CN105210221A - 燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置 - Google Patents

燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105210221A
CN105210221A CN201480026662.4A CN201480026662A CN105210221A CN 105210221 A CN105210221 A CN 105210221A CN 201480026662 A CN201480026662 A CN 201480026662A CN 105210221 A CN105210221 A CN 105210221A
Authority
CN
China
Prior art keywords
separator
elastic component
fuel cell
assembly
manufacture method
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
CN201480026662.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105210221B (zh
Inventor
沼尾康弘
宮冈浩
平尾隆行
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 CN105210221A publication Critical patent/CN105210221A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105210221B publication Critical patent/CN105210221B/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
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • 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
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0254—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form corrugated or undulated
    • 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
    • H01M8/02—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
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • 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
    • H01M8/2404—Processes or apparatus for grouping fuel cells
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2457—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with both reactants being gaseous or vaporised
    • 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
    • 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
    • H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
    • 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
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • 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
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Abstract

本发明提供一种为了对位即使不扩大分隔件、或不将弹簧构件的外形做成与分隔件的外形相同、也能够使分隔件与弹簧构件高精度地对位的燃料电池用的分隔件组件的制造方法和制造装置。本发明具有：准备工序，在该准备工序中，准备第1分隔件(13)、第2分隔件(14)和弹性构件(30)；第1载置工序，在该第1载置工序中，将弹性构件定位并将弹性构件载置于载置面；第2载置工序，在该第2载置工序中，将第1分隔件相对于弹性构件定位并将第1分隔件以与弹性构件重叠的方式载置于弹性构件；以及接合工序，在该接合工序中，将已被定位并且彼此重叠的弹性构件与第1分隔件接合起来，在第2载置工序中，在使用于对弹性构件进行定位的第1定位构件自载置面退避的同时，使第1分隔件与弹性构件重叠。

Description

燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及一种在层叠燃料电池单元而形成的燃料电池中所使用的分隔件组件的制造方法和制造装置。
背景技术
燃料电池是通过层叠数百个左右的燃料电池单元而构成的，该燃料电池单元是利用具有波形形状的分隔件从在电解质膜的两面接合阳极电极和阴极电极而成的所谓的膜电极接合体(MembraneElectrodeAssembly，以下称作MEA)的两面夹持该膜电极接合体而成的。燃料电池通常层叠有多个燃料电池单元，以达到期望的功率，层叠方式会影响发电特性，因此对在层叠时的各构成部件的定位进行了认真研究。对于用于构成燃料电池的构成部件之间的定位，例如公开了这样的技术：在设于MEA的外周的密封部的4个角部中的相对的两个角部以及分隔件的4个角部设置孔并使导销贯通这些孔(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－59760号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在邻接的燃料电池单元中相邻的分隔件通过分隔件的波形形状彼此接触来进行通电，但存在这样的情况：因形状差异而无法使波形形状彼此充分接触，由燃料电池单元生成的电在燃料电池单元之间移动时的电阻上升。因此，有时在邻接的分隔件之间设置通过吸收分隔件的形状差异来抑制电阻上升的所谓的弹簧那样的构件。
在进行也包括所述的弹簧构件在内的用于构成燃料电池的部件之间的定位时，采用专利文献1的方法，在弹簧构件的4个角部设置贯通孔，在邻接的分隔件的在层叠时与弹簧构件的贯通孔连通的位置设置贯通孔，利用定位销进行定位。
然而，分隔件除形成有波形形状以外还形成有供燃料、氧化剂、冷却流体流通的贯通孔，该贯通孔形成在比波形形状靠外侧的位置。因此，为了在分隔件设置定位用的贯通孔，即使存在差异也需要使燃料等的贯通孔与形状没有关系，为了满足该条件，在比贯通孔还靠外侧的位置设置贯通孔，不得不扩大分隔件的外形。另外，弹簧构件只要具有在层叠时能够与波形形状接触的面积就能发挥作用，但在如专利文献1那样在构成部件的角部设置贯通孔来进行定位的情况下，分隔件的外形与弹簧构件的外形不同，因此，不得不扩大弹簧构件的形状以使其外形与分隔件的外形相同，在该情况下存在部件成本增大这样的问题。
因此，本发明是为了解决所述问题而做成的，其目的在于提供一种为了对位、即使不扩大分隔件、或不将弹簧构件的外形做成与分隔件的外形同样、也能够使分隔件与弹簧构件高精度地对位的燃料电池用的分隔件组件的制造方法和制造装置。
用于解决问题的方案
用于实现所述目的的本发明是一种燃料电池用的分隔件组件的制造方法，该燃料电池用的分隔件组件与膜电极接合体邻接地设置，用于形成供流体流动的流路。在所述制造方法中，准备弹性构件、截面形状具有凹凸形状的第1分隔件以及截面形状具有凹凸形状的第2分隔件，该弹性构件具有导电性，并具有小于第1分隔件和第2分隔件这两者的从平面方向进行观察时的俯视的外形形状的外形形状，该弹性构件配置在第1分隔件与第2分隔件之间并且通过弹性变形来维持与相对的第1分隔件的凸部以及所述第2分隔件的凸部这两者的接触(准备工序)。之后，使弹性构件与设于载置面的第1定位构件抵接，从而将弹性构件定位并将弹性构件载置于载置面(第1载置工序)。之后，使第1分隔件与设于载置面的比设有第1定位构件的区域靠外侧的区域的第2定位构件抵接，从而将第1分隔件相对于弹性构件定位并将第1分隔件以与弹性构件重叠的方式载置于弹性构件(第2载置工序)。之后，将已被定位并且彼此重叠的弹性构件与第1分隔件接合起来(接合工序)。在本发明中，其特征在于，在第2载置工序中，在使用于对弹性构件进行定位的第1定位构件自载置面退避的同时，使第1分隔件与弹性构件重叠。
另外，用于实现所述目的的另一本发明是一种所述燃料电池用的分隔件组件的制造装置。所述制造装置具有：载置部，其供弹性构件、第1分隔件和第2分隔件载置；第1定位构件，其设于载置部的载置面，通过与弹性构件抵接而将弹性构件定位；第2定位构件，其设于比设有第1定位构件的区域靠外侧的区域，通过与第1分隔件抵接而将第1分隔件相对于弹性构件定位；以及接合部，其用于将通过第1定位构件和第2定位构件实现了对位的弹性构件与第1分隔件接合起来。在本发明中，其特征在于，第1定位构件能够自载置面退避。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的燃料电池用的分隔件组件的制造方法的时序图。
图2是用于形成分隔件组件的装置的概略俯视图，该分隔件组件用于构成该实施方式的燃料电池。
图3是表示用于进行该实施方式的分隔件与弹性构件之间的对位的载置台的立体图。
图4的(A)是表示将弹性构件定位于载置台后的状态的俯视图，图4的(B)是表示将分隔件定位于载置台后的状态的俯视图。
图5是用于构成燃料电池的分隔件的俯视图，是表示与弹性构件接合的分隔件与弹性构件的接合位置以及成对的分隔件之间的接合位置的俯视图。
图6的(A)～图6的(C)是沿着图4的(B)中的6－6线的剖视图，是表示形成分隔件组件的样子的说明图。
图7是表示用于层叠燃料电池的构成部件的层叠工序的立体图。
图8是表示该实施方式的燃料电池的立体图。
图9是表示燃料电池的结构的分解立体图。
图10是表示燃料电池的结构的一部分的分解立体图。
图11是表示该实施方式的燃料电池用的分隔件组件的立体图。
图12是表示该实施方式的分隔件组件和膜电极接合体的剖视图。
图13是表示用于构成该实施方式的分隔件组件的弹性构件的一部分的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。其中，以下的记载内容并不用于限定权利要求书中记载的保护范围、用语的意义。并且，为了便于说明，附图中的尺寸比例有所夸张，存在与实际的比例不同的情况。
图1是表示本发明的一实施方式的燃料电池用的分隔件组件的制造方法的时序图，图2是用于形成分隔件组件的装置的概略俯视图，该分隔件组件用于构成该实施方式的燃料电池。图3是表示用于进行该实施方式的分隔件与弹性构件之间的对位的载置台的立体图，图4的(A)是表示将弹性构件定位于载置台后的状态的俯视图，图4的(B)是表示将分隔件定位于载置台后的状态的俯视图。图5是用于构成燃料电池的分隔件的俯视图，是表示与弹性构件接合的分隔件与弹性构件之间的接合位置以及成对的分隔件之间的接合位置的俯视图。图6的(A)～图6的(C)是沿着图4中的6－6线的剖视图，是表示形成分隔件组件的样子的说明图。图7是表示用于层叠燃料电池的构成部件的层叠工序的立体图。
图8是表示该实施方式的燃料电池的立体图，图9是表示燃料电池的结构的分解立体图，图10是表示燃料电池的结构的一部分的分解立体图，图11是表示该实施方式的燃料电池用分隔件组件的立体图。图12是表示该实施方式的分隔件组件和膜电极接合体的剖视图，图13是表示用于构成该实施方式的分隔件组件的弹性构件的一部分的立体图。
本实施方式的燃料电池用的分隔件组件12是在与膜电极接合体11邻接地配置的阳极分隔件13与阴极分隔件14之间还配置弹性构件30并且将分隔件13与分隔件14接合起来而成的。如图1所示，分隔件组件12的制造方法具有准备工序(步骤ST10)、第1载置工序(步骤ST20)、第2载置工序(步骤ST30)、第1接合工序(相当于接合工序，步骤ST40)以及第2接合工序(相当于另一接合工序，步骤ST50)。而且，若再进行用于将膜电极接合体11与分隔件组件12层叠起来的层叠工序(步骤ST60)，则成为燃料电池的制造方法。详细见后述。
(燃料电池)
在说明燃料电池用的分隔件组件的制造方法和制造装置之前，先说明包括作为构成部件的燃料电池用的分隔件组件的燃料电池。燃料电池100具有作为主要构成部件的层叠多个燃料电池单元10a而成的层叠体10。燃料电池单元10a是通过在膜电接合体11的两侧配置分隔件13、14而构成的。膜电极接合体11在电解质膜11a的一侧接合有阳极11b，在电解质膜11a的另一侧接合有阴极11c。分隔件组件12具有两个分隔件13、14以及在分隔件13与分隔件14之间与分隔件13、14的波形形状13g、14g接触的弹性构件30。并且，在层叠体10的层叠方向上的两端部设有集电板16、17。并且，燃料电池100具有壳体20。壳体20具有一对紧固板21、22、一对加强板23、24以及一对端板25、26(相当于端部构件)。以下，说明燃料电池单元100所包括的各构件。
如图9～图12所示，分隔件13、14将在层叠在一起的多个燃料电池单元10a中相邻的膜电极接合体11隔开，并且使由膜电极接合体11产生的电力通电。分隔件13、14被划分为阳极侧分隔件13(相当于第1分隔件)和阴极侧分隔件14(相当于第2分隔件)。阳极侧分隔件13与膜电极接合体11的阳极11b抵接。阳极侧分隔件13含有具有导电性材料的金属，形成为比阳极11b大的薄板状。
如图12所示，在阳极侧分隔件13的中央设有截面包括多个凹凸形状的波形形状13g，以构成用于使燃料气体(氢)与冷却水等冷却流体分开流动的流路。对于阳极侧分隔件13的波形形状13g，其与阳极11b接触而形成的密闭空间被用作用于向阳极11b供给氢的阳极气体流路13h。另一方面，对于阳极侧分隔件13的波形形状13g，其隔着弹性构件30与阴极侧分隔件14的波形形状14g之间形成的密闭空间被用作用于供给冷却水的冷却流体流路13j。
阳极侧分隔件13为长方形状，在其长度方向上的一端开设有与阴极气体供给口13a、冷却流体供给口13b和阳极气体供给口13c相当的贯通孔。同样地，在阳极侧分隔件13的长度方向上的另一端开设有与阳极气体排出口13d、冷却流体排出口13e和阴极气体排出口13f相当的贯通孔。
阴极侧分隔件14与膜电极接合体11的阴极11c抵接。阴极侧分隔件14含有具有导电性材料的金属，形成为比阴极11c大的薄板状。
如图12所示，在阴极侧分隔件14的中央设有截面包括多个凹凸形状的波形形状14g，以构成用于使氧化剂气体(含有氧的空气或纯氧)与冷却水分开流动的流路部。对于阴极侧分隔件14的波形形状14g，其与阴极11c接触而形成的密闭空间被用作用于向阴极11c供给氧化剂气体的阴极气体流路14h。另一方面，对于阴极侧分隔件14的波形形状14g，其隔着弹性构件30与阳极侧分隔件13的波形形状13g之间形成的密闭空间被用作用于供给冷却水的冷却流体流路14j。如后述那样，弹性构件30是通过使一张钢板等的局部自该钢板等立起为立起片32而形成的，自钢板立起的部位构成为使基材31的两侧面相连。因此，在邻接的燃料电池单元10a中形成有将一燃料电池单元10a的阳极侧分隔件13的冷却流体流路13j与另一燃料电池单元10a的设于阴极侧分隔件14的冷却流体流路14j连结成一条流路而成的冷却流体用流路。
阴极侧分隔件14为长方形状，在其长度方向上的一端开设有与阴极气体供给口14a、冷却流体供给口14b和阳极气体供给口14c相当的贯通孔。同样地，阴极侧分隔件14在其长度方向上的另一端开设有与阳极气体排出口14d、冷却流体排出口14e和阴极气体排出口14f相当的贯通孔。阴极气体供给口13a、14a、冷却流体供给口13b、14b、阳极气体供给口13c、14c、阳极气体排出口13d、14d、冷却流体排出口13e、14e以及阴极气体排出口13f、14f与供燃料、氧化剂或冷却流体流通的分隔件流通孔相当。
贯通孔中的特别是冷却流体供给口13b、14b和冷却流体排出口13e、14e形成为在与后述的弹性构件30之间进行对位时供定位构件贯穿的形状来加以利用。像这样，将冷却流体供给口13b、14b和冷却流体排出口13e、14e用于与弹性构件30之间的对位，从而不设置对位专用的形状也能够进行与弹性构件30之间的对位。
如图11～图13所示，在组装燃料电池100时，弹性构件30通过自身变形来吸收阳极侧分隔件13和阴极侧分隔件14这两者的用于形成燃料气体的流路和冷却水的流路的波形形状的差异。而且，在燃料电池100的运转过程中，弹性构件30通过自身变形来吸收分隔件13、14因热膨胀而在层叠方向上的位移以及膜电极接合体11因吸收被供给来的介质而膨胀所引起的层叠方向上的位移。因而，能够对多个层叠在一起的燃料电池单元10a施加较高的压力而使它们彼此紧密接触。多个层叠在一起的燃料电池单元10a彼此越紧密接触，越能够抑制燃料电池单元10a之间的通电电阻上升而提高发电效率。
如图13所示，弹性构件30含有具有通电性的金属，形成为薄板状。弹性构件30配置在阳极侧分隔件13与阴极侧分隔件14之间，包括薄板状的基材31和分别自基材31的基部面31a呈格子状立起设置的多个立起片32。即，在弹性构件30中，立起片32形成为格子状，该立起片32是通过从相当于一张薄板的基材31呈U字状冲裁出后呈悬臂梁状立起而成的。立起片32具有相对于基材31而言呈悬臂梁状的构造，因此具有具备能够弹性变形的恢复力的弹簧的功能。另外，为了容易理解地表现出弹性构件30的结构，图13图示了图11、图3所示的弹性构件30的一部分。
如图13所示，立起片32例如形成为设于基材31的基部面31a的立起片32的基端侧的固定端部32a的宽度与自固定端部32a沿一方向X1延伸出的顶端侧的自由端部32b的宽度相等的矩形。多个立起片32例如形成为在沿着与一方向X1相交的另一方向Y1的多行中自由端部32b的朝向一致。如图5所示，立起片32的自设于基材31的基部面31a的立起片32的基端侧的固定端部32a延伸出的顶端侧的自由端部32b与阴极侧分隔件14抵接。
如图12所示，膜电极接合体11用于使供给来的氧与氢发生化学反应而生成电力。膜电极接合体11是在电解质膜11a的一侧接合有阳极11b、在电解质膜11a的另一侧接合形成有阴极11c而形成的。膜电极接合体11通常被称作MEA(membraneelectrodeassembly)。电解质膜11a例如含有固体的高分子材料，且形成为薄板状。固体高分子材料例如使用传导氢离子且在湿润状态下具有良好的导电性的氟系树脂。阳极11b是通过层叠电极催化剂层、防水层和气体扩散层而构成的，形成为比电解质膜11a稍小的薄板状。阴极11c是通过层叠电极催化剂层、防水层和气体扩散层而构成的，以与阳极11b同样的大小形成为薄板状。阳极11b和阴极11c这两者的电极催化剂层含有由导电性的载体承载催化剂成分而成的电极催化剂和高分子电解质。阳极11b和阴极11c这两者的气体扩散层例如由利用线编织成的碳纤维布、碳纤维纸或碳纤维毡形成，该线含有具有充分的气体扩散性和导电性的碳纤维。
MEA11包括框架构件15。框架构件15用于将层叠在一起的电解质膜11a、阳极11b和阴极11c这三者的外周保持为一体。框架构件15例如由具有电绝缘性的树脂形成，以与分隔件13、14的外周部分的外形形状相同的外形形状形成。框架构件15在其长度方向上的一端开设有与阴极气体供给口15a、冷却流体供给口15b和阳极气体供给口15c相当的贯通孔。同样地，框架构件15在其长度方向上的另一端开设有与阳极气体排出口15d、冷却流体排出口15e和阴极气体排出口15f相当的贯通孔。
所述燃料电池单元10a需要以彼此密封的状态层叠多个。因此，要层叠的燃料电池单元10a中的特别是分隔件13与MEA11之间以及分隔件14与MEA11之间通过在外周涂布密封构件来进行密封。密封构件例如使用热固化性树脂。热固化性树脂例如从酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等中选择。另外，在要层叠的燃料电池单元10a中，在相邻的分隔件13与分隔件14之间配置弹性构件30并且将分隔件13、14的外周焊接在一起来进行密封。但是，也能够与上述同样地利用密封构件进行密封。
如图9、图10所示，一对集电板16、17用于向外部输出由燃料电池单元10a生成的电力。
一对集电板16、17分别配置在层叠多个燃料电池单元10a而成的层叠体10的两端。对于一对集电板16、17的外形形状，除一部分的形状之外，其余部分的形状与层厚稍微加厚的MEA11的外形形状相同。一对集电板16、17在其长度方向上的一端开设有与阴极气体供给口16a、17a、冷却流体供给口16b、17b和阳极气体供给口16c、17c相当的贯通孔。同样地，一对集电板16、17在其长度方向上的另一端开设有与阳极气体排出口16d、17d、冷却流体排出口16e、17e和阴极气体排出口16f、17f相当的贯通孔。一对集电板16、17在其中央具有集电部16h等。
一对集电板16、17的集电部16h等例如包括不透气的致密质碳那样的导电性构件，并且形成为比阳极11b和阴极11c的外形稍小的薄板状。一对集电部16h等与在层叠在一起的多个燃料电池单元10a中的最外层的燃料电池单元10a设置的MEA11的阳极11b或阴极11c抵接。集电部16h等自其一面突出设置有具有导电性的圆柱形状的突起部16g等。突起部16g等贯穿后述的壳体20的一对端板25、26的贯通孔25g等并向外部突出。并且，与集电板16的突起部16g相当的形状也同样设于集电板17。
如图8和图9所示，壳体20以层叠在一起的多个燃料电池单元10a与一对集电板16、17彼此紧密接触的状态保持着层叠在一起的多个燃料电池单元10a和一对集电板16、17。
如所述那样，壳体20包括一对紧固板21、22、一对加强板23、24、一对端板25、26以及螺钉27。以下，对壳体20所包括的各构件进行说明。一对端板25、26以夹持被配置在层叠在一起的多个燃料电池单元10a的两端的一对集电板16、17的方式对一对集电板16、17施力。对于一对端板25、26的外形形状，除一部分的形状之外，其余部分的形状与层厚增厚的MEA11的外形形状相同。一对端板25、26例如含有金属，在与一对集电板16、17抵接的部分设有绝缘体。一对端板25、26在其长度方向上的一端开设有与阴极气体供给口25a、26a、冷却流体供给口25b、26b和阳极气体供给口25c、26c相当的贯通孔。同样地，一对端板25、26在其长度方向上的另一端开设有与阳极气体排出口25d、26d、冷却流体排出口25e、26e和阴极气体排出口25f、26f相当的贯通孔。一对端板25、26具有供所述一对集电板16、17的突起部16g等贯穿的贯通孔25g、26g。
一对紧固板21、22例如由金属形成，并且形成为板状。一对紧固板21、22形成为缘部的一部分立起，在组装时与一对端板25、26的面接触。并且，在紧固板21、22的与端板25、26接触的面设有供螺钉27贯穿的孔，通过紧固被安装于该孔的螺钉27，能够沿层叠方向对端板25、26、集电板16、17和层叠体10进行加压。一对加强板23、24例如由金属形成，并且形成为比一对紧固板21、22细长的板状。一对加强板23、24形成为长度方向上的端部的一部分立起，在该部分设有供螺钉27贯穿的孔。该孔形成为供螺钉27沿层叠方向贯穿，通过安装并紧固螺钉27，能够与紧固板21、22同样地沿层叠方向对端板25、26、集电板16、17和层叠体10进行加压。这样，一对紧固板21、22和一对加强板23、24是通过紧固螺钉27来沿层叠方向对端板25、26、集电板16、17和层叠体10进行加压的。
图7是表示层叠工序的立体图，在该层叠工序中层叠用于构成燃料电池的部件。所述分隔件13、14、框架构件15、集电板16、17、端板25、26这几者的冷却流体供给口13b～17b、25b、26b和冷却流体排出口13e～17e、25e、26e形成为层叠燃料电池单元10a、集电板16、17以及端板25、26时的各构成部件的对位的形状来加以利用。对于在层叠工序中使用的层叠装置300，概略而言，在图7所示的燃料电池的层叠装置300中，在支承台310上设置有基准台320，在基准台320设有间隔可调整的定位柱330、340。定位柱330、340之间的间隔的调整能够通过这样进行，即：使定位柱330、340贯穿于柱间隔调整夹具350的基准孔351、352，使保持柱间隔调整治具350的基准侧柱361、362彼此靠近/远离。另外，在层叠分隔件13、14、MEA11时，为了使邻接的构件暂时不直接接触，也能够在邻接的构件之间夹设隔离件370。隔离件370利用支承柱380保持为能够旋转。基准侧柱361、362等的动作由包括CPU、RAM、ROM等的控制部390控制。
在用于构成燃料电池100的部件中，沿燃料电池单元10a的层叠方向层叠的燃料电池单元10a、集电板16、17和端板25、26通过在冷却流体供给口13b～17b、25b、26b中插入定位柱330并且在冷却流体排出口13e～17e、25e、26e中插入定位柱340来进行对位。另外，如后述那样，在形成分隔件组件12时，在使分隔件13、14与弹性构件30对位时也是通过在冷却流体供给口13b～17b、25b、26b以及冷却流体排出口13e～17e、25e、26e贯穿定位构件来进行分隔件13、14与弹性构件30之间的对位的。这样，层叠燃料电池100的构成部件时的定位形状与形成分隔件组件时的定位形状相同，从而不会产生在燃料电池的构成部件的层叠基准与分隔件组件的形成基准不同时产生的基准之间的位置差异，能够抑制层叠燃料电池的构成部件时、形成分隔件组件时的组装差异。
(分隔件组件的制造装置)
接着，详细地说明用于构成本实施方式的燃料电池的分隔件组件的制造。另外，燃料电池的除分隔件组件以外的构成部件的制造工序以及各构成部件的组装工序使用公知的装置，因此省略说明。
本实施方式的分隔件组件12的制造装置200具有：输送带210，其用于输送用于构成分隔件组件12的分隔件13、14、弹性构件30；载置台220(相当于载置部)，其以规定数量设置在输送带210上，用于载置分隔件13、14和弹性构件30；手型机器人240、250、260，其用于将分隔件13、14、弹性构件30载置在载置台220上；焊接机器人270(相当于接合部)，其用于将载置于载置台220的分隔件13、14、弹性构件30等工件彼此接合起来；以及按压构件280，其用于在将弹性构件30接合于分隔件13时施加朝向弹性构件30按压分隔件13的按压力。
输送带210用于从图2中的左侧向右侧输送用于构成分隔件组件12的分隔件13、14和弹性构件30等工件而将它们输送至下一工序。在输送带210设有用于进行工件的组装的停止位置210a～210d。
在载置台220设置有用于使分隔件13、14与弹性构件30对位的定位构件。定位构件具有：施力构件231～235，其用于使弹性构件30或分隔件13向规定位置移动；以及固定销221～227，其用于将被施力构件231～235施力的弹性构件30和分隔件14或者分隔件13定位在规定位置。其中，在本实施方式中将弹性构件30与阳极分隔件13对位并将它们接合起来，但也能够以同样的方法将阴极分隔件14与弹性构件30对位并将它们接合起来。
施力构件231～235和固定销221～227中的特别是施力构件231、232和固定销221～224被用于弹性构件30的定位(相当于第1定位构件)。并且，施力构件233～235和固定销225～227被用于分隔件13的定位(相当于第2定位构件)。并且，弹性构件30和分隔件13在载置台220上的定位分别沿着图4的(A)中的分隔件13的外形形状的长度方向d1和宽度方向d2进行。施力构件231、233、234和固定销223、224、225、226被用于宽度方向d2的定位。并且，施力构件232、235和固定销221、222、227被用于长度方向d1的定位。
对于邻接的分隔件之间的接触，对燃料电池的发电特性影响较大的是邻接的分隔件13、14的构成波形形状13g、14g的凹凸与弹性构件30怎样接触。因此，只要固定销221～227和施力构件231～235至少从构成波形形状13g、14g的凹凸的排列方向(宽度方向d2)分别夹持分隔件13和弹性构件30并使它们对位，就能够使弹性构件30的立起片32同分隔件13的与弹性构件30接触的波形形状13g的凸部的位置准确地对准，能够抑制燃料电池单元之间的电阻。因此，能够省略波形形状13g的凹凸的截面形状所延伸的方向d1的定位所需要的固定销221、222、227和施力构件232、235。
弹性构件30的定位通过这样进行，即：利用施力构件231、232朝向固定销221～224按压弹性构件30，使弹性构件30与固定销221～224抵接。相对于此，分隔件13的定位通过这样进行，即：使固定销226、227贯穿于冷却流体供给口13b，使固定销225贯穿于冷却流体排出口13e，利用施力构件233～235朝向固定销225～227按压分隔件13，使分隔件13与固定销225～227抵接。
另外，分隔件13、14的定位通过这样进行，即：在分隔件13的长度方向d1上隔着截面呈凹凸形状的波形形状13g、14g成对地配置的冷却流体供给口13b和冷却流体排出口13e内配置固定销225、226。因此，在利用施力构件233、234施加按压力时，在施力构件233与施力构件234的按压时刻错开时不易发生分隔件13出乎意料地旋转这样的状况，能够提高对位的操作性。另外，固定销225、226的配置并不限定于冷却流体供给口13b、14b与冷却流体排出口13e、14e的组合，只要从阴极气体供给口13a、14a、冷却流体供给口13b、14b、阳极气体供给口13c、14c这三组中选择任意一组并且从阳极气体排出口13d、14d、冷却流体排出口13e、14e、阴极气体排出口13f、14f这三组中选择任意一组即可。并且，固定销225、226的配置也同样能够适应于利用图12所说明的层叠工序。
另外，固定销221～227和施力构件231～235能够通过弹簧等自由地相对于载置台220的载置面沉入、退避。因此，在对弹性构件30进行定位之后欲将分隔件13定位于载置台220时，也能够使固定销221～224和施力构件231、232沉入至载置台220，因此不会妨碍分隔件13的定位。因此，即使不扩大分隔件13，不将弹性构件30扩大为与分隔件13相同的形状，也能够使弹性构件30与分隔件13高精度地对位。另外，只要在欲将分隔件13定位于弹性构件30时不妨碍分隔件13的设置即可，因此只要构成为至少固定销221～224和施力构件231、232能够自载置面退避即可。
另外，能够构成为：在进行弹性构件30与分隔件13之间的接合时，先将弹性构件30设置于载置台220。如所述那样，弹性构件30不必包括分隔件13的阴极气体供给口13a、冷却流体供给口13b、阳极气体供给口13c、阳极气体排出口13d、冷却流体排出口13e、阴极气体排出口13f等。因此，与分隔件13相比，弹性构件30的外形较小。对此，通过先将弹性构件30设置于载置台220，能够利用固定销221～224和施力构件231、232对弹性构件30进行定位，即使不将弹性构件30扩大为与分隔件13相同的外形，也能够进行弹性构件30与分隔件13之间的对位。
另外，如图6的(A)～图6的(C)所示，固定销221～227和施力构件231～235的高度h1构成为比弹性构件30未被施加负荷时的高度h2高。因此，在弹性构件30未被沿层叠方向按压的状态下，即使利用施力构件231、232朝向固定销221～224按压弹性构件30，也能够利用固定销221～224挡住弹性构件30。因此，能够防止出现弹性构件30越过固定销221～224或者施力构件231、232而离开固定销221～224或者施力构件231、232的情况，能够提高对位的操作性。
手型机器人240、250、260是多关节的机器人，在顶端设有用于把持部件的手型机构。手型机器人240、250、260利用手型机构把持部件，并且通过关节部分的转动使部件移动至载置台220而将部件设置于载置台220。
焊接机器人270在顶端安装有焊炬，用于将弹性构件30与分隔件13焊接接合在一起并且将分隔件13与分隔件14焊接接合在一起。如图5所示，弹性构件30与分隔件13之间的接合通过这样进行，即：沿着构成波形形状13g的凹凸的截面形状所延伸的方向对该凹凸的一部分13k进行局部焊接。并且，分隔件13与分隔件14之间的接合是通过这样进行的，即：对分隔件13的阴极气体供给口13a的缘部13m、阳极气体供给口13c的缘部13n、阳极气体排出口13d的缘部13p、阴极气体排出口13f的缘部13q、构成分隔件13的外形的4条边13r、13s、13t、13u进行焊接。
按压构件280用于在进行弹性构件30与分隔件13之间的接合时施加朝向弹性构件30按压分隔件13的按压力。对于弹性构件30和分隔件13，需要向分隔件13的构成波形形状13g的多个凹凸中的与弹性构件30接触的部分照射来自焊接机器人270的激光等。因此，如图11的(A)所示，按压构件280设有狭缝，以在与分隔件13进行对位时激光能够透过波形形状13g与弹性构件30接触的位置的上方。
(分隔件组件的制造方法)
接着，说明用于形成本实施方式的分隔件组件的工序。分隔件组件的形成具有：准备工序(步骤ST10)，在该准备工序中，准备分隔件13、14和弹性构件30；第1载置工序(步骤ST20)，在该第1载置工序中，将弹性构件30以定位于载置台220的载置面的方式载置于载置台220的载置面；第2载置工序(步骤ST30)，在该第2载置工序中，在弹性构件30已被定位的状态下将分隔件13设置于载置台220；第1接合工序(相当于接合工序，步骤ST40)，在该第1接合工序中，将弹性构件30与分隔件13接合起来；以及第2接合工序(相当于另一接合工序，步骤ST50)，在该第2接合工序中，将分隔件13与分隔件14接合起来。
(准备工序、第1载置工序)
在准备工序中，在手型机器人240、250能够把持的位置设置未图示的部件设置场所，准备弹性构件30、分隔件13、14等用于构成燃料电池的部件。在第1载置工序中，设置于图2所示的输送带210的载置台220被输送至位置210a。机器人240从部件设置场所把持弹性构件30并将其输送至位置210a处的载置台220。机器人240利用已把持的弹性构件30使施力构件231、232暂时向远离固定销221～224的方向移动。之后，利用施力构件231、232的作用力使弹性构件30朝向固定销221～224移动，利用施力构件231、232和固定销221～224夹持弹性构件30。由此，弹性构件30被定位于载置台220。
(第2载置工序)
在弹性构件30的定位结束之后，载置台220被输送至位置210b。在第2载置工序中，机器人250从部件设置场所把持阳极分隔件13并将其输送至位置210b处的载置台220。并且，通过分隔件13使施力构件233～235以远离固定销225～227的方式移动，之后利用施力构件233～235的作用力使分隔件13朝向固定销225～227移动，从而利用施力构件233～235和固定销225～227夹持分隔件13。由此，分隔件13被定位于载置台220，弹性构件30与分隔件13对位。在将分隔件13定位于载置台220后，为了使分隔件13与弹性构件30充分接触而将按压构件280载置于分隔件13上。
(第1接合工序)
接着，载置台220被输送至位置210c。在第1接合工序中，在位置210c处，首先，确认弹性构件30与分隔件13之间的位置，为了将弹性构件30与分隔件13接合起来，使焊接机器人270的焊接头271移动至设于按压构件280的狭缝之间、即焊接部位的上方。之后，沿着分隔件13的波形形状13g、14g的延伸方向进行焊接接合。由此，分隔件13的波形形状13g的规定位置13k(参照图5)被焊接接合，弹性构件30与分隔件13被接合在一起。
(第2接合工序)
在第1接合工序结束之后，载置台220被输送至位置210d。在第2接合工序中，在位置210d处，机器人260把持已接合在一起的弹性构件30与分隔件13并使它们旋转180度。由此，弹性构件30与分隔件13之间的位置关系从图6的(A)所示的状态变化为图6的(B)所示的状态。之后，将载置台220配置于位置210b，如图6的(B)所示那样将上下颠倒的弹性构件30和分隔件13定位于载置台220。如所述那样，固定销221～224和施力构件231、232能够沉入载置台220，因此不会妨碍与弹性构件30接合在一起的分隔件13的设置。
对于与弹性构件30接合在一起的分隔件13的定位，与所述同样地使施力构件233～235以远离固定销225～227的方式移动。之后，利用施力构件233～235的作用力使与弹性构件30接合在一起的分隔件13朝向固定销225～227移动，从而利用固定销225～227和施力构件233～235夹持与弹性构件30接合在一起的分隔件13。由此，与弹性构件30接合在一起的分隔件13被定位于载置台220。
接着，如图6的(C)所示，与分隔件13同样地利用固定销225～227和施力构件233～235将分隔件14定位在与弹性构件30接合在一起的分隔件13上。由此，分隔件13与分隔件14对位。
在分隔件13与分隔件14对位之后，将位置210b处的载置台220输送至位置210c。之后，利用焊接机器人270对分隔件13的缘部13m、13n、13p、13q以及4条边13r、13s、13t、13u进行焊接，而将两者接合起来。在对缘部13m、13n、13p、13q进行焊接之后对4条边13r、13s、13t、13u进行焊接。分隔件13、14的波形形状之间的接触影响燃料电池100的发电特性，因此，对于4条边13r、13s、13t、13u的焊接，与边13s和边13u相比，先对边13r和边13t进行焊接。像这样对分隔件13的缘部13m、13n、13p、13q以及4条边13r、13s、13t、13u进行接合，从而将分隔件13与分隔件14接合起来，而制造出分隔件组件12。
(层叠工序)
在制造出分隔件组件12之后，在MEA11的两侧面配置分隔件组件12而形成燃料电池单元10a，层叠规定数量的燃料电池单元10a而形成层叠体10。之后，沿着层叠体10的层叠方向配置集电板16、17，利用紧固板21、22、加强板23、24以及端板25、26覆盖层叠体10和集电板16、17。之后，将螺钉27安装于紧固板21、22并对螺钉27进行紧固，从而对层叠体10、集电板16、17以及端板25、26进行加压而制造出燃料电池100。
接着，说明本实施方式的作用和效果。对于燃料电池，为了抑制邻接的燃料电池单元中的特别是相邻的分隔件之间的接触状况所引起的燃料电池单元之间的电阻，有时在分隔件之间设置弹性构件。但是，弹性构件用于吸收分隔件的形状中的特别是相当于波形形状的部分的形状差异，因此，如果仅考虑层叠，则不需要将弹性构件的形状扩大至被设于比波形形状靠外侧的燃料、氧化剂和冷却介质的流通孔。但是，在如以往那样在构成部件的4个角部设置贯通孔并使定位销贯穿于贯通孔来进行定位的情况下，由于分隔件的外形与弹性构件的外形不同，因此不得不将外形较小的弹性构件扩大为与分隔件相同的外形，在该情况下，弹性构件的成本增大。
相对于此，在本实施方式的燃料电池用分隔件组件的制造方法和装置的情况下，准备分隔件13、14以及外形比分隔件13、14的外形小的弹性构件30，利用固定销221～224和施力构件231、232对弹性构件30进行定位，利用固定销225～227和施力构件233～235夹持分隔件13而使分隔件13与固定销225～227以及施力构件233～235抵接，从而将分隔件13定位于弹性构件30。在欲将分隔件13定位于弹性构件30时能够使相当于第1定位构件的固定销221～224和施力构件233～235退避为不自载置面突出。因此，在欲将分隔件13设置在弹性构件30上时，固定销221～224和施力构件233～235也不会妨碍分隔件13的设置。因此，即使不将弹性构件30的形状扩大至与分隔件13的形状相同，也能够制造分隔件13与弹性构件30高精度地对位的分隔件组件。
另外，第2载置工序构成为在第1载置工序之后进行。即，构成为：在向载置台220设置弹性构件30和分隔件13、14时，在载置台220上设置弹性构件30之后再设置分隔件13并进行对位。因此，即使不在弹性构件30设置阴极气体供给口13a、冷却流体供给口13b、阳极气体供给口13c、阳极气体排出口13d、冷却流体排出口13e和阴极气体排出口13f，也能够将弹性构件30定位于载置台220并与分隔件13对位，从而能够抑制弹性构件30的部件成本增大并且能够高精度地进行与分隔件13之间的对位。
另外，相当于第1定位构件的固定销221～224和施力构件231、232以及相当于第2定位构件的固定销225～227和施力构件233～235构成为至少从分隔件13、14的构成波形形状13g、14g的凹凸所排列的方向夹持弹性构件30或分隔件13。对于邻接的分隔件之间的接触，对燃料电池的发电特性影响较大的是邻接的分隔件13、14的构成波形形状13g、14g的凹凸与弹性构件30的立起片32怎样接触。因此，只要至少从构成波形形状13g、14g的凹凸的排列方向分别夹持分隔件13和弹性构件30，就能够使两者的位置关系在凹凸的排列方向上准确地对准，不需要将弹性构件30的形状扩大至分隔件13、14的形状。因此，即使不将弹性构件30扩大至与分隔件13、14的形状相同的形状，也能够使弹性构件与分隔件的位置准确地对准，从而能够抑制燃料电池单元之间的电阻。
另外，分隔件13、14具有供用于使燃料电池100产生电动势的燃料、氧化剂或冷却介质流通的阴极气体供给口13a、14a、冷却介质供给口13b、14b、阳极气体供给口13c、14c、阳极气体排出口13d、14d、冷却介质排出口13e、14e以及阴极气体排出口13f、14f，相当于第2定位构件的固定销225～227和施力构件233～235利用冷却介质供给口13b、14b和冷却介质排出口13e、14e来进行弹性构件30与分隔件13之间的对位。因此，即使不设置与弹性构件30之间的对位用的定位专用形状，与不使用弹性构件30的燃料电池之间不区分分隔件的规格，也能够进行与弹性构件30之间的对位。
另外，在第2载置工序中，构成为：利用分隔件13、14中的隔着截面为凹凸形状的波形形状13g、14g成对地配置的阴极气体供给口13a、14a、冷却流体供给口13b、14b、阳极气体供给口13c、14c、阳极气体排出口13d、14d、冷却流体排出口13e、14e、阴极气体排出口13f、14f来进行分隔件13的定位。因此，能够防止在分隔件13的定位时出现因分隔件13出乎意料地旋转等而导致定位花费时间这样的情况，能够提高定位的操作性。
另外，用于弹性构件30与分隔件13之间的对位的固定销221～227和施力构件231～235的高度均构成为比弹性构件30未被加压时的高度高。因此，即使在弹性构件30未被按压而立起片32的部位未发生挠曲的情况下，也能够利用固定销221～227和施力构件231～235牢固地夹持弹性构件30，能够提高定位的可靠性。
另外，构成为：在用于将弹性构件30与分隔件13接合起来的第1接合工序之后进行用于使分隔件13与分隔件14对位并将它们接合起来的第2接合工序。弹性构件30配置在分隔件13与分隔件14之间，因此，例如若想要在将分隔件13与分隔件14的外周局部接合起来之后将弹性构件30配置在分隔件13与分隔件14之间并进行接合，则在弹性构件30配置在分隔件13、14之间时无法保持位置，因此有可能在偏离的位置处接合。对此，通过先将弹性构件30接合于分隔件13，从而弹性构件30的位置相对于分隔件13而言固定，即使弹性构件30配置在分隔件13与分隔件14之间，也能够防止弹性构件30的位置发生偏移。因此，能够在弹性构件30与分隔件13、14的波形形状13g、14g高精度地对位的状态下形成分隔件组件，能够良好地抑制燃料电池单元之间的电阻。
另外，在第2接合工序中，构成为：对于分隔件13与分隔件14之间的接合，同与阴极气体供给口13a、冷却流体供给口13b、阳极气体供给口13c、阳极气体排出口13d、冷却流体供给口13e、阴极气体排出口13f邻接的边13s、13u相比，先对与波形形状13g邻接的边13r、13t进行焊接接合。如所述那样，邻接的分隔件的波形形状的接触状态给燃料电池单元之间的电阻的上升带来的影响较大。因此，先从分隔件13的外形的4条边中的特别是靠近波形形状13g的边13r、13t开始进行接合，从而能够防止在将弹性构件30夹持在分隔件13与分隔件14之间时弹性构件30的位置发生偏移，能够使弹性构件30与分隔件13、14高精度地接触，从而能够抑制燃料电池单元之间的电阻的上升。
另外，在第1接合工序中，构成为：弹性构件30在与载置台220的载置面接触的状态下被沿着弹性构件30和分隔件13的层叠方向按压。因此，能够通过弹性构件30的恢复力使弹性构件30与分隔件13更加紧密地接触并接合在一起，能够有助于抑制燃料电池单元之间的电阻的上升。
另外，用于弹性构件30与分隔件13之间的定位的冷却流体供给口13b和冷却流体排出口13e还被形成为在层叠工序中层叠燃料电池单元10a来形成层叠体10而进行定位时的定位形状以及在层叠体10的两端配置集电板16、17和端板25、26而进行定位时的定位形状来加以利用。因此，能够避免产生因层叠燃料电池的构成部件时的基准与形成分隔件组件时的基准不同而产生的基准之间的差异，能够抑制层叠燃料电池的构成部件时、形成分隔件组件时的组装差异。
另外，在第1接合工序中利用按压构件280朝向弹性构件30按压分隔件13的按压负荷比在层叠燃料电池的构成部件的层叠工序时施加的按压负荷大。在进行弹性构件30与分隔件13之间的接合时，弹性构件30未被分隔件13、14夹持，能够通过恢复力返回到伸长的状态。在这样的情况下，与在层叠工序时所施加的负荷相比，弹性构件30被施加较大的负荷，弹性构件30即使在被施加有较大的负荷时也难以塑性变形，能够提高弹性构件30作为缓冲构件的功能。
本发明并不仅限定于所述的实施方式，能够在权利要求书的范围内进行各种变更。
对于弹性构件30与分隔件13之间的接合，说明了这样的实施方式，即：在沿着分隔件13的波形形状的延伸方向在多处(在图10中为12处)形成接合部位13k之后进行缘部13m、13n、13p、13q以及外周13r、13s、13t、13u的接合，但并不限定于此。对于弹性构件30和分隔件13，即使不对12处接合部位全部进行焊接，也能够将弹性构件30与分隔件13临时固定。因此，也能够是，在第1接合工序中，对图10所示的波形形状13g的12处接合部位13h中的一部分进行焊接，在第2接合工序中对缘部13m、13n、13p、13q以及外周13r、13s、13t、13u进行接合，之后对波形形状的接合部位13k的其余的部位进行焊接。
本申请基于2013年5月23日提出申请的日本专利申请号2013－109325号，参照该日本专利申请的公开内容并将其作为全体引入本说明书中。
附图标记说明
10、层叠体；10a、燃料电池单元；100、燃料电池；11、膜电极接合体；11a、电解质膜；11b、阳极；11c、阴极；12、分隔件组装体；13、阳极分隔件(第1分隔件)；13g、波形形状；14、阴极分隔件(第2分隔件)；14g、波形形状；15、框架构件；16、17、集电板；20、壳体；21、22、紧固板；23、24、加强板；25、26、端板(端部构件)；27、螺钉；210、输送带；210a～210d、载置台的停止位置；220、载置台(载置部)；221～227、固定销；231～235、施力构件；240、250、260、手型机器人；270、焊接机器人(接合部)；280、按压构件；13a、14a、阴极气体供给口(分隔件流通孔)；13b、14b、冷却流体供给口(分隔件流通孔)；13c、14c、阳极气体供给口(分隔件流通孔)；13d、14d、阳极气体排出口(分隔件流通孔)；13e、14e、冷却流体排出口(分隔件流通孔)；13f、14f、阴极气体排出口(分隔件流通孔)；15a、16a、17a、25a、26a、阴极气体供给口(连通孔)；15b、16b、17b、25b、26b、冷却流体供给口(连通孔)；15c、16c、17c、25c、26c、阳极气体供给口(连通孔)；15d、16d、17d、25d、26d、阳极气体排出口(连通孔)；15e、16e、17e、25e、26e、冷却流体排出口(连通孔)；15f、16f、17f、25f、26f、阴极气体排出口(连通孔)；13k、波形形状的焊接部位；13m、13n、13p、13q、阴极气体供给口、阳极气体供给口、阳极气体排出口、阴极气体排出口这几者的焊接部位；13r、13s、13t、13u、分隔件的外周的焊接部位；30、弹性构件；31、基部面；32、立起片；32a、固定端部；32b、自由端部；300、层叠装置；310、支承台；320、基准台；330、340、定位柱；350、柱间隔；351、352、基准孔；361、362、基准侧柱；370、隔离件；380、支承柱；390、控制器；d1、分隔件的长度方向(波形形状延伸的方向)；d2、分隔件的宽度方向(构成波形形状的多个凹凸排列的方向)。

Claims (12)

1.一种燃料电池用的分隔件组件的制造方法，该燃料电池用的分隔件组件与膜电极接合体邻接地设置，用于形成供流体流动的流路，其中，
该燃料电池用的分隔件组件的制造方法具有：
准备工序，在该准备工序中，准备弹性构件、截面形状具有凹凸形状的第1分隔件以及截面形状具有凹凸形状的第2分隔件，该弹性构件具有导电性，并具有小于所述第1分隔件和所述第2分隔件这两者的从平面方向进行观察时的俯视的外形形状的外形形状，该弹性构件配置在所述第1分隔件与所述第2分隔件之间并且通过弹性变形来维持与相对的所述第1分隔件的凸部以及所述第2分隔件的凸部这两者的接触；
第1载置工序，在该第1载置工序中，使所述弹性构件与设于载置面的第1定位构件抵接，从而将所述弹性构件定位并将所述弹性构件载置于所述载置面；
第2载置工序，在该第2载置工序中，使所述第1分隔件与设于所述载置面的比设有所述第1定位构件的区域靠外侧的区域的第2定位构件抵接，从而将所述第1分隔件相对于所述弹性构件定位并将所述第1分隔件以与所述弹性构件重叠的方式载置于所述弹性构件；以及
接合工序，在该接合工序中，将已被定位并且彼此重叠的所述弹性构件与所述第1分隔件接合起来，
在所述第2载置工序中，使用于对所述弹性构件进行定位的所述第1定位构件自所述载置面退避的同时，使所述第1分隔件与所述弹性构件重叠。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
所述第2载置工序在所述第1载置工序之后进行。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
所述第1定位构件和所述第2定位构件被配置为：至少从所述第1分隔件和所述第2分隔件这两者的所述凹凸形状排列的方向夹持所述第1分隔件和所述弹性构件。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
所述第1分隔件和所述第2分隔件具有多个供用于使所述燃料电池产生电动势的燃料、氧化剂或者用于冷却所述燃料电池的冷却流体流通的分隔件流通孔，
所述第2定位构件利用所述分隔件流通孔来进行所述第1分隔件的定位。
5.根据权利要求4所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
所述分隔件流通孔在俯视时隔着截面形状呈凹凸形状的部位成对地配置，
在所述第2载置工序中，利用成对地配置的所述分隔件流通孔来进行所述第1分隔件的定位。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
所述第1定位构件和所述第2定位构件构成为比所述弹性构件未被施加负荷时的高度高。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的燃料电池用分隔件组件的制造方法，其中，
该燃料电池用的分隔件组件的制造方法在所述接合工序之后还具有用于将所述第1分隔件与所述第2分隔件接合起来的另一接合工序。
8.根据权利要求7所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
所述第1分隔件和所述第2分隔件具有与所述分隔件流通孔邻接的第1边的对以及相对于所述第1边的对来说与所述截面形状呈凹凸形状的部位邻接的第2边的对，
在所述另一接合工序中，与所述第1边的对相比，先对所述第2边的对进行接合。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的燃料电池用的分隔件组件的制造方法，其中，
在所述接合工序中，所述弹性构件在与所述载置面接触的状态下被沿着所述弹性构件和所述第1分隔件这两者的层叠方向按压。
10.一种燃料电池的制造方法，其中，
该燃料电池的制造方法还具有层叠工序，在该层叠工序中，交替层叠权利要求1～9中任意一项所述的所述分隔件组件和所述膜电极接合体，在比层叠在一起的所述膜电极接合体和所述分隔件组件靠层叠方向上的两端的位置至少配置集电板和端部构件，从所述层叠方向施加按压负荷，
所述膜电极接合体在外周部具有框架构件，
所述框架构件、所述集电板和所述端部构件分别具有在层叠时与所述分隔件流通孔连通的连通孔，
在所述层叠工序中，利用所述分隔件流通孔以及所述框架构件、所述集电板和所述端部构件这三者的所述连通孔的缘部来进行所述分隔件组件、所述膜电极接合体、所述集电板以及所述端部构件的对位。
11.根据权利要求10所述的燃料电池的制造方法，其中，
在所述接合工序中，所述弹性构件被从所述层叠方向施加有比所述层叠工序时的按压负荷大的按压负荷。
12.一种燃料电池用的分隔件组件的制造装置，该燃料电池用的分隔件组件与膜电极接合体邻接地设置，用于形成供流体流动的流路，其中，
所述分隔件组件具有弹性构件、截面形状具有凹凸形状的第1分隔件以及截面形状具有凹凸形状的第2分隔件，该弹性构件具有导电性，并具有小于所述第1分隔件和所述第2分隔件这两者的从平面方向进行观察时的俯视的外形形状的外形形状，该弹性构件配置在所述第1分隔件与所述第2分隔件之间并且通过弹性变形来维持与相对的所述第1分隔件的凸部以及所述第2分隔件的凸部之间的接触，
所述制造装置具有：
载置部，其供所述弹性构件、所述第1分隔件和所述第2分隔件载置；
第1定位构件，其设于所述载置部的载置面，通过与所述弹性构件抵接而将所述弹性构件定位；
第2定位构件，其设于比设有所述第1定位构件的区域靠外侧的区域，通过与所述第1分隔件抵接而将所述第1分隔件相对于所述弹性构件定位；以及
接合部，其用于将通过所述第1定位构件和所述第2定位构件实现了对位的所述弹性构件与所述第1分隔件接合起来，
所述第1定位构件能够自所述载置面退避。
CN201480026662.4A 2013-05-23 2014-04-09 燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置 Active CN105210221B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-109325 2013-05-23
JP2013109325 2013-05-23
PCT/JP2014/060306 WO2014188807A1 (ja) 2013-05-23 2014-04-09 燃料電池用セパレータの製造方法及び製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105210221A true CN105210221A (zh) 2015-12-30
CN105210221B CN105210221B (zh) 2018-10-30

Family

ID=51933373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480026662.4A Active CN105210221B (zh) 2013-05-23 2014-04-09 燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9793553B2 (zh)
EP (1) EP3001488B1 (zh)
JP (1) JP6115633B2 (zh)
CN (1) CN105210221B (zh)
CA (1) CA2913316C (zh)
WO (1) WO2014188807A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107851827A (zh) * 2015-08-07 2018-03-27 米其林集团总公司 用于制造燃料电池的双极板的堆叠

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2919060C (en) 2013-07-22 2019-04-02 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel-cell-stack manufacturing method and fuel-cell-stack
JP6996408B2 (ja) * 2018-04-19 2022-02-04 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用のセパレータ材の搬送方法
DE102020201367A1 (de) * 2020-02-05 2021-08-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brennstoffzellenstapel ohne Dichtungsmaterial

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002056882A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2006318863A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Toyota Motor Corp 燃料電池のセパレータ
EP1770807A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-04 Behr GmbH & Co. KG Kühlbare Bipolarplatte
EP1850414A2 (en) * 2006-03-29 2007-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Conductive connecting members and electrochemical systems
JP2010118306A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータ接合体、燃料電池、燃料電池用セパレータ接合体の製造方法および製造装置、燃料電池の製造方法および製造装置
JP2012059383A (ja) * 2010-09-06 2012-03-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタック

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6048435U (ja) * 1983-09-12 1985-04-05 積水化学工業株式会社 板状体のセンタ−位置合わせ装置
JP2008059760A (ja) 2006-08-29 2008-03-13 Toyota Motor Corp 燃料電池および燃料電池の製造方法
DE112012000854B4 (de) * 2011-02-18 2023-01-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Poröser Aluminiumkörper mit dreidimensionalem Netzwerk, Elektrode unter Verwendung des porösen Aluminiumkörpers und nicht-wässrige Elektrolytbatterie, Kondensator und Lithiumionenkondensator mit nicht-wässriger elektrolytischer Lösung, die jeweils die Elektrode verwenden
JP6014548B2 (ja) * 2012-12-07 2016-10-25 本田技研工業株式会社 燃料電池の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002056882A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2006318863A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Toyota Motor Corp 燃料電池のセパレータ
EP1770807A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-04 Behr GmbH & Co. KG Kühlbare Bipolarplatte
EP1850414A2 (en) * 2006-03-29 2007-10-31 Ngk Insulators, Ltd. Conductive connecting members and electrochemical systems
EP1850414A3 (en) * 2006-03-29 2008-05-21 Ngk Insulators, Ltd. Conductive connecting members and electrochemical systems
JP2010118306A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用セパレータ接合体、燃料電池、燃料電池用セパレータ接合体の製造方法および製造装置、燃料電池の製造方法および製造装置
JP2012059383A (ja) * 2010-09-06 2012-03-22 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタック

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107851827A (zh) * 2015-08-07 2018-03-27 米其林集团总公司 用于制造燃料电池的双极板的堆叠
CN107851827B (zh) * 2015-08-07 2021-05-28 米其林集团总公司 用于制造燃料电池的双极板的堆叠

Also Published As

Publication number Publication date
US20160079611A1 (en) 2016-03-17
CN105210221B (zh) 2018-10-30
EP3001488A4 (en) 2016-06-01
EP3001488B1 (en) 2017-10-04
CA2913316A1 (en) 2014-11-27
JP6115633B2 (ja) 2017-04-19
US9793553B2 (en) 2017-10-17
WO2014188807A1 (ja) 2014-11-27
EP3001488A1 (en) 2016-03-30
JPWO2014188807A1 (ja) 2017-02-23
CA2913316C (en) 2017-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4956882B2 (ja) 燃料電池
JP6056964B2 (ja) 燃料電池の製造方法及び製造装置
CN105210221A (zh) 燃料电池用分隔件的制造方法和制造装置
EP2727173B1 (en) Apparatus for connecting fuel cells to an external circuit
JP5375940B2 (ja) 燃料電池
JP2018181551A (ja) 燃料電池
US9397351B2 (en) Apparatus and methods for connecting fuel cells to an external circuit
JP6602244B2 (ja) 燃料電池用樹脂枠付き段差ｍｅａ及びその製造方法
JP2006339118A (ja) 燃料電池スタックの組立装置
JP6020718B2 (ja) 燃料電池用セパレータアセンブリの製造装置及び製造方法
JP4789478B2 (ja) 燃料電池スタック及びその組み付け方法
JP2008041448A (ja) 燃料電池用セパレータ、燃料電池および燃料電池の製造方法
JP2020119720A (ja) 燃料電池スタック
JP6221680B2 (ja) 燃料電池の製造方法
CA2678132C (en) Fuel cell, and method and apparatus for assembling fuel cell
KR101836604B1 (ko) 연료전지용 스택의 소재 접합 장치
JP7337730B2 (ja) 燃料電池スタック及びセパレータ
JP2022112216A (ja) 燃料電池用のセパレータ及び燃料電池スタック
CN114864980A (zh) 燃料电池用的隔板以及燃料电池堆
JP2015022970A (ja) 変形吸収部材および燃料電池
KR20210019703A (ko) 연료전지용 탄성체 셀 프레임 제조장치
JP2007299673A (ja) 燃料電池スタック
JP2012226843A (ja) 燃料電池

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