主流路32以及与其进口侧和出口侧相连的冷却水导入流路32a、冷却水导出流路32b。流经这些流路32a、32、32b的冷却水如图6所示，或像特开2002-231274号公报或特开2003-157866号公报所公开那样，由位于两个隔板12a、12b之间的密封部件(密封垫)101c密封。
在燃料电池发电时，如图5和7所示，从进口侧歧管43供给的冷却水如箭头A所示流过流路32a、32、32b。冷却水对与MEA的发电区域(面对MEA的电极的区域)对应的部分(区域)进行冷却后，流入出口侧的歧管53内并被排出。
发明内容
在这样构成的燃料电池中，必须在隔板12a、12b的周缘部上设置用于粘贴密封部件101c的空间。即，除了在非压缩状态下的设置空间之外，还要预先将压缩状态下在隔板面方向的压缩数量计算在内，将密封部件101c固定在从歧管43、53朝隔板外周侧离开的位置上。
因而，在歧管43、53和密封部件101c的内侧界线之间产生多余的间隙S。如图5～7所示，蔓延到该间隙内的一部分冷却水沿着密封部件101c像箭头B所示那样流动。沿着箭头B的区域即与MEA发电区域非对应的部分(区域)不面对着发热的发电区域，是不需要冷却的区域，因而，因冷却水蔓延到该区域内，产生冷却效率下降的问题。
鉴于上述情况，提出本发明，本发明的目的是提供一种能够提高制冷剂的冷却效率的燃料电池和燃料电池用隔板。
本发明的要点在于，为了提高冷却效率，在隔板的制冷剂(冷却液)流路中，减少制冷剂向与MEA的发电区域不对应的区域的流动。即，与隔板的一面毗邻设置的MEA发电区域的周缘部对应地形成了制冷剂(冷却液)流路的周缘部。
例如在制冷剂(冷却液)流路的周缘部上设置密封部件的场合下，在比密封部更靠隔板面方向的内侧上，设置了对制冷剂向密封部件侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
为了解决上述问题，本发明的燃料电池是这样一种燃料电池，其包括：在制冷剂流路形成面上具有制冷剂流路并且贯通地形成有将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管的隔板、叠置于该隔板的制冷剂流路形成面侧的叠层部件、介于所述隔板和叠层部件之间并对流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，其中，在上述密封部中的设置于上述歧管附近的歧管附近部和上述歧管之间，设置有对从上述歧管供给到上述制冷剂流路形成面的制冷剂向上述歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
根据这种结构，一部分制冷剂蔓延到密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外的情形被限制。即，一边抑制流出歧管的制冷剂进入无需进行冷却的区域，一边将该制冷剂导入到各个制冷剂流路。
此外，本发明的燃料电池用隔板是这样一种燃料电池用隔板，在制冷剂流路形成面上具有制冷剂流路并且贯通地形成有将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管，在上述制冷剂流路形成面上设置了对从上述歧管供给的、流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，其中，在上述密封部中的设置于上述歧管附近的歧管附近部和上述歧管之间，设置有对从上述歧管供给到上述制冷剂流路形成面的制冷剂向上述歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
在这种结构的隔板作为燃料电池的一叠层部件与其它叠层部件一起被叠置而构成燃料电池时，则一部分制冷剂蔓延到密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外的情形被限制。即，一边抑制流出歧管的制冷剂进入无需进行冷却的区域，一边将该制冷剂导入到各个制冷剂流路。
上述制冷剂限制部也可以设置在上述密封部中的沿着上述歧管的开口缘延伸的部位的内侧界线(线，ライン)附近。
上述制冷剂限制部也可以由设置于上述隔板的制冷剂流路形成面侧的凸部构成。
根据这种结构，通过使凸部的前端与和其相向的叠层部件触接，对制冷剂越过凸部向密封(密封部)附近的蔓延进行限制。所述凸部也可以与隔板一体形成，也可以分体形成并固定在隔板上。
由上述凸部构成的制冷剂限制部的一部分的内壁和上述歧管的内壁也可以在上述歧管的贯通方向上形成为齐平面(共面)。
上述制冷剂限制部也可以为尺寸恒定结构(定寸構造)。
根据这种结构，由于制冷剂限制部不像例如密封垫那样容易变形，因而不仅对制冷剂的流动进行限制，而且也可以作为用于以规定间距对隔板进行叠置的隔离件而发挥功能。
上述制冷剂限制部也可以具有导电性。此时上述制冷剂限制部也可以与具有导电性的上述隔板一体形成。
上述隔板具有将流过上述制冷剂流路的制冷剂排出的第2歧管，在上述密封部中的设置在上述第2歧管附近的第2歧管附近部和上述第2歧管之间，也设置有对从上述制冷剂流路向上述第2歧管排出的制冷剂向上述第2歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
本发明的燃料电池是包括：形成有制冷剂流路的隔板、叠置在该隔板的制冷剂流路形成面侧上的叠层部件、介于所述隔板和叠层部件之间并对流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部的燃料电池，其中，在比上述密封部更靠隔板面方向的内侧上，也可以设置对制冷剂向上述密封部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
根据这种结构，则一部分制冷剂向像密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外蔓延的情形得到限制。
本发明的燃料电池用隔板是设置有对制冷剂流路和流经该制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部的燃料电池用隔板，其中，在比上述密封部更靠隔板面方向的内侧上，也可以设置对制冷剂向上述密封部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
在将这种结构的隔板作为燃料电池的一叠层部件与其它叠层部件一起叠置而构成燃料电池时，则一部分制冷剂蔓延至像密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外的情形被限制。
本发明的燃料电池用隔板是形成有制冷剂流路和将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管的燃料电池用隔板，其中，对制冷剂流动进行限制的制冷剂限制部的至少一部分也可以沿着上述歧管的开口缘设置。
在将这种结构的隔板作为燃料电池的一叠层部件与其它叠层部件一起叠置而构成燃料电池时，则对制冷剂从歧管蔓延至像密封部附近那样的无需进行冷却的区域即发电区域外的情形进行限制，并能将制冷剂导入到各个制冷剂流路。
附图说明
图1是显示本发明一实施形态的燃料电池的隔板的一部分的立体图；
图2是显示该隔板的整体的简略平面图；
图3是沿着图1的A-A线的剖面图；
图4是显示本发明一实施形态的燃料电池的单格电池结构的分解立体图；
图5是显示现有燃料电池的隔板的一部分的立体图；
图6是对该隔板被叠置的状态进行显示的局部剖面图；
图7是显示了冷却水流动的该隔板的平面视图。
具体实施方式
下文将参考图1～4对本发明的一实施形态进行说明。首先对图4所示燃料电池的单格电池结构进行简略说明。图4所示单格电池2由MEA11、对MEA11进行夹持的一对隔板14a、14b构成。整体具有叠层形态。如下文详述，MEA11和各个隔板14a、14b在彼此之间的周缘部上由第1密封部件101a、101b密封。
MEA11构成为包括由高分子材料的离子交换膜组成的电解质膜21、从两面夹持该电解质膜21的一对电极22a、22b(阴极和阳极)。在隔板14a、14b上，通过对面对电极22a、22b的部分进行压制成形，在表里各面上形成了多个凸状的筋13。在这些筋13之间形成了氧化气体的气体流路31a或氢气的气体流路31b、冷却水主流路(制冷剂流路)32。
具体地说，在作为隔板14a上电极22a侧的内侧面上形成了多条氧化气体的气体流路31a，在其相反侧的外侧面上(制冷剂流路形成面)上形成了多条冷却水主流路32。同样在作为隔板14b上电极22b侧的内侧面上形成了多条氢气的气体流路31b，在其相反侧的外侧面上(制冷剂流路形成面)上形成了多条冷却水主流路32。
氧化气体进口侧歧管41、氢气进口侧歧管42、及冷却水(制冷剂)进口侧歧管43矩阵状地贯通地形成在隔板14a、14b的一个端部(短边部)上。氧化气体出口侧歧管51、氢气出口侧歧管52、及冷却水出口侧歧管(第2歧管)53矩阵状地贯通地形成在隔板14a、14b的另一端部(短边部)上。
第1密封部件101a包括：在MEA11侧围绕隔板14a上与氧化气体有关的全部通路(气体流路31a、歧管41、51)的一圈连续的第1主密封部111a；在MEA11侧围绕隔板14a上的氢气进口侧和出口侧的歧管42、52的框状的第1辅助密封部112a、113a；在MEA11侧围绕隔板14a上的冷却水进口侧和出口侧的歧管43、53的框状的第1辅助密封部114a、115a。第1辅助密封部112a～115a分别与第1主密封部111a分离。
同样，第1密封部件101b包括：在MEA11侧围绕与隔板14b上氢气有关的全部通路(气体流路31b、歧管42、52)的一圈连续的第1主密封部111b；在MEA11侧围绕隔板14b上的氧化气体进口侧和出口侧的歧管41、51的框状的第1辅助密封部116b、117b；在MEA11侧围绕隔板14b上的冷却水进口侧和出口侧的歧管43、53的框状的第1辅助密封部114b、115b。第1辅助密封部114b～117b分别与第1主密封部111b分离。
如上述那样构成单格电池2，通过将第2密封部件(密封部)101c安装在多个单格电池2之间，并将这些单格电池2叠置，构成燃料电池。第2密封部件101c具有在毗邻的单格电池2侧围绕隔板14b(14a)上所有与冷却水相关的通路(冷却水主流路32、冷却水导入流路32a、冷却水导出流路32b、歧管43、53)的一圈连续的第1主密封部111c。
而且与第1密封部件101a、101b相同，第2密封部件101c以分别与第1主密封部111c分离的状态具有氢气用的第1辅助密封部112c、113c和氧化气体用的第1辅助密封部116c、117c。
图1是放大显示图4所示隔板14a(14b)的歧管43和其周边部分的视图。在歧管43和图外的冷却水主流路32之间设置了多个凸状的筋13a，这些筋13a之间成为将来自歧管43的冷却水导入到冷却水主流路32内的冷却水导入流路32a。同样在冷却水主流路32和歧管53之间设置了多个凸状的筋，这些筋之间成为将来自冷却水主流路32的冷却水导出到歧管53内的冷却水导出流路32b。
通过歧管43供给到隔板14a(14b)的制冷剂流路形成面侧的冷却水，通过冷却水导入流路32a被引导到冷却水主流路32内，对面对着该冷却水主流路32的发电区域进行冷却，并通过冷却水导出流路32b被排出到歧管53内。所述冷却水导入流路32a和冷却水导出流路32b与上述冷却水主流路32相同，构成本发明中制冷剂流路的一部分。
在隔板14a、14b上还设置了外周筋(制冷剂限制部、凸部)15，外周筋15总括地包围歧管43、冷却水导入流路32a、冷却水主流路32、冷却水导出流路32b、歧管53。外周筋15由形成在隔板14a、14b上并构成堤状的规定尺寸的突起组成，其横截面形状例如为矩形。
即，本实施形态的外周筋15包括：设置在比对流过隔板14a、14b之间的制冷剂进行密封的第2密封部件101c的第1主密封部111c更靠隔板面方向的内侧，更具体地说是位于第1主密封部111c中配置在歧管43、53附近的部分(歧管附近部201c、第2歧管附近部202c)和歧管43、53之间、且沿歧管43、53的开口缘延伸的部分(下文将这些部分分别称作“外周筋15a”、外周筋15b”)。此外在本实施形态中，外周筋15被设置成包围发电区域和对冷却水进行给排的歧管43、53。该发电区域包含冷却水导入流路32a、冷却水主流路32、冷却水导出流路32b的形成区域。
外周筋15a、15b设置成各自的内壁15A、15B和歧管43、53的内壁43A、53A在歧管43、53的贯通方向(隔板14a、14b的厚度方向)上为齐平面或实质上齐平面。
从而在由内壁43A、53A的开口端所划成的歧管43、53的开口缘和外周筋15a、15b的内壁15A、15B之间，没有形成容许从歧管43被导入到冷却水主流路32的冷却水蔓延到第1主密封部111c的歧管附近部201c侧的空间，即，没有形成多余间隙，同时也没有形成容许从冷却水主流路32被导入到歧管53的冷却水蔓延到第1主密封部111c的第2歧管附近部202c侧的空间(多余间隙)。
为抑制发电效率下降外周筋15最好具有导电性。例如由碳或金属构成隔板14a、14b，外周筋15与隔板14a、14b一体地形成，能够使外周筋15具有导电性。而且如果采用这种结构，与将与隔板14a、14b为分体结构的外周筋15随后固定在这些隔板14a、14b上的场合相比，能够减少零件数量和组装工序数量。
毗邻的一单格电池2的隔板14a和另一单格电池2的隔板(叠层部件)14b，像图3所示那样在使各自的外周筋15的前端对接的状态下叠置。此时，通过将第2密封部件101c的第1主密封部111c安装在两隔板14a、14b之间，能够对按顺序流过歧管43、冷却水导入流路32a、冷却水主流路32、冷却水导出流路32b并从歧管53被排出的冷却水进行液密密封。
而且本实施形态的外周筋15与隔板14a、14b一体成形，并设为相对电池叠置方向的压缩负荷(紧固负荷)，不像包含第2密封部件101c在内的其他全部密封部件那样容易变形的恒定尺寸结构，因而也作为用于以规定间距叠置各个隔板14a、14b的隔离件而发挥功能。
在这种结构的燃料电池发电时，从歧管43供给的冷却水由外周筋15的一部分(外周筋15a)导向(限制)，以阻止冷却水向第1主密封部111c中歧管附近部201c的内侧界线侧流动，从而通过冷却水导入流路32a，流入各个冷却水主流路32内。该冷却水一边对发电区域进行冷却，一边通过冷却水导出流路32b，排出到出口侧的歧管53内。
如上所述，根据本实施形态，离开歧管43并向隔板面方向扩展的冷却水的流动由外周筋15而被引导到发电区域侧，对冷却水进入歧管43和第2密封部件101c之间的区域即发电区域外的非发热区域进行限制，能够抑制冷却水如图7箭头B所示那样沿着第2密封部件101c的流动的发生。从而，能够提高冷却水对燃料电池的冷却效率。
特别地，外周筋15的一部分(外周筋15a)设置在歧管43和配置在其附近的第1主密封部111c的歧管附近部201c之间，从而在歧管43的开口缘和外周筋15a的内壁15A之间，没有容许从歧管43导入冷却水主流路32的冷却水进入歧管附近部201c侧的空间(多余空隙)，因而能够有效地抑制从歧管43供给到隔板面的冷却水进入无需冷却的区域内，并能将该冷却水导入到各个冷却水主流路32。
此外，外周筋15的一部分(外周筋15b)设置在歧管53和配置在其附近的第1主密封部111c的歧管附近部202c之间，从而在歧管53的开口缘和外周筋15b的内壁15B之间，没有容许从冷却水主流路32导出到歧管53的冷却水进入第2歧管附近部202c侧的空间(多余空隙)，因而从冷却水导出流路32b流出的冷却水一边由外周筋15(特别是外周筋15b)导向，一边不绕远地被排出到歧管53内。
其它实施形态
在上述实施形态中，外周筋15设置成包围歧管43、冷却水导入流路32a、冷却水主流路32、冷却水导出流路32b以及歧管53的全部，但是至少外周筋15的一部分沿着歧管43、53的开口缘中与隔板外周侧面对的部位设置也可以。
而且外周筋15也可以设置在彼此相向的隔板14a、14b的至少任一者上。此外，虽然也可以像上述那样将外周筋15与隔板14a、14b一体成形，但是外周筋15也可以与隔板14a、14b分体形成，然后将其相对于隔板14a、14b固定。
此外，位于隔板和叠置在该隔板的制冷剂流路形成面侧上的叠层部件之间、并对流经制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，并不局限于上述实施形态中的第2密封部件101c那样的密封垫，也可以为粘结剂。
产业上的利用可能性
根据本发明，由于制冷剂限制部设置在比密封部更靠隔板面方向的内侧，因而对制冷剂进入无需进行冷却的区域的情形进行限制，能够提高燃料电池的冷却效率。
从而本发明可以广泛地应用于具有这种要求的燃料电池和燃料电池用隔板。

Claims (16)

1.一种燃料电池，包括：在制冷剂流路形成面上具有制冷剂流路并且贯通地形成有将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管的隔板、叠置于该隔板的制冷剂流路形成面侧的叠层部件、介于所述隔板和叠层部件之间并对流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，其特征在于：
在上述密封部中的设置于上述歧管附近的歧管附近部和上述歧管之间，设置有对从上述歧管供给到上述制冷剂流路形成面的制冷剂向上述歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：上述制冷剂限制部设置在上述密封部中的沿着上述歧管的开口缘延伸的部位的内侧界线附近。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其特征在于：上述制冷剂限制部由设置于上述隔板的制冷剂流路形成面侧的凸部构成。
4.根据权利要求3所述燃料电池，其特征在于：由上述凸部构成的制冷剂限制部的一部分的内壁和上述歧管的内壁在上述歧管的贯通方向上形成为齐平面。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的燃料电池，其特征在于：上述制冷剂限制部为尺寸恒定结构。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的燃料电池，其特征在于：上述制冷剂限制部具有导电性。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的燃料电池，其特征在于：上述制冷剂限制部一体地形成于具有导电性的所述隔板上。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的燃料电池，其特征在于：上述隔板具有将流过上述制冷剂流路的制冷剂排出的第2歧管；
在上述密封部中的设置在上述第2歧管附近的第2歧管附近部和上述第2歧管之间，也设置有对从上述制冷剂流路向上述第2歧管排出的制冷剂向上述第2歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
9.一种燃料电池用隔板，在制冷剂流路形成面上具有制冷剂流路并且贯通地形成有将制冷剂供给到该制冷剂流路的歧管，在上述制冷剂流路形成面上设置了对从上述歧管供给的、流过上述制冷剂流路的制冷剂进行密封的密封部，其特征在于：
在上述密封部中的设置于上述歧管附近的歧管附近部和上述歧管之间，设置有对从上述歧管供给到上述制冷剂流路形成面的制冷剂向上述歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
10.根据权利要求9所述的燃料电池用隔板，其特征在于：上述制冷剂限制部设置在上述密封部中的沿着上述歧管的开口缘延伸的部位的内侧界线附近。
11.根据权利要求9或10所述的燃料电池用隔板，其特征在于：上述制冷剂限制部由设置于上述制冷剂流路形成面侧的凸部构成。
12.根据权利要求11所述的燃料电池用隔板，其特征在于：由上述凸部构成的制冷剂限制部的一部分的内壁和上述歧管的内壁在上述歧管的贯通方向上形成为齐平面。
13.根据权利要求9～12中的任一项所述的燃料电池用隔板，其特征在于：上述制冷剂限制部为尺寸恒定结构。
14.根据权利要求9～13中的任一项所述的燃料电池用隔板，其特征在于：上述制冷剂限制部具有导电性。
15.根据权利要求9～14中的任一项所述的燃料电池用隔板，其特征在于：上述制冷剂限制部一体地形成于具有导电性的所述隔板上。
16.根据权利要求9～15中的任一项所述的燃料电池用隔板，其特征在于：
具有将流过上述制冷剂流路的制冷剂排出的第2歧管；
在上述密封部中的设置在上述第2歧管附近的第2歧管附近部和上述第2歧管之间，也设置有对从上述制冷剂流路向上述第2歧管排出的制冷剂向上述第2歧管附近部侧的流动进行限制的制冷剂限制部。
CN2006800081093A 2005-03-23 2006-03-23 燃料电池和燃料电池用隔板 Expired - Fee Related CN101138117B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005084435A JP5051606B2 (ja) 2005-03-23 2005-03-23 燃料電池
JP084435/2005 2005-03-23
PCT/JP2006/306590 WO2006101260A1 (ja) 2005-03-23 2006-03-23 燃料電池及び燃料電池用セパレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101138117A true CN101138117A (zh) 2008-03-05
CN101138117B CN101138117B (zh) 2012-11-07

Family

ID=37023899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800081093A Expired - Fee Related CN101138117B (zh) 2005-03-23 2006-03-23 燃料电池和燃料电池用隔板

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9099693B2 (zh)
JP (1) JP5051606B2 (zh)
CN (1) CN101138117B (zh)
CA (1) CA2602153C (zh)
DE (1) DE112006000674B4 (zh)
WO (1) WO2006101260A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102270776A (zh) * 2010-06-03 2011-12-07 Sb锂摩托有限公司 电池组
CN105591121A (zh) * 2014-11-06 2016-05-18 丰田自动车株式会社 燃料电池用分隔件、燃料电池单电池及燃料电池
CN105723556A (zh) * 2013-11-15 2016-06-29 丰田自动车株式会社 燃料电池用隔板及燃料电池组
CN109830705A (zh) * 2019-03-01 2019-05-31 山东大学 一种燃料电池极板结构及电堆

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5248036B2 (ja) * 2007-05-01 2013-07-31 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP5180513B2 (ja) * 2007-05-14 2013-04-10 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP5202870B2 (ja) * 2007-05-22 2013-06-05 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP5809093B2 (ja) * 2012-03-26 2015-11-10 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP6036652B2 (ja) 2013-11-11 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 燃料電池に用いられるセパレータおよび燃料電池
KR101880880B1 (ko) 2015-07-17 2018-07-20 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 연료 전지 스택
DE102015220689A1 (de) * 2015-10-22 2017-04-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Bipolarplatte für eine Brennstoffzelle und Brennstoffzelle
FR3074969A1 (fr) * 2017-12-13 2019-06-14 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Systeme incluant une pile a combustible a membrane echangeuse de protons limitant les fuites de carburant
US20230040108A1 (en) * 2021-06-10 2023-02-09 Nimbus Power Systems Inc Four-fluid bipolar plate for fuel cell

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5230966A (en) 1991-09-26 1993-07-27 Ballard Power Systems Inc. Coolant flow field plate for electrochemical fuel cells
JP3537911B2 (ja) * 1995-05-09 2004-06-14 本田技研工業株式会社 固体高分子電解質膜型燃料電池およびその制御方法
JPH09289029A (ja) 1996-04-24 1997-11-04 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 固体高分子型燃料電池用ガスシール構造、冷却部構造及びスタック
JP3530054B2 (ja) * 1999-02-09 2004-05-24 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP2000228207A (ja) * 1999-02-09 2000-08-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータおよび燃料電池
JP4097431B2 (ja) * 1999-09-17 2008-06-11 松下電器産業株式会社 高分子電解質型燃料電池
JP4277387B2 (ja) * 1999-10-08 2009-06-10 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用冷却板
JP2002231274A (ja) 2001-02-01 2002-08-16 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池
EP1291946A3 (en) 2001-09-11 2006-03-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell and conductive separator plate thereof
KR100494402B1 (ko) * 2001-10-16 2005-06-13 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고분자 전해질형 연료전지
JP3830805B2 (ja) * 2001-11-07 2006-10-11 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP2003157866A (ja) 2001-11-22 2003-05-30 Nok Corp 燃料電池用ガスケット
JP4344500B2 (ja) 2002-01-07 2009-10-14 本田技研工業株式会社 燃料電池
CA2417213C (en) * 2002-01-25 2010-09-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Seal arrangement for fuel cells
US20030211376A1 (en) * 2002-03-26 2003-11-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell, method of manufacturing the same and inspection method therefor
WO2004047210A2 (en) * 2002-11-18 2004-06-03 Protonex Technology Corporation Membrane based electrochemical cell stacks
JP3599280B2 (ja) 2002-05-17 2004-12-08 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP3751911B2 (ja) * 2002-07-02 2006-03-08 松下電器産業株式会社 高分子電解質型燃料電池およびそのセパレータ板の製造方法
JP4231679B2 (ja) 2002-11-01 2009-03-04 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP2004213972A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Hitachi Ltd 積層形燃料電池
US7405019B2 (en) * 2003-03-14 2008-07-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
US7704625B2 (en) * 2003-05-01 2010-04-27 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell
DE10323882A1 (de) * 2003-05-26 2004-12-23 Siemens Ag Brennstoffzelle und Heizeinrichtung einer Brennstoffzelle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102270776A (zh) * 2010-06-03 2011-12-07 Sb锂摩托有限公司 电池组
CN102270776B (zh) * 2010-06-03 2015-01-14 三星Sdi株式会社 电池组
CN105723556A (zh) * 2013-11-15 2016-06-29 丰田自动车株式会社 燃料电池用隔板及燃料电池组
CN105591121A (zh) * 2014-11-06 2016-05-18 丰田自动车株式会社 燃料电池用分隔件、燃料电池单电池及燃料电池
CN105591121B (zh) * 2014-11-06 2018-05-22 丰田自动车株式会社 燃料电池用分隔件、燃料电池单电池及燃料电池
CN109830705A (zh) * 2019-03-01 2019-05-31 山东大学 一种燃料电池极板结构及电堆

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006101260A1 (ja) 2006-09-28
US9099693B2 (en) 2015-08-04
DE112006000674B4 (de) 2017-05-24
DE112006000674T5 (de) 2008-05-08
JP2006269208A (ja) 2006-10-05
CN101138117B (zh) 2012-11-07
JP5051606B2 (ja) 2012-10-17
CA2602153A1 (en) 2006-09-28
US20080166608A1 (en) 2008-07-10
CA2602153C (en) 2010-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101138117B (zh) 燃料电池和燃料电池用隔板
KR102179909B1 (ko) 연료 전지용 유체 흐름 플레이트
JP4418527B2 (ja) 燃料電池
KR101693993B1 (ko) 연료전지용 분리판
JP4476463B2 (ja) 燃料電池用セパレータと燃料電池
US9660276B2 (en) Fuel cell including separator with outer ends placed inward of fluid passages formed in frame
JP5687272B2 (ja) 燃料電池用空冷式金属分離板
JP2008293790A (ja) 燃料電池
US10014548B2 (en) Fuel cell
US8722283B2 (en) Fuel cell
CN109962257B (zh) 发电单电池
KR20150103098A (ko) 연료 전지용 유체 흐름 플레이트
JP2017139214A (ja) 不整列の条件下で改善された接触圧力均一性をもつエンボス金属シール設計
US9735436B2 (en) Separator for fuel cell
JP5436670B2 (ja) 燃料電池用金属分離板及びこれを備える燃料電池スタック
JP2005276582A (ja) 燃料電池
US10186717B2 (en) Metal separation plate for fuel cell stack and fuel cell stack having the same
JP2010129249A (ja) 燃料電池
KR102179739B1 (ko) 연료 전지용 유체 흐름 플레이트
JP2011171115A (ja) 燃料電池
JP2010010069A (ja) 燃料電池
JP2004335179A (ja) 燃料電池
JP2007207454A (ja) 燃料電池スタック
JP2005183141A (ja) 燃料電池
JP2023075328A (ja) セパレータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121107