CN105144456B - 绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆 - Google Patents

绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆 Download PDF

Info

Publication number
CN105144456B
CN105144456B CN201480022927.3A CN201480022927A CN105144456B CN 105144456 B CN105144456 B CN 105144456B CN 201480022927 A CN201480022927 A CN 201480022927A CN 105144456 B CN105144456 B CN 105144456B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
cell pack
insulating structure
separator
frame
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.)
Active
Application number
CN201480022927.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105144456A (zh
Inventor
屋隆了
影山和弘
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of CN105144456A publication Critical patent/CN105144456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105144456B publication Critical patent/CN105144456B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M8/0276—Sealing means characterised by their form
    • 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
    • H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
    • 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
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/242—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes comprising framed electrodes or intermediary frame-like gaskets
    • 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
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using 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

绝缘结构体是燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体，该燃料电池堆具有：膜电极接合体，其在四周具有框架；一对分隔件，其用于夹持框架和膜电极接合体，并且该燃料电池堆是通过层叠多个这些构件而形成的。绝缘结构体具有：连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。

Description

绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆
技术领域
本发明涉及一种燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体、和使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆。
背景技术
以往，提出一种燃料电池堆，该燃料电池堆通过形成沿着层叠体的位移方向组装有弹簧元件的结构，不增加零件个数、层叠体整体的容积就能够提高层叠体的共振频率(固有频率)(参照专利文献1。)。
该燃料电池堆具有：层叠体，其是层叠多个四边形板状的单元电池而成的；端板，其配置在层叠体的电池层叠方向的两端面；一对连接板，在将与层叠体的层叠方向平行的四个面表示为在周向上的第1～第4外周面时，该一对连接板配置在了第2外周面和第4外周面，并且，具有肋，其分别将两端板和各个连接板相连结，一对连接板中的至少一者沿着单体层叠方向与该肋平行且该肋按压层叠体。
专利文献1：日本国特开2012-133965号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，对于专利文献1所记载的燃料电池堆而言，例如，为了增加连结板的共振频率，重要的是使燃料电池堆、连结板的弹簧常数增加。另一方面，在该情况下，因为连结板和燃料电池堆的接触载荷增加，所以该部分需要是对于连结板的反作用力具有充分的强度的结构。因此，弹簧常数增加的自由度受到限制。
本发明是鉴于这样的以往技术中所存在的课题而做成的。而且，本发明的目的在于提供一种通过高反作用力实现了高弹簧常数的设置的燃料电池的绝缘结构体和使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆。
用于解决问题的方案
本发明的发明人们为了实现上述目的而反复进行潜心研究。而且，其结果发现，能够利用如下结构实现上述目的，从而完成本发明，该结构具有：连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。
即、本发明的绝缘结构体是燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体，该燃料电池堆具有：膜电极接合体，其在四周具有框架；一对分隔件，其用于夹持框架和膜电极接合体，并且该燃料电池堆是通过层叠多个这些构件而形成的。而且，本发明的绝缘结构体具有：连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。
另外，本发明的燃料电池或者燃料电池堆具有上述本发明的绝缘结构体。
而且，本发明的燃料电池或者燃料电池堆的制造方法是如下制造方法：在制造上述本发明的燃料电池或者燃料电池堆时，在燃料电池或者燃料电池堆的一体化工序中设置绝缘结构体。
发明的效果
采用本发明，形成如下结构，该结构具有：连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。因此，能够提供一种通过高反作用力实现高弹簧常数的设置、并且能够防止、甚至抑制绝缘部破损的燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体、使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆。
附图说明
图1是表示用于说明本发明的第1实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。
图2是表示用于说明本发明的第1实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。
图3是说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的、分解状态的俯视图。
图4是表示用于说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。
图5是表示沿着图1中的V-V线的燃料电池堆的局部剖视图。
图6是表示沿着图3中的VI-VI线的本发明的第1实施例的绝缘结构体的局部剖视图。
图7是表示本发明的第2实施例的燃料电池堆的局部剖视图。
图8是说明本发明的第3实施例的绝缘结构体的立体图。
图9是表示本发明的第4实施例的燃料电池堆的制造方法的一例的说明图。
图10是表示搭载有本发明的第5实施例的燃料电池堆的车辆的示意图。
图11是表示用于说明本发明的第5实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。
图12是表示用于说明第5实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。
图13是表示用于说明构成图10所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。
图14是表示沿着图13中S-S’线的燃料电池堆的局部剖视图。
图15是表示图14所示的燃料电池堆的局部放大剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的绝缘结构体、使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆、燃料电池或者燃料电池堆的制造方法。
(第1实施例)
图1是表示说明本发明的第1实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。另外，图2是表示说明本发明的第1实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。还有，图3是说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的分解状态的俯视图。另外，图4是表示说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。另外，图5是表示沿着图1中的V-V线的燃料电池堆的局部剖视图。
在图1所示的燃料电池堆FS中，在呈矩形板状的燃料电池C的层叠体S的层叠方向的一端部(图1中的右侧端部)隔着集电板54A和间隔件55设置有端板56A，并且在另一端部隔着集电板54B设置有端板56B。另外，在燃料电池堆FS中，在层叠体S的成为燃料电池C的长边侧的两个面(图1中的上下面)设置有连接板57A、57B，并且在成为短边侧的两个面设置有加强板58A、58B。
而且，燃料电池堆FS利用螺钉B将各连接板57A、57B和加强板58A、58B与两端板56A、56B相连结。这样一来，燃料电池堆FS形成为图2所示的箱体型结构，沿着层叠体S的层叠方向约束层叠体S并对层叠体S加压，从而对各个燃料电池C施加规定的接触面压力，维持良好的气密性、导电性等。
在燃料电池堆FS中也将燃料电池C称为单电池，如图3所示，该燃料电池C具有：膜电极接合体1，其在四周具有框架51；一对分隔件2、2，其用于夹持框架51和膜电极接合体1；绝缘结构体3，其用于确保分隔件2彼此之间的绝缘性、分隔件2和连接板57A、57B、加强板58A、58B之间的绝缘性。另外，在后面进行详细描述，绝缘结构体3具有用于确保分隔件2彼此之间的绝缘性的突起部和用于确保分隔件2和连接板57A、57B、加强板58A、58B之间的绝缘性的连结部。
膜电极接合体1通常被称为MEA(Membrane Electrode Assembly)，如图5所示，具有将由固体高分子形成的电解质层1B夹在空气极层1C(阴极)和燃料极层(阳极)1A之间的结构。该膜电极接合体1在向空气极层1C供给阴极气体(含氧气体·空气)的同时，向燃料极层1A供给阳极气体(含氢气体)，通过电化学反应来发电。另外，作为膜电极接合体1，也包含在空气极层1C和燃料极层1A的表面具有由碳纤维纸、多孔材质体等构成的气体扩散层的膜电极接合体。
框架51通过树脂成形(例如注塑成型)与膜电极接合体1一体化，在该实施例中，将膜电极接合体1设置在中央，形成长方形形状。另外，框架51在两端部分别排列有三个歧管孔H1～H6，从各歧管孔组到膜电极接合体1的区域为扩散部D。该框架51和两分隔件2、2均是具有大致相同的纵横尺寸的长方形形状。
各分隔件2是具有表背翻转形状的金属制的板构件，例如是不锈钢制的，能够通过冲压加工成形为适合的形状。图示例的分隔件2将至少与膜电极接合体1相对应的中央部分形成为截面凹凸形状。该分隔件2沿着长边方向连续具有截面凹凸形状，从而在分隔件与膜电极接合体1之间利用波形的凹部形成阳极气体和阴极气体的气体流路。
另外，各分隔件2在两个端部具有与框架51的各歧管孔H1～H6相同的歧管孔H1～H6。
将上述框架51、膜电极接合体1和两分隔件2、2重叠在一起而构成燃料电池C。此时，尤其如图4所示，燃料电池C在中央具有作为膜电极接合体1的区域的发电区域G。另外，在发电区域G的两侧具有用于进行反应气体的供给和排出的歧管部M以及作为从各歧管部M到发电部G的反应用气体的流通区域的扩散部D。
如图4和图5所示，上述燃料电池C将夹装有膜电极接合体1的区域作为如上述那样的发电区域G，将夹装有框架51的区域作为边缘区域E。边缘区域E包含歧管部M和扩散部D，且包围着发电区域G。
在图4的左侧所示的一侧的歧管部M中，各歧管孔H1～H3分别是阴极气体供给用(H1)、冷却流体供给用(H2)以及阳极气体供给用(H3)，各歧管孔H1～H3分别沿着层叠方向彼此连通并形成各条流路。另外，在图4的右侧所示的另一侧的歧管部M中，各歧管孔H4～H6分别是阳极气体排出用(H4)、冷却流体排出用(H5)以及阴极气体排出用(H6)，各歧管孔H4～H6分别沿着层叠方向彼此连通并形成各条流路。另外，也可以将供给用和排出用的各歧管孔的一部分或者全部的位置关系颠倒。
而且，如图3和图4所示，燃料电池C在框架51和各分隔件2的缘部彼此之间、在处于歧管孔H1～H6的四周的边缘区域E设置有气密层SL。另外，在层叠了多个燃料电池C的状态下，在燃料电池C彼此之间即邻接的分隔件2彼此之间也设置有气密层SL。
上述气密层SL在各个层间将阴极气体、阳极气体以及冷却液各自的流通区域气密地分离开，并且为了在该层间只流动规定的流体，而在歧管孔H1～H6的周缘部的适当部位设置有开口。
如上所述，层叠多个具有上述结构的燃料电池C而构成燃料电池堆FS。如图5所示，该燃料电池堆FS在邻接的燃料电池C彼此之间形成冷却液的流通空间F。
在这里，如图5所示，各分隔件2在边缘区域E将朝向框架51侧敞开的凹部2A和将框架51侧作为顶部的凸部2B以凹部彼此之间和凸部彼此之间相对的方式配置。凹部2A和凸部2B沿着燃料电池C的长边形成，以凹部2A处于面内方向的内侧且凸部2B处于外侧的方式配置。
另外，各分隔件2因为是像上述那样的表背翻转形状，所以在层叠了燃料电池C时，邻接的分隔件2的凹部2A彼此(底部彼此)接触。由此，将在邻接的燃料电池C彼此之间形成的冷却液的流通空间F密封。而且，在比凹部2靠外侧的位置，在构成燃料电池C的一对分隔件2的凸部2B彼此(顶部彼此)之间夹持保持框架51。
如图1所示，具有上述分隔件2的燃料电池C在构成了燃料电池堆FS时，该燃料电池C被装入由集电板54A、54B、端板56A、56B、连接板57A、57B以及加强板58A、58B构成的恒定尺寸的箱体内。在这样的燃料电池堆FS中，在各燃料电池C上施加有规定的层叠载荷、由于运转时的热膨胀带来的强制性的负荷，在不具有绝缘结构体的情况下，将会产生电池面内方向的位移，从而有可能使框架51产生弯曲。
因此，如图3、图5以及图6所示，第1实施例的燃料电池堆FS或者构成燃料电池堆FS的燃料电池C是具有第1实施例的绝缘结构体3的燃料电池，该绝缘结构体3具有：连结部3A，其位于外周部的至少一部分；突起部3B，其形成于连结部3A，位于由一对分隔件2和框架51所围成的区域。更具体而言，即使是在电池面内方向产生了位移的情况，将相对于框架51独立的绝缘结构体3配置在规定的位置，通过使绝缘结构体3与框架51的外周面、分隔件2的外周面、层叠方向的外周面接触，不仅作为绝缘体发挥作用，还能吸收位移，从而利用高反作用力实现高弹簧常数的设置，并且可防止乃至抑制绝缘部的破损。另外，绝缘结构体3将连结部3A的凸部3α与未图示的其他的连结部3A的凹部3β嵌合并连结起来，形成沿着燃料电池堆FS的层叠方向延伸设置的连结部3A。绝缘结构体不仅作为层叠体S的外周的绝缘体发挥作用，还能够作为夹具发挥作用，该夹具用于管理在层叠像图3所示那样在四周具有框架51的膜电极接合体1和分隔件2时的位置限制、在粘接像图3所示那样在四周具有框架51的膜电极接合体1和分隔件2时的粘接厚度。
另外，对于第1实施例的燃料电池堆FS或者构成燃料电池堆FS的燃料电池C的绝缘结构体的突起部3B的形状并未特别限定，但优选的是具有与燃料电池堆FS的层叠方向正交的平面部位3γ。由于具有平面部位，能够确保与分隔件的层叠方向的外周面接触的接触面较大，能够进一步吸收位移，因此，能够利用高反作用力实现高弹簧常数的设置，并且防止乃至抑制绝缘部的破损。
如图1、图3以及图4所示，第1实施例的燃料电池堆FS或者构成燃料电池堆FS的燃料电池C的绝缘结构体的突起部3B与连结部3A一起位于燃料电池C的外周部，并且，呈形成有开口部位3ε的框架形状。当呈这样的框架形状时，能够在整周上有效地吸收位移，因此，能够利用高反作用力实现高弹簧常数的设置，并且防止乃至抑制绝缘部的破损。
(第2实施例)
图7表示第2实施例的燃料电池堆的局部剖视图。另外，对与之前的实施例相同的结构部位标注相同的附图标记，省略详细说明。
第2实施例的燃料电池堆FS或者构成燃料电池堆FS的燃料电池C的绝缘结构体的突起部3B的平面部位3γ的至少一部分与一对分隔件2、2接触，向平面部位3γ和分隔件2、2之间的接触部位γ’沿着燃料电池堆FS的层叠方向施加图中箭头所示的连接载荷。由于平面部位与两个分隔件接触而施加燃料电池堆的连接载荷，能够进一步吸收位移，因此，能够利用高反作用力实现高弹簧常数的设置，并且防止乃至抑制绝缘部的破损。另外，突起部3B有时利用球面部位3δ与框架51接触。
(第3实施例)
图8是说明第3实施例的绝缘结构体的立体图。另外，对与之前的实施例相同的结构部位标注相同的附图标记，省略详细说明。
第3实施例的绝缘结构体3是燃料电池堆的绝缘结构体，其具有：连结部3A，该连结部3A位于燃料电池堆的外周部的至少一部分，沿着燃料电池堆的层叠方向延伸设置；突起部3B，其在连结部3A上形成有多个，且位于由一对分隔件2、2和框架51所围成的区域，突起部3B具有使与燃料电池堆的层叠方向正交的平面部位沿着燃料电池堆的层叠方向配设的梳状形状3δ。即使是这样的结构，也能够吸收位移，因此，能够利用高反作用力实现高弹簧常数的设置，并且防止乃至抑制绝缘部的破损。另外，还具有能够将绝缘结构体相对于燃料电池堆一并设置这样的优点。
(第4实施例)
图9是表示第4实施例的燃料电池堆的制造方法的一例的说明图。另外，对与之前的实施例相同的结构部位标注相同的附图标记，省略详细说明。
第4实施例的燃料电池堆的制造方法是如下制造方法：在制造燃料电池堆时，在燃料电池堆的一体化工序中设置绝缘结构体3。具体而言，通过将图8所示的燃料电池堆的绝缘结构体3如图9所示那样沿着箭头表示的方向进行弹性组装，能够容易地得到图7所示的燃料电池堆。
(第5实施例)
图10是表示搭载有本发明的第5实施例的燃料电池堆的车辆的示意图。另外，图11是表示说明本发明的第5实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。还有，图12是表示说明第5实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。另外，图13是表示说明构成图10所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。还有，图14是表示沿着图13中S-S’线的燃料电池堆的局部剖视图。另外，对与之前的实施例相同的结构部位标注相同的附图标记，省略详细说明。
如图10所示，对于搭载于车辆V的燃料电池堆FS，例如输入来自图中箭头X所示的车辆前后方向、图中箭头Z所示的车辆上下方向的振动。以下情况相同。针对于此，例如，如图11～图14所示，配置燃料电池堆FS。另外，也能够输入来自图中箭头Y所示的车辆左右方向的振动。而且，如果具有绝缘结构体3，那么即使输入振动时，也能够利用绝缘结构体3的连结部3A和突起部3B可靠地支持层叠体S，换言之，使共振频率增加，能够确保分隔件2彼此之间的绝缘性、分隔件2与连接板57A、57B、加强板58A、58B之间的绝缘性。另一方面，在不具有规定的绝缘结构体的情况下，框架是由包括薄膜的由PEN膜构成的框架等构成，因此，在由于振动的输入导致框架发生了弯曲时，无法确保分隔件与连接板、加强板之间的绝缘性。另外，绝缘结构体的材质只要具有绝缘性即可，就并不特别限定，例如，从能够使向框架输入的振动衰减这样的观点考虑，能够适当使用由树脂材料构成的绝缘结构体。
图15是表示图14所示的燃料电池堆的局部放大剖视图。另外，对与之前的实施例相同的结构部位标注相同的附图标记，省略详细说明。
如图15所示，本发明的实施例5的燃料电池堆FS的连结部3A在与框架形状的周向垂直的截面上的形状具有锥形形状(六边形)。另外，突起部3B的一侧的面与分隔件2直接接触，另一侧的面隔着气密层SL被分隔件2夹持。
这样一来，连结部在与框架形状的周向垂直的截面上的形状为随着向燃料电池堆的层叠方向和与层叠方向正交的方向去而顶端变细的形状，因此，针对振动输入，连结部发生塑形变形，能够使振动输入衰减，因此，能够进一步抑制乃至防止由振动的输入带来的恶劣影响。另外，当将突起部配置在被分隔件所夹持的位置时，存在以下优点：容易管理层叠膜电极接合体、分隔件时的位置限制、粘接层叠膜电极接合体、分隔件时的粘接厚度。另外，虽未图示，当突起部隔着框架被分隔件夹持时，能够进一步提高密封性。另外，虽未图示，突起部的两个面也可以与分隔件直接接触或者隔着框架被分隔件夹持。还有，虽未图示，但也可以只是连结部在与框架形状的周向垂直的截面上的形状为随着向燃料电池堆的层叠方向去而顶端变细的形状，也可以只是连结部在与框架形状的周向垂直的截面上的形状为随着向与燃料电池堆的层叠方向正交的方向去而顶端变细的形状。
以上，通过若干个实施例来说明了本发明，但本发明并不限于这些实施例，能够在本发明的主旨范围内进行各种变形。
例如，上述各实施例的绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆所记载的结构并不限于各实施例，例如，能够将各实施例的结构设为上述各实施例以外的组合，或者改变结构的细节部分。
日本国特愿2013-092043号(申请日：2013年4月25日)的全部内容被引用于此。
附图标记说明
C 燃料电池
E 边缘区域
G 发电区域
F 流通空间
FS 燃料电池堆
1 膜电极接合体
2 分隔件
3 绝缘结构体
3A 连结部
3B 突起部
3α 凸部
3β 凹部
3γ 平面部位
3γ’ 接触部位
3ε 开口部位
3δ 梳状形状
51 框架

Claims (12)

1.一种绝缘结构体，其是燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体，该燃料电池堆具有：膜电极接合体，其在四周具有框架；一对分隔件，其用于夹持框架和膜电极接合体，并且该燃料电池堆是通过层叠多个这些构件而形成的，该绝缘结构体的特征在于，其具有：
连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；
突起部，其形成于所述连结部，位于由所述一对分隔件和所述框架所围成的区域，向与上述燃料电池堆的层叠方向正交的方向突出；
上述绝缘结构体独立于上述框架及上述分隔件。
2.根据权利要求1所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述突起部具有与所述燃料电池堆的层叠方向正交的平面部位。
3.根据权利要求2所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述平面部位的至少一部分与所述一对分隔件都接触，
在所述平面部位与所述分隔件接触的部位施加有燃料电池堆的连接载荷。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述突起部与所述连结部一起位于燃料电池的外周部，并且构成为形成有开口部位的框架形状。
5.根据权利要求4所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述连结部在与所述框架形状的周向垂直的截面上的形状为随着向所述燃料电池堆的层叠方向中的两个方向去均顶端变细的形状。
6.根据权利要求4所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述连结部在与所述框架形状的周向垂直的截面上的形状为随着向与所述燃料电池堆的层叠方向正交的方向去而顶端变细的形状。
7.根据权利要求5所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述连结部在与所述框架形状的周向垂直的截面上的形状为随着向与所述燃料电池堆的层叠方向正交的方向去而顶端变细的形状。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的绝缘结构体，其特征在于，
所述突起部被所述一对分隔件直接夹持或者隔着框架被所述一对分隔件夹持。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的绝缘结构体，其是燃料电池堆的绝缘结构体，该绝缘结构体的特征在于，
所述连结部位于燃料电池堆的外周部的至少一部分，并且在燃料电池堆的层叠方向上延伸设置；
所述突起部形成有多个，从而具有将与所述燃料电池堆的层叠方向正交的平面部位沿着所述燃料电池堆的层叠方向配设而成的梳状形状。
10.一种燃料电池，其特征在于，该燃料电池具有权利要求1～8中任一项所述的绝缘结构体。
11.一种燃料电池堆，其特征在于，该燃料电池堆具有权利要求1～9中任一项所述的绝缘结构体。
12.一种燃料电池或者燃料电池堆的制造方法，其特征在于，
在制造权利要求10所述的燃料电池或者权利要求11所述的燃料电池堆时，在燃料电池或者燃料电池堆的一体化工序中设置绝缘结构体。
CN201480022927.3A 2013-04-25 2014-03-19 绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆 Active CN105144456B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013092043 2013-04-25
JP2013-092043 2013-04-25
PCT/JP2014/057520 WO2014174944A1 (ja) 2013-04-25 2014-03-19 絶縁構造体、燃料電池及び燃料電池スタック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105144456A CN105144456A (zh) 2015-12-09
CN105144456B true CN105144456B (zh) 2018-06-08

Family

ID=51791529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480022927.3A Active CN105144456B (zh) 2013-04-25 2014-03-19 绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9450252B2 (zh)
EP (1) EP2991148B1 (zh)
JP (1) JP6112373B2 (zh)
CN (1) CN105144456B (zh)
CA (1) CA2910082C (zh)
WO (1) WO2014174944A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017077634A1 (ja) * 2015-11-06 2017-05-11 日産自動車株式会社 燃料電池の単セル構造、及び該燃料電池単セルを積層した燃料電池のスタック構造
EP3392941B1 (en) 2015-12-18 2019-11-27 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell stack seal structure and production method therefor
JP6721053B2 (ja) * 2016-09-21 2020-07-08 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
DE202018101235U1 (de) 2017-10-16 2019-01-17 Reinz-Dichtungs-Gmbh Elektrochemische Anordnung und elektrochemisches System
JP7373385B2 (ja) * 2019-12-19 2023-11-02 住友理工株式会社 燃料電池用セパレータおよびその製造方法
JP7396069B2 (ja) 2020-01-21 2023-12-12 トヨタ紡織株式会社 燃料電池のセルスタック
US20230049148A1 (en) * 2021-08-16 2023-02-16 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell having a compliant energy attenuating bumper
US20230052796A1 (en) * 2021-08-16 2023-02-16 GM Global Technology Operations LLC Fuel cell having an energy attenuating bead
DE102021124791A1 (de) 2021-09-24 2023-03-30 Aerostack GmbH Brennstoffzellenstruktur mit Verstärkung zum Aufnehmen von lateralen Kräften

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102388493A (zh) * 2009-04-08 2012-03-21 戴姆勒股份公司 燃料电池、燃料电池组和燃料电池密封方法
CN102593492A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 中国科学院长春应用化学研究所 一种燃料电池
WO2013042542A1 (ja) * 2011-09-22 2013-03-28 本田技研工業株式会社 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2142590A (en) * 1938-04-02 1939-01-03 Boston Woven Hose & Rubber Com Rubber sealing ring
US6165634A (en) 1998-10-21 2000-12-26 International Fuel Cells Llc Fuel cell with improved sealing between individual membrane assemblies and plate assemblies
US6861171B1 (en) * 2000-11-27 2005-03-01 Freudenberg-Nok General Partnership Gasket assembly
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
JP4494830B2 (ja) * 2004-03-05 2010-06-30 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP4984459B2 (ja) * 2005-08-29 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池および樹脂フレーム
JP5034273B2 (ja) * 2006-03-07 2012-09-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
US8097385B2 (en) * 2006-06-12 2012-01-17 University Of Connecticut Bipolar plate for fuel cell
JP5068052B2 (ja) * 2006-09-29 2012-11-07 昭和電工株式会社 燃料電池用セパレータ、燃料電池用セルおよび燃料電池用セルユニット、ならびに燃料電池用セパレータおよび燃料電池用セルユニットの製造方法
JP5133616B2 (ja) * 2007-06-28 2013-01-30 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP5412804B2 (ja) * 2008-11-19 2014-02-12 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
JP5645073B2 (ja) 2010-12-21 2014-12-24 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
CN102751514B (zh) * 2011-04-20 2014-12-31 本田技研工业株式会社 燃料电池单元及燃料电池
JP5688682B2 (ja) * 2011-05-16 2015-03-25 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
JP5781860B2 (ja) * 2011-08-05 2015-09-24 本田技研工業株式会社 燃料電池の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102388493A (zh) * 2009-04-08 2012-03-21 戴姆勒股份公司 燃料电池、燃料电池组和燃料电池密封方法
WO2013042542A1 (ja) * 2011-09-22 2013-03-28 本田技研工業株式会社 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体
CN102593492A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 中国科学院长春应用化学研究所 一种燃料电池

Also Published As

Publication number Publication date
US9450252B2 (en) 2016-09-20
CA2910082A1 (en) 2014-10-30
EP2991148A1 (en) 2016-03-02
EP2991148B1 (en) 2018-06-06
WO2014174944A1 (ja) 2014-10-30
JP6112373B2 (ja) 2017-04-12
US20160079610A1 (en) 2016-03-17
CN105144456A (zh) 2015-12-09
CA2910082C (en) 2017-05-02
JPWO2014174944A1 (ja) 2017-02-23
EP2991148A4 (en) 2016-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105144456B (zh) 绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆
JP5790083B2 (ja) 燃料電池セル
CN101542793B (zh) 燃料电池、燃料电池的制造方法及单体电池组件
JP5234446B2 (ja) 燃料電池スタック用金属セパレータの積層性向上構造
JP6085946B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池スタック
WO2013140855A1 (ja) 燃料電池
JP6014548B2 (ja) 燃料電池の製造方法
EP2523244A1 (en) Electrode-membrane-frame assembly, method for producing same, and fuel cell
JP5720806B2 (ja) 燃料電池
JP2017174650A (ja) 燃料電池単セル及び燃料電池スタック
JP2008171613A (ja) 燃料電池
JP5773232B2 (ja) 燃料電池
JPWO2014007182A1 (ja) 燃料電池スタック
KR102439065B1 (ko) 연료 전지 단위 셀
CN103098277B (zh) 燃料电池单元
JP2007194077A (ja) 燃料電池
CN103443980A (zh) 燃料电池单元
JP6170868B2 (ja) 燃料電池
JP6150528B2 (ja) 燃料電池スタック
JP6891777B2 (ja) 燃料電池単セル
JP2021057218A (ja) 燃料電池単位セル
JP2014216212A (ja) 燃料電池
JP2006351342A (ja) 燃料電池スタック、燃料電池スタックのシール部材及び燃料電池スタックの製造方法
JP2009252506A (ja) 燃料電池の製造方法、燃料電池、および、セパレータ
JP2016091936A (ja) 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant