CN109546176B - 燃料电池 - Google Patents

Abstract

公开了一种燃料电池，包括：膜电极气体扩散层组件；框架构件，其包围膜电极气体扩散层组件；以及一对分隔件，其中，框架构件和膜电极气体扩散层组件被夹在分隔件之间。分隔件包括歧管孔，通过该歧管孔来供应或排出反应气体。框架构件包括：歧管开口，其与歧管孔连通；面内开口，膜电极气体扩散层组件布置在该面内开口中；气体流动路径，其与面内开口和歧管开口连通；密封部，其在气体流动路径周围被焊接至分隔件；以及容纳部，其被设置在密封部与气体流动路径之间以容纳框架构件的由于焊接而导致流动的材料。

Description

燃料电池

技术领域

本发明涉及燃料电池。

背景技术

在相关技术中，已知与燃料电池模块有关的发明(参见日本未经审查的专利申请公开第2017-117780号(JP 2017-117780A))。JP 2017-117780A中描述的燃料电池模块的目的是抑制燃料电池模块在单位电池的堆叠方向上的厚度的过度增加。单位电池包括被布置成包围膜电极气体扩散层组件(MEGA)的外周的框架构件以及两个分隔件。

框架构件包括：歧管开口，其与设置在两个分隔件中的歧管孔连通；面内开口，MEGA布置在面内开口中；以及作为反应气体流动路径的狭缝状第一通孔，其设置在歧管开口与面内开口之间。

在两个分隔件中的一个分隔件中，在平面图中，在沿框架构件的第一通孔的短轴方向穿过第一通孔的中心的线上的位置处形成有凹部。沿第一通孔的长轴方向测量的凹部的底面的宽度小于沿长轴方向测量的第一通孔的宽度。在凹部中布置有密封构件。

在相关技术的燃料电池模块中，用于将单位电池之间的间隙密封的密封构件被布置在分隔件的凹部中。因此，单位电池模块在单位电池的堆叠方向上的厚度被减小了凹部的深度，并且能够抑制燃料电池模块在堆叠方向上的厚度的过度增加。

发明内容

在相关技术的燃料电池模块中，例如，通过将MEGA和框架构件夹在一对分隔件之间以形成堆叠体并且通过热压使堆叠体一体化来制造单位电池。存在以下可能性：通过热压可能使由树脂制成的框架构件熔化，并且上述熔化的树脂可能流入形成在歧管开口与面内开口之间的作为反应气体流动路径的狭缝状第一通孔中。当树脂流入第一通孔中并且第一通孔的开口尺寸减小时，存在以下可能性：反应气体的压力损失可能增加并且反应气体的供应可能变得不均匀。

本发明提供能够抑制反应气体的压力损失的增加并且从而均匀地供应反应气体的燃料电池。

本发明的一个方面涉及一种燃料电池，包括：膜电极气体扩散层组件；框架构件，其包围膜电极气体扩散层组件；以及一对分隔件，其中，框架构件与膜电极气体扩散层组件被夹在分隔件之间。分隔件包括歧管孔，通过歧管孔来供应或排出反应气体。框架构件包括：歧管开口，其与歧管孔连通；面内开口，膜电极气体扩散层组件布置在面内开口中；气体流动路径，其与面内开口和歧管开口连通；密封部，其在气体流动路径周围被焊接至分隔件；以及容纳部，其被设置在密封部与气体流动路径之间以容纳框架构件的由于焊接而导致流动的材料。

为了构造根据本发明的方面的燃料电池，首先，膜电极气体扩散层组件被布置在框架构件的面内开口中，并且框架构件与膜电极气体扩散层组件被布置在分隔件之间，从而形成堆叠体。堆叠体被放置在模具之间，并且通过执行在压力被施加的同时热也被施加的热压使框架构件的一部分熔化，使得框架构件和分隔件被焊接在一起。如上所述，焊接至分隔件的密封部被形成在气体流动路径周围的框架构件中。此时，可能存在以下情况：框架构件的材料的一部分在分隔件之间被加热并熔化，并且由于加压而导致材料的该部分从密封部朝向气体流动路径流动。

此处，如上所述，根据本发明的方面的燃料电池的框架构件包括容纳部，该容纳部被设置在密封部与气体流动路径之间以容纳框架构件的由于焊接而导致流动的材料。因此，即使由于焊接而使框架构件的材料的一部分熔化并使其从密封部朝向气体流动路径流动，材料的该部分也被容纳部容纳。如上所述，能够抑制框架构件的由于焊接而导致流动的材料对气体流动路径的堵塞，并且能够抑制气体流动路径的开口尺寸的减小。因此，利用本发明的方面的燃料电池，抑制了反应气体的压力损失的增加，使得能够均匀地供应反应气体。

在根据该方面的燃料电池中，气体流动路径和容纳部可以是狭缝状通孔。如上所述，容纳部可以用作伪气体流动路径，该伪气体流动路径代替宽度较窄并且容易阻塞的气体流动路径来接收框架构件的由于焊接而导致流动的材料。因此，可以更有效地抑制框架构件的材料对气体流动路径的堵塞。在框架构件中形成气体流动路径的过程中，容纳部可以被形成为与气体流动路径类似。

在根据该方面的燃料电池中，容纳部的第一端可以与歧管开口连通。例如，可能存在以下情况：由燃料气体与助燃气体之间的反应产生的水分可能经由彼此邻接的框架构件与分隔件之间的微小间隙而渗入容纳部中。即使在这种情况下，当容纳部的第一端与歧管开口连通时，渗入容纳部中的水分朝向歧管开口被排出，使得能够抑制水在容纳部中的积聚。

在根据该方面的燃料电池中，气体流动路径和容纳部可以具有从歧管开口朝向面内开口延伸的狭缝，并且容纳部在容纳部延伸的第一延伸方向上的长度短于气体流动路径在气体流动路径延伸的第二延伸方向上的长度。如上所述，通过增加框架构件与分隔件之间的接触面积，能够改善燃料电池之间的密封性。

在根据该方面的燃料电池中，在与气体流动路径的第二延伸方向交叉的第三方向上，彼此相邻的气体流动路径之间的间隔d与气体流动路径的宽度相同。如上所述，通过使框架构件与分隔件之间的接触稳定，能够改善框架构件与分隔件之间的密封性或者堆叠的燃料电池之间的密封性。

在根据该方面的燃料电池中，在与气体流动路径的第二延伸方向交叉的第三方向上，气体流动路径的宽度与容纳部的宽度相同。如上所述，通过使框架构件与分隔件之间的接触稳定，能够改善框架构件与分隔件之间的密封性或者堆叠的燃料电池之间的密封性。

根据本发明的该方面，可以提供能够通过抑制反应气体的压力损失的增加来均匀地供应反应气体的燃料电池。

附图说明

下面将参照附图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，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是根据本发明实施方式的设置有燃料电池的燃料电池系统的示意图；

图2是图1所示的燃料电池的放大截面图；

图3是从外部观察的图2所示的燃料电池的阳极侧分隔件的平面图；

图4是从内部观察的图2所示的燃料电池的阳极侧分隔件的平面图；

图5是图2所示的燃料电池的框架构件的平面图；

图6是图1所示的燃料电池的平面图；

图7是图5所示的框架构件的放大图；

图8是用于描述图2所示的将框架构件焊接至分隔件的过程的放大截面图；以及

图9是示出图1所示的燃料电池的修改示例的框架构件的放大图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本发明实施方式的燃料电池的示例。

图1是根据本发明实施方式的燃料电池系统1的示意图。例如，燃料电池系统1包括氢气罐2、空气泵3、散热器4和燃料电池模块100。

例如，氢气罐2被填充有高压氢气，并经由截止阀2a、管道2b以及调节器2c连接至燃料电池模块100，并且将氢气作为燃料气体供应给燃料电池模块100。燃料电池模块100中未被使用的燃料气体(阳极废气)经由连接至燃料电池模块100的排出管道2d被排出至燃料电池模块100的外部。燃料电池系统1可以具有用于将阳极废气再循环至管道2b侧的再循环机构。

例如，空气泵3经由管道3a连接至燃料电池模块100，并且将空气作为助燃气体供应给燃料电池模块100。燃料电池模块100中未被使用的助燃气体(阴极废气)经由排出管道3b被排出至燃料电池模块100的外部。燃料气体和助燃气体也被称为反应气体。

例如，散热器4经由管道4a和泵4b连接至燃料电池模块100，并且将用于冷却燃料电池模块100的冷却介质供应给燃料电池模块100。从燃料电池模块100排出的冷却介质通过管道4c循环至散热器4。使用例如水、诸如乙二醇的不冻水(non-freezing water)或空气作为冷却介质。在该示例中，使用水(也被称为“冷却剂”)作为冷却介质。

燃料电池模块100具有堆叠结构，在该堆叠结构中将端板10、绝缘板20、集电板30、多个燃料电池40、集电板30、绝缘板20和端板10按此顺序堆叠。在附图中，为了描述每个部件的配置，可能存在以下笛卡尔坐标系的情况：在该坐标系中，作为燃料电池40的堆叠方向的水平方向被称为方向X，竖直方向被称为方向Y，与方向Y和方向X垂直的水平方向被称为方向Z。方向X和方向Z可以不必是水平方向，并且方向Y可以不必是竖直方向。

图2是图1所示的燃料电池40的示意性放大截面图。包括在燃料电池模块100中的燃料电池40包括：膜电极气体扩散层组件(MEGA)41；包围MEGA 41的框架构件42；以及一对分隔件，即阳极侧分隔件43和阴极侧分隔件44，其中，框架构件42和MEGA 41被夹在分隔件之间。MEGA 41包括膜电极组件41a以及堆叠在膜电极组件41a的两侧上的气体扩散层41b。膜电极组件41a通过分别在电解质膜的两侧上布置阳极和阴极来构造。

MEGA 41和框架构件42沿堆叠方向X被夹在阳极侧分隔件43和阴极侧分隔件44之间。阳极侧分隔件43具有将燃料气体分配到MEGA 41侧的表面的多个带状流动路径槽45，以及将冷却介质分配到MEGA 41的相对侧的表面的多个带状流动路径槽46。阴极侧分隔件44具有将助燃气体分配到MEGA 41侧的表面的多个带状流动路径槽47。

图3是从在MEGA 41的相对侧的外部观察的图2所示的阳极侧分隔件43的示意性平面图。图4是从在MEGA 41侧的内部观察的图2所示的阳极侧分隔件43的示意性平面图。阳极侧分隔件43和阴极侧分隔件44由具有阻气性和导电性的构件形成。例如，可以使用诸如通过压缩碳颗粒以使得气体不能通过其渗透而形成的致密碳的碳构件，或者诸如压制成形的不锈钢或钛的金属构件作为阳极侧分隔件43和阴极侧分隔件44的材料。本实施方式的分隔件43、44是例如金属压制分隔件。

在具有矩形形状的阳极侧分隔件43的两个相对拐角处，分别开有用作燃料气体入口的歧管孔43a以及用作燃料气体出口的歧管孔43b。在分隔件43的另外两个相对拐角处，分别开有用作助燃气体入口的歧管孔43c以及用作助燃气体出口的歧管孔43d。在分隔件43的竖直方向Y上的中央部的水平方向Z上的第一端和第二端处，分别开有用作冷却介质入口的歧管孔43e以及用作冷却介质出口的歧管孔43f。

如图3所示，密封构件50被布置在阳极侧分隔件43的在MEGA 41的相对侧的外表面上。密封构件50被一体地模制成包围歧管孔43a至43d中的每一个以及形成冷却介质的流动路径的流动路径表面43A的框架形状。当燃料电池40被堆叠时，密封构件50邻接与其相邻的另一个燃料电池40的阴极侧分隔件44的外表面，从而将两个燃料电池40之间的间隙密封。

具体地，密封构件50的包围歧管孔43a、43b的部分是用于抑制燃料气体泄漏的部分。密封构件50的包围歧管孔43c、43d的部分是用于抑制助燃气体泄漏的部分。密封构件50的包围流动路径表面43A的部分是用于抑制冷却介质泄漏的部分。

例如，密封构件50通过注入模制或压制成型来形成。可以使用例如橡胶或热塑性弹性体作为密封构件50的材料。密封构件50通过粘合剂粘合并固定到分隔件。阳极侧分隔件43在布置有密封构件50的区域中具有凹部48。

如图4所示，在阳极侧分隔件43的在MEGA 41侧的内表面上，凹部48的背侧是凸出的凸部。在阳极侧分隔件43的内表面面向MEGA 41的状态下，用作燃料气体入口的歧管孔43a和用作燃料气体出口的歧管孔43b经由用于燃料气体的流动路径槽45、流动路径表面43B以及气体流动路径42g、42h(参见图5)相互连通，这将在稍后进行描述。

如图4所示，在阳极侧分隔件43的在MEGA 41侧的内表面上，密封构件60、70被布置成与用于冷却介质的歧管孔43e、43f相邻。密封构件60、70被设置成抑制燃料气体泄露进用于冷却介质的歧管孔43e、43f中。更具体地，在阳极侧分隔件43的内表面上凸出成凸起形状的凹部48的背侧将歧管孔43a至43d包围。

第一密封构件60被布置在凸出成凸起形状的凹部48的背侧中包围歧管孔43a的部分与包围歧管孔43c的部分之间。第二密封构件70被布置在凸出成凸起形状的凹部48的背侧中包围歧管孔43b的部分与包围歧管孔43d的部分之间。歧管孔43a至43d、用于燃料气体的流动路径表面43B和流动路径槽45以及用于冷却介质的歧管孔43e、43f之间的间隙被密封构件60、70以及凸出成凸起形状的凹部48的背侧的部分堵塞。

图5是在与框架构件42的面向阳极侧分隔件43的表面垂直的方向上观察到的图2所示的框架构件42的示意性平面图。例如，通过对能够经受热焊接的柔性膜状构件进行冲压而将框架构件42形成为包围MEGA 41的框架形状。框架构件42具有分别与设置在阳极侧分隔件43中的歧管孔43a至43f连通的歧管开口42a至42f以及其中布置有MEGA 41的面内开口42A。

框架构件42具有在面内开口42A与歧管开口42a之间的气体流动路径42g。类似地，框架构件42具有在面内开口42A与歧管开口42b之间的气体流动路径42h。类似地，框架构件42具有在面内开口42A与歧管开口42c之间的气体流动路径42i。类似地，框架构件42具有在面内开口42A与歧管开口42d之间的气体流动路径42j。

在图5所述的示例中，气体流动路径42g至42j是多个狭缝状通孔。构成气体流动路径42g至42j的通孔被布置成等间隔的梳齿状。气体流动路径42g至42j不限于狭缝状通孔，并且可以是具有任意形状的多个通孔或单个通孔。

框架构件42包括与气体流动路径42g至42j相邻的容纳部42B。在图5所示的示例中，容纳部42B是与气体流动路径42g至42j相似的狭缝状通孔。容纳部42B的形状不限于狭缝状通孔，并且可以是具有任意形状的通孔或凹部。在图5所示的示例中，气体流动路径42g至42j中的每一个被设置有多个通孔，但也可以被设置有单个通孔。狭缝形状是指具有在一个方向上延伸的较窄宽度的细长孔形状。

图6是在与阳极侧分隔件43的在MEGA 41的相对侧的外表面垂直的方向上观察到的图1所示的燃料电池40的平面图。为了构造燃料电池40，首先，将MEGA 41布置在框架构件42的面内开口42A中，并且将框架构件42和MEGA 41布置在分隔件43、44之间，从而形成堆叠体。堆叠体被放置在模具之间，并且对其执行在压力被施加的同时热也被施加的热压以使框架构件42的一部分熔化，使得框架构件42和分隔件43、44被焊接在一起。

如上所述，燃料电池40的阳极侧分隔件43在框架构件42的相对侧的外表面上具有凹部48，并且面向框架构件42的内表面上的凹部48的背侧朝向框架构件42凸出成凸起形状。凹部48的背侧的凸部与框架构件42邻接，并且横穿气体流动路径42g、42h，以堵塞气体流动路径42g、42h的开口(除作为狭缝状通孔的气体流动路径42g、42h的两个端部之外)。凹部48的背侧的凸部被部分扩大，以堵塞气体流动路径42i、42j的整个开口。

利用上述配置，从用作燃料气体入口的歧管孔43a供应的燃料气体从框架构件42的歧管开口42a经由阳极侧分隔件43与框架构件42之间的间隙朝向气体流动路径42g流动。通过分隔件43和框架构件42之间的间隙朝向气体流动路径42g流动的燃料气体流入作为狭缝状通孔的气体流动路径42g的与歧管开口42a相邻的端部。流入气体流动路径42g的燃料气体从气体流动路径42g的与歧管开口42a相邻的端部通过气体流动路径42g朝向气体流动路径42g的与面内开口42A相邻的端部流动。

流过气体流动路径42g的燃料气体从气体流动路径42g的与面内开口42A相邻的端部流入分隔件43与框架构件42之间的由在阳极侧分隔件43的凹部48的背侧凸出的凸部包围的间隙。流入凹部48的背侧的凸部内的燃料气体被分配至分隔件43的流动路径槽45，沿分隔件43内部的流动路径表面43B流动，并且用于与MEGA 41中的助燃气体进行反应。尚未用于与助燃气体反应的燃料气体到达与用作燃料气体出口的歧管孔43b相邻的气体流动路径42h。

已到达气体流动路径42h的燃料气体从气体流动路径42h的与面内开口42A相邻的端部流入气体流动路径42h，并且通过气体流动路径42h朝向与歧管孔43b相邻的端部流动。燃料气体从由分隔件43的凹部48的背侧的凸部包围的内部通过气体流动路径42h朝向外部流动，并且从气体流动路径42h的与歧管开口42b相邻的端部流出。从气体流动路径42h流出的燃料气体流入分隔件43与框架构件42之间的间隙，并且通过堆叠的燃料电池40的歧管开口42b和歧管孔43b被排出至燃料电池模块100的外部。

虽然未示出，但是与阳极侧分隔件43类似地，燃料电池40的阴极侧分隔件44在框架构件42的相对侧的外表面上具有凹部，并且面向框架构件42的内表面上的凹部的背侧朝向框架构件42凸出成凸起形状。上述凹部的背侧的凸部邻接框架构件42，并且横穿气体流动路径42i、42j，以堵塞气体流动路径42i、42j的开口(除作为狭缝状通孔的气体流动路径42i、42j的两个端部之外)。阴极侧分隔件44的凸部被部分扩大以堵塞气体流动路径42g、42h的整个开口。

利用上述配置，从用作助燃气体入口的歧管孔43c供应的助燃气体从框架构件42的歧管开口42c经由阴极侧分隔件44与框架构件42之间的间隙朝向气体流动路径42i流动。通过分隔件44与框架构件42之间的间隙朝向气体流动路径42i流动的助燃气体流入作为狭缝状通孔的气体流动路径42i的与歧管开口42c相邻的端部。流入气体流动路径42i的助燃气体从气体流动路径42i的与歧管开口42c相邻的端部通过气体流动路径42i朝向气体流动路径42i的与面内开口42A相邻的端部流动。

流过气体流动路径42i的助燃气体从气体流动路径42i的与面内开口42A相邻的端部流入分隔件44与框架构件42之间的由在阴极侧分隔件44的凹部的背侧凸出的凸部包围的间隙。流入凹部的背侧的凸部内的助燃气体被分配至分隔件44的流动路径槽47，流过分隔件44内部的流动路径表面，并且用于与MEGA 41中的燃料气体进行反应。尚未用于与燃料气体反应的助燃气体到达与用作助燃气体出口的歧管孔43d相邻的气体流动路径42j。

已经到达气体流动路径42j的助燃气体从气体流动路径42j的与面内开口42A相邻的端部流入气体流动路径42j，并且通过气体流动路径42j朝向与歧管孔43d相邻的端部流动。助燃气体从由分隔件44的凹部的背侧的凸部包围的内部通过气体流动路径42j朝向外部流动，并且从气体流动路径42j的与歧管开口42d相邻的端部流出。从气体流动路径42j流出的助燃气体流入分隔件44与框架构件42之间的间隙，并且通过堆叠的燃料电池40的歧管开口42d和歧管孔43d被排出至燃料电池模块100的外部。

从作为冷却介质入口的歧管孔43e供应的冷却介质经由阳极侧分隔件43的设置有凹陷(dimple)49的第一端被扩散，并且流过用于冷却介质的流动路径槽46。流过用于冷却介质的流动路径槽46的冷却介质经由设置有凹陷49的第二端穿过作为冷却介质出口的歧管孔43f，并且被排出至燃料电池模块100的外部。在燃料电池40被堆叠的状态下，用作冷却介质入口的歧管孔43e、用于冷却介质的流动路径槽46以及用作冷却介质出口的歧管孔43f相互连通，并且形成用于冷却介质的流动路径表面43A。歧管孔43a至43f中的每一个的开口具有大致矩形的形状。

如上所述，本实施方式的燃料电池40包括：作为膜电极气体扩散层组件的MEGA41；包围MEGA 41的框架构件42；以及分隔件43、44，其中，框架构件42和MEGA 41被夹在分隔件之间。分隔件43、44包括歧管孔43a至43d，通过歧管孔43a至43d来供应或排出反应气体。

在本实施方式的燃料电池40中，如上所述，框架构件42具有与歧管孔43a至43d连通的歧管开口42a至42d以及其中布置有MEGA 41的面内开口42A。如上所述，框架构件42具有与面内开口42A和歧管开口42a至42d连通的气体流动路径42g至42j。

图7是图5所示的框架构件42的歧管开口42b和气体流动通路42h附近的放大图。本实施方式的燃料电池40的特征在于框架构件42的以下配置。框架构件42包括：密封部42s，其在气体流动路径42g至42j周围焊接至分隔件43、44；以及容纳部42B，其设置在密封部42s与气体流动路径42g至42j之间以容纳由于焊接而流入其中的框架构件42的材料。

在本实施方式的燃料电池40中，气体流动路径42g至42j和容纳部42B是例如狭缝状通孔。容纳部42B不限于狭缝状通孔，只要容纳部42B能够容纳由于焊接而流入其中的框架构件42的材料即可，并且容纳部42B还可以是具有任何形状的凹部、槽或通孔。在本实施方式的燃料电池40中，通过在面向MEGA 41的分隔件43的凹部48背侧的内表面上凸出的凸部来堵塞容纳部42B的整个开口，并且因此容纳部42B不与面内开口42A和歧管开口42b连通。

如图5所示，在本实施方式的燃料电池40中，与气体流动路径42h类似地，框架构件42具有用于所有气体流动路径(除了气体流动路径42h以外，还有气体流动路径42g、42i、42j)的容纳部42B。框架构件42可以不必具有用于所有气体流动路径42g至42j的容纳部42B，并且可以具有用于气体流动路径42g至42j中的任一个或更多个的容纳部42B。

如图5和图7所示，在本实施方式的燃料电池40中，框架构件42的气体流动路径42h和容纳部42B中的每一个具有从歧管开口42b朝向面内开口42A延伸的狭缝形状。容纳部42B在延伸方向上的长度l比气体流动路径42h在延伸方向上的长度L短。

在本实施方式的燃料电池40中，在与框架构件42的气体流动路径42h的延伸方向交叉的竖直方向Y上，彼此相邻的气体流动路径42h之间的间隔d与气体流动路径42h的宽度W基本相同。另外，在本实施方式的燃料电池40中，在与框架构件42的气体流动路径42h的延伸方向交叉的竖直方向Y上，气体流动路径42h的宽度W和容纳部42B的宽度w基本相同。

在本实施方式的燃料电池40中，在与框架构件42的气体流动路径42h的延伸方向交叉的竖直方向Y上，容纳部42B被形成在气体流动路径42h的两端处。换句话说，在本实施方式的燃料电池40中，容纳部42B被形成在与气体流过气体流动路径42h的方向交叉的方向(即气体流动路径42h被布置的方向)上的最外侧的位置处。

在下文中，将描述本实施方式的燃料电池40的操作。

图8是沿图7中的线VIII-VIII截取的放大截面图，用于描述图2所示的将框架构件42焊接到分隔件43、44的过程。如上所述，为了构造燃料电池40，首先，将MEGA 41布置在框架构件42的面内开口42A中，并且将框架构件42和MEGA 41布置在分隔件43、44之间，从而形成堆叠体。堆叠体被放置在模具D之间，并且通过在对其施加压力的同时对其施加热来使框架构件42的一部分熔化，使得框架构件42与分隔件43、44被焊接在一起。如上所述，焊接至分隔件43、44的密封部42s被形成在气体流动路径42h周围的框架构件42中。

此时，可能存在以下情况：框架构件42的材料M的一部分在分隔件43、44之间被加热并熔化，并且由于加压使其从密封部42s朝向气体流动路径42h流动。在此，如上所述，本实施方式的燃料电池40的框架构件42包括容纳部42B，该容纳部42B被设置在密封部42s与气体流动路径42g至42j之间以容纳框架构件42的由于焊接而导致流动的材料M。

因此，即使框架构件42的材料M的一部分被熔化并且由于焊接而使其从密封部42s朝向气体流动路径42g至42j流动，材料M的该部分也被容纳部42B所容纳。如上所述，能够抑制由于焊接而导致流动的框架构件42的材料M对气体流动路径42g至42j的堵塞，并且能够抑制气体流动路径42g至42j的开口尺寸的减小。因此，利用本实施方式的燃料电池40，抑制了反应气体的压力损失的增加，使得能够均匀地供应反应气体。

在本实施方式的燃料电池40中，框架构件42的气体流动路径42g至42j以及容纳部42B是狭缝状通孔。如上所述，容纳部42B能够充当伪气体流动路径42h，该伪气体流动路径42h代替宽度W较窄且容易堵塞的气体流动路径42g至42j来接收由于焊接而导致流动的框架构件42的材料。因此，能够更加有效地抑制框架构件42的材料M对气体流动路径42g至42j的堵塞。在框架构件42中形成气体流动路径42g至42j的过程中，容纳部42B可以被形成为与气体流动路径42g至42j类似。

在本实施方式的燃料电池40中，如上所述，框架构件42的容纳部42B的整个开口被分隔件43、44的凸部堵塞，并且容纳部42B不具有作为反应气体的流动路径的功能。因此，即使容纳部42B被由于焊接而导致流动的框架构件42的材料M堵塞，这也不会影响反应气体的供应和排出，使得可以均匀地供应反应气体。

在本实施方式的燃料电池40中，框架构件42的气体流动路径42h和容纳部42B具有从歧管开口42b朝向面内开口42A延伸的狭缝形状，并且容纳部42B在延伸方向上的长度l比气体流动路径42h在延伸方向上的长度L短。如上所述，通过增加框架构件42与分隔件43、44之间的接触面积，能够改善燃料电池40之间的密封性。

在本实施方式的燃料电池40中，在与框架构件42的气体流动路径42h的延伸方向交叉的方向上，彼此相邻的气体流动路径42h之间的间隔d与气体流动路径42h的宽度W基本相同。在本实施方式的燃料电池40中，在与框架构件42的气体流动路径42h的延伸方向交叉的方向上，气体流动路径42h的宽度W与容纳部42B的宽度w基本相同。如上所述，通过使框架构件42与分隔件43、44之间的接触稳定，能够改善密封性。

如上所述，根据本实施方式，可以提供能够抑制反应气体的压力损失的增加并且均匀地供应反应气体的燃料电池40。本发明不限于本实施方式的燃料电池40。在下文中，将描述本实施方式的燃料电池40的修改示例。

图9是示出本实施方式的燃料电池40的修改示例的与图7对应的框架构件42的放大图。修改示例的燃料电池与上述燃料电池40的不同在于，框架构件42的容纳部42B的第一端与歧管开口42a至42d连通。由于修改示例的燃料电池的其他配置与燃料电池40的那些相同，因此相似的元素由相似的附图标记表示，并且将省略其描述。

类似于上述燃料电池40，修改示例的燃料电池具有其中框架构件42夹在分隔件43、44之间的配置。框架构件42在密封部42s处被焊接至分隔件43、44，但是气体流动路径42g至42j与容纳部42B未被焊接在一起。因此，存在以下可能性：通过燃料气体与助燃气体之间的反应产生的水分可能经由彼此邻接的框架构件42与分隔件43、44之间的微小间隙而渗入容纳部42B中。

此处，在修改示例的燃料电池中，框架构件42的容纳部42B的第一端与歧管开口42a至42d连通。框架构件42的容纳部42B的第二端未与面内开口42A连通。更具体地，在歧管开口42a至42d侧的容纳部42B的端部的位置可以与在歧管开口42a至42d侧的气体流动路径42g至42j的端部的位置对齐。在面内开口42A侧的容纳部42B的端部的位置与在面内开口42A侧的气体流动路径42g至42j的端部的位置相比，较靠近歧管开口42a至42d侧，并且容纳部42B在长轴方向上的尺寸比气体流动路径42g至42j在长轴方向上的尺寸短。

如上所述，渗入容纳部42B中的水分被朝向歧管开口42a至42d排出，使得抑制了水在容纳部42B中的积聚。在修改示例的燃料电池中，与上述燃料电池40类似，由于容纳部42B容纳由于焊接而导致流动的框架部件42的材料，因此抑制了气体流动路径42g至42j的堵塞，使得能够抑制气体流动路径42g至42j的开口尺寸的减小。

因此，利用修改示例的燃料电池，与上述燃料电池40类似，能够抑制反应气体的压力损失的增加，并且能够均匀地供应反应气体。而且，渗入容纳部42B中的水分能够被朝向歧管开口42a至42d排出。

尽管以上已经参照附图详细描述了本发明的实施方式，然而具体配置不限于该实施方式，并且在不脱离本发明的主旨的情况下，设计改变等被包括在本发明中。

Claims (7)

1.一种燃料电池，其特征在于包括：

膜电极气体扩散层组件；

框架构件，其包围所述膜电极气体扩散层组件；以及

一对分隔件，其中，所述框架构件和所述膜电极气体扩散层组件被夹在所述一对分隔件之间，其中：

所述一对分隔件包括歧管孔，通过所述歧管孔来供应或排出反应气体；以及

所述框架构件包括：

歧管开口，其与所述歧管孔连通，

面内开口，所述膜电极气体扩散层组件布置在所述面内开口中，

气体流动路径，其与所述面内开口和所述歧管开口连通，

密封部，其在所述气体流动路径周围被焊接至所述一对分隔件，以及

容纳部，其被设置在所述密封部与所述气体流动路径之间以容纳所述框架构件的由于焊接而导致流动的材料，

其中，所述容纳部的第一端与所述歧管开口连通，并且所述容纳部的第二端不与所述面内开口连通。

2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，所述气体流动路径和所述容纳部是狭缝状通孔。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其特征在于，在与所述气体流动路径的第二延伸方向交叉的第三方向上，彼此相邻的气体流动路径之间的间隔d与所述气体流动路径的宽度相同。

4.根据权利要求3所述的燃料电池，其特征在于，在与所述气体流动路径的第二延伸方向交叉的第三方向上，所述气体流动路径的宽度与所述容纳部的宽度相同。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其特征在于：

所述气体流动路径和所述容纳部具有从所述歧管开口朝向所述面内开口延伸的狭缝；以及

所述容纳部在所述容纳部延伸的第一延伸方向上的长度短于所述气体流动路径在所述气体流动路径延伸的第二延伸方向上的长度。

6.根据权利要求5所述的燃料电池，其特征在于，在与所述气体流动路径的第二延伸方向交叉的第三方向上，彼此相邻的气体流动路径之间的间隔d与所述气体流动路径的宽度相同。

7.根据权利要求6所述的燃料电池，其特征在于，在与所述气体流动路径的第二延伸方向交叉的第三方向上，所述气体流动路径的宽度与所述容纳部的宽度相同。

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