CN106910921B - 燃料电池以及燃料电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池包括：膜电极气体扩散层组件；第一隔离物和第二隔离物，其夹住膜电极气体扩散层组件；密封构件，其具有树脂制成的基材；第一粘合剂层，其将基材的一个表面接合至第一隔离物；第二粘合剂层，其将基材的另一个表面接合至第二隔离物；以及粘合部分，其将基材的一个表面的内周缘接合至电解质膜的周缘。第一粘合剂层和第二粘合剂层与粘合部分分开，在基材的内周缘与第一粘合剂层和第二粘合剂层之间的基材上除了粘合部分之外不提供其他粘合剂部件，并且基材的线性膨胀系数比第一粘合剂层的线性膨胀系数和第二粘合剂层的线性膨胀系数中的任何线性膨胀系数都小。

Description

燃料电池以及燃料电池的制造方法

发明领域

本发明涉及燃料电池和燃料电池的制造方法。

背景技术

已知一种燃料电池，其包括：膜电极气体扩散层组件，该膜电极气体扩散层组件设置有阶梯状部分，使得电解质膜的阴极侧周缘区域暴露；一对隔离物，该一对隔离物夹住膜电极气体扩散层组件；以及密封构件，该密封构件被夹在该对隔离物之间并且被接合至电解质膜的周缘区域。在密封构件的树脂基材的两侧分别设置有粘合剂层，并且粘合剂层接合至该对隔离物。此外，粘合剂层中的一个粘合剂层接合至电解质膜(例如，参见第2014-67689号日本专利申请公开(JP 2014-67689 A))。

对于密封构件的粘合剂层，例如，使用热塑性树脂或热固性树脂，并且粘合剂层被热压接合至隔离物。在粘合剂层由热塑性树脂制成的情况下，粘合剂层中的既未接合至隔离物也未接合至电解质膜的部分在热压接合之后的冷却时收缩，并且张力会被施加于电解质膜。在粘合剂层是热固性树脂的情况下，粘合剂层中的该部分在热固化之后的冷却时收缩，并且会发生类似的问题。此外，在这样的燃料电池组被置于低温环境下的情况下，粘合剂层的该部分收缩，并且会出现类似的问题。

发明内容

本发明提供了一种抑制施加到电解质膜的张力的燃料电池，以及燃料电池的制造方法。

根据本发明的第一方面的燃料电池包括膜电极气体扩散层组件、第一隔离物和第二隔离物、密封构件以及粘合部分。膜电极气体扩散层组件具有：电解质膜；第一催化剂层，该第一催化剂层布置在电解质膜的一个表面上；第二催化剂层，该第二催化剂层布置在电解质膜的另一个表面上，使得电解质膜的周缘区域被暴露；第一气体扩散层，该第一气体扩散层连结至第一催化剂层；以及第二气体扩散层，该第二气体扩散层连结至第二催化剂层，使得该周缘区域被暴露。第一隔离物和第二隔离物夹住膜电极气体扩散层组件。密封构件具有：基材，该基材是树脂制成的并且具有框架形状；第一粘合剂层，该第一粘合剂层将基材的一个表面接合至第一隔离物；以及第二粘合剂层，该第二粘合剂层将基材的另一个表面接合至第二隔离物。粘合部分将基材的一个表面的内周缘侧接合至电解质膜的周缘区域。第一粘合剂层和第二粘合剂层在电解质膜的平面方向上与粘合部分分开，并且第一粘合剂层和第二粘合剂层在电解质膜的平面方向上被布置在电解质膜的外部。在电解质膜的平面方向上，在基材的内周缘与第一粘合剂层和第二粘合剂层之间的基材上没有设置除了粘合部分之外的其他粘合剂部件。基材的线性膨胀系数比第一粘合剂层的线性膨胀系数和第二粘合剂层的线性膨胀系数中的任何线性膨胀系数都小。

基材的一个表面的内周缘侧通过粘合部分被接合至电解质膜的周缘区域。第一粘合剂层和第二粘合剂层在电解质膜的平面方向上与粘合部分分开，并且第一粘合剂层和第二粘合剂层在电解质膜的平面方向上被布置在电解质膜的外部。在电解质膜的平面方向上，在基材的内周缘与第一粘合剂层和第二粘合剂层之间的基材上没有设置除了粘合部分之外的其他粘合剂部件。因此，抑制了基材连同第一粘合剂层和第二粘合剂层的收缩而一起收缩。基材被接合至电解质膜的周缘区域。然而，由于基材的线性膨胀系数比第一粘合剂层的线性膨胀系数和第二粘合剂层的线性膨胀系数中的任何线性膨胀系数都小，因此抑制了基材本身的收缩。从而，抑制了连同基材的收缩一起施加于电解质膜的张力。

基材的线性膨胀系数可以是57×10^-6/K或更小。

第一粘合剂层和第二粘合剂层可以是热塑性树脂。

此外，根据本发明的第二方面的燃料电池的制造方法包括：制备膜电极气体扩散层组件，该膜电极气体扩散层组件具有电解质膜、第一催化剂层和第二催化剂层以及第一气体扩散层和第二气体扩散层，第一催化剂层布置在电解质膜一个表面上，第二催化剂层布置在电解质膜的另一个表面上，使得电解质膜的周缘区域被暴露，第一气体扩散层连结至第一催化剂层，以及第二气体扩散层连结至第二催化剂层，使得该周缘区域被暴露；制备第一隔离物和第二隔离物；制造密封构件，该密封构件具有基材以及第一粘合剂层和第二粘合剂层，基材是树脂制成的并且具有框架形状，第一粘合剂层和第二粘合剂层分别设置在基材的一个表面上和另一个表面上，其中，第一粘合剂层和第二粘合剂层在基材的平面方向上比电解质膜大，在基材的平面方向上，在基材的内周缘与第一粘合剂层和第二粘合剂层之间的基材上没有设置粘合剂部件，并且基材的线性膨胀系数比第一粘合剂层的线性膨胀系数和第二粘合剂层的线性膨胀系数中的任何线性膨胀系数都小；通过使用粘合剂将基材的一个表面的内周缘侧接合至电解质膜的周缘区域，使得第一粘合剂层和第二粘合剂层在电解质膜的平面方向上与电解质膜分开；以及分别使用第一粘合剂层和第二粘合剂层将膜电极气体扩散层组件和密封构件接合至第一隔离物和第二隔离物，同时使得第一隔离物和第二隔离物夹住膜电极气体扩散层组件和密封构件。

在制造密封构件时，可以分别制备具有伸长的形状的基材以及具有伸长的形状的第一粘合剂层和第二粘合剂层，可以在第一粘合剂层和第二粘合剂层中的每一个中形成比电解质膜大的开口，可以将第一粘合剂层和第二粘合剂层分别附接至基材的一个表面和另一个表面，使得开口的位置彼此匹配，可以在开口的外侧的位置处将基材连同第一粘合剂层和第二粘合剂层一起切割成矩形形状，可以在向内离开开口的周缘的位置处将基材的中心部分切割成比电解质膜的周缘区域的外周小并且比第二催化剂层大的形状，以及可以在开口的外侧形成用于支管的孔。

可以提供一种燃料电池以及燃料电池的制造方法，其中抑制了施加于电解质膜的张力。

附图说明

在下文中将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是单个单元的分解透视图，该单个单元是燃料电池；

图2是燃料电池组的单个单元的部分剖视图；

图3是比较示例的说明视图；

图4是示出单个单元的制造方法的流程图；

图5是示出密封构件的制造方法的流程图；

图6A至图6C是密封构件的制造方法的说明视图；以及

图7A和图7B是密封构件的制造方法的说明视图。

具体实施方式

图1是单个单元60的分解透视图，该单个单元60是燃料电池。通过堆叠多个单个单元60构建燃料电池组。该燃料电池组是聚合物电解质燃料电池组，其在燃料气体(例如，氢)和氧化剂气体(例如，氧)作为反应气体被提供时生成电力。单个单元60包括膜电极气体扩散层组件20(在下文中被称为MEGA)，以及夹住MEGA 20的阳极侧隔离物33a和阴极侧隔离物33c(在下文中被称为隔离物)。MEGA 20具有阳极侧气体扩散层22a和阴极侧气体扩散层22c(在下文中被称为扩散层)。在MEGA 20的周缘区域设置有通常具有框架形状并且绝缘的密封构件40，该密封构件40的细节将在后面给出。

在隔离物33a的两个短边中的一个短边处形成孔a1到a3，在另外一边形成孔a4到a6。类似地，在隔离物33c的两个短边中的一个短边处形成孔c1到c3，在另外一边形成孔c4到c6。在密封构件的两个短边中的一个短边处形成孔s1到s3，在另外一边形成孔s4到s6。孔a1、s1和c1彼此连通并限定了阴极入口支管(manifold)。类似地，孔a2、s2和c2限定了冷却剂出口支管；孔a3、s3和c3限定了阳极出口支管；孔a4、s4和c4限定了阳极入口支管；孔a5、s5和c5限定了冷却剂入口支管；以及孔a6、s6和c6限定了阴极出口支管。

在隔离物33a的面向MEGA 20的表面上，阳极入口支管和阳极出口支管彼此连通，从而形成了燃料气体在其中流动的阳极流动通道34a。在隔离物33c的面向MEGA 20的表面上，阴极入口支管和阴极出口支管彼此连通，从而形成了氧化剂气体在其中流动的阴极流动通道34c。在阳极流动通道34a的另一侧的隔离物33c的表面上，以及在阴极流动通道34c的另一侧的隔离物33c的表面上，冷却剂入口支管和冷却剂出口支管彼此连通，从而分别形成冷却剂在其中流动的冷却流动通道35a和35c。

图2是燃料电池组1的单个单元60的部分剖视图。图2仅示出了单个单元60而未示出剩余的单个单元。MEGA 20包括前述的扩散层22a和扩散层22c，以及膜电极组件(在下文中被称为MEA)10。该MEA 10包括大体上矩形的电解质膜11，以及分别在电解质膜11的一个表面(图2中的下表面)和另一个表面(图2中的上表面)上形成的阳极侧催化剂层12a和阴极侧催化剂层12c(在下文中被称为催化剂层)。电解质膜11是在湿态下具有良好的质子传导性的固体聚合物膜，例如氟基离子交换膜。电解质膜11具有周缘区域11e，以及被周缘区域11e围绕的中心区域11c。

形成催化剂层12a，使得其位置与电解质膜11的端部大体上对齐。这意味着催化剂层12a在包括电解质膜11的周缘区域11e和中心区域11c的一侧形成在电解质膜11的大体整个表面上。催化剂层12c在电解质膜11的另一个表面的中心区域11c中形成，而非在周缘区域11e中形成。催化剂层12a和催化剂层12c分别是第一催化剂层和第二催化剂层的示例。通过将例如携带铂(Pt)的碳载体以及具有质子传导性的离子交联聚合物施加到电解质膜11上来形成催化剂层12a和催化剂层12c。

将扩散层22a连结至催化剂层12a，并且将扩散层22c连结至催化剂层12c。扩散层22a和扩散层22c由具有气体渗透性和传导性的材料例如多孔纤维基材形成，其中多孔纤维基材如碳纤维和石墨纤维。扩散层22a是连结至催化剂层12a的第一气体扩散层的示例。扩散层22c被设置成其端部位于催化剂层12c的端部的稍内侧，或者与催化剂层12c的端部大体上对齐。因此，扩散层22c被设置成通过催化剂层12c与电解质膜11的中心区域11c重叠而与周缘区域11e不重叠。从而，扩散层22c被设置成使得周缘区域11e暴露。因此，如图2所示，在MEGA 20的周缘部分形成阶梯状部分25。扩散层22c是连结至催化剂层12c使得周缘区域11e被暴露的第二气体扩散层的示例。

类似地，扩散层22a被设置成使得其端部与催化剂层12a的端部大体上对齐。然而，如之前所述，催化剂层12a在电解质膜11的一侧在大体上整个表面上形成。这意味着扩散层22a被设置成使得通过催化剂层12a不仅与中心区域11c重叠而且与周缘区域11e重叠。由于扩散层22a被设置成使得与周缘区域11e重叠，因此MEA 10以稳定的方式被支持。而且，将扩散层22a连结至催化剂层12a，将扩散层22c连结至催化剂层12c，并且扩散层22a和扩散层22c被设置成使得其不与电解质膜11直接接触。因此，例如，防止了扩散层22a或扩散层22c的纤维与电解质膜11直接接触并且损坏电解质膜11。此外，由于扩散层22c比扩散层22a薄，因此抑制了阴极气体的扩散阻力的增加，从而抑制燃料电池组1的发电效率的劣化。在该示例中，扩散层22c被形成为比扩散层22a薄，但本发明不限于此。

密封构件40是用于防止催化剂电极之间的电气短路和交叉泄露(cross leakage)的构件，具有框架形状并且由树脂制成。密封构件40包括具有框架形状的且由树脂制成的基材41以及分别设置于基材41的两个表面上的粘合剂层42。设置于基材41的一个表面(在图2中的下表面)上的粘合剂层42接合至隔离物33a。设置于基材41的另一个表面(在图2中的上表面)上的粘合剂层42接合至隔离物33c。因此，密封构件40被夹在一对隔离物33a和隔离物33c之间。类似于基材41，以框架形状在基材41的两个表面上设置粘合剂层42。设置于基材41的一个表面上的粘合剂层42是第一粘合剂层的示例，并且设置于基材41的另一个表面上的粘合剂层42是第二粘合剂层的示例。

如图2所示，仅在接合至隔离物33a和隔离物33c的部分上分别设置两个粘合剂层42，这两个粘合剂层42在电解质膜11的平面方向上与电解质膜11分开至电解质膜11的外侧。因此，粘合剂层42的内周缘42e位于基材41的内周缘41e的外侧。基材41的内周缘41e侧经由粘合剂50接合至电解质膜11的周缘区域11e。粘合剂50可以存在于基材41的内周缘41e侧的一个表面(在图2中的下表面)与电解质膜11的周缘区域11e之间。粘合剂50是例如热固性树脂，但是也可以是紫外线固化树脂。在施加前粘合剂50的状态可以是例如凝胶状、胶状、乳状状态中的任何状态。粘合剂50是将基材41的内周缘41e侧的一个表面接合至电解质膜11的周缘区域11e的粘合部分的示例。

在电解质膜11的平面方向上，在基材41的内周缘41e与粘合剂层42之间的基材41上没有设置除了粘合剂50之外的其他粘合剂部件。更详细地，在基材41的一个表面上，粘合剂层42在电解质膜11的平面方向上与粘合剂50分开，并且在电解质膜11的平面方向上设置于电解质膜11的外侧，并且在粘合剂层42与粘合剂50之间不提供粘合剂部件。在基材41的另一表面上，粘合剂层42在电解质膜11的平面方向上与粘合剂50分开，并且在电解质膜11的平面方向上设置于电解质膜11的外侧，并且在粘合剂层42与粘合剂50之间不提供粘合剂部件。这意味着在电解质膜11的周缘区域11e周围的基材41上没有设置除了粘合剂50之外的其他粘合剂部件。

基材41由下述材料形成：该材料的结构在后面描述的用于制造单个单元60的步骤中的热压接合时的温度条件下不会变化。具体地，基材41的材料是例如PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等。为了将基材41以及隔离物33a和33c彼此接合并且保证密封性，粘合剂层42具有以下特性：它们具有针对其他物质的高粘性，在热压接合时的温度条件下变软，并且与基材41的粘性和熔点相比具有较低的粘性和熔点。更具体地，粘合剂层42是聚酯基或改性烯烃基热塑性树脂，但是也可以是作为改性环氧树脂的热固性树脂。

隔离物33a和隔离物33c是夹住MEGA 20并且还夹住密封构件40的一对隔离物的示例。隔离物33a和隔离物33c由具有气体阻隔特性和传导性的材料形成，并且可以由以下材料形成：压制不锈钢、由金属例如钛和钛合金形成的片状构件、或碳构件例如致密的碳。

接下来对在不同于该示例的比较示例中可能会出现的问题进行说明。图3是比较示例的说明视图。在比较示例中，对于与该示例中的部件相同的部件将使用相同的附图标记以避免重复说明。在比较示例中的燃料电池组1x的单个单元60x中，MEGA 20x的扩散层22ax和22cx具有相同的厚度。此外，在密封构件40x的基材41的表面两侧，粘合剂层42x的内周缘42e和基材41的内周缘41e彼此对齐。设置在基材41的一个表面(图3中的下表面)上的粘合剂层42x经由粘合剂50接合至电解质膜11。类似于粘合剂层42，粘合剂层42x是热塑性树脂。

在该燃料电池组1x中，在密封构件40x通过粘合剂50接合至电解质膜11的周缘区域11e之后，隔离物33a和隔离物33c以及密封构件40x通过热压接合相互接合。因此，在隔离物33a和隔离物33c以及密封构件40x的热压接合之后的冷却时，粘合剂层42x中未接合至隔离物33a和隔离物33c以及粘合剂50中的任何一个的部分收缩，并且电解质膜11会在电解质膜的平行方向上或者在图3所示的箭头方向上被拉到电解质11的外侧。即使在粘合剂层42x是热固性树脂的情况下，粘合剂层42x也会在热固化之后的冷却时会收缩，并且可能发生类似的问题。此外，在燃料电池组1x被置于低温环境下的情况下，即使粘合剂层42x是热塑性树脂和热固性树脂中的任何一个，也可能发生类似的问题。如到目前为止所述的，由于施加至电解质膜11的张力，可能损坏电解质膜11。

因此，如之前所述，在根据该示例的燃料电池组1中，在电解质膜11的周缘区域11e的周围的基材41上，没有设置除了粘合剂50之外的其他粘合剂部件。因此，即使粘合剂层42收缩，也会抑制基材41连同粘合剂层42一起收缩。由于抑制了基材41的收缩，因此施加于接合至基材41的电解质膜11的张力也被抑制。

此外，对于基材41，使用线性膨胀系数比粘合剂层42的线性膨胀系数低的材料，使得基材41本身不会轻易收缩。例如，在粘合剂层42是聚酯基热塑性树脂的情况下，其线性膨胀系数是200×10^-6/K。在粘合剂层42是改性烯烃基热塑性树脂的情况下，其线性膨胀系数是300×10^-6/K。在粘合剂层42是作为改性环氧树脂的热固性树脂的情况下，其线性膨胀系数是180×10^-6/K。同时，在基材41是PEN的情况下，其线性膨胀系数是18×10^-6/K，在基材41是PES的情况下，线性膨胀系数是57×10^-6/K，以及在基材41是PET的情况下，线性膨胀系数是15×10^-6/K。如上所述，由于使用不易收缩的材料作为用于基材41的材料，所以在低温环境下也抑制了基材41的收缩。用于基材41的材料不限于上述那些材料，并且优选地是使基材41的线性膨胀系数为57×10^-6/K或更小的材料。如到目前为止所述的，由于抑制了基材本身的收缩，因此也抑制了施加于电解质膜11的张力。

接下来，说明了单个单元60的制造方法。图4是示出单个单元60的制造方法的流程图。首先，制备MEGA 20以及隔离物33a和隔离物33c(步骤S10)，并且之后制造密封构件40(步骤S20)。接下来，通过使用例如分配器来将粘合剂50施加在电解质膜11的周缘区域11e上，周缘区域11e在阶梯状部分25中暴露。将基材41的内周缘41e侧接合至电解质膜11的周缘区域11e，使得粘合剂层42在电解质膜11的平面方向上与电解质膜11分开(步骤S30)。在粘合剂50是紫外线固化树脂的情况下，粘合剂50通过紫外线照射固化。在粘合剂50是热固性树脂的情况下，代替紫外线照射对粘合剂50进行加热。在粘合剂50是紫外线固化树脂的情况下，粘合剂50在短时内被固化，并且降低了制造成本。此外，当基材41和电解质膜11彼此接合时，形成特定的空隙，使得基材41的内周缘41e与扩散层22c不接触。

接下来，将隔离物33a布置在扩散层22a一侧并且将隔离物33c布置在扩散层22c一侧，使得隔离物33a和隔离物33c夹住MEGA 20和密封构件40(步骤S40)，以及隔离物33a和隔离物33c以及粘合剂层42通过热压接合而互相接合(步骤S50)。通过这样做，可以获得单个单元60，其中MEGA 20的外周被密封构件40密封。通过将单个单元60堆叠，可以制造燃料电池组1。步骤S10和步骤S20的顺序无关紧要，而且可以同时执行。

接下来，对密封构件40的制造方法进行说明。图5是示出密封构件40的制造方法的流程图。图6A至图6C、图7A和图7B是密封构件40的制造方法的说明视图。首先，如图6A所示，制备具有伸长的形状的一个基材片41a和具有伸长的形状的两个粘合剂片42a(步骤S21)。基材片41a是制造的密封构件40的基材41的部件，而粘合剂片42a是制造的密封件40的粘合剂层42的部件。用于粘合剂片42a的材料是热塑性树脂，并且例如是聚酯基树脂或者改性烯烃基树脂。基材片41a是具有伸长的形状的基材41a的示例。粘合剂片42a是具有伸长的形状的粘合剂层42的示例。

接下来，如图6B所示，在两个粘合剂片42a的每一个粘合剂片中，沿着纵向形成矩形开口42d(步骤S22)。开口42d的内周缘42e对应于前述制造的密封构件40的粘合剂层42的内周缘42e。因此，开口42d被形成为大于电解质膜11。更进一步，通过考虑被夹在隔离物33a和隔离物33c之间的粘合剂层42的位置，设置开口42d的大小和形状。更具体地，开口42d被形成为具有与隔离物33a和隔离物33c中的形成阳极流动通道34a和阴极流动通道34c的部分的大小和形状相同的大小和形状。

接下来，如图6C所示，分别将粘合剂片42a附接至基材片41a的两个表面，使得开口42d的内周缘42e的位置彼此匹配(步骤S23)。更具体地，在通过使用滚动传输机传送基材片41a和两个粘合剂片42a的同时，通过使用例如压力滚轴来将粘合剂片42a附接至基材片41a的两个表面。在步骤S23中，可以将粘合剂片42a同时或者一个接着一个地附接至基材片41a的两个表面。

接下来，如图7A所示，在开口42d的外侧将基材片41a和粘合剂片42a切割成大体上矩形形状，使得其具有与隔离物33a和隔离物33c的外周的形状大体上相同的大小和形状(步骤S24)。此时，对基材片41a和粘合剂片42a进行切割，使得距开口42d存在足够的空间来形成用于支管的孔s1到s6。图7A示出了切割之后的裁下的部分40’。

接下来，在步骤S24中切割的切割部分40’中，将基材片41a的位于向内离开开口42d的周缘42e的位置处的中心部分切割成大体上矩形形状(步骤S25)。此时，从基材片41a切割的中心部分被切割，使得该中心部分具有比电解质膜11的周缘区域11e的外周形状小并且比中心区域11c(换句话说，催化剂层12c)的外周形状大的形状。因此，形成具有使得基材41的内周缘41e侧能够被布置在电解质膜11的周缘区域11e之上的大小的基材41。

接下来，通过在开口42d的外侧切割粘合剂片42a和基材片41a来形成用于支管的孔s1至s6(步骤S26)。通过该方式，制造框架形状的密封构件40。可以按照任何顺序或同时执行步骤S24、S25和S26。通过前述操作，如图7B所示，制造了密封构件40，并且因此也制造了抑制张力被施加至电解质膜11的单个单元60。与图7A中的裁下的部分40’相比，在图7B中的密封构件40被放大。

到目前为止已经详细说明了本发明的优选实施方案。然而，本发明并不限于特定实施方案，并且在不脱离本发明的在权利要求的范围内描述的主旨的情况下可以作出各种变形和改变。

在前述的示例中，分别示出了作为第一催化剂层的示例的阳极侧催化剂层12a和作为第二催化剂层的示例的阴极侧催化剂层12c，并且分别示出了作为第一扩散层的示例的阳极侧扩散层22a和作为第二扩散层的示例的阴极侧气体扩散层22c。然而，本发明不限于这些。第一催化剂层可以是阴极侧催化剂层并且第二催化剂层可以是阳极侧催化剂层，以及第一扩散层可以是阴极侧气体扩散层并且第二扩散层可以是阳极侧气体扩散层。

Claims (5)

1.一种燃料电池，其特征在于，包括：

膜电极气体扩散层组件，所述膜电极气体扩散层组件具有：电解质膜；第一催化剂层，所述第一催化剂层布置在所述电解质膜的一个表面上；第二催化剂层，所述第二催化剂层布置在所述电解质膜的另一个表面上，使得所述电解质膜的周缘区域被暴露；第一气体扩散层，所述第一气体扩散层连结至所述第一催化剂层；以及第二气体扩散层，所述第二气体扩散层连结至所述第二催化剂层，使得所述周缘区域被暴露；

第一隔离物和第二隔离物，所述第一隔离物和所述第二隔离物夹住所述膜电极气体扩散层组件；

密封构件，所述密封构件具有：基材，所述基材是树脂制成的并且具有框架形状；第一粘合剂层，所述第一粘合剂层将所述基材的一个表面接合至所述第一隔离物；以及第二粘合剂层，所述第二粘合剂层将所述基材的另一个表面接合至所述第二隔离物；以及

粘合部分，所述粘合部分将所述基材的所述一个表面的内周缘侧接合至所述电解质膜的所述周缘区域，其中

所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层在所述电解质膜的平面方向上与所述粘合部分分开，并且所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层在所述电解质膜的平面方向上被布置在所述电解质膜的外部，

在所述电解质膜的平面方向上，在所述基材的内周缘与所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层之间在所述基材上没有设置除了所述粘合部分之外的其他粘合剂部件，以及

所述基材的线性膨胀系数比所述第一粘合剂层的线性膨胀系数和所述第二粘合剂层的线性膨胀系数中的任何线性膨胀系数都小。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述基材的线性膨胀系数是57×10^-6/K或更小。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其中所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层是热塑性树脂。

4.一种燃料电池的制造方法，其特征在于包括：

制备膜电极气体扩散层组件，所述膜电极气体扩散层组件具有：电解质膜；第一催化剂层，所述第一催化剂层布置在所述电解质膜的一个表面上；第二催化剂层，所述第二催化剂层布置在所述电解质膜的另一个表面上，使得所述电解质膜的周缘区域被暴露；第一气体扩散层，所述第一气体扩散层连结至所述第一催化剂层；以及第二气体扩散层，所述第二气体扩散层连结至所述第二催化剂层，使得所述周缘区域被暴露；

制备第一隔离物和第二隔离物；

制造密封构件，所述密封构件具有基材以及第一粘合剂层和第二粘合剂层，所述基材是树脂制成的并且具有框架形状，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层分别设置在所述基材的一个表面上和另一个表面上，其中，所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层在所述基材的平面方向上比所述电解质膜大，在所述基材的平面方向上，在所述基材的内周缘与所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层之间在所述基材上没有设置除粘合剂之外的粘合剂部件，并且所述基材的线性膨胀系数比所述第一粘合剂层的线性膨胀系数和所述第二粘合剂层的线性膨胀系数中的任何线性膨胀系数都小；

使用所述粘合剂将所述基材的所述一个表面的内周缘侧接合至所述电解质膜的所述周缘区域，使得所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层在所述电解质膜的平面方向上与所述电解质膜分开；以及

使用所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层分别将所述膜电极气体扩散层组件和所述密封构件接合至所述第一隔离物和所述第二隔离物，同时使得所述第一隔离物和所述第二隔离物夹住所述膜电极气体扩散层组件和所述密封构件。

5.根据权利要求4所述的燃料电池的制造方法，其中，

在制造所述密封构件时，

分别制备具有伸长的形状的所述基材以及具有伸长的形状的所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层，

在所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层中的每一个中形成比所述电解质膜大的开口，

将所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层分别附接至所述基材的所述一个表面和所述另一个表面，使得所述开口的位置彼此匹配，

在所述开口的外侧的位置处将所述基材连同所述第一粘合剂层和所述第二粘合剂层一起切割成矩形形状，

在向内离开所述开口的周缘的位置处将所述基材的中心部分切割成比所述电解质膜的所述周缘区域的外周小并且比所述第二催化剂层大的形状，以及

在所述开口的外侧形成用于支管的孔。