CN104396070A - 燃料电池堆 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池堆,其是层叠多个燃料电池单体而预先构成电池单体模块、再层叠多个电池单体模块而组装成的,即使受到电池单体模块间密封构件的反作用力,也能够防止电池单体模块内的燃料电池单体发生变形。燃料电池堆(10)具有:粘接构件(70),其将在电池单体模块(60)内相邻的框体(30)的突出部(32)(外周部)彼此接合在一起;电池单体模块间密封构件(80),其用于将电池单体模块彼此之间密封起来;支承构件(90),其配置于在电池单体模块内相邻的框体彼此之间。在从层叠电池单体模块的层叠方向(S)进行俯视观察时,支承构件与电池单体模块间密封构件中的抵接于电池单体模块的部位的至少局部重叠。

Description

燃料电池堆
技术领域
本发明涉及一种燃料电池堆。
背景技术
燃料电池将氢等阳极气体和空气等阴极气体作为反应气体,利用电化学反应将化学能直接转换成电能。
在专利文献1中公开有如下燃料电池单体,该燃料电池单体具有:框体,其具有电绝缘性;膜电极接合体,其与框体一体形成;一对隔板,其配置在膜电极接合体的两侧,用于夹持膜电极接合体。通过层叠多个燃料电池单体而构成燃料电池堆。在该燃料电池堆中,利用粘接构件将相邻的框体的外周部彼此接合在一起,从而确保燃料电池堆的内部和外部的绝缘。
组装燃料电池堆的方式大致分为两种方式。第1种方式是依次层叠多个燃料电池单体、进而一次性地组装成燃料电池堆的方式。第2种方式是层叠多个燃料电池单体而预先形成电池单体模块、再层叠多个电池单体模块而组装成燃料电池堆的方式。利用第2种方式构成燃料电池堆时,具有能够减少组装工时的优点(参照专利文献1的第[0057]段。)。
专利文献1:日本特开2010-123377号公报
发明内容
发明要解决的问题
在通过层叠电池单体模块而组装成燃料电池堆的情况下,在电池单体模块彼此之间配置有电池单体模块间密封构件。燃料电池堆在层叠燃料电池单体的方向上被加压。因此,要求如下结构:即使受到电池单体模块间密封构件的反作用力,也能够抑制电池单体模块内的燃料电池单体的变形。
本发明的目的在于提供一种燃料电池堆,其是层叠多个燃料电池单体而预先构成电池单体模块、再层叠多个电池单体模块而组装成的,即使受到电池单体模块间密封构件的反作用力,也能够防止电池单体模块内的燃料电池单体发生变形。
用于解决问题的方案
实现上述目的的本发明是一种燃料电池堆,该燃料电池堆是层叠多个燃料电池单体而预先构成电池单体模块、再层叠多个电池单体模块而组装成的。电池单体模块是层叠至少两个燃料电池单体而成的,该燃料电池单体是利用一对隔板夹持与具有电绝缘性的框体一体形成的膜电极接合体而成的。燃料电池堆具有:粘接构件,其将在所述电池单体模块内相邻的所述框体的外周部彼此接合在一起;电池单体模块间密封构件,其配置在所述电池单体模块彼此之间,用于将所述电池单体模块彼此之间密封起来;支承构件,其配置于在所述电池单体模块内相邻的所述框体彼此之间。而且,在从层叠所述电池单体模块的层叠方向进行俯视观察时,所述支承构件与所述电池单体模块间密封构件中的抵接于所述电池单体模块的部位的至少局部重叠。
附图说明
图1是表示第1实施方式的燃料电池堆的立体图。
图2是分解表示将图1所示的燃料电池堆的立体图。
图3是分解表示燃料电池单体的立体图。
图4是表示电池单体模块的局部的主视图。
图5是表示燃料电池堆的主要部件的剖视图,该剖视图是与沿着图4的5-5线的截面相当的剖视图。
图6是表示第2实施方式的燃料电池堆的主要部件的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。另外,在附图说明中,对于相同的要素标记相同的附图标记而省略重复说明。为了便于说明,附图的尺寸比例被夸大,从而与实际的比例不同。
(第1实施方式)
图1是表示燃料电池堆10的立体图,图2是分解表示图1所示的燃料电池堆10的立体图,图3是分解表示燃料电池单体20的立体图,图4是表示电池单体模块60的局部的主视图,图5是表示第1实施方式的燃料电池堆10的主要部件的剖视图,该剖视图是与沿图4的5-5线的截面相当的剖视图。
参照图1~图5,概括地说明本实施方式的燃料电池堆10,燃料电池堆10是通过层叠多个燃料电池单体20而预先构成电池单体模块60、再层叠多个电池单体模块60而组装成的。各个电池单体模块60是层叠了至少两个燃料电池单体20而成的。在图5中,1个电池单体模块60是层叠了8个燃料电池单体20而成的。燃料电池单体20是利用一对隔板51、52夹持与具有电绝缘性的框体30一体形成的膜电极接合体40而成的。燃料电池堆10还具有:粘接构件70,其将在电池单体模块60内相邻的框体30的外周部彼此接合在一起;电池单体模块间密封构件80,其配置在电池单体模块60彼此之间,用于将电池单体模块60彼此之间密封起来;支承构件90,其配置于在电池单体模块60内相邻的框体30彼此之间。而且,在从层叠电池单体模块60的层叠方向S俯视观察燃料电池堆10时,支承构件90与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重叠。下面进行详细描述。另外,在以下的说明中,将层叠燃料电池单体20或者层叠电池单体模块60的层叠方向S都仅称为“层叠方向”。在图2、图5中示出有层叠方向S。
参照图1和图2,燃料电池堆10具有层叠了多个电池单体模块60而成的层叠体61,在沿着层叠体61的层叠方向S的两侧分别依次配置有绝缘板101、端板102。在各个绝缘板101接合有用于取出电力的集电板103。集电板103与输出端子104电连接。一对端板102彼此被一对张力板105紧固。于是,沿层叠方向S向电池单体模块60内所包含的各个燃料电池单体20加压。在一侧的张力板105上形成有供设置在燃料电池单体20上的电压测量用端子56穿通的矩形形状的开口部106。在一对张力板105之间的侧方部位配置有用于抑制层叠错位的导向板107。
另外,也可以使用拉杆和螺母来代替张力板105,沿层叠方向S向电池单体模块60内所包含的各个燃料电池单体20加压。
参照图3~图5,燃料电池单体20具有:框体30,其具有电绝缘性;膜电极接合体40,其与框体30一体形成;一对隔板51、52(阳极隔板51和阴极隔板52),其用于夹持膜电极接合体40。
膜电极接合体40被称为MEA(membrane electrode assembly),阳极41和阴极42以与电解质膜43相对的方式与电解质膜43接合在一起而形成。
电解质膜43例如由氟素树脂等形成,是一种用于传递氢离子的离子交换膜。因为电解质膜43在湿润状态下表现出良好的导电性,所以在燃料电池堆10中对阳极气体、阴极气体进行加湿。
阳极41自电解质膜43一侧层叠电极催化剂层、防水层以及气体扩散层而构成。电极催化剂层包含高分子电解质和在导电性的载体上保持有铂等催化剂成分的电极催化剂。防水层由氟素树脂等形成。气体扩散层例如由碳布、碳纸或者碳毡等形成。
阴极42也与阳极41一样,自电解质膜43一侧层叠电极催化剂层、防水层以及气体扩散层而构成。阳极41和阴极42的大小比电解质膜43稍大。
框体30具有:框部31,其用于保持膜电极接合体40的外周;突出部32,其在框部31的外周部分向层叠方向S的两侧(图5中的上下方向)突出。框体30由具有电绝缘性的树脂成形,并与膜电极接合体40一体成形。框体30具有在中央部分配置有膜电极接合体40的长方形形状。在框体30的长度方向的一端侧以通孔的方式形成有:阴极气体供给口33a、冷却流体供给口33b以及阳极气体供给口33c。在另一端侧以通孔的方式形成有:阴极气体排出口34a、冷却流体排出口34b以及阳极气体排出口34c。以与框体30的供给口33a、33b、33c和排出口34a、34b、34c分别连通的方式,在绝缘板101和端板102上也以通孔的方式形成有阴极气体供给口113a、冷却流体供给口113b、阳极气体供给口113c、阴极气体排出口114a、冷却流体排出口114b以及阳极气体排出口114c(参照图1和图2)。
阳极隔板51与框体30的两个面中的面向阳极41一侧的面接合。阳极隔板51由具有导电性材料的金属构成,并且形成为比阳极41大的薄板状。阳极隔板51以多个凹凸状的形状隔开固定间隔地排列的方式通过冲压成形而形成。阳极隔板51在与阳极41接触一侧的面上形成有向阳极41供给阳极气体的阳极气体流路53。阳极隔板51在与阳极41接触一侧的相反侧的面上形成有供用于冷却电池单体模块60的冷却水流动的冷却水流路54。
阴极隔板52与框体30的两个面中的面向阴极42一侧的面接合。阴极隔板52由具有导电性材料的金属构成,并且形成为比阴极42大的薄板状。阴极隔板52以多个凹凸状的形状隔开固定间隔地排列的方式通过冲压成形而形成。阴极隔板52在与阴极42接触一侧的面上形成有向阴极42供给阴极气体的阴极气体流路55。阴极隔板52在与阴极42接触这一侧的相反侧的面上形成有供用于冷却电池单体模块60的冷却水流动的冷却水流路54。
阴极隔板52具有电压测量用的端子56。端子56从阴极隔板52的外周部分向外突出。此外,电压测量用的端子56也可以设置在阳极隔板51一侧。
参照图5,在燃料电池单体20中,框体30的框部31和阳极隔板51之间、框部31和阴极隔板52之间借助密封构件57接合在一起。为了便于说明,以下将框部31和隔板51、52之间的密封构件57称为“第1密封构件57”。第1密封构件57的材料并未特别限定,能够使用热硬化性粘接剂。
在电池单体模块60内相邻的阳极隔板51和阴极隔板52之间借助密封构件58接合在一起。为了便于说明,以下将阳极隔板51和阴极隔板52之间的密封构件58称为“第2密封构件58”。第2密封构件58的材料并未特别限定,与第1密封构件57一样,能够使用热硬化性粘接剂。
在电池单体模块60内相邻的框体30的外周部彼此之间,即突出部32彼此借助粘接构件70接合在一起。粘接构件70的材料并未特别限定,能够与第1和第2密封构件57、58一样使用热硬化性粘接剂。
将框体30的突出部32的沿着层叠方向S的厚度t1设定为比燃料电池单体20的沿着层叠方向S的厚度t2薄。燃料电池单体20的厚度t2表示为沿着层叠方向S的膜电极接合体40的厚度、阳极隔板51的厚度以及阴极隔板52的厚度的总和。突出部32的厚度t1设定为比燃料电池单体20的厚度t2薄,从而相邻的框体30的突出部32彼此不直接接触。
框体30的框部31用于保持膜电极接合体40的外周,而且利用第1密封构件57将框部31和各隔板51、52之间接合在一起。因此,能够抑制在膜电极接合体40内产生的水蒸气通过框体30和各隔板51、52之间。而且,在电池单体模块60内相邻的框体30的突出部32彼此之间填充有粘接构件70,从而将电池单体模块60内与外部分隔开。因此,即使在水蒸气稍稍通过框体30和各隔板51、52之间的情况下,该水蒸气也不会向外部泄露。
在燃料电池发电时,膜电极接合体40的电解质膜43发生溶胀,电池单体模块60沿层叠方向S膨胀。因为在电池单体模块60内相邻的框体30的突出部32彼此之间填充有粘接构件70,所以即使在电池单体模块60上产生层叠方向S的位移,粘接构件70也会以使框体30追随该层叠方向S的位移的方式变形。因此,不会向框体30上作用过量的应力,能够抑制框体30产生裂纹。其结果,水蒸气不会向电池单体模块60的外部泄露。为了使粘接构件70以使框体30追随层叠方向S的位移的方式变形,优选的是,在粘接构件70中使用硬化时的杨氏模量比框体30的杨氏模量小的粘接剂。粘接构件70的杨氏模量能够在与框体30的杨氏模量保持关联的基础上适当地设定,例如,优选20MPa以下。
在电池单体模块60彼此之间配置有用于将电池单体模块60彼此之间密封的电池单体模块间密封构件80。电池单体模块间密封构件80的材料并未特别限定,与粘接构件70一样,能够使用热硬化性粘接剂。
在本实施方式中,电池单体模块间密封构件80安装在板构件81的外周部。在该情况下,电池单体模块间密封构件80的操作变得容易。
通过层叠电池单体模块60,在电池单体模块60彼此之间形成流体流路82。因此,电池单体模块间密封构件80也作为用于密封流体流路82的密封构件发挥作用。流体流路82是供冷却水流动的冷却水流路。板构件81位于阳极隔板51和阴极隔板52之间,该阳极隔板51位于图5中上方侧所示的电池单体模块60的最下层,该阴极隔板52位于下方侧所示的电池单体模块60的最上层。因此,具体而言,流体流路82包括:形成于阳极隔板51和板构件81之间的第1流路83以及形成于阴极隔板52和板构件81之间的第2流路84。在板构件81上配置有用于密封第1流路83和第2流路84的密封构件85。为了便于说明,以下将配置在板构件81上的密封构件85称为“第3密封构件85”。第3密封构件85的材料并未特别限定,能够使用橡胶等弹性材料。当电池单体模块60沿层叠方向S被加压时,第3密封构件85发生变形。于是,将第1流路83和第2流路84密封。
在电池单体模块60内相邻的框体30彼此之间,配置有用于承受沿层叠方向S作用的力的支承构件90。支承构件90配置在与框体30的框部31抵接的位置。支承构件90的材料并未特别限定,与粘接构件70一样,能够使用热硬化性粘接剂。
在从层叠电池单体模块60的层叠方向S进行俯视观察时,支承构件90与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重叠。支承构件90与电池单体模块间密封构件80的宽度方向(图5的箭头w)的至少局部重叠。燃料电池堆10沿着层叠电池单体模块60的方向被加压。此时,电池单体模块间密封构件80的反作用力由配置在电池单体模块60内的支承构件90承受。
接着,说明本实施方式的作用。
燃料电池堆10是层叠多个燃料电池单体20而预先构成电池单体模块60、再层叠多个电池单体模块60而组装成的。在1个燃料电池单体20出现了任何不良状况的情况下,虽然无法使用电池单体模块60所包含的燃料电池单体20,但是不会发生无法使用燃料电池堆10所包含的所有的燃料电池单体20这样的情况。因此,如本实施方式那样将电池单体模块60层叠而组装成燃料电池堆10的方式与将多个燃料电池单体依次层叠起来而一次性组装成燃料电池堆的方式相比,材料的成品率良好。
电池单体模块60是由8个燃料电池单体20层叠起来构成的。在进行层叠时,分别涂敷构成粘接构件70的粘接剂、构成支承构件90的粘接剂以及构成第2密封构件58的粘接剂。具体而言,将构成粘接构件70的粘接剂涂敷在相邻的框体30的突出部32彼此之间。将构成支承构件90的粘接剂涂敷在相邻的框体30彼此之间的与框体30的框部31抵接的位置。将构成支承构件90的粘接剂涂敷在从层叠电池单体模块60的层叠方向S进行俯视观察时与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重叠的位置。将构成第2密封构件58的粘接剂涂敷在相邻的阳极隔板51与阴极隔板52之间。作为构成粘接构件70的粘接剂、构成支承构件90的粘接剂以及构成第2密封构件58的粘接剂,使用同种类粘接剂。
一边在层叠燃料电池单体20的方向上对电池单体模块60进行加压,一边使各个粘接剂硬化。由此,在电池单体模块60内相邻的框体30的突出部32彼此之间借助粘接构件70接合在一起。在相邻的框体30彼此之间,在与框体30的框部31抵接的位置配置有支承构件90。在电池单体模块60内相邻的阳极隔板51和阴极隔板52之间借助第2密封构件58接合在一起。粘接构件70、支承构件90以及第2密封构件58是通过使同种类粘接剂硬化而形成的。因此,减少了粘接剂的种类,涂敷装置也能够共通化,所以粘接构件70、支承构件90以及第2密封构件58的形成变得容易。如此,预先构成电池单体模块60。
在层叠多个电池单体模块60时,在电池单体模块60彼此之间配置有电池单体模块间密封构件80。电池单体模块间密封构件80安装在板构件81的外周部,所以电池单体模块间密封构件80的操作变得容易,燃料电池堆10的组装变得容易。在从层叠电池单体模块60的层叠方向S进行俯视观察时,支承构件90与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重叠。
在借助电池单体模块间密封构件80层叠起来的电池单体模块60彼此之间,形成有阳极隔板51和板构件81之间的第1流路83、阴极隔板52和板构件81之间的第2流路84。第1和第2流路83、84用作供冷却水流动的冷却水流路。
在层叠所需个数电池单体模块60而完成层叠体61的形成时,在沿着层叠体61的层叠方向S的两侧分别依次配置绝缘板101和端板102。一对端板102彼此被一对张力板105紧固。由此,电池单体模块60内所包含的各个燃料电池单体20沿层叠方向S被加压。在电池单体模块60沿层叠方向S被加压时,设置在了板构件81上的第3密封构件85发生变形,并将第1流路83和第2流路84密封。而且,在一对张力板105之间的侧方部位配置导向板107。如此,组装成燃料电池堆10。
在燃料电池堆10中,在从层叠电池单体模块60的层叠方向S进行俯视观察时,支承构件90与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重叠。燃料电池堆10沿着层叠有电池单体模块60的方向被加压。此时,电池单体模块间密封构件80的反作用力由配置在电池单体模块60内的支承构件90承受。由此,通过层叠多个电池单体模块60而组装成的燃料电池堆10即使受到电池单体模块间密封构件80的反作用力,也能够防止电池单体模块60内的燃料电池单体20发生变形。
将框体30的突出部32的沿着层叠方向S的厚度t1设定为比燃料电池单体20的沿着层叠方向S的厚度t2薄。相邻的框体30的突出部32彼此不直接接触,相邻的燃料电池单体20的框体30彼此不干涉。因此,燃料电池单体20彼此之间的接触压力不下降,不会使发电性能恶化。
框体30的框部31用于保持膜电极接合体40的外周,而且利用第1密封构件57将框部31和各隔板51、52之间接合在一起。因此,能够抑制在膜电极接合体40内产生的水蒸气通过框体30和各隔板51、52之间。而且,因为利用粘接构件70将电池单体模块60内与外部分隔开,因此即使在水蒸气稍稍通过框体30和各隔板51、52之间的情况下,该水蒸气也不会向外部泄露。
在燃料电池发电时,膜电极接合体40的电解质膜43发生溶胀,电池单体模块60沿层叠方向S膨胀。因为在电池单体模块60内相邻的框体30的突出部32彼此之间填充有粘接构件70,所以即使在电池单体模块60上产生层叠方向S的位移,粘接构件70也会以使框体30追随该层叠方向S的位移的方式变形。因此,不会向框体30上作用过量的应力,能够抑制在框体30上产生裂纹。其结果,水蒸气不会向电池单体模块60的外部泄露。
如以上说明的那样,第1实施方式的燃料电池堆10是通过层叠多个燃料电池单体20而预先构成电池单体模块60、再层叠多个电池单体模块60而组装成的,在从层叠电池单体模块60的层叠方向S俯视观察燃料电池堆10时,支承构件90与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重叠。在沿着层叠电池单体模块60的方向对燃料电池堆10进行加压时,电池单体模块间密封构件80的反作用力由配置在电池单体模块60内的支承构件90承受,所以即使受到电池单体模块间密封构件80的反作用力,也能够防止电池单体模块60内的燃料电池单体20发生变形。
粘接构件70和支承构件90是通过使同种类粘接剂硬化而形成的,因此,粘接剂的种类减少,涂敷装置也能够共通化,粘接构件70以及支承构件90的形成变得容易。
因为电池单体模块间密封构件80安装在板构件81的外周部,所以电池单体模块间密封构件80的操作变得容易,燃料电池堆10的组装变得容易。
燃料电池堆10还具有第1密封构件57,该第1密封构件57相对于电池单体模块间密封构件80独立地设置,由用于密封框体30和隔板51、52之间的粘接剂构成。第1密封构件57除了发挥密封作用以外,通过使粘接剂固化,能够抑制燃料电池堆10的变形。
燃料电池堆10还具有第2密封构件58,该第2密封构件58由用于对在电池单体模块60内相邻的阳极隔板51和阴极隔板52之间进行密封的粘接剂构成。第2密封构件58除了发挥密封作用以外,通过使粘接剂固化,能够抑制燃料电池堆10的变形。
燃料电池堆10还具有第3密封构件85,该第3密封构件85相对于电池单体模块间密封构件80独立地设置在板构件81上,由用于密封第1流路83和第2流路84的弹性材料构成,其中,该第1流路83形成于两个电池单体模块60、60之中的一个电池单体模块60的隔板和板构件81之间,第2流路84形成于另一个电池单体模块的隔板和板构件81之间。一个电池单体模块60的隔板例如是位于图5中上方侧所示的电池单体模块60的最下层的位置的阳极隔板51,另一个电池单体模块的隔板是位于下方侧所示的电池单体模块60的最上层的位置的阴极隔板52。第3密封构件85除了发挥密封作用以外,通过使弹性材料变形,能够吸收燃料电池堆10的变形。
(第2实施方式)
图6是表示第2实施方式的燃料电池堆10的主要部件的剖视图。此外,对于与第1实施方式共通的构件标注相同的附图标记,并省略该说明的一部分。
第2实施方式与第1实施方式一样,粘接构件70和支承构件90是通过使同种类粘接剂硬化而形成的。但是,第2实施方式在将粘接构件70和支承构件90一体形成方面与将粘接构件70和支承构件90独立地形成的第1实施方式不同。
在第2实施方式中,在将燃料电池单体20层叠而构成电池单体模块60时,将构成粘接构件70和支承构件90的粘接剂涂敷在从框体30的突出部32的端部到框体30的框部31为止的位置。在从层叠电池单体模块60的层叠方向S进行俯视观察时,粘接剂涂敷至与电池单体模块间密封构件80中的抵接于电池单体模块60的部位的至少局部重合的位置。
一边沿着层叠燃料电池单体20的方向对电池单体模块60进行加压,一边使构成粘接构件70和支承构件90的粘接剂硬化。在电池单体模块60内相邻的框体30的突出部32彼此借助粘接构件70接合在一起,在与框体30的框部31抵接的位置配置有支承构件90。这样一来,使粘接构件70和支承构件90一体形成,并且,通过使同种类粘接剂硬化而形成。
因为粘接构件70和支承构件90一体形成,所以能够同时形成粘接构件70和支承构件90。因为能够简化粘接剂的涂敷作业、使粘接剂硬化的作业,所以粘接构件70和支承构件90的形成进一步变容易。
如以上说明的那样,第2实施方式的燃料电池堆10除了第1实施方式的作用、效果以外,还发挥以下的作用、效果。因为粘接构件70和支承构件90一体形成,因此能够同时形成粘接构件70和支承构件90,能够简化粘接剂的涂敷作业、使粘接剂硬化的作业,所以粘接构件70和支承构件90的形成进一步变容易。
(其他的变形例)
本发明并不限于上述实施方式,能够进行适当改变。例如,虽然对层叠了8个燃料电池单体20而成的电池单体模块60进行了说明,但并不限于该情况。对于层叠至少两个燃料电池单体20而成的电池单体模块60能够应用本发明。
虽然对将电池单体模块间密封构件80安装在了板构件81的外周部的实施方式进行了说明,但也可以没有板构件81。在该情况下,在以夹设电池单体模块间密封构件80的方式层叠两个电池单体模块60时,将位于一个电池单体模块60的最外层的阳极隔板51和位于另一个电池单体模块60的最外层的阴极隔板52直接接合在一起。
虽然对在电池单体模块60彼此之间形成流体流路82、并且将电池单体模块间密封构件80作为用于密封流体流路82的密封构件发挥作用的实施方式进行了说明,但也可以不将电池单体模块60彼此之间用作流体流路82。
虽然对在电池单体模块60内相邻的8个框体30彼此之间都(7个位置)配置有支承构件90的实施方式进行了说明,但并不限于此。只要能够承受电池单体模块间密封构件80的反作用力,并抑制电池单体模块60内的燃料电池单体20发生变形,也可以在框体30彼此之间中的局部间配置支承构件90。
支承构件90的大小可以相同也可以不同。
支承构件90并不限于沿着电池单体模块间密封构件80延伸的方向进行连续设置的情况。只要能够承受电池单体模块间密封构件80的反作用力,并抑制电池单体模块60内的燃料电池单体20发生变形,也可以隔开间隙地沿着电池单体模块间密封构件80延伸的方向间断地设置。
虽然示出构成粘接构件70的粘接剂、构成支承构件90的粘接剂以及构成第2密封构件58的粘接剂使用同种类粘接剂的例子,但也不排除使用种类不同的粘接剂。
在层叠燃料电池单体20时,虽然对涂敷构成粘接构件70的粘接剂、构成支承构件90的粘接剂的实施方式进行了说明,但并不限于这种情况。例如,也可以采用如下实施方式:,在层叠燃料电池单体20时涂敷构成支承构件90的粘接剂,在层叠燃料电池单体20后从框体30的外周部彼此之间的间隙注入构成粘接构件70的粘接剂。除此之外,也可以采用如下实施方式:在层叠燃料电池单体20后,首先,将构成支承构件90的粘接剂从框体30的所述间隙注入,之后,将构成粘接构件70的粘接剂从框体30的所述间隙注入。如第2实施方式那样,在粘接构件70和支承构件90是通过使同种类粘接剂硬化而一体形成的情况下,也可以在层叠燃料电池单体20后,将构成粘接构件70和支承构件90的一种粘接剂从框体30的所述间隙注入。在从框体30的所述间隙注入粘接剂的情况下,通过管理注入位置、注入量,能够在所希望的位置形成大小适中的粘接构件70和支承构件90。
本申请基于2012年7月2日申请的日本特许出愿番号2012-148855号,其公开内容作为参照而整体编入本申请中。
附图标记说明
10  燃料电池堆、
20  燃料电池单体、
30  框体、
31  框部、
32  突出部(框体的外周部)、
40  膜电极接合体、MEA、
41  阳极、
42  阴极、
43  电解质膜、
51  阳极隔板(隔板)、
52  阴极隔板(隔板)、
57  框部和隔板之间的第1密封构件、
58  阳极隔板和阴极隔板之间的第2密封构件、
60  电池单体模块、
61  层叠体、
70  粘接构件、
80  电池单体模块间密封构件、
81  板构件、
85  配置在板构件的第3密封构件、
90  支承构件、
105 张力板、
107 导向板、
S   层叠燃料电池单体或者电池单体模块的层叠方向。

Claims (7)

1.一种燃料电池堆,其中,其具有:
多个电池单体模块,其是层叠至少两个燃料电池单体而成的,该燃料电池单体是利用一对隔板夹持与具有电绝缘性的框体一体形成的膜电极接合体而成的;
粘接构件,其将在所述电池单体模块内相邻的所述框体的外周部彼此接合在一起;
电池单体模块间密封构件,其配置在所述电池单体模块彼此之间,用于将所述电池单体模块彼此之间密封起来;以及
支承构件,其配置于在所述电池单体模块内相邻的所述框体彼此之间,
在从层叠所述电池单体模块的层叠方向进行俯视观察时,所述支承构件与所述电池单体模块间密封构件中的抵接于所述电池单体模块的部位的至少局部重叠。
2.根据权利要求1所述的燃料电池堆,其中,
所述粘接构件和所述支承构件一体形成。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池堆,其中,
所述粘接构件和所述支承构件是通过使同种类粘接剂硬化而形成的。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的燃料电池堆,其中
所述电池单体模块间密封构件安装在板构件的外周部。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的燃料电池堆,其中,该燃料电池堆还具有:
第1密封构件,其相对于所述电池单体模块间密封构件独立地设置,由用于密封所述框体和所述隔板之间的粘接剂构成。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的燃料电池堆,其中,该燃料电池堆还具有:
第2密封构件,其由用于对在所述电池单体模块内相邻的隔板彼此之间进行密封的粘接剂构成。
7.根据权利要求4所述的燃料电池堆,其中,该燃料电池堆还具有:
第3密封构件,其相对于所述电池单体模块间密封构件独立地设置于所述板构件,由用于密封第1流路和第2流路的弹性材料构成,该第1流路形成在两个所述电池单体模块中的一个所述电池单体模块的所述隔板和所述板构件之间,该第2流路形成在另一个所述电池单体模块的所述隔板和所述板构件之间。
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