CN104769761B - 电池模块以及燃料电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电池模块以及燃料电池组。本发明的电池模块具备层叠的多个单电池。在多个单电池中的至少一个单电池中，当沿着多个单电池的层叠方向观察时，第一隔板(60)与框架(300)被粘接在一起的区域即第一粘接区域(80a)、第二隔板(70)与框架(300)被粘接在一起的区域即第二粘接区域(80b)、相邻的上述单电池的隔板彼此被粘接在一起的区域即第三粘接区域(80c)中的至少一个粘接区域形成于与另外的粘接区域不重叠的位置。
Description
技术领域
本发明涉及电池模块。
背景技术
公知有通过层叠多个电池而形成一个电池模块的技术(例如专利文献1～4)。通过层叠多个电池模块并以规定的载荷从层叠方向的两侧夹持而形成燃料电池组。
专利文献1：日本特开2010－282940号公报
专利文献2：日本特开2010－080222号公报
专利文献3：日本特开2010－067453号公报
专利文献4：日本特开2010－272474号公报
构成电池模块的各电池具备：膜电极气体扩散层接合体(也称为“电极体”)、一对隔板、垫圈等框架部件。电极体由膜电极接合体和一对气体扩散层构成。一对隔板以夹着电极体的方式配置。框架部件实现隔板间的绝缘，并且配置于电极体的周缘部，防止反应气体等流体向外部漏出。
当在层叠多个电池模块后从两侧利用端板进行夹持来制作燃料电池组的情况下，有时会产生以下记载的问题。电池模块的各电池所具备的气体扩散层被设计得较厚。在该气体扩散层的周缘部固定有框架部件。因此，作为燃料电池组被夹持前的各电池模块容易变形为在配置有气体扩散层的中央区域向外侧膨胀的所谓的大鼓状。通过电池模块过度变形为大鼓状，有时会产生各种不良情况。例如，存在电池模块的密封性降低的情况。而且，例如，存在因应力集中等原因而在电池模块的各构成要素产生龟裂的情况。
在专利文献1～3中，公开了用于减少由电池模块变形而产生的不良情况的技术。例如，在专利文献1中，在垫圈与隔板接触的面，设置垫圈与隔板不粘接的非粘接区域。由此，提高垫圈的变形追随性。然而，在专利文献1的技术中，作为密封部件需要使用橡胶等弹性部件。为了对橡胶进行成型，需要在高温环境下处理很长时间，因此存在电池模块的制造成本升高的情况。另外，在作为密封部件使用厚橡胶的情况下，电池模块成为柔软的构造，在层叠多个电池模块时，存在从设计的位置偏离、或产生扭转的情况。在专利文献2的技术中，垫圈也使用弹性部件，存在产生与上述专利文献1相同问题的情况。
另外，在专利文献3、4中，为了改变邻接的隔板间的间隔而设置了橡胶。然而，在构成要素中需要新使用橡胶，存在电池模块、燃料电池组的制造成本升高的情况。另外，在专利文献3中，配置于电极体的周缘部的垫圈与隔板粘接，因此存在邻接的隔板的间隔受到垫圈的伸长的限定的顾虑。
如上所述，在层叠多个单电池而形成为一体的电池模块中，希望通过简易的结构抑制电池模块过度变形为大鼓状。另外，在电池模块中，希望实现省资源化、制造的容易化、使用便利性的提高等。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的方式实现。
(1)根据本发明的一个实施方式，提供一种电池模块。该电池模块具备层叠的多个单电池。上述单电池具有电极体，该电极体具有膜电极接合体、以及配置于上述膜电极接合体的两面的一对气体扩散层；框架，该框架以包围上述电极体的方式配置于上述电极体的周缘部；第一隔板和第二隔板，上述第一隔板和第二隔板以从两侧夹着上述电极体和上述框架的方式粘接于上述框架，上述第一隔板配置于上述膜电极接合体的一方侧，上述第二隔板配置于上述膜电极接合体的另一方侧；第一粘接区域，该第一粘接区域是上述第一隔板与上述框架被粘接在一起的区域；第二粘接区域，该第二粘接区域是上述第二隔板与上述框架被粘接在一起的区域；以及第三粘接区域，该第三粘接区域是相邻的上述单电池的上述隔板彼此被粘接在一起的区域，对于上述多个单电池中的至少一个单电池，当沿着上述多个单电池的层叠方向观察时，上述单电池所具有的上述第一粘接区域～第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与上述单电池所具有的另外的粘接区域不重叠的位置，根据该方式的电池模块，即便在相对于电池模块而沿气体扩散层膨胀的方向作用有力的情况下，也能够使隔板或者框架的一部分在层叠方向弯曲。由此，能够使框架所位于的周缘区域的变形追随于气体扩散层所位于的中央区域的变形。即，通过使用将第一粘接区域～第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与另外的粘接区域不重叠的位置的简单的结构，能够抑制电池模块过度变形为大鼓状这一情况。
(2)在上述方式的电池模块中，也可以形成为：上述至少一个单电池具有第一粘接模式，在上述第一粘接模式中，当沿着上述层叠方向观察时，上述第一粘接区域与上述第二粘接区域形成于互不重叠的位置。根据该方式的电池模块，在形成有第一粘接模式的区域中，能够使框架的一部分在层叠方向弯曲。
(3)在上述方式的电池模块中，也可以形成为：上述至少一个单电池具有第二粘接模式，在上述第二粘接模式中，当沿着上述层叠方向观察时，在上述第一隔板与上述第二隔板的至少任一方中，形成于一方的面的上述第三粘接区域与形成于另一方的面的上述第一粘接区域和上述第二粘接区域中的任一粘接区域形成于互不重叠的位置。根据该方式的电池模块，在形成有第二粘接模式的区域中，能够使隔板的一部分在层叠方向弯曲。
这里，电池模块可以仅具有第一粘接模式和第二粘接模式中的任一个模式，也可以具有第一粘接模式和第二粘接模式双方。
(4)在上述方式的电池模块中，第一隔板和第二隔板可以是金属板。根据该方式的电池模块，能够容易地使第一隔板和第二隔板弯曲。
(5)在上述方式的电池模块中，上述第一隔板和上述第二隔板可以是包含碳粒子和树脂的部件。根据该方式的电池模块，能够利用包含碳粒子的部件形成第一隔板和第二隔板。
(6)根据本发明的其它方式，提供一种燃料电池组。该燃料电池组具备多个上述电池模块，上述多个电池模块在上述层叠方向层叠。根据该方式的燃料电池组，能够提供具备抑制了过度变形为大鼓状的电池模块的燃料电池组。
本发明能够通过上述以外的各种方式来实现，例如，能够通过电池模块的制造方法、燃料电池组的制造方法、搭载有具备电池模块的燃料电池组的车辆等方式实现。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的燃料电池系统的简要结构的说明图。
图2是电池模块的立体图。
图3是电池模块的主视图。
图4是单电池的分解立体图。
图5是用于说明第一粘接模式以及效果的图。
图6是用于说明第二粘接模式以及效果的图。
图7是用于说明比较例的图。
图8是用于说明第二实施方式的图。
图9是用于说明第三实施方式的图。
图10是用于说明第四实施方式的图。
具体实施方式
接下来，按照以下的顺序说明本发明的实施方式。
A～D.各种实施方式：
E.变形例：
A.第一实施方式：
A-1.燃料电池系统5的结构：
图1是示出第一实施方式中的燃料电池系统5的简要结构的说明图。燃料电池系统5具备燃料电池组200、贮存向燃料电池组200供给的氢的储氢罐50、用于向燃料电池组200供给压缩空气的空气压缩机40、以及进行燃料电池系统5整体的控制的控制部26。
燃料电池组200具备多个电池模块7、端板21、绝缘板22、以及集电板23。各电池模块7形成为层叠多个单电池10且相邻的单电池10彼此粘接的结构。电池模块7层叠有10～50个单电池10。在层叠方向(Z轴方向)的两侧，分别从电池模块7侧向外侧依次配置有集电板23、绝缘板22以及端板21。2张端板21之间借助拉杆24以及螺母25而以规定的紧固力被紧固。由此，在各电池模块7，从层叠方向的两侧施加有规定的载荷。在螺母25中的至少一方设置有用于使螺母25旋转而调整紧固力的驱动部27。
单电池10分别作为燃料电池发挥功能从而进行发电。作为单电池10，能够使用各种燃料电池。在本实施方式中，作为单电池10使用固体高分子型燃料电池。单电池10借助燃料气体(氢)与氧化剂气体(空气中所含的氧)之间的电化学反应而进行发电。此外，在本实施方式中，各单电池10的结构、规格彼此相同。单电池10以及电池模块7的具体结构后述。
贮存于储氢罐50的作为燃料气体的氢在被减压阀51减压后在氢气供给路53中流通。流通的氢由设置于氢气供给路53的压力调整阀52调整为规定的压力，并被供给至燃料电池组200。被供给至燃料电池组200的含有氢的气体(阳极供给气体)经由形成于燃料电池组200的内部的阳极气体供给歧管(未图示)而被供给至各单电池10，并在各单电池10的发电中被利用。含有在各单电池10中没有被利用的氢的气体(阳极废气)经由形成于燃料电池组200的内部的阳极气体排出歧管(未图示)而被聚集。而且，阳极废气经由阳极废气路54被排出至燃料电池组200的外部。此外，燃料电池系统5可以形成为使阳极废气向供给侧再循环的结构。
空气压缩机40对从外部取入的作为氧化剂气体的空气进行加压。被加压后的空气经由氧化气体供给路41而被供给至燃料电池组200。被供给至燃料电池组200后的包含氧的空气(阴极供给气体)经由阴极气体供给歧管(未图示)被供给至各单电池10，在各单电池10的发电中被利用。在各单电池10中没有被利用的空气(阴极废气)经由阴极气体排出歧管(未图示)而被聚集，并经由阴极废气路48被排出至燃料电池组200的外部。
制冷剂循环泵46经由制冷剂循环流路47向燃料电池组200供给制冷剂。在燃料电池组200中被加热后的冷却介质由散热器45冷却，并再次被供给至燃料电池组200。冷却介质经由制冷剂供给歧管(未图示)被供给至各单电池10，对各单电池10进行冷却。通过各单电池10后的冷却介质经由制冷剂排出歧管(未图示)被聚集，并经由制冷剂循环流路43向散热器45流通。作为冷却介质可以使用水、水与甘醇的混合液等不冻水。在本实施方式中，作为冷却介质使用液体，但也可以是作为冷却介质使用空气的结构。
控制部26是具备未图示的CPU、存储器等的计算机。控制部26接收来自配置于燃料电池系统5的各部分的温度传感器、压力传感器、电压计等的信号，并基于所接收到的信号进行燃料电池系统5整体的控制。
A-2.电池模块7的结构：
图2是电池模块7的立体图。图3是电池模块7的主视图。电池模块7通过多个单电池10层叠并且相邻的单电池10被粘接在一起而构成。相邻的单电池10例如使用粘接剂被粘接在一起。电池模块7具有用于使反应气体(燃料气体、氧化剂气体)、冷却介质沿层叠方向(Z轴方向)流通的歧管M1～M6。具体而言，阳极供给气体(氢)在歧管M1中流通。阳极废气在歧管M2中流通。阴极供给气体(空气)在歧管M3中流通。阴极废气在歧管M4中流通。从外部供给的冷却介质在歧管M5中流通。通过单电池10后的冷却介质在歧管M6中流通。如图3所示，在各歧管M1～M6的内侧的区域形成有发电区域200g。
单电池10具有：将第一隔板与树脂框架粘接在一起的粘接区域、将第二隔板与树脂框架粘接在一起的粘接区域、以及将相邻的单电池10彼此粘接在一起的粘接区域，详细情况后述。另外，上述3个粘接区域分别以包围发电区域200g、并且包围构成各歧管M1～M6的贯通孔的方式形成。
在层叠多个电池模块7而形成燃料电池组200的情况下，在邻接的电池模块7之间配置有垫圈16。垫圈16与邻接的2个电池模块7紧贴，由此来防止反应气体、冷却介质向外部漏出。
A-3.单电池10的结构：
图4是单电池10的分解立体图。单电池10具备电极体217、树脂框架300、第一隔板60、第二隔板70。电极体217形成发电区域200g。电极体217具备膜电极接合体215、以及以夹着膜电极接合体215的两面的方式配置的一对气体扩散层228、229。
膜电极接合体215具备电解质膜210、以及以夹着电解质膜210的两面的方式配置的一对催化剂电极层221、222。电解质膜210是由作为固体高分子材料的氟类磺酸聚合物形成的高分子电解质膜，在湿润状态下具有良好的质子传导性。作为电解质膜210，除了氟类磺酸膜之外，还可以采用氟类膦酸膜、氟类羧酸膜、氟化烃类接枝膜、烃类接枝膜、芳香族膜等。
催化剂电极层221、222也称为阴极221和阳极222。催化剂电极层221、222构成为例如包括担载有进行电化学反应的催化剂金属(例如铂)的担载催化剂的载体(例如碳粒子)、和具有质子传导性的高分子电解质(例如氟类树脂)。作为担载催化剂的载体，除了碳粒子之外，例如还可以适用炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维等碳材料，还可以采用以碳化硅等为代表的碳化合物等。另外，作为催化剂金属，除了铂之外，例如也可以采用铂合金、钯、铑、金，银、锇、铱等。
一对气体扩散层228、229也称为阴极侧扩散层228和阳极侧扩散层229。气体扩散层228、229是使在电极反应中使用的反应气体沿电解质膜210的面方向扩散的层，由多孔质的气体扩散层基材构成。作为气体扩散层基材，例如可以采用碳纸、碳布等碳多孔质体、金属网、发泡金属等金属多孔质体。
树脂框架300粘贴于电极体217的周缘部200e。树脂框架300位于一对隔板60、70之间，由此来防止隔板60、70短路，并且防止在电池模块7内部通过的反应气体等流体向外部漏出。树脂框架300由聚丙烯形成。树脂框架300为片状。此外，树脂框架300可以采用酚醛树脂、环氧树脂等其它树脂形成。
树脂框架300的外形为矩形状，在中央区域形成有用于收纳电极体217的开口部310。在树脂框架300中的、开口部310的周围形成有构成歧管M1～M6的一部分的贯通孔321、322、331、332、341、342。具体而言，贯通孔322构成歧管M1的一部分，贯通孔342构成歧管M2的一部分。另外，贯通孔332构成歧管M3的一部分，贯通孔331构成歧管M4的一部分。另外，贯通孔341构成歧管M5的一部分，贯通孔321构成歧管M6的一部分。
在树脂框架300中的、与第一隔板60对置的面，形成有槽流路332a、332b。槽流路332a从贯通孔332到达开口部310。槽流路332a是用于使在歧管M3流动的氧化剂气体朝电极体217流通的流路。槽流路332b从贯通孔331到达开口部310。槽流路332b是用于使在电极体217通过的阴极废气朝歧管M4流通的流路。另外，在树脂框架300中的、与第二隔板70对置的面形成有从贯通孔322到达开口部310的第一槽流路(未图示)、和从贯通孔342到达开口部310的第二槽流路(未图示)。第一槽流路是用于使在歧管M1流动的燃料气体朝电极体217流通的流路。第二槽流路是用于使在电极体217通过的燃料气体朝歧管M2流通的流路。此外，槽流路332a、332b、第一槽流路、第二槽流路可以省略。
第一隔板60和第二隔板70以从两侧夹着电极体217和树脂框架300的方式配置。第一隔板60与第二隔板70通过粘接剂等被粘接于树脂框架300。第一隔板60配置在膜电极接合体215的一方侧即阴极221侧，第二隔板70配置在另一方侧即阳极222侧。
第一隔板60与第二隔板70由具有阻气性以及电子传导性的部件构成。第一隔板60与第二隔板70例如由压缩碳粒子而使之不透气的密质碳等碳制部件、冲压成型的不锈钢等金属部件形成。
第一隔板60与第二隔板70分别形成有构成歧管M1～M6的一部分的贯通孔421、422、431、432、441、442。具体而言，贯通孔422构成歧管M1的一部分，贯通孔442构成歧管M2的一部分。贯通孔432构成歧管M3的一部分，贯通孔431构成歧管M4的一部分。贯通孔441构成歧管M5的一部分，贯通孔421构成歧管M6的一部分。
在第一隔板60的面中的、与电极体217对置的面形成有槽流路461Ca。槽流路461Ca与歧管M3、M4连通，将在歧管M3流动的氧化剂气体供给至电极体217的阴极221，并且使在电极体217流通的阴极废气朝歧管M4流通。槽流路461Ca与歧管M3由槽流路332a、形成于隔板60的槽流路(未图示)连通。槽流路461Ca与歧管M4由槽流路332b、形成于隔板60的槽流路(未图示)连通。在第一隔板60的面中的、位于与电极体217所位于的一侧相反侧的面形成有槽流路462。槽流路462与歧管M5、M6连通，供冷却介质流通。
在第二隔板70的面中的、与电极体217对置的面形成有槽流路461an。槽流路461an与歧管M1、M2连通，将在歧管M1流动的燃料气体供给至电极体217的阳极222，并且使在电极体217流通的阳极废气朝歧管M2流通。槽流路461an与歧管M1由形成于隔板70的槽流路422t、形成于树脂框架300的槽流路(未图示)连通。槽流路461an与歧管M2由形成于隔板70的槽流路442t、形成于树脂框架300的槽流路(未图示)连通。在第二隔板70的面中的、位于与电极体217所位于的一侧相反侧的面形成有槽流路462。槽流路462与歧管M5、M6连通，供冷却介质流通。
这里，第一隔板60与第二隔板70可以是三层构造的隔板。三层构造的隔板例如由3个金属制的板形成。中间板形成用于使冷却介质流通的流路。另外，夹着中间板的两个隔板形成用于使反应气体朝电极体217流通的开口、和用于使在电极体217通过的反应气体朝歧管流通的开口。另外，在三层构造的隔板形成有构成歧管M1～M6的一部分的贯通孔。
A-4.粘接模式以及效果的说明：
A-4-1.规定的粘接模式：
对上述电池模块7中的、粘接各要素的粘接区域80的位置关系进行说明。图5是用于说明粘接模式以及效果的图。图5所示的两个图是利用平行于层叠方向(Z轴方向)的面将电池模块7切断时的一部分，是沿着图3的F3－F3的剖视图。图5的左侧所示的图(左图)示出将电池模块7组装于燃料电池组200，并从层叠方向的两侧施加规定的载荷的情况下的状态。图5的右侧所示的图(右图)示出没有向电池模块7施加规定的载荷的状态。此外，图5的剖视图是用于说明粘接模式的详细情况的图，并不局限于上述实施方式的隔板60、70，能够应用于具备各种隔板的电池模块。因此，以下，为了将注意力集中于粘接模式，简化隔板60、70以及电极体217的结构。
将粘接区域80中的、第一隔板60与树脂框架300被粘接在一起的区域称为第一粘接区域80a。另外，将粘接区域80中的、第二隔板70与树脂框架300被粘接在一起的区域称为第二粘接区域80b。另外，将粘接区域80中的、相邻的单电池的隔板60、70彼此被粘接在一起的区域称为第三粘接区域80c。构成电池模块7的多个单电池10分别具有一个第一粘接区域80a、一个第二粘接区域80b、两个第三粘接区域80c。第一～第三粘接区域80a、80b、80c分别以包围发电区域200g(图3)、且包围构成各歧管M1～M6(图3)的贯通孔的方式形成，以便防止反应气体等流体从电池模块7的内部向外侧漏出。
多个单电池10中的至少一个单电池10所具备的第一～第三粘接区域80a～80c具有以下的模式(也称为“规定的粘接模式”)。即，在沿多个单电池10的层叠方向(Z轴方向)观察作为对象的单电池10时，第一～第三粘接区域80a～80c中的至少一个粘接区域形成于与其它粘接区域不重叠的位置。
A-4-2.第一粘接模式以及效果：
在图5所示的例中，电池模块7的各单电池10分别具有规定的粘接模式中的第一粘接模式。第一粘接模式是形成于当沿层叠方向(Z轴方向)观察作为对象的单电池10时第一粘接区域80a与第二粘接区域80b相互不重叠的位置的模式。在图5中，第三粘接区域80c形成于与第一粘接区域80a和第二粘接区域80b重叠的位置。另一方面，第一粘接区域80a与第二粘接区域80b形成于相互不重叠而错开的位置。通过单电池10具有第一粘接模式，在树脂框架300形成有变形区域302。变形区域302是隔板60、70与树脂框架300的两个主面中的任一个均未被粘接在一起的区域，且是能够变形的区域。
如图5的右图所示，在电池模块7成为无载荷状态的情况下，电极体217的气体扩散层228、229的厚度增加，由此，电池模块7的中央区域72沿层叠方向朝外侧膨胀。即，电池模块7的中央区域72的厚度(沿层叠方向的长度)增加。在周缘区域74中，位于树脂框架300的变形区域302的部分成为弯曲的形状。这样，在层叠方向施加有压缩载荷的状态和解除压缩载荷的状态下，树脂框架300的形状变化，由此，能够追随于中央区域72的厚度的增加而使周缘区域74的厚度增加。由此，能够抑制电池模块7过度变形为大鼓状。因此，能够减小电池模块7因应力集中等而产生龟裂等破损的可能性。
A-4-3.第二粘接模式以及效果：
图6是用于说明第二粘接模式以及效果的图。图6所示的两个图是利用平行于层叠方向(Z轴方向)的面切断电池模块7时的一部分，是沿着图3的F3－F3的剖视图。图6的左图与图5的左图对应，图6的右图与图5的右图对应。此外，图6的剖视图是用于说明粘接模式的详细情况的图，并不局限于上述实施方式的隔板60、70，能够应用于具备各种隔板的电池模块。因此，以下，为了将注意力集中于粘接模式，简化隔板60、70以及电极体217的结构。
电池模块7的各单电池10可以分别具有规定的粘接模式中的第二粘接模式。第二粘接模式形成于如下的位置：当沿层叠方向(Z轴方向)观察单电池10时，在第一隔板60与第二隔板70的至少一方中，形成于一方的面的第三粘接区域80c、与形成于另一方的面的第一粘接区域80a和第二粘接区域80b中的任一粘接区域相互不重叠而错开的位置。
在图6所示的例中，考虑着眼于单电池10所具备的第一隔板60与第二隔板70中的第一隔板60的情况。形成于第一隔板60的粘接区域是第一粘接区域80a和第三粘接区域80c。在第二粘接模式中，形成于第一隔板60的第一粘接区域80a与第三粘接区域80c形成在相互不重叠而错开的位置。另外，在着眼于第二隔板70的情况下，形成于第二隔板70的粘接区域是第二粘接区域80b和第三粘接区域80c。在第二粘接模式中，形成于第二隔板70的第二粘接区域80b与第三粘接区域80c形成在相互不重叠而错开的位置。此外，在图6所示的例中，当沿层叠方向(Z轴方向)观察单电池10时，第一粘接区域80a与第二粘接区域80b形成于相互重叠的位置，第三粘接区域80c形成在与第一粘接区域80a和第二粘接区域80b不重叠而错开的位置形成。
如上所述，单电池10具有第二粘接模式，由此，在第一隔板60与第二隔板70形成有变形区域65、75。变形区域65、75是在各隔板60、70的各个中、在两个主面的任一个均未形成粘接区域的区域，且是能够变形的区域。
如图6的右图所示，在电池模块7成为无载荷状态的情况下，电池模块7的中央区域72沿层叠方向朝外侧膨胀。即，电池模块7的中央区域72的厚度增加。在周缘区域74中，第一隔板60的变形区域65所位于的部分、和第二隔板70的变形区域75所位于的部分形成为在层叠方向弯曲的形状。这样，在层叠方向施加压缩载荷的状态、和解除压缩载荷的状态下，第一隔板60与第二隔板70的形状变化，由此，能够追随于中央区域72的厚度的增加而使周缘区域74的厚度增加。由此，能够抑制电池模块7过度变形为大鼓状。因此，能够减小电池模块7因应力集中等而产生龟裂等破损的可能性。
A-5.比较例：
图7是用于说明比较例的图。图7示出了沿单电池10的层叠方向(Z轴方向)观察电池模块7时电池模块7的第一～第三粘接区域80a～80c全部重叠的粘接模式。如图7的右图所示，在电池模块7为无载荷状态的情况下，中央区域72的厚度增加。另一方面，树脂框架300所位于的周缘区域74由于树脂框架300、第一隔板60以及第二隔板70无法在厚度方向变形因此无法追随中央区域72的变形。由此，产生电池模块7过度成为大鼓状的担忧。
B.第二实施方式：
图8是用于说明第二实施方式的图。图8是与图5对应的图。在图8所示的电池模块7a中，单电池10a所具备的第一隔板60a和第二隔板70a的表面形状具有凹凸。通过表面的凹凸，形成反应气体、冷却介质的流路。这样的第一隔板60a与第二隔板70a例如由碳粒子和树脂的复合材料、在复合材料进一步混合金属粒子的材料形成。此外，其它的结构与上述第一实施方式的结构相同。因此，对相同的结构标注相同的标号并省略说明。
在图8所示的电池模块7a中，各单电池10a分别具有第一粘接模式。详细地说，在沿单电池10a的层叠方向(Z轴方向)观察单电池10a时，第一粘接区域80a与第二粘接区域80b形成在相互不重叠而错开的位置。由此，形成变形区域302。另外，通过将相邻的隔板60a、70a的接触面的整面粘接在一起而形成第三粘接区域80c。即，第三粘接区域80c与第一粘接区域80a和第二粘接区域80b双方重叠。
如图8的右图所示，在电池模块7a为无载荷状态的情况下，电池模块7a的中央区域72的厚度(沿层叠方向的长度)增加。在周缘区域74中，位于树脂框架300的变形区域302的部分形成为在层叠方向弯曲的形状。这样，在层叠方向施加压缩载荷的状态、和解除压缩载荷的状态下，树脂框架300的形状变化，由此，能够追随于中央区域72的厚度的增加而使周缘区域74的厚度增加。由此，能够抑制电池模块7a过度变形为大鼓状。因此，能够减小电池模块7a因应力集中等而产生龟裂等破损的可能性。
C.第三实施方式：
图9是用于说明第三实施方式的图。图9是与图5对应的图。第三实施方式的电池模块7b与第二实施方式的电池模块7a的不同点仅在于粘接模式。其它的结构与第二实施方式相同，因此对相同的结构标注相同的标号并省略说明。
在电池模块7b中，各单电池10a分别具有第二粘接模式。在第三实施方式中，通过以下述方式形成粘接区域80来形成第二粘接模式。即，在各单电池10a中，在单电池10a的层叠方向观察单电池10a时，通过将邻接的单电池10a彼此粘接在一起而形成的第三粘接区域80c形成于与第一粘接区域80a和第二粘接区域80b相互重叠的区域不重叠而错开的位置。由此形成变形区域65。
如图9的右图所示，在电池模块7b为无载荷状态的情况下，电池模块7b的中央区域72的厚度(沿层叠方向的长度)增加。在周缘区域74中，位于第一隔板60a的变形区域65的部分形成为在层叠方向弯曲的形状。这样，在施加层叠方向的压缩载荷的状态、和解除压缩载荷的状态下，第一隔板60a的形状变化，由此，能够追随于中央区域72的厚度的增加而使周缘区域74的厚度增加。由此，能够抑制电池模块7b过度变形为大鼓状。因此，能够减小电池模块7b因应力集中等而产生龟裂等破损的可能性。
D.第四实施方式：
图10是用于说明第四实施方式的图。图10是与图5对应的图。此外，图10示出电池模块7c为无载荷的状态的情况。第四实施方式的电池模块7c与第三实施方式的电池模块7b的不同点是第一隔板60c和第二隔板70c的结构。其它的结构是与第三实施例相同的结构，因此对相同的结构标注与第三实施例相同的标号并省略说明。
在电池模块7c中，单电池10c所具备的第一隔板60c与第二隔板70c使用通过对平板状的金属进行冲压加工而得的部件。详细地说，第一隔板60c与第二隔板70c具备向层叠方向(Z轴方向)中的第一方向(Z轴正方向)凸出的部分、和向第二方向(Z轴负方向)凸出的部分。借助该凹凸形成反应气体、冷却介质的流路。作为第一隔板60c与第二隔板70c的形成所使用的金属材料，例如为不锈钢。第一隔板60c与第二隔板70c具有弯曲的性质。
电池模块7c的各单电池10c分别具有第二粘接模式。详细地说，在沿单电池10c的层叠方向(Z轴方向)观察单电池10c时，在第一隔板60c与第二隔板70c的至少一方中，形成于一方的面的第三粘接区域80c、与形成于另一方的面的上述第一粘接区域80a和第二粘接区域80b的任一粘接区域形成在相互不重叠而错开的位置。在本实施方式中，在各单电池10c中，第一粘接区域80a与第二粘接区域80b形成于相互重叠的位置，第三粘接区域80c形成于与第一粘接区域80a和第二粘接区域80b不重叠而错开的位置。由此，形成变形区域65、75。变形区域65、75在层叠方向弯曲，从而能够追随于中央区域72的厚度的变化而使周缘区域74的厚度变化。由此，能够抑制电池模块7c过度变形为大鼓状。因此，能够减小电池模块7c因应力集中等而产生龟裂等破损的可能性。
E.变形例：
此外，本发明不限定于上述实施方式，包含各种变形例。例如，上述实施方式为了以容易理解的方式说明本发明而进行了详细说明，并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外，可以将某一实施方式的结构的一部分置换为其它实施例的结构，另外，也可以在某一实施方式的结构中添加其它实施方式的结构。另外，可以对各实施方式的结构的一部分进行其它结构的追加·删除·置换。
E-1.第一变形例：
在上述实施方式中，电池模块7～7c所具备的全部单电池10～10c具有第一和第二粘接模式的任一方，但只要至少一个单电池10～10c具有第一和第二粘接模式的任一方即可。这样，电池模块7～7c中的、具有第一和第二粘接模式的任一方的单电池10～10c具有变形区域。由此，能够使中央区域72的变形追随于周缘区域74的变形，能够抑制电池模块7～7c过度变形为大鼓状。
另外，电池模块7～7c也可以具备第一和第二粘接模式双方。这样，也能够抑制电池模块7～7c过度变形为大鼓状。
另外，在电池模块7～7c所具备的多个单电池10～10c的一个单电池10～10c内，可以具备第一和第二粘接模式双方。这样，也能够抑制电池模块7～7c过度变形为大鼓状。
E-2.第二变形例：
规定的粘接模式不限定于第一和第二粘接模式。例如，作为规定的粘接模式的一个例子，在沿层叠方向(Z轴方向)观察单电池10～10c时，第一～第三粘接区域80a～80c可以都形成于相互不重叠而错开的位置。这样，也能够抑制电池模块7～7c过度变形为大鼓状。
E-3.第三变形例：
另外，上述实施方式可以采用以下的方式。
·方式1：一种电池模块，
该电池模块具备层叠的多个单电池，
上述单电池具有：
电极体，上述电极体具有膜电极接合体、以及配置于上述膜电极接合体的两面的一对气体扩散层；
框架，上述框架以包围上述电极体的方式配置于上述电极体的周缘部；
第一隔板和第二隔板，上述第一隔板和上述第二隔板以从两侧夹着上述电极体和上述框架的方式粘接于上述框架，上述第一隔板配置于上述膜电极接合体的一方侧，上述第二隔板配置于上述膜电极接合体的另一方侧；
第一粘接区域，上述第一粘接区域是上述第一隔板和上述框架被粘接在一起的区域；
第二粘接区域，上述第二粘接区域是上述第二隔板和上述框架被粘接在一起的区域；以及
第三粘接区域，上述第三粘接区域是相邻的上述单电池的上述隔板彼此被粘接在一起的区域，
对于上述多个单电池中的至少一个单电池，当沿着上述多个单电池的层叠方向观察时，
上述第一粘接区域～上述第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与另外的粘接区域不重叠的位置，
上述至少一个单电池具有第一粘接模式，
在上述第一粘接模式中，当沿着上述层叠方向观察时，
上述第一粘接区域与上述第二粘接区域形成于互不重叠的位置，
上述第一粘接区域与上述第三粘接区域、以及上述第二粘接区域与上述第三粘接区域至少一部分重叠。
·实施方式2：一种电池模块，
上述电池模块具备层叠的多个单电池，
上述单电池具有
电极体，上述电极体具有膜电极接合体、以及配置于上述膜电极接合体的两面的一对气体扩散层；
框架，上述框架以包围上述电极体的方式配置于上述电极体的周缘部；
第一隔板与第二隔板，上述第一隔板和上述第二隔板以从两侧夹着上述电极体和上述框架的方式粘接于上述框架，上述第一隔板配置于上述膜电极接合体的一方侧，上述第二隔板配置于上述膜电极接合体的另一方侧；
第一粘接区域，上述第一粘接区域是上述第一隔板与上述框架被粘接在一起的区域；
第二粘接区域，上述第二粘接区域是上述第二隔板与上述框架被粘接在一起的区域；以及
第三粘接区域，上述第三粘接区域是相邻的上述单电池的上述隔板彼此被粘接在一起的区域，
对于上述多个单电池中的至少一个单电池，当沿着上述多个单电池的层叠方向观察时，
上述第一粘接区域～第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与另外的粘接区域不重叠的位置，
上述至少一个单电池具有第二粘接模式，
在上述第二粘接模式中，当沿着上述层叠方向观察时，
上述第一粘接区域与上述第二粘接区域具有至少一部分重叠的区域，
上述重叠的区域与上述第三粘接区域形成于互不重叠的位置。
标号说明
5：燃料电池系统；7～7c：电池模块；10～10c：单电池；16：垫圈；21：端板；22：绝缘板；23：集电板；24：拉杆；25：螺母；26：控制部；27：驱动部；40：空气压缩机；41：氧化气体供给路；43：制冷剂循环流路；45：散热器；46：制冷剂循环泵；47：制冷剂循环流路；48：阴极废气路；50：储氢罐；51：减压阀；52：压力调整阀；53：氢气供给路；54：阳极废气路；60～60c：第一隔板；65：变形区域；70～70c：第二隔板；72：中央区域；74：周缘区域；75：变形区域；80：粘接区域；80a：第一粘接区域；80b：第二粘接区域；80c：第三粘接区域；200：燃料电池组；200e：周缘部；200g：发电区域；210：电解质膜；215：膜电极接合体；217：电极体；221：阴极；222：阳极；228：阴极侧扩散层；229：阳极侧扩散层；300：树脂框架；302：变形区域；310：开口部；321、322、331、332：贯通孔；332a：槽流路；332b：槽流路；341、342、421、422：贯通孔；422t：槽流路；431、432、441、442：贯通孔；442t：槽流路；461Ca：槽流路；461an：槽流路；462：槽流路；M1～M6：歧管。
Claims (6)
1.一种电池模块，其中，
所述电池模块具备层叠的多个单电池，
所述单电池具有：
电极体，所述电极体具有膜电极接合体、以及配置于所述膜电极接合体的两面的一对气体扩散层；
框架，所述框架以包围所述电极体的方式配置于所述电极体的周缘部；
第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板以从两侧夹着所述电极体和所述框架的方式粘接于所述框架，所述第一隔板配置于所述膜电极接合体的一方侧，所述第二隔板配置于所述膜电极接合体的另一方侧；
第一粘接区域，所述第一粘接区域是所述第一隔板和所述框架被粘接在一起的区域；
第二粘接区域，所述第二粘接区域是所述第二隔板和所述框架被粘接在一起的区域；以及
第三粘接区域，所述第三粘接区域是相邻的所述单电池的所述隔板彼此被粘接在一起的区域，
对于所述多个单电池中的至少一个单电池，当沿着所述多个单电池的层叠方向观察时，
所述第一粘接区域～所述第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与另外的一个粘接区域不重叠的位置，
所述至少一个单电池具有第一粘接模式，
在所述第一粘接模式中，当沿着所述层叠方向观察时，
所述第一粘接区域与所述第二粘接区域形成于互不重叠的位置。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述至少一个单电池具有第二粘接模式，
在所述第二粘接模式中，当沿着所述层叠方向观察时，
在所述第一隔板与所述第二隔板的至少任一方中，形成于一方的面的所述第三粘接区域与形成于另一方的面的所述第一粘接区域和所述第二粘接区域中的任一粘接区域形成于互不重叠的位置。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
所述第一隔板和所述第二隔板是金属板。
4.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
所述第一隔板和所述第二隔板是包含碳粒子和树脂的部件，或者是碳制部件。
5.一种电池模块，其中，
所述电池模块具备层叠的多个单电池，
所述单电池具有：
电极体，所述电极体具有膜电极接合体、以及配置于所述膜电极接合体的两面的一对气体扩散层；
框架，所述框架以包围所述电极体的方式配置于所述电极体的周缘部；
第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板以从两侧夹着所述电极体和所述框架的方式粘接于所述框架，所述第一隔板配置于所述膜电极接合体的一方侧，所述第二隔板配置于所述膜电极接合体的另一方侧；
第一粘接区域，所述第一粘接区域是所述第一隔板和所述框架被粘接在一起的区域；
第二粘接区域，所述第二粘接区域是所述第二隔板和所述框架被粘接在一起的区域；以及
第三粘接区域，所述第三粘接区域是相邻的所述单电池的所述隔板彼此被粘接在一起的区域，
对于所述多个单电池中的至少一个单电池，当沿着所述多个单电池的层叠方向观察时，
所述第一粘接区域～所述第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与另外的一个粘接区域不重叠的位置，
所述第一隔板和所述第二隔板是包含碳粒子和树脂的部件，
所述至少一个单电池具有如下的粘接模式：当沿着所述层叠方向观察时，在所述第一隔板与所述第二隔板的至少任一方中，形成于一方的面的所述第三粘接区域与形成于另一方的面的所述第一粘接区域和所述第二粘接区域中的任一粘接区域形成于互不重叠的位置。
6.一种燃料电池组，其中，
所述燃料电池组具备多个权利要求1至5中任一项所述的所述电池模块，
所述多个电池模块在所述层叠方向层叠。
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