CN101517798A - 燃料电池用板部件及其制造方法和燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够良好防止由于流体所导致的劣化的燃料电池用板部件。本发明的燃料电池用板部件,通过与膜/电极接合体一起层叠构成具有单电池的燃料电池,并且具备流路形成部,该流路形成部用于形成对膜/电极接合体以及/或者单电池之间供给/排出流体的流体流路。所述燃料电池用板部件,具备:覆盖流路形成部的第一覆盖部、和将第一覆盖部的端缘与第一覆盖部的端缘附近部分一起覆盖的第二覆盖部。

Description

燃料电池用板部件及其制造方法和燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池用板部件及其制造方法和燃料电池。
背景技术
作为燃料电池,提出了在层叠多个单电池而成的单电池组(层叠体)的两侧,分别层叠集电板、绝缘板、端板而构成的燃料电池,其中,所述单电池,用板状的隔板从两侧夹持膜/电极接合体而形成。在该燃料电池中,如果从外部对各单电池的膜/电极接合体供给燃料气体以及氧化气体,则在各单电池中通过电化学反应进行发电,从各单电池将剩余气体、水蒸气、生成水等排出至外部。并且,在各单电池之间,供给、排放冷却水等的热媒介物。
在构成燃料电池的隔板、集电板、绝缘板、端板等的板部件上,设有沿层叠方向贯通的流体供给排出用的岐管,通过该岐管供给、排出气体、冷却水等的流体。另外,在隔板上,除了岐管用贯通孔之外,还在表里两面上设有与层叠方向垂直的多条流路。设置在隔板的单电池内侧的流路,是对膜/电极接合体供给排出燃料气体以及氧化气体的流路,设置在隔板的单电池外侧的流路,是对相邻单电池之间供给排出冷却水等的热媒介物的流路。
这样的隔板、端板等板部件,由即便接触流体也难以发生腐蚀等的劣化的不锈钢等金属材料、FRP等复合材料等构成。另外,如果使板部件长期直接接触燃料气体、氧化气体、热媒介物等的流体,则会发生腐蚀等的劣化,所以现在提出了与各流体接触的部分由树脂覆膜覆盖的技术。而且,近年来,提出了将岐管用贯通孔的内壁面用密封垫覆盖的技术(例如,参照日本特开2005-108524号公报)。
发明内容
但是,在由树脂覆膜覆盖板部件的一部分的情况下,在覆膜的周围形成端缘。另外,也容易在岐管用贯通孔的内壁面、树脂覆膜的缺失部位形成树脂覆膜的端缘。在这样的端缘存在于与流体接触的部位的情况下,端缘附近的劣化容易发生,而且,也会有流体从端缘进入树脂覆膜的里侧发生劣化的情况。在安装密封垫等的情况下,若密封垫的端缘位于与流体接触的部位,也容易发生同样的问题。
本发明是鉴于这样的情况而作出的,其目的在于,提供一种能够良好防止由于流体所导致的劣化的燃料电池用板部件。
为了实现上述目的,本发明所涉及的燃料电池用板部件,通过与膜/电极接合体一起层叠构成一个燃料电池或包括多个燃料电池的层叠体,并且具备流路形成部,该流路形成部用于形成对膜/电极接合体以及/或者燃料电池之间供给/排出流体的流体流路;燃料电池用板部件,具备:覆盖流路形成部的第一覆盖部,和将第一覆盖部的端缘与第一覆盖部的端缘附近部分一起覆盖的第二覆盖部。
采用这样的构成,覆盖流路形成部的第一覆盖部的端缘,和第一覆盖部的端缘附近部分一起被第二覆盖部覆盖,所以能够使由于与流体接触而容易发生劣化的第一覆盖部的端缘以及其周围难以接触流体,能够良好地防止形成于流路形成部的第一覆盖部的端缘的劣化。
在所述燃料电池用板部件中,也可以将由第一覆盖部的端缘围绕的区域内用第二覆盖部覆盖。
这样一来,能够将在流路形成部中没有被第一覆盖部覆盖的区域(由第一覆盖部的端缘围绕的区域)由第二覆盖部更容易地覆盖,所以能够更良好地防止流路形成部的由于流体所导致的劣化。
另外,在所述燃料电池用板部件中,能够采用有岐管用贯通孔的流路形成部,并且采用连续地覆盖流路形成部的岐管用贯通孔的附近部分和岐管用贯通孔的内壁面的第二覆盖部。
这样一来,能够由第二覆盖部更加可靠地覆盖因沿与板部件的两面不同的方向延伸而难以由第一覆盖部均匀覆盖的岐管用贯通孔的内壁面。
另外,在所述燃料电池用板部件中,能够采用包括贴附片的第二覆盖部。
这样一来,因为覆盖不会发生不均,所以能够可靠地覆盖第一覆盖部的端缘,并且能够容易地进行覆盖作业。
另外,在所述燃料电池用板部件中,在具有与流路形成部相邻的通电部的情况下,能够采用具有导电性并且连续覆盖第一覆盖部的端缘附近部分以及通电部的第二覆盖部。第二覆盖部,优选,具有相比通电部更高的导电性及/或耐腐蚀性。
这样一来,因为第二覆盖部具有导电性,所以即便通电部被第二覆盖部覆盖,也很难妨碍通电部的导电性。因此,能够将第二覆盖部覆盖于通电部之上,所以能够将通电部与第一覆盖部之间的边界区域用第二覆盖部可靠地覆盖。而且,没有必要规定第二覆盖部的通电部侧的覆盖范围,所以能够容易地进行覆盖作业。
另外,所述燃料电池用板部件,能够作为通过以夹持膜/电极接合体的方式配置一对从而构成燃料电池的隔板而发挥作用。
这样一来,能够良好防止与相对于膜/电极接合体供给排出的流体以及相对于燃料电池之间供给排出的流体在较大的范围接触的隔板,由于流体导致劣化。
另外,本发明所涉及的燃料电池,具备膜/电极接合体和所述燃料电池用板部件。
如果采用这样的构成,则可良好防止燃料电池用板部件的由于流体所导致的劣化,所以能得到耐久性优异的燃料电池。
另外,本发明所涉及的制造方法,制造下述燃料电池用板部件,所述燃料电池用板部件,通过与膜/电极接合体一起层叠构成一个燃料电池或包括多个燃料电池的层叠体,并且具备流路形成部,该流路形成部用于形成对膜/电极接合体以及/或者燃料电池之间供给/排出流体的流体流路;该制造方法,包括:第一工序,通过第一覆盖部覆盖流路形成部;和第二工序,在经过第一工序后,通过第二覆盖部将第一覆盖部的端缘与第一覆盖部的端缘附近部分一起覆盖。
根据这样的制造方法,在形成第一覆盖部的端缘之后,将该端缘与第一覆盖部的端缘附近部分一起用第二覆盖部覆盖,所以能够以简单的方法形成耐久性优异的燃料电池用板部件。
根据本发明,能够提供能够良好防止由于流体所导致的劣化的燃料电池用板部件。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的燃料电池的立体图。
图2是图1所示的燃料电池的单电池的局部剖视图。
图3是本发明的第一实施方式所涉及的隔板的岐管用贯通孔附近(图2的III部分)的放大剖视图。
图4是本发明的第一实施方式所涉及的隔板的覆盖部的发电区域侧端缘附近(图2的IV部分)的放大剖视图。
图5A是图1所示燃料电池的单电池的俯视图。
图5B是图5A所示的单电池的变形例的俯视图。
图6是本发明的第二实施方式所涉及的隔板的岐管用贯通孔附近的扩大剖视图。
图7是本发明的第三实施方式所涉及的隔板的覆盖部的发电区域侧端缘附近的放大剖视图。
图8是本发明的第四实施方式所涉及的端板的岐管用贯通孔附近的放大剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,利用图1至图5B,对本发明的第一实施方式进行说明。
首先,对本实施方式所涉及的燃料电池10的构成进行说明。如图1所示,燃料电池10,具有层叠了通过电化学反应进行发电的多个单电池11的单电池组12,并且在层叠方向两端侧层叠集电板13、绝缘板14以及端板15而一体化。在单电池组12以及各板13、14、15上,以沿层叠方向贯通的方式设有燃料气体、氧化气体以及冷却水的供给用和排出用的三组岐管16。单电池11相当于本发明中的(一个)燃料电池的一个实施方式,单电池组12相当于本发明中的层叠体的一个实施方式。
各单电池11,如图2所示,具备作为膜/电极接合体的MEA24,该膜/电极接合体中,在高分子电解质膜21的两侧配置有电极22并且在各电极22的外侧配置有扩散层23。MEA24的周缘部侧由一对树脂框25夹持,MEA24以及树脂框25,由作为本发明所涉及的燃料电池用板部件的一个实施方式的一对隔板26夹持。
在单电池11的周缘部侧,MEA24、树脂框25以及隔板26相互通过粘接剂层27液密地接合。另外,在单电池11的周缘部侧,以贯通树脂框25以及隔板26的方式设有用于构成岐管16的岐管用贯通孔28。在岐管用贯通孔28的一方的开口部28a周围的隔板26表面上,以围绕开口部28a的方式安装有密封部件29,在相互相邻的单电池11之间确保岐管16的密封性。
构成单电池11的各隔板26,由不锈钢等的金属板的冲压成形品构成,具备:作为夹持MEA24的通电部的发电区域30、和设置在与发电区域30相邻的周缘侧的流路形成部31。在发电区域30上,遍及大致整个面设有多个形成为条状(肋状)的凹凸部32。在流路形成部31,设有岐管用贯通孔28。
在隔板26的发电区域30的凹凸部32的MEA侧的表面,向MEA24侧突出的凸部32a的顶部与MEA24抵接,在与MEA24分离的凹部32b和MEA24之间形成连续的气体流路33。另一方面,在与MEA24的相反侧的表面,凹部32b的底部,与相邻的单电池11的隔板26的凹部32b相对并抵接,在相邻的隔板26的凸部32a之间形成连续的冷却水流路34。MEA24与凸部32a的顶部之间以及相邻的单电池11的隔板26的凹部32b之间,分别抵接由此电连接。另外,在发电区域30的两面(MEA24侧的表面以及与MEA24相反侧的表面),为了减小各自的接触电阻,如图4所示,遍及整个面实施金属镀覆26a。
另一方面,在隔板26的流路形成部31中,如图2所示,MEA24侧的表面以及与MEA24相反侧的表面,由相对于燃料气体、氧化气体以及水分稳定的覆盖部40覆盖。覆盖部40,如图3、图4以及图5A所示,包括:与由金属板形成的基材43的表面相接并覆盖的第一覆盖部41,和与第一覆盖部41的外表面相接并覆盖的第二覆盖部42a、42b。
对于第一覆盖部41,为了与燃料电池用的隔板26的基材43相接并覆盖,能够使用一般使用的各种方法。例如,可以是涂膜、电解淀积膜等的树脂覆膜、镀覆层等的各种表面处理层,也可以是由弹性材料制的密封件、贴附片等的不同于基材43的部件构成。在镀覆层的情况下,能够与发电区域30连续地实施金属镀覆。在本实施方式中,如图5A所示,采用覆盖隔板26的全周的表面的由树脂覆膜构成的第一覆盖部41。另外,如图5B所示,还能够以覆盖隔板26的两端部分(设有岐管用贯通孔28的部分)的表面的方式,设置第一覆盖部41。
在第一覆盖部41上,如图3以及图4所示,在与相对于燃料电池10供给、排出的燃料气体、氧化气体或冷却水接触的部位,形成有覆膜的端缘41a、41b、41c。例如,在岐管用贯通孔28等中,形成有第一覆盖部41的基材43的两表面与内壁面沿不同方向延伸,所以树脂覆膜容易产生不均、缺失,如图3所示,在内壁面上由于树脂覆膜的缺失而形成第一覆盖部41的端缘41a。另外,在基材43的板面上,由于覆膜形成时的缺失、之后的损伤等而形成有端缘41b。而且,如图4所示,在发电区域30侧,形成有构成第一覆盖部41的边界的端缘41c。如果第一覆盖部41的端缘41a、41b、41c露出于流体而配置,则流体容易从端缘41a、41b、41c进入、与基材43的表面接触,而且流体容易进入端缘41a、41b、41c和基材43之间。因此,在本实施方式中,这些端缘41a、41b、41c与第一覆盖部41的端缘附近部分一起,由第二覆盖部42a、42b覆盖。
作为第二覆盖部42a、42b,能够使用涂膜、电解淀积膜等的树脂覆膜、贴附片等的成形体、粘接剂等密封剂。作为第二覆盖部42a、42b,采用相对于供给至燃料电池10或从其排出的燃料气体、氧化气体、各气体所含的水分或冷却水等的流体稳定的材料。尤其是,优选,第二覆盖部42a、42b,由相比隔板26的基材43更具耐酸性、生成水等的液体难以通过的材料构成。另外,优选,作为第二覆盖部42a、42b,能够以充分的接合强度相对第一覆盖部41密合,并且能够以与第一覆盖部41相同或高于第一覆盖部41的接合强度相对基材43或金属镀覆26a等的基材43的表面层密合。作为涂膜,例如能够使用丙烯酸系、聚酰亚胺系、聚酯系、烯烃系等的热塑性树脂、环氧改性硅树脂等的各种热固化树脂。作为电解淀积膜,能够使用环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚氨酯系树脂、聚酰胺系树脂等。作为贴附片,除了在由各种热塑性树脂、各种热固化树脂形成的片状成形体的一个面上设有由硅树脂、丙烯酸系树脂形成的粘接层的绝缘体片之外,还能够使用含有碳的导电体片。
在第二覆盖部42a、42b配置于发电区域30侧的情况下,优选,由具有导电性的材料形成,优选,具有导电性的树脂覆膜。这是因为使得难以阻碍发电区域30的导电性。作为具有导电性的树脂覆膜,能够使用导电性树脂、含碳树脂等,尤其是优选,由相比发电区域30具有高导电性、且具有耐腐蚀性的材料形成。
在本实施方式中,如图3所示,在岐管用贯通孔28的内壁面形成有第一覆盖部41的端缘41a,在由覆盖基材43的两面的各第一覆盖部41的端缘41a围绕的区域,基材43从第一覆盖部41露出。另外,在基材43的一个表面的岐管用贯通孔28附近形成有第一覆盖部41的端缘41b,在由端缘41b围绕的微小区域中,基材43从第一覆盖部41露出。因此,在本实施方式中,如图3所示,作为第二覆盖部42a采用贴附片,连续覆盖形成于岐管用贯通孔28的两端侧的基材43的两面上的第一覆盖部41和岐管用贯通孔28的内壁面,封闭岐管用贯通孔28的内壁面的由第一覆盖部41的端缘41a以及端缘41a所围绕的区域内、和一个表面侧的由第一覆盖部41的端缘41b以及端缘41b所围绕的区域内。在本实施方式中,如图5所示,由第二覆盖部42a覆盖岐管用贯通孔28的内壁面的整个周围。
另外,在本实施方式中,如图4所示,在第一覆盖部41的发电区域30侧形成有端缘41c,第一覆盖部41的端缘41c与发电区域30的金属镀覆26a相邻配置。因此,在本实施方式中,如图4所示,作为第二覆盖部42b使用具有导电性的树脂覆膜,通过第二覆盖部42b连续覆盖第一覆盖部41的端缘41c、第一覆盖部41的端缘附近部分和发电区域30的端缘附近部分。在本实施方式中,如图5A所示,沿第一覆盖部41的端缘41c呈带状设置第二覆盖部42b。另外,如图5B所示,也能够以覆盖第一覆盖部41的端缘41c和发电区域30的整体这两者的方式,设置第二覆盖部42b。
接着,对于本实施方式所涉及的隔板26以及燃料电池10的制造方法进行说明。
首先,冲压成形金属板,在与发电区域30相对应的位置形成凹凸部32,并且形成岐管用贯通孔28,制造预定形状的基材43(基材制造工序)。接着,在所得的基材43的与发电区域30相对应的表里两面的预定位置实施金属镀覆(镀覆工序),在与相邻于发电区域30的流路形成部31相对应的部位涂覆树脂覆膜形成用的树脂,从而形成第一覆盖部41(第一覆盖部形成工序)。第一覆盖部形成工序,与本发明中的第一工序相当。
在经第一覆盖部形成工序形成第一覆盖部41之后,以连续覆盖岐管用贯通孔28的两端侧的板面的第一覆盖部41和岐管用贯通孔28的内壁面的方式贴附贴附片,由此形成第二覆盖部42a,覆盖第一覆盖部41的端缘41a、41b以及由端缘41a、41b所围绕的区域。另外,通过在第一覆盖部41的发电区域30侧的端缘41c以及其周围涂覆导电性树脂,形成第二覆盖部42b,覆盖第一覆盖部41的端缘41c(第二覆盖部涂覆工序)。第二覆盖部涂覆工序,相当于本发明中的第二工序。通过经上述工序组,完成隔板26的制造。
另外,只要将经上述工序组制造的隔板26,层叠于夹持MEA24的一对树脂框,通过粘接剂层27接合,就能够制造单电池11(单电池形成工序)。进而,只要层叠多个单电池11,构成单电池组12,在该单电池组12的两端侧层叠集电板13、绝缘板14以及端板15并固定,就能够制造使用了本实施方式的隔板26的燃料电池10(燃料电池组装工序)。
接着,对于具备本实施方式所涉及的隔板26的燃料电池10的作用效果进行说明。
在具备以上的实施方式所涉及的隔板26的燃料电池10中,在使用时,冷却水从冷却水给排用的岐管16流通到多个单电池11的各相邻的单电池11之间来调节温度,并且燃料气体以及氧化气体分别从气体供给用的岐管16向各单电池11的MEA24供给,由此在各单电池11中通过电化学反应进行发电,通过气体排出用的岐管16从MEA24排出剩余气体、生成水等。
此时,在各隔板26中,覆盖流路形成部31的第一覆盖部41的端缘41a、41b、41c,与端缘附近的第一覆盖部41一起由第二覆盖部42a、42b覆盖,所以能够使得第一覆盖部41的端缘41a、41b、41c以及其周围难于接触流体,能够良好防止形成于流路形成部31的第一覆盖部41的端缘41a、41b、41c的劣化。
另外,由第一覆盖部41的端缘41a、41b、41c围绕的区域内,由第二覆盖部42a、42b连续覆盖,所以能够将在流路形成部31中没有被第一覆盖部41覆盖的区域,由第二覆盖部42a、42b容易地覆盖,能够更加良好地防止劣化。
进而,隔板26的流路形成部31具有岐管用贯通孔28,第二覆盖部42a连续地覆盖岐管用贯通孔28的两端侧的表面和岐管用贯通孔28的内壁面,所以能够由第二覆盖部42a更加可靠地覆盖岐管用贯通孔28的内壁面。而且,覆盖第一覆盖部41的端缘41a的第二覆盖部42a包括有贴附片,所以覆盖很难产生不均,能够可靠地覆盖第一覆盖部41的端缘41a,并且覆盖作业变得容易。
另外,隔板26的发电区域30和第一覆盖部41的端缘41c的附近,由具有导电性的第二覆盖部42b覆盖,所以不会因第二覆盖部42b妨碍发电区域30的导电性,能够将发电区域30和第一覆盖部41之间的边界区域由第二覆盖部42b可靠地覆盖。此时,没有必要规定第二覆盖部42b的发电区域30侧的覆盖范围,所以覆盖作业变得容易。
而且,本实施方式所涉及的燃料电池10,使用上述那样的隔板26构成,所以可良好防止隔板26的由流体所导致的劣化,结果具有优异耐久性。另外,在本实施方式中,优选,将本发明应用于所有的隔板26中,但也可以将本发明应用于至少一部分隔板26中。
(第二实施方式)
接着,利用图6,对于本发明的第二实施方式所涉及的隔板进行说明。本实施方式所涉及的隔板中,将第一实施方式中的第一覆盖部41的端部41a、41b用不同于第一实施方式的第二覆盖部42c、42d覆盖,其他的构成与第一实施方式实质上一样。
本实施方式中的第二覆盖部42c、42d,分别是由粘接剂构成的填充件。第二覆盖部42c,覆盖岐管用贯通孔28的内壁面的第一覆盖部41的端缘41a、和由端缘41a围绕的区域内。第二覆盖部42d,覆盖基材43的一个面侧的第一覆盖部41的端缘41b和由端缘41b围绕的区域内。
以上的实施方式所涉及的隔板,与第一实施方式同样地,能够良好防止形成于第一覆盖部41的端缘41a、41b附近由流体所导致的劣化。而且,本实施方式中的第二覆盖部42c、42d,与第一实施方式所采用的包括贴附片的第二覆盖部42a相比,对基材43、第一覆盖部41的形状的追随性较好,易于密合于基材43、第一覆盖部41。
(第三实施方式)
接着,利用图7,对于本发明的第三实施方式所涉及的隔板进行说明。本实施方式所涉及的隔板中,第一覆盖部41的发电区域30侧的端缘41c,形成于与金属镀覆26a的端缘分离的位置,其他的构成与第一实施方式实质上一样。
这样的隔板,与第一实施方式同样地,能够良好防止形成于第一覆盖部41的端缘41c附近由流体所导致的劣化。而且,不必高精度地定位而形成第一覆盖部41的端缘41c,就能够可靠地覆盖第一覆盖部41和金属镀覆26a之间的边界部分,所以作业性良好、能够更加容易地制造隔板。
(第四实施方式)
接着,利用图8对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式中,将本发明应用于设置在燃料电池10的两端的一对端板15(参照图1)。端板15,相当于本发明中的燃料电池用板部件的一个实施方式。
本实施方式所涉及的端板15,由比隔板26厚的金属板构成,在端板15的两个表面侧,在构成岐管16的岐管用贯通孔50的周围设置由环状的密封垫构成的第一覆盖部51。在本实施方式中,两面的第一覆盖部51的内侧端缘51a形成于岐管用贯通孔50侧,两内侧端缘51a由包括贴附片的第二覆盖部52覆盖。第二覆盖部52,连续覆盖两面的第一覆盖部51、内侧端缘51a和由内侧端缘51a围绕的区域。
根据以上实施方式所涉及的端板15,能够得到与第一实施方式的隔板26相同的效果。而且,第一覆盖部51以及第二覆盖部52,通过贴附事先成形的部件(密封垫以及贴附片)而构成,所以与构成覆膜的情况相比,覆盖作业容易。
另外,上述的各实施方式,都可以在本发明的范围内适当变化。例如,在上述各实施方式中,都以板部件由金属构成为例进行说明,但并没有特别限定,即便是由玻璃纤维强化复合材料等其他材料构成的板部件,也能够将本发明应用于其中。在由玻璃纤维强化复合材料构成的情况下,能够防止由于玻璃纤维的溶解等所导致的劣化。
另外,在上述各实施方式中,以明确形成有第一覆盖部41、51的端缘41a~41c、51a的例子进行说明,也可以是如涂膜不均时、第一覆盖部41、51的厚度不足那样的不明确的端缘。
如上述各实施方式所示,本发明能够应用于隔板、端板。另外,本发明同样能够应用于其他的燃料电池用板部件(集电板、绝缘板)。

Claims (9)

1.一种燃料电池用板部件,通过与膜/电极接合体一起层叠构成一个燃料电池或包括多个燃料电池的层叠体,并且具备流路形成部,该流路形成部用于形成对所述膜/电极接合体以及/或者所述燃料电池之间供给/排出流体的流体流路;所述燃料电池用板部件,具备:
覆盖所述流路形成部的第一覆盖部,和
将所述第一覆盖部的端缘与所述第一覆盖部的所述端缘附近部分一起覆盖的第二覆盖部。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用板部件,其中,
所述第二覆盖部覆盖由所述第一覆盖部的所述端缘围绕的区域内。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用板部件,其中,
所述流路形成部具有岐管用贯通孔;
所述第二覆盖部,连续覆盖所述流路形成部的所述岐管用贯通孔的附近部分、和所述岐管用贯通孔的内壁面。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃料电池用板部件,其中,
所述第二覆盖部包括贴附片。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的燃料电池用板部件,其中,
具备与所述流路形成部相邻的通电部;
所述第二覆盖部,具有导电性、且连续覆盖所述第一覆盖部的端缘附近部分以及所述通电部。
6.根据权利要求5所述的燃料电池用板部件,其中,
所述第二覆盖部,具有比所述通电部高的导电性以及/或者耐腐蚀性。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的燃料电池用板部件,其中,
所述燃料电池用板部件是通过夹持所述膜/电极接合体配置一对而构成所述燃料电池的隔板。
8.一种燃料电池,具备:
膜/电极接合体、和
如权利要求1至7中的任一项所述的燃料电池用板部件。
9.一种燃料电池用板部件的制造方法,制造下述燃料电池用板部件,所述燃料电池用板部件,通过与膜/电极接合体一起层叠构成一个燃料电池或包括多个燃料电池的层叠体,并且具备流路形成部,该流路形成部用于形成对所述膜/电极接合体以及/或者所述燃料电池之间供给/排出流体的流体流路;该制造方法,包括:
第一工序,通过第一覆盖部覆盖所述流路形成部;和
第二工序,在所述第一工序后,通过第二覆盖部将所述第一覆盖部的端缘与所述第一覆盖部的所述端缘附近部分一起覆盖。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4930176B2 (ja) * 2007-05-07 2012-05-16 トヨタ自動車株式会社 燃料電池、燃料電池用メタルセパレータ及び燃料電池の製造方法
JP5277100B2 (ja) * 2009-07-22 2013-08-28 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP5277099B2 (ja) * 2009-07-22 2013-08-28 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
WO2014111745A2 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Daimler Ag Fuel cell assemblies and preparation methods therefor
EP3279990B1 (en) * 2015-03-31 2020-04-08 Honda Motor Co., Ltd. Separator for fuel cells and method for producing same
JP6608798B2 (ja) * 2016-10-27 2019-11-20 トヨタ自動車株式会社 燃料電池スタック
JP6790968B2 (ja) * 2017-03-31 2020-11-25 トヨタ紡織株式会社 燃料電池スタックのエンドプレート及び燃料電池スタックのシール構造
JP6763337B2 (ja) * 2017-04-24 2020-09-30 トヨタ紡織株式会社 燃料電池スタックのエンドプレート
JP6958269B2 (ja) * 2017-11-10 2021-11-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータの製造方法
JP6863301B2 (ja) * 2018-01-19 2021-04-21 トヨタ車体株式会社 燃料電池スタックの製造方法および燃料電池スタック

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3571696B2 (ja) 2001-01-30 2004-09-29 本田技研工業株式会社 燃料電池及び燃料電池スタック
JP4183428B2 (ja) * 2002-03-18 2008-11-19 本田技研工業株式会社 燃料電池
DE60324336D1 (de) * 2002-05-09 2008-12-04 Honda Motor Co Ltd Brennstoffzellenzusammenbau und Verfahren zur Herstellung eines Verbunds zwischen einem Separator und einer zugehörigen Elektrolytschicht
JP2004103296A (ja) 2002-09-05 2004-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体高分子型燃料電池
JP4073828B2 (ja) 2003-06-12 2008-04-09 株式会社日立製作所 固体高分子形燃料電池及び燃料電池用セパレータ
JP2005108524A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Uchiyama Mfg Corp 燃料電池用インシュレータ
JP2005235739A (ja) 2004-01-21 2005-09-02 Aisin Takaoka Ltd 燃料電池構成部品及びその製造方法
JP4776886B2 (ja) 2004-03-22 2011-09-21 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック構造
JP2006236957A (ja) * 2005-01-31 2006-09-07 Uchiyama Mfg Corp 燃料電池用構成部材
JP2007048521A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Toyota Motor Corp 燃料電池

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