CN109560302B - 燃料电池用金属隔板以及发电单电池 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及燃料电池用金属隔板以及发电单电池。第一金属隔板(30)在隔板厚度方向突出形成有用于防止反应气体泄漏的第一凸起构造(52)。第一凸起构造(52)在隔板外端缘(30e)与氧化剂气体入口连通孔(34a)的靠隔板外端缘(30e)侧的部位之间具有两列凸起密封件、即连通孔凸起部(53)以及外周侧凸起部(54)。从隔板厚度方向观察时，两列凸起密封件中的一方凸起密封件为波形状，另一方凸起密封件为直线状。
Description
技术领域
本发明涉及具备凸起密封件(bead sealing)的燃料电池用金属隔板以及发电单电池。
背景技术
一般来说，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜。燃料电池具备电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在固体高分子电解质膜的一方表面配设了阳极电极，在所述固体高分子电解质膜的另一方表面配设了阴极电极。利用隔板(双极性板)夹持电解质膜-电极结构体来构成发电单电池(单位燃料电池)。将发电单电池层叠规定的层数，由此例如作为车载用燃料电池堆来使用。
发电单电池中，有时使用金属隔板作为隔板。另一方面，美国专利第7718293号说明书中公开了，为了降低制造成本，在金属隔板上，通过冲压成型来形成凸形状的凸起密封件作为密封部。
专利文献1：美国专利第7718293号
发明内容
发明所要解决的问题
在设置了两列(双重)的凸起密封件的金属隔板中，特别是在反应气体连通孔与隔板外周端之间的部位处两列凸起密封件平行地延伸的情况下，该部位相比于其它部位而言凸起密封件容易变形，密封表面压力相对地容易降低。因此，在设置凸起密封件的密封面内，容易发生密封表面压力的偏差。
本发明是考虑这样的课题而做出的，目的在于提供能够抑制凸起密封件中的密封表面压力的偏差的燃料电池用金属隔板以及发电单电池。
用于解决问题的方案
为了实现所述目的，本发明涉及燃料电池用金属隔板，其沿着电极面形成用于供反应气体流动的反应气体流路，贯通隔板厚度方向地形成与所述反应气体流路连通的反应气体连通孔，在所述隔板厚度方向突出形成用于防止所述反应气体的泄漏的凸起构造，其中，所述凸起构造在构成所述燃料电池用金属隔板的一边的隔板外端缘与所述反应气体连通孔的靠所述隔板外端缘侧的部位之间具有两列凸起密封件，从所述隔板厚度方向观察时，所述两列凸起密封件中的一方凸起密封件为波形状，另一方凸起密封件为直线状。
优选为，波形状的所述凸起密封件从所述隔板厚度方向观察时，与直线状的所述凸起密封件对置地具有至少一个凹部。
优选为，所述两列凸起密封件中的靠所述反应气体连通孔侧的所述凸起密封件为波形状。
优选为，波形状的所述凸起密封件包围所述反应气体连通孔，直线状的所述凸起密封件包围所述反应气体流路，并且在多个所述反应气体连通孔之间延伸。
优选为，所述反应气体连通孔的在所述隔板外端缘侧的边具有比所述反应气体流路侧的边短的形状。
另外，本发明的发电单电池具备电解质膜-电极结构体以及分别配设在所述电解质膜-电极结构体的两侧的任一上述燃料电池用金属隔板。
发明的效果
根据本发明的燃料电池用金属隔板以及发电单电池，关于设置在隔板外端缘与反应气体连通孔的靠隔板外端缘侧的部位之间的两列凸起密封件，从隔板厚度方向观察时，一方凸起密封件为波形状，另一方凸起密封件为直线状。因此，与两列凸起密封件双方均为直线状的结构相比较，凸起构造的靠隔板外端缘侧处的刚性提高。由此，抑制隔板外端缘侧处的密封表面压力相对地降低，由此能够抑制密封表面压力的偏差。
参照所附附图说明的以下的实施方式进行说明，容易理解所述目的、特征以及优点。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的发电单电池的分解立体图。
图2是沿着图1中的II-II线的、发电单电池的主要部分剖视图。
图3是从第一金属隔板的氧化剂气体流路侧观察到的俯视图。
图4是第一金属隔板的氧化剂气体入口连通孔的周边放大图。
图5是沿着图4中的V-V线的剖视图。
图6是从第二金属隔板的燃料气体流路侧观察到的俯视图。
图7是关于直线状的凸起密封件以及波形状的凸起密封件示出载荷与位移量之间关系的图表。
图8是变形例所涉及的第一金属隔板的氧化剂气体入口连通孔的周边放大图。
具体实施方式
以下，参照所附附图举例说明本发明所涉及的燃料电池用金属隔板以及发电单电池的优选实施方式。
图1所示的构成单位燃料电池的发电单电池12具备带有树脂膜的MEA 28、在带有树脂膜的MEA 28的一方表面侧配置的第一金属隔板30、在带有树脂膜的MEA 28的另一方表面侧配置的第二金属隔板32。多个发电单电池12例如在箭头符号A方向(水平方向)或者箭头符号C方向(重力方向)层叠，并且被付与层叠方向的紧固载荷(压缩载荷)，来构成燃料电池堆10。燃料电池堆10例如作为车载用燃料电池堆被搭载于燃料电池电动汽车(未图示)。
第一金属隔板30以及第二金属隔板32例如是将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者在其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理而成的金属薄板的截面冲压成型为波形来构成的。互相邻接的发电单电池12中的一方发电单电池12的第一金属隔板30与另一方发电单电池12的第二金属隔板32通过对外周进行焊接、钎焊、铆接等一体地接合，构成接合隔板33。
在发电单电池12的长边方向、即水平方向的一端缘部(箭头符号B1方向侧的一端缘部)，以在层叠方向(箭头符号A方向)相互连通的方式设置氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b。氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b在铅垂方向(箭头符号C方向)排列设置。氧化剂气体入口连通孔34a供给氧化剂气体、例如含氧气体。冷却介质入口连通孔36a供给冷却介质、例如水。燃料气体出口连通孔38b排出燃料气体、例如含氢气体。
在发电单电池12的长边方向另一端缘部(箭头符号B2方向的另一端缘部)，以在层叠方向相互连通的方式，设置燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b。燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b在铅垂方向排列设置。燃料气体入口连通孔38a供给燃料气体。冷却介质出口连通孔36b排出冷却介质。氧化剂气体出口连通孔34b排出氧化剂气体。氧化剂气体入口连通孔34a以及氧化剂气体出口连通孔34b和燃料气体入口连通孔38a以及燃料气体出口连通孔38b的配置并不限定于本实施方式，也可以根据所要求的规格适当地设定。
如图2所示，带有树脂膜的MEA 28具备电解质膜-电极结构体28a以及在电解质膜-电极结构体28a的外周部设置的框形状的树脂膜46。电解质膜-电极结构体28a具有电解质膜40、夹持电解质膜40的阳极电极42以及阴极电极44。
电解质膜40例如是固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。固体高分子电解质膜例如是含有水的全氟磺酸的薄膜。电解质膜40被阳极电极42以及阴极电极44夹持。电解质膜40除了能够使用氟系电解质之外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。
阴极电极44具有与电解质膜40的一方表面接合的第一电极催化剂层44a、以及与第一电极催化剂层44a层叠的第一气体扩散层44b。阳极电极42具有与电解质膜40的另一方表面接合的第二电极催化剂层42a、以及与第二电极催化剂层42a层叠的第二气体扩散层42b。
树脂膜46的内周端面与电解质膜40的外周端面靠近、重叠或者抵接。如图1所示，在树脂膜46的箭头符号B1方向侧的端缘部设置氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b。在树脂膜46的箭头符号B2方向的端缘部设置燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b。
树脂膜46例如是由PPS(聚苯硫醚)、PPA(聚邻苯二甲酰胺)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、LCP(液晶聚合物)、PVDF(聚偏氟乙烯)、硅树脂、氟树脂、或者m-PPE(改性聚苯醚树脂)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)或改性聚烯烃构成。此外，也可以是，不使用树脂膜46，而使电解质膜40向外方突出。另外，在向外方突出的电解质膜40的两侧设置框形状的膜。
如图3所示，在第一金属隔板30的朝向带有树脂膜的MEA 28的面30a(以下称为“表面30a”)设置有例如在箭头符号B方向延伸的氧化剂气体流路48。
氧化剂气体流路48与氧化剂气体入口连通孔34a以及氧化剂气体出口连通孔34b可流通流体地连通。关于氧化剂气体流路48，在箭头符号B方向延伸的多条凸部48a之间具有直线状流路槽48b。也可以是，代替多个直线状流路槽48b，而设置多个波状流路槽。
在第一金属隔板30的表面30a中，在氧化剂气体入口连通孔34a与氧化剂气体流路48之间设置入口缓冲部50A，该入口缓冲部50A具有多个由在箭头符号C方向排列的多个压花(emboss)部50a形成的压花列。另外，在第一金属隔板30的表面30a中，在氧化剂气体出口连通孔34b与氧化剂气体流路48之间设置出口缓冲部50B，该出口缓冲部50B具有多个由多个压花部50b形成的压花列。
此外，在第一金属隔板30的与氧化剂气体流路48相反侧的表面30b，在入口缓冲部50A的所述压花列之间设置由在箭头符号C方向排列的多个压花部67a形成的压花列，并且在出口缓冲部50B的所述压花列之间设置由在箭头符号C方向排列的多个压花部67b形成的压花列。压花部67a、67b构成制冷剂面侧的缓冲部。
在第一金属隔板30的表面30a，通过冲压成型，朝向带有树脂膜的MEA28(图1)鼓出成形第一凸起构造52。如图2所示，通过印刷或者涂布等将树脂件56固定在第一凸起构造52的凸部前端面。树脂件56例如使用聚酯纤维。树脂件56也可以设置在树脂膜46侧。树脂件56并不是不可缺少的，也可以没有。
如图3所示，第一凸起构造52具有：将多个连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)独立地包围的多个凸起密封件53(以下称为“连通孔凸起部53”)；以及将氧化剂气体流路48、入口缓冲部50A和出口缓冲部50B包围的凸起密封件54(以下称为“外周侧凸起部54”)。
多个连通孔凸起部53从第一金属隔板30的表面30a朝向MEA 28突出，并且分别独立地围绕在氧化剂气体入口连通孔34a、氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a、燃料气体出口连通孔38b、冷却介质入口连通孔36a以及冷却介质出口连通孔36b的周围。
以下，将多个连通孔凸起部53中的包围氧化剂气体入口连通孔34a的凸起部记载为“连通孔凸起部53a”，将包围氧化剂气体出口连通孔34b的凸起部记载为“连通孔凸起部53b”。另外，将多个连通孔凸起部53中的包围燃料气体入口连通孔38a的凸起部记载为“连通孔凸起部53c”，将包围燃料气体出口连通孔38b的凸起部记载为“连通孔凸起部53d”。在第一金属隔板30设置将连通孔凸起部53a、53b的内侧(连通孔34a、34b侧)与外侧(氧化剂气体流路48侧)连通的桥部80、82。
在包围氧化剂气体入口连通孔34a的连通孔凸起部53a的靠氧化剂气体流路48侧的边部设置桥部80。在包围氧化剂气体出口连通孔34b的连通孔凸起部53b的靠氧化剂气体流路48侧的边部设置桥部82。
关于连通孔凸起部53a和连通孔凸起部53b，同样地构成。另外，关于氧化剂气体入口连通孔34a侧的桥部80、氧化剂气体出口连通孔34b侧的桥部82，同样地构成。因此，以下以连通孔凸起部53a以及桥部80的结构为代表来详细地说明，省略关于连通孔凸起部53b以及桥部82的结构的详细说明。
如图4所示，从隔板厚度方向观察时，连通孔凸起部53a形成为波形状。具体来说，从隔板厚度方向观察时，连通孔凸起部53a沿着氧化剂气体入口连通孔34a的周围，遍及整周地形成为波形状。
如图5所示，在第一金属隔板30设置凹部53f，该凹部53f为凸形状的连通孔凸起部53a的内侧形状。凹部53f构成连通孔凸起部53a的内部空间53g。第一金属隔板30的凹部53f与凹部63f(内部空间63g)对置，该凹部63f为第二金属隔板32的后述的连通孔凸起部63的内侧形状。
本实施方式中，连通孔凸起部53的侧壁53w相对于隔板厚度方向(作为层叠方向的箭头符号A方向)倾斜。从而，连通孔凸起部53沿着隔板厚度方向的截面形状形成为梯形。连通孔凸起部53当在层叠方向被付与紧固载荷时发生弹性变形。此外，也可以是，连通孔凸起部53的侧壁53w与隔板厚度方向平行。即，也可以是，连通孔凸起部53沿着隔板厚度方向的截面形状形成为矩形形状。
如图4所示，桥部80具有：在连通孔凸起部53a的内周侧以相互隔着间隔的方式设置的多个内侧隧道86A；以及在连通孔凸起部53a的外周侧以相互隔着间隔的方式设置的多个外侧隧道86B。多个内侧隧道86A以及多个外侧隧道86B因冲压成型而从第一金属隔板30的表面30a朝向带有树脂膜的MEA 28(参照图1)侧突出成形。
多个内侧隧道86A的作为内侧凹形状的内部空间与连通孔凸起部53a的为内侧凹形状的内部空间53g(图5)连通。内侧隧道86A的与同连通孔凸起部53a连接的一侧相反的一侧的端部向氧化剂气体入口连通孔34a开口。多个外侧隧道86B的内部空间(内侧凹形状)与连通孔凸起部53a的内部空间53g连通。在外侧隧道86B的与同连通孔凸起部53a连接的一侧相反的一侧的端部设置孔部83。
本实施方式中，将多个内侧隧道86A和多个外侧隧道86B沿着连通孔凸起部53a非对置(锯齿状)地配置。此外，也可以是，将多个内侧隧道86A和多个外侧隧道86B隔着连通孔凸起部53a来相互对置地配置。
如图3所示，外周侧凸起部54沿着第一金属隔板30的相互对置的长边延伸。另外，外周侧凸起部54在第一金属隔板30的长方向一方侧(箭头符号B1方向侧)的端部处，在沿着第一金属隔板30的短边排列的氧化剂气体入口连通孔34a、冷却介质入口连通孔36a以及燃料气体出口连通孔38b之间延伸并弯曲。
外周侧凸起部54在第一金属隔板30的长方向另一方侧(箭头符号B2方向侧)的端部处，在沿着第一金属隔板30的短边排列的燃料气体入口连通孔38a、冷却介质出口连通孔36b以及氧化剂气体出口连通孔34b之间延伸并弯曲。连通孔凸起部53a～53d配置在被外周侧凸起部54包围的区域中。从隔板厚度方向观察时，外周侧凸起部54除了后述的直线状的部分之外，其它部分形成为波形状。
如图4所示，在隔板外端缘30e(图4中长方形状的第一金属隔板30的短边)与氧化剂气体入口连通孔34a(的靠隔板外端缘30e侧的部位)之间，利用连通孔凸起部53a和外周侧凸起部54形成两列凸起密封件(双重凸起部)。从隔板厚度方向观察时，两列凸起密封件中的一方凸起密封件为波形状，另一方凸起密封件为直线状。本实施方式中，在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34a之间，连通孔凸起部53a形成为波形状，外周侧凸起部54形成为直线状。即，外周侧凸起部54在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34a之间具有直线状部位54s。直线状部位54s与作为第一金属隔板30的短边的隔板外端缘30e平行地延伸。
在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34a之间处，波形状的连通孔凸起部53a从隔板厚度方向观察时，与外周侧凸起部54的直线状部位54s对置地具有至少一个(本实施方式中为多个)凹部55。也可以是，代替至少一个凹部55，而设置与直线状部位54s对置的至少一个凸部。
也可以是，与所述结构相反地，在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34a之间处，连通孔凸起部53a形成为直线状，外周侧凸起部54形成为波形状。
如图5所示，外周侧凸起部54，与连通孔凸起部53a同样地，沿着隔板厚度方向的截面形状形成为梯形。此外，也可以是，外周侧凸起部54沿着隔板厚度方向的截面形状形成为矩形形状。优选为，连通孔凸起部53与外周侧凸起部54的截面形状相同。
如图3所示，与氧化剂气体入口连通孔34a的周边构造同样地，关于氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a以及燃料气体出口连通孔38b的周边构造，也是在隔板外端缘30e与各连通孔之间，利用连通孔凸起部53和外周侧凸起部54形成一方为波形状且另一方为直线状的两列凸起密封件。
如图1所示，在第二金属隔板32的朝向带有树脂膜的MEA 28的表面32a(以下称为“表面32a”)，例如形成在箭头符号B方向延伸的燃料气体流路58。
如图6所示，燃料气体流路58与燃料气体入口连通孔38a以及燃料气体出口连通孔38b可流通流体地连通。关于燃料气体流路58，在箭头符号B方向延伸的多条凸部58a之间具有直线状流路槽58b。也可以是，代替多个直线状流路槽58b，而设置多个波状流路槽。
在第二金属隔板32的表面32a中，在燃料气体入口连通孔38a与燃料气体流路58之间设置入口缓冲部60A，该入口缓冲部60A具有多个由在箭头符号C方向排列的多个压花部60a形成的压花列。另外，在第二金属隔板32的表面32a中，在燃料气体出口连通孔38b与燃料气体流路58之间设置出口缓冲部60B，该出口缓冲部60B具有多个由多个压花部60b形成的压花列。
此外，在第二金属隔板32的与燃料气体流路58相反侧的面32b，在入口缓冲部60A的所述压花列之间设置由在箭头符号C方向排列的多个压花部69a形成的压花列，并且在出口缓冲部60B的所述压花列之间设置由在箭头符号C方向排列的多个压花部69b形成的压花列。压花部69a、69b构成制冷剂面侧的缓冲部。
在第二金属隔板32的表面32a，通过冲压成型，朝向带有树脂膜的MEA28鼓出成形第二凸起构造62。
如图2所示，通过印刷或者涂布等将树脂件56固定在第二凸起构造62的凸部前端面。树脂件56例如使用聚酯纤维。树脂件56也可以设置在树脂膜46侧。树脂件56并不是不可缺少的，也可以没有。
如图6所示，第二凸起构造62具有：将多个连通孔(连通孔38a等)独立地包围的多个凸起密封件63(以下称为“连通孔凸起部63”)；以及将燃料气体流路58、入口缓冲部60A和出口缓冲部60B包围的凸起密封件64(以下称为“外周侧凸起部64”)。
多个连通孔凸起部63从第二金属隔板32的表面32a突出，并且分别独立地围绕在氧化剂气体入口连通孔34a、氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a、燃料气体出口连通孔38b、冷却介质入口连通孔36a以及冷却介质出口连通孔36b的周围。
在第二金属隔板32设置将分别包围燃料气体入口连通孔38a和燃料气体出口连通孔38b的连通孔凸起部63a、63b的内侧(连通孔38a、38b侧)与外侧(燃料气体流路58侧)连通的桥部90、92。
在包围燃料气体入口连通孔38a的连通孔凸起部63a的靠燃料气体流路58侧的边部设置桥部90。在包围燃料气体出口连通孔38b的连通孔凸起部63b的靠燃料气体流路58侧的边部隔着间隔地设置桥部92。
在第二金属隔板32设置的这些桥部90、92与在第一金属隔板30设置的上述桥部80、82(图3)同样地构成。连通孔凸起部63a～63d与第一金属隔板30的上述连通孔凸起部53a～53d(图3)同样地构成。外周侧凸起部64与第一金属隔板30的上述外周侧凸起部54(图3)同样地构成。从而，关于在第二金属隔板32的隔板外端缘32e与各连通孔的靠隔板外端缘32e侧的部位之间形成的两列凸起密封件(连通孔凸起部63以及外周侧凸起部64)，从隔板厚度方向观察时，一方凸起密封件为波形状，另一方凸起密封件为直线状。
如图1所示，在互相接合的第一金属隔板30的面30b与第二金属隔板32的面32b之间，形成与冷却介质入口连通孔36a和冷却介质出口连通孔36b可流通流体地连通的冷却介质流路66。冷却介质流路66是将形成有氧化剂气体流路48的第一金属隔板30的内面形状与形成有燃料气体流路58的第二金属隔板32的内面形状重合而形成的。
如图3所示，构成接合隔板33的第一金属隔板30与第二金属隔板32通过激光焊接线33a～33e互相接合。以包围氧化剂气体入口连通孔34a以及桥部80的方式形成激光焊接线33a。以包围燃料气体出口连通孔38b以及桥部92的方式形成激光焊接线33b。以包围燃料气体入口连通孔38a以及桥部90的方式形成激光焊接线33c。因为氧化剂气体出口连通孔34b以及桥部82的方式形成激光焊接线33d。以包围氧化剂气体流路48、燃料气体流路58、冷却介质流路66、氧化剂气体入口连通孔34a、氧化剂气体出口连通孔34b、燃料气体入口连通孔38a、燃料气体出口连通孔38b、冷却介质入口连通孔36a以及冷却介质出口连通孔36b的方式，围绕接合隔板33的外周部来形成激光焊接线33e。第一金属隔板30与第二金属隔板32也可以是代替焊接而通过钎焊来进行接合。
这样构成的发电单电池12以如下方式进行动作。
首先，如图1所示，向氧化剂气体入口连通孔34a供给含氧气体等氧化剂气体、例如空气。向燃料气体入口连通孔38a供给含氢气体等燃料气体。向冷却介质入口连通孔36a供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。
从氧化剂气体入口连通孔34a经由桥部80(图3)向第一金属隔板30的氧化剂气体流路48导入氧化剂气体。而且，氧化剂气体沿着氧化剂气体流路48在箭头符号B方向移动，并被供给到电解质膜-电极结构体28a的阴极电极44。
另一方面，从燃料气体入口连通孔38a经由桥部90向第二金属隔板32的燃料气体流路58导入燃料气体。燃料气体沿着燃料气体流路58在箭头符号B方向移动，并被供给到电解质膜-电极结构体28a的阳极电极42。
从而，各电解质膜-电极结构体28a中，向阴极电极44供给的氧化剂气体与向阳极电极42供给的燃料气体在第一电极催化剂层44a以及第二电极催化剂层42a内通过电气化学反应被消耗来进行发电。
接着，向阴极电极44供给并被消耗的氧化剂气体从氧化剂气体流路48经由桥部82向氧化剂气体出口连通孔34b流动，沿着氧化剂气体出口连通孔34b在箭头符号A方向被排出。同样地，向阳极电极42供给并被消耗的燃料气体从燃料气体流路58经由桥部92向燃料气体出口连通孔38b流动，沿着燃料气体出口连通孔38b在箭头符号A方向被排出。
另外，向冷却介质入口连通孔36a供给的冷却介质被导入到在第一金属隔板30与第二金属隔板32之间形成的冷却介质流路66之后，在箭头符号B方向流通。该冷却介质将电解质膜-电极结构体28a冷却之后，从冷却介质出口连通孔36b被排出。
该情况下，本实施方式所涉及的发电单电池12产生如下效果。
以下，以由包围在第一金属隔板30形成的氧化剂气体入口连通孔34a的连通孔凸起部53a以及外周侧凸起部54构成的两列凸起密封件为代表性的例子，来说明本实施方式的效果，但是关于由第一金属隔板30的其它各连通孔凸起部53和外周侧凸起部54构成的两列凸起密封件、以及由第二金属隔板32的各连通孔凸起部63和外周侧凸起部64构成的两列凸起密封件，也可以得到同样的效果。
在隔板外端缘30e与反应气体连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)之间设置的凸起密封件，刚性容易降低。从隔板厚度方向观察时，第一金属隔板30中，隔板外端缘30e与反应气体连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)的靠隔板外端缘30e侧的部位之间设置的两列凸起密封件(连通孔凸起部53a以及外周侧凸起部54)中的一方凸起密封件为波形状，另一方凸起密封件为直线状。因此，与两列凸起密封件双方均为直线状的结构相比较，第一凸起构造52的靠隔板外端缘30e侧处的刚性提高。
即，波形状的凸起密封件与直线状的凸起密封件相比较，针对隔板厚度方向(层叠方向)的载荷的刚性高。因此，如图7所示，与直线状的凸起密封件相比较，波形状的凸起密封件针对载荷的位移量(变形量)少。从而，图4所示的第一金属隔板30中，在隔板外端缘30e与反应气体连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)之间设置的两列凸起密封件包含波形状的凸起密封件(连通孔凸起部53a)，因此能够抑制因层叠方向的载荷导致的变形量。由此，抑制隔板外端缘30e侧处的密封表面压力的相对地降低，因此能够抑制密封表面压力的偏差。
在隔板外端缘30e与反应气体连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)之间，波形状的凸起密封件(连通孔凸起部53a)从隔板厚度方向观察时，与直线状的凸起密封件(外周侧凸起部54)对置地具有至少一个凹部55。根据该结构，能够在两列凸起密封件之间确保规定以上的间隔，并且能够将一方凸起密封件容易地设为波形状。
在隔板外端缘30e与反应气体连通孔(氧化剂气体入口连通孔34a等)之间，两列凸起密封件中的靠反应气体连通孔侧的凸起密封件(连通孔凸起部53a)为波形状。根据该结构，隔板外端缘30e的附近对于将凸起密封件设为波形状而言空间的制约多，如果是反应气体连通孔侧的凸起密封件，则空间的制约较少，能够容易配置波形状的凸起密封件。
图8所示的变形例所涉及的第一金属隔板30M中，反应气体连通孔(例如，氧化剂气体入口连通孔34am)形成为六边形状。在图8中，氧化剂气体入口连通孔34am为靠隔板外端缘30e(四边形状的第一金属隔板30M的短边)侧的边34s1比靠氧化剂气体流路48(参照图3)侧的边34s2短的六边形状。边34s1与作为第一金属隔板30M的短边的隔板外端缘30e平行。
在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34am之间设置的两列凸起密封件(连通孔凸起部53m以及外周侧凸起部54m)具有一方为波形状且另一方为直线状部位。具体来说，在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34am之间，连通孔凸起部53m形成为波形状，外周侧凸起部54m的与隔板外端缘30e对置的部位形成为直线状。即，外周侧凸起部54m在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34am之间具有直线状部位54ms。直线状部位54ms与作为第一金属隔板30M的短边的隔板外端缘30e平行地延伸。
在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34am之间，波形状的连通孔凸起部53m从隔板厚度方向观察时，与外周侧凸起部54m的直线状部位54ms对置地具有至少一个凹部55。在图8中，设置一个与直线状部位54ms对置的凹部55，但也可以是，与直线状部位54s对置地设置多个凹部55。也可以是，代替至少一个凹部55，而设置至少一个凸部。
也可以是，与所述结构相反地，在隔板外端缘30e与氧化剂气体入口连通孔34am之间，连通孔凸起部53m形成为直线状，外周侧凸起部54m形成为波形状。
此外，在第一金属隔板30M设置氧化剂气体出口连通孔、燃料气体入口连通孔、燃料气体出口连通孔。关于这些连通孔，也可以是形成为与氧化剂气体入口连通孔34am同样的六边形状。该情况下，在各连通孔的周边形成的连通孔凸起部53m以及外周侧凸起部54m可以是与氧化剂气体入口连通孔34am周边的连通孔凸起部53m以及外周侧凸起部54m同样地形成。也可以是，将与第一金属隔板30M同样的结构应用于第二金属隔板。
反应气体连通孔与隔板外端缘之间的凸起构造并不限定为两列凸起密封件，只要具有至少两列凸起密封件即可。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行各种改变。
Claims (4)
1.一种燃料电池用金属隔板，其形成用于供反应气体沿着电极面流动的反应气体流路，在隔板厚度方向贯通形成与所述反应气体流路连通的反应气体连通孔，在所述隔板厚度方向突出形成用于防止所述反应气体泄漏的凸起构造，该燃料电池用金属隔板的特征在于，
所述凸起构造在构成长方形的所述燃料电池用金属隔板的短边的隔板外端缘与所述反应气体连通孔的靠所述隔板外端缘侧的部位之间具有两列凸起密封件，
从所述隔板厚度方向观察时，所述两列凸起密封件中的靠所述反应气体连通孔侧的所述凸起密封件为波形状，仅靠所述隔板外端缘侧的所述凸起密封件为直线状，
所述直线状的部位沿着所述燃料电池用金属隔板的所述短边即所述隔板外端缘延伸，
波形状的所述凸起密封件是包围所述反应气体连通孔的连通孔凸起部的一部分，
直线状的所述凸起密封件是包围所述反应气体流路并且包围所述反应气体连通孔的外周侧凸起部的一部分，在多个所述反应气体连通孔之间延伸。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用金属隔板，其特征在于，
波形状的所述凸起密封件从所述隔板厚度方向观察时，与直线状的所述凸起密封件对置地具有至少一个凹部。
3.根据权利要求1所述的燃料电池用金属隔板，其特征在于，
所述反应气体连通孔具有靠所述隔板外端缘侧的边比靠所述反应气体流路侧的边短的形状。
4.一种发电单电池，其特征在于，具备：
电解质膜-电极结构体；以及
在所述电解质膜-电极结构体的两侧分别配设的根据权利要求1～3中的任一项所述的燃料电池用金属隔板。
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