CN110085885A

CN110085885A - 制造燃料电池分隔器的方法

Info

Publication number: CN110085885A
Application number: CN201811562373.2A
Authority: CN
Inventors: 柴田和则
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2019-08-02
Also published as: JP2019129124A; JP6973121B2; DE102018129962A1; US11462748B2; US20190237775A1

Abstract

本发明涉及制造燃料电池分隔器的方法。制造燃料电池分隔器的方法包括：堆叠第一分隔器板和第二分隔器板，第二分隔器板具有第一突出部和第二突出部，使得第一突出部和第二突出部在离开第一分隔器板的方向上突出，第一突出部和第二突出部与待结合到第一分隔器板的第一接合部的两侧相邻；将第一突出部和第二突出部朝向第一分隔器板挤压，使得第一接合部压靠在第一分隔器板上；并且在第一接合部压靠在第一分隔器板上的同时，将第一接合部结合到第一分隔器板，其中，在挤压时，通过在第一接合部和第一突出部之间屈曲的第一屈曲部的弹性变形来将第一接合部压靠在第一分隔器板上。

Description

制造燃料电池分隔器的方法

技术领域

本公开涉及一种制造燃料电池分隔器的方法。

背景技术

燃料电池包括膜电极气体扩散层组件(MEGA)和分隔器。通过将阳极侧分隔器板结合到阴极侧分隔器板来制造分隔器。例如，如在例如日本专利申请特开第2009-187757号中所公开地那样，作为一种结合分隔器板的方法，焊接是已知的。

发明内容

因此，本公开的目的是，提供一种制造燃料电池分隔器的方法，该方法能够改善分隔器板的接合状态。

根据本公开的一个方面，提供了一种制造燃料电池分隔器的方法，该方法包括：堆叠第一分隔器板和第二分隔器板，所述第二分隔器板具有第一突出部和第二突出部，使得第一突出部和第二突出部在离开第一分隔器板的方向上突出，第一突出部和第二突出部与待结合到第一分隔器板的第一接合部的两侧相邻；将第一突出部和第二突出部朝向第一分隔器板挤压，使得第一接合部压靠在第一分隔器板上；以及在第一接合部压靠在第一分隔器板上的同时，将第一接合部结合到第一分隔器板，其中在挤压时，通过在第一接合部和第一突出部之间屈曲的第一屈曲部的弹性变形来将第一接合部压靠在第一分隔器板上。

附图说明

图1是示意燃料电池的单元电池的分解透视图；

图2是示意燃料电池的截面视图；

图3是示意分隔器的制造方法的工序图；

图4示意在实施例的制造方法中挤压突出部的过程；

图5示意在对照示例的制造方法中挤压分隔器板的过程；

图6是在另一个实施例中的分隔器板的局部截面视图；并且

图7是在又一个实施例中的分隔器板的局部截面视图。

具体实施方式

由于例如制造误差，在结合时分隔器板彼此接触的接触面不会成为理想的平坦表面，并且由于存在细微的不规则性、翘曲和起伏而可能在分隔器板之间形成间隙。因此，在分隔器板之间形成大的间隙的部分中，分隔器板未充分结合，并且分隔器板可能有缺陷地结合。当分隔器板有缺陷地结合时，分隔器之间的接触电阻增加，并且由此，燃料电池的发电性能可能降低。

图1是示意燃料电池的单元电池2的分解透视图。燃料电池用在例如燃料电池车辆中使用，但其应用不受限制。

燃料电池是固体高分子燃料电池，并且被构造成包括其中堆叠多个单元电池2的燃料电池组。此外，燃料电池包括在堆叠方向上穿过单元电池2的阴极侧入口歧管、阴极侧出口歧管、阳极侧入口歧管、阳极侧出口歧管、冷却介质入口歧管和冷却介质出口歧管。

将被供给到每个单元电池2的氧化剂气体流过阴极侧入口歧管。从每个单元电池2排出的氧化剂废气流过阴极侧出口歧管。将被供给到每个单元电池2的燃料气体流过阳极侧入口歧管。从每个单元电池2排出的燃料废气流过阳极侧出口歧管。将被供给到每个单元电池2的冷却介质(诸如冷却水)流过冷却介质入口歧管。从每个单元电池2排出的冷却介质流过冷却介质出口歧管。

向单元电池2供给燃料气体(例如氢气)和氧化剂气体(例如空气中的氧气)，以通过燃料气体和氧化剂气体之间的电化学反应产生电力。单元电池2包括在该单元电池2的堆叠方向上布置的MEGA 20、框架21和分隔器1。

MEGA 20包括膜电极组件(MEA)200和夹持MEA 200的一对气体扩散层(GDL)201和202。附图标记P表示MEA 200的堆叠结构。MEA 200包括电解质膜200a以及夹持电解质膜200a的阳极催化剂层200b和阴极催化剂层200c。

电解质膜200a包括例如在潮湿条件下呈现高质子传导性的离子交换树脂膜。这种离子交换树脂膜的示例包括但不限于具有磺酸盐基团作为离子交换基团的氟树脂基膜，诸如Nafion(注册商标)。

阳极催化剂层200b和阴极催化剂层200c中的每一个层被形成为包含承载催化剂的导电颗粒和质子传导电解质并且具有气体扩散性的多孔层。例如，阳极催化剂层200b和阴极催化剂层200c被形成为由催化剂墨水制成的干燥涂覆膜，该催化剂墨水是包含承载铂的碳和质子传导电解质的分散溶液。

通过第一气体扩散层201向阳极催化剂层200b供给燃料气体，而通过第二气体扩散层202向阴极催化剂层200c供给氧化剂气体。通过例如将疏水性微孔层堆叠在基材(诸如碳纸)上来形成气体扩散层201和202。微孔层被形成为例如包含疏水树脂(诸如聚四氟乙烯(PTFE))和导电材料(诸如炭黑)。MEA 200使用氧化剂气体和燃料气体通过电化学反应来产生电力。

框架21由例如具有矩形外形的树脂片材形成。用于框架21的材料的示例包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基树脂、间规聚苯乙烯(SPS)基树脂和聚丙烯(PP)基树脂。框架21具有框架形状，并且矩形开口210位于中心部分中。

另外，在厚度方向上穿过框架21的通孔211至216位于框架21的端部中。开口210位于与MEGA 20对应的位置处，并且MEA 200的外周端通过粘合层被粘合地结合到开口210的边沿。这种结构将MEA 200固定到框架21。

通孔211、215和214位于框架21的第一端部处，并且通孔213、216和212位于框架21的第二端部处。通孔211至216分别与分隔器板23的通孔231至236以及分隔器板24的通孔241至246重叠。

通孔211是阳极侧入口歧管的一部分，并且燃料气体在单元电池2的堆叠方向上流过通孔211。通孔212是阳极侧出口歧管的一部分，并且燃料废气在单元电池2的堆叠方向上流过通孔212。

通孔213是阴极侧入口歧管的一部分，并且氧化剂气体在单元电池2的堆叠方向上流过通孔213。通孔214是阴极侧出口歧管的一部分，并且氧化剂废气在单元电池2的堆叠方向上流过通孔214。

通孔216是冷却介质入口歧管的一部分，并且冷却介质在单元电池2的堆叠方向上流过通孔216。通孔215是冷却介质出口歧管的一部分，并且冷却介质在单元电池2的堆叠方向上流过通孔215。

分隔器1包括一对分隔器板23和24。分隔器板23和24中的一个分隔器板是第一分隔器板的示例，并且分隔器板23和24中的另一个分隔器板是第二分隔器板的示例。在以下描述中，为方便起见，假设分隔器板23是第一分隔器板，并且假设分隔器板24是第二分隔器板。

分隔器板23和24由例如金属板制成，并且具有矩形外形。分隔器板23和24通过例如激光焊接彼此结合，并且分隔器板24被粘合剂粘合地结合到框架21。因此，在燃料电池中，分隔器板24被布置在包括分隔器板24的单元电池2的MEGA 20的阳极侧处，并且分隔器板23被布置在与包括分隔器板23的单元电池2相邻的另一个单元电池2的MEGA 20的阴极侧处。

分隔器板24具有在厚度方向上穿过分隔器板24的通孔241至246以及波纹状阳极通道部240。通孔241、245和244位于分隔器板24的第一端部处，而通孔243、246和242位于分隔器板24的第二端部处。

在阳极通道部240的更靠近MEGA 20的表面上形成沟槽形燃料气体通道，燃料气体流过该沟槽形燃料气体通道。燃料气体通道面对气体扩散层201，并且燃料气体被从燃料气体通道供给到气体扩散层201。通过使用例如压制金属模具屈曲来形成阳极通道部240。燃料气体通道可以被形成为例如线性形状或曲折形状。

分隔器板23具有通孔231至236以及波纹状阴极通道部230。通孔231、235和234位于分隔器板23的第一端部处，而通孔233、236和232位于分隔器板23的第二端部处。

在阴极通道部230的更靠近分隔器板24的表面上形成冷却介质通过其流动的沟槽形冷却介质通道，并且在阴极通道部230的更靠近相邻单元电池2的表面上形成氧化剂气体通过那里流动的沟槽形氧化剂气体通道。氧化剂气体通道面对相邻单元电池2的MEGA 20的气体扩散层202，并且氧化剂气体被从氧化剂气体通道供给到气体扩散层202。

通过例如使用压制金属模具屈曲来形成阴极通道部230。冷却介质通道和燃料气体通道可以被形成为例如线性形状或曲折形状。分隔器板23和24不一定由金属制成，并且可以通过碳模制形成。另外，冷却介质流过的沟槽形冷却介质通道可以被形成在分隔器板23的阴极通道部230中的面对分隔器板24的表面上。

通孔231和241是阳极侧入口歧管的一部分，并且燃料气体在单元电池2的堆叠方向上流过通孔231和241。通孔232和242是阳极侧出口歧管的一部分，并且燃料废气在单元电池2的堆叠方向上流过通孔232和242。

通孔241和242被连接到燃料气体通道。燃料气体被从通孔241通过燃料气体通道供给到MEGA 20。燃料废气被从MEGA 20通过燃料气体通道排出到通孔242。

通孔233和243是阴极侧入口歧管的一部分，并且氧化剂气体在单元电池2的堆叠方向上流过通孔233和243。通孔234和244是阴极侧出口歧管的一部分，并且氧化剂废气在单元电池2的堆叠方向上流过通孔234和244。

氧化剂气体被从通孔233通过氧化剂气体通道供给到MEGA 20。另外，氧化剂废气被从MEGA 20通过氧化剂气体通道排出到通孔234。

通孔236和246是冷却介质入口歧管的一部分，并且冷却介质在单元电池2的堆叠方向上流过通孔236和246。通孔235和245是冷却介质出口歧管的一部分，并且冷却介质在单元电池2的堆叠方向上流过通孔235和245。

冷却介质从通孔236通过冷却介质通道流入通孔235中。因此，冷却介质冷却燃料电池。

分隔器板23和24被沿着焊接线L激光焊接。焊接线L围绕通孔231至236和241至246中的每一个通孔并且在阳极通道部240和阴极通道部230的周缘部(即，发电部分的内部)设定。此外，焊接线L被设定为包围阳极通道部240、阴极通道部230和通孔231至234和241至244。焊接线L的设定不受限制，并且例如，焊接线L可以被设定在除了上述部分之外的部分中，以提高分隔器板23和24的密封性能，或者通过使分隔器板23和24彼此附着以减小在分隔器板23和24之间的接触电阻来改善发电性能。

分隔器板23和24沿着焊接线L具有突出部，以改善由于激光焊接而引起的接合状态。在下文中，将参考沿着线A-A截取的截面视图描述分隔器板23和24的结构。

图2是示意燃料电池的截面视图。该截面视图示意彼此相邻的两个单元电池2沿着线A-A截取的截面。

气体扩散层202位于框架21的开口210中。MEA 200和气体扩散层201被堆叠在气体扩散层202的下方。阳极催化剂层200b被形成在MEA 200的第一表面上，并且阴极催化剂层200c被形成在MEA 200的第二表面上。由于阴极催化剂层200c的面积小于电解质膜200a和阳极催化剂层200b的面积，所以电解质膜200a的周缘区域200s被从阴极催化剂层200c暴露。周缘区域200s被设置成当从正面观察MEA 200的上表面时包围阴极催化剂层200c的周边。

周缘区域200s通过粘合层25粘附到框架21的更靠近开口210的一端。粘合层25由例如紫外线固化树脂或热固性树脂形成。MEGA 20以上述方式粘附到框架21。

一对分隔器板23和24被夹在一个单元电池2的MEGA 20和框架21和与该一个单元电池2相邻的另一个单元电池2的MEGA 20和框架21之间。附图标记P1和P2表示与分隔器板23和24的焊接线L相对应的位置(焊接点)。焊接点P1位于彼此相邻的单元电池2的框架21之间，并且焊接点P2位于单元电池2的气体扩散层201和相邻的单元电池2的气体扩散层202之间。。

分隔器板24包括接合部10，所述接合部10包括焊接点P1、突出部11和12、屈曲部13至16和平坦部17和18，并且分隔器板24包括接合部50，所述接合部50包括焊接点P2、突出部51和52、屈曲部53至56和平坦部57。分隔器板23包括接合部30，所述接合部30包括焊接点P1、突出部31和32、屈曲部33至36和平坦部37和38，并且分隔器板23包括接合部60，所述接合部60包括焊接点P2、突出部61和62、屈曲部63至66和平坦部67。

分隔器板24的接合部10和分隔器板23的接合部30通过激光焊接彼此结合。接合部10和30的表面是基本平坦的，但是可以如下所述弯曲。接合部10是第一接合部的示例，并且接合部30是第二接合部的示例。

突出部11和12与接合部10的两侧相邻，并且在离开分隔器板23的方向上突出。因此，突出部11和12与框架21的下表面接触。突出部31和32与接合部30的两侧相邻，并且在离开分隔器板24的方向上突出。因此，突出部31和32与框架21的上表面接触。

分隔器板23的、将不被粘合地结合到框架21的突出部31和32的、与框架21接触的区域310和320优选地涂覆有例如橡胶以改善在彼此相邻的单元电池2的框架21之间的密封性能。可替代地，即使当区域310和320没有涂覆例如橡胶时，如果框架21是弹性的，则通过与框架21接触的突出部31和32，框架21和分隔器板23之间的密封也是可能的。另外，例如，冷却介质可以流过突出部11和31之间的间隙S2以及突出部12和32之间的间隙S1。

屈曲部14位于接合部10和突出部12之间，并且屈曲部14屈曲以便在突出部12被挤压时弹性变形。屈曲部15位于接合部10和突出部11之间，并且屈曲部15屈曲以便在突出部11被挤压时弹性变形。通过屈曲部14和15的弹性变形，接合部10压靠在分隔器板23的接合部30上。突出部11和12中的一个突出部是第一突出部的示例，并且突出部11和12中的另一个突出部是第二突出部的示例。屈曲部14和15中的一个屈曲部是第一屈曲部的示例，并且屈曲部14和15中的另一个屈曲部是第二屈曲部的示例。

屈曲部13位于表面基本平坦的平坦部17和突出部12之间，并且屈曲部13屈曲以便在突出部12被挤压时弹性变形。屈曲部16位于表面基本平坦的平坦部18和突出部11之间，并且屈曲部16屈曲以便在突出部11被挤压时弹性变形。通过屈曲部13和16的弹性变形，平坦部17和18分别压靠在分隔器板23的平坦部37和38上。

屈曲部34位于接合部30和突出部32之间，并且屈曲部34屈曲以便在突出部32被挤压时弹性变形。屈曲部35位于接合部30和突出部31之间，并且屈曲部35屈曲以便在突出部31被挤压时弹性变形。通过屈曲部34和35的弹性变形，接合部30压靠在分隔器板24的接合部10上。突出部31和32中的一个突出部是第三突出部的示例，并且突出部31和32中的另一个突出部是第四突出部的示例。屈曲部34和35中的一个屈曲部是第三屈曲部的示例，并且屈曲部34和35中的另一个屈曲部是第四屈曲部的示例。

屈曲部33位于表面基本平坦的平坦部37和突出部32之间，并且屈曲部33屈曲以便在突出部32被挤压时弹性变形。屈曲部36位于表面基本平坦的平坦部38和突出部31之间，并且屈曲部36屈曲以便在突出部31被挤压时弹性变形。通过屈曲部33和36的弹性变形，平坦部37和38分别压靠在分隔器板24的平坦部17和18上。

另外，分隔器板24的接合部50和分隔器板23的接合部60通过激光焊接被彼此结合。接合部50和60的表面是基本平坦的，但是可以如下所述弯曲。接合部50是第一接合部的示例，并且接合部60是第二接合部的示例。

突出部51和52与接合部50的两侧相邻，并且在离开分隔器板23的方向上突出。因此，突出部51和52与气体扩散层201的下表面接触。另外，突出部61和62与接合部60的两侧相邻，并且在离开分隔器板24的方向上突出。因此，突出部61和62与气体扩散层202的上表面接触。

另外，突出部51和52是阳极通道部240的一部分，并且突出部61和62是阴极通道部230的一部分。突出部51和52之间的沟槽部240a是燃料气体通道的一部分，并且突出部61和62之间的沟槽部230a是氧化剂气体通道的一部分。突出部52和62之间的间隙S3和突出部51和61之间的间隙S4是冷却介质通道的一部分。

屈曲部54位于接合部50和突出部52之间，并且屈曲部54屈曲以便在突出部52被挤压时弹性变形。屈曲部55位于接合部50和突出部51之间，并且屈曲部55屈曲以便在突出部51被挤压时弹性变形。通过屈曲部54和55的弹性变形，接合部50压靠在分隔器板23的接合部60上。突出部51和52中的一个突出部是第一突出部的示例，并且突出部51和52中的另一个突出部是第二突出部的示例。

屈曲部53位于平坦部18和突出部52之间，并且屈曲部53屈曲以便在突出部52被挤压时弹性变形。屈曲部56位于表面基本平坦的平坦部57和突出部51之间，并且屈曲部56屈曲以便在突出部51挤压时弹性变形。通过屈曲部53和56的弹性变形，平坦部18和57分别压靠在分隔器板23的平坦部38和67上。

屈曲部64位于接合部60和突出部62之间，并且屈曲部64屈曲以便在突出部62被挤压时弹性变形。屈曲部65位于接合部60和突出部61之间，并且屈曲部65屈曲以便在突出部61被挤压时弹性变形。通过屈曲部64和65的弹性变形，接合部60压靠在分隔器板24的接合部50上。突出部61和62中的一个突出部是第三突出部的示例，并且突出部61和62中的另一个突出部是第四突出部的示例。

屈曲部63位于平坦部38和突出部62之间，并且屈曲部63屈曲以便在突出部62被挤压时弹性变形。屈曲部66位于表面基本平坦的平坦部67和突出部61之间，并且屈曲部66屈曲以便在突出部61被挤压时弹性变形。通过屈曲部63和66的弹性变形，平坦部38和67分别压靠在分隔器板24的平坦部18和57上。

接下来，将描述一种制造分隔器1的方法。本示例描述分隔器板24的接合部10被结合到分隔器板23的接合部30的情形。然而，下面描述的结合方法也适用于分隔器板24的接合部50被结合到分隔器板23的接合部60的情形。

图3是示意制造分隔器1的方法的工序图。在图3中，相同的附图标记被赋予与图2中的那些相同的元件，并且省略其说明。

如附图标记G1所示，分隔器板23和分隔器板24被堆叠(步骤St1)。在这个步骤中，分隔器板24被堆叠，使得突出部11和12在离开分隔器板23的方向上突出，并且分隔器板23被堆叠，使得突出部31和32在离开分隔器板24的方向上突出。因此，分隔器板24的突出部11和12分别面对分隔器板23的突出部31和32。

然后，如附图标记G2所示，分隔器板24的突出部11和12被朝向分隔器板23挤压，并且分隔器板23的突出部31和32被朝向分隔器板24挤压(步骤ST2)。

在突出部11和12被挤压时，分隔器板24的接合部10压靠在分隔器板23的接合部30上。另外，在突出部31和32被挤压时，分隔器板23的接合部30压靠在分隔器板24的接合部10上。

此时，通过屈曲部14和15的弹性变形，分隔器板24的接合部10压靠在分隔器板23的接合部30上，并且通过屈曲部34和35的弹性变形，分隔器板23的接合部30压靠在分隔器板24的接合部10上。将在以后描述屈曲部14、15、34和35的功能。

另外，在挤压工具41和42分别压靠在突出部11和12上时，分隔器板24的突出部11和12被挤压。在挤压工具43和44分别压靠在突出部31和32上时，分隔器板23的突出部31和32被挤压。挤压工具41至44是沿着焊接线L延伸并且基本上为矩形的构件，并且被可移动地设置到用于分隔器1的制造装置。

挤压工具41和42以固定间隔d布置在突出部11和12上，并且分别向突出部11和12施加适当的载荷Fu。挤压工具43和44以固定间隔d布置在突出部31和32上，并且分别向突出部31和32施加适当的载荷Fd。这里，挤压工具41至44优选地由钢、不锈钢等制成的刚体形成，从而抑制突出部11和31之间的距离的变化和突出部12和32之间的距离的变化由于挤压工具41至44在挤压时的弹性变形而增加。

在这个步骤中，并不总是必须在挤压方向上移动挤压工具41至44。可以通过固定跨过分隔器板23和24彼此面对的挤压工具41和43中的一个挤压工具并且仅移动另一个挤压工具来挤压突出部11和31。以相同的方式，可以通过固定跨过分隔器板23和24彼此面对的挤压工具42和44中的一个挤压工具并且仅移动另一个挤压工具来挤压突出部12和32。

然后，如附图标记G3所示，在接合部10和30彼此压靠时，接合部10和30被激光焊接(步骤St3)。通过沿着焊接线L从激光发射装置45利用激光46照射接合部10和30来进行激光焊接。此时，激光46经过挤压工具41和42之间的距离d的间隙，以到达接合部10和30。

如上所述，分隔器板23和24彼此结合。在本示例中，因为激光焊接被用作结合分隔器板23和24的方法，所以由于激光焊接的高功率密度，实现了足够的结合强度。然而，这并不意味着任何限制，并且可以使用其它焊接方法，诸如超声波焊接、电子束焊接、电弧焊接和电阻焊接。这种焊接方法使得能够容易地将分隔器板23和24结合在一起，但是这并不意味着任何限制。可以使用除焊接之外的结合方法，诸如使用热塑性树脂或热固性树脂的粘合结合、通过钎焊的粘合结合或冷焊接。

接下来，将描述挤压突出部11、12、31和32的过程。

图4示意在该实施例的制造方法中挤压突出部11、12、31和32的过程。在图4中，相同的附图标记被附于与图2和图3中的那些相同的元件，并且省略其说明。

附图标记G11表示在突出部11、12、31和32被挤压之前分隔器板23和24的截面，并且附图标记G12表示当突出部11、12、31和32被挤压时分隔器板23和24的截面。附图标记H和H'表示在挤压之后突出部11、12、31和32的高度位置。

图5示意在对照示例的制造方法中挤压分隔器板23a和24a的过程。附图标记G14表示当对照示例的分隔器板23a和24a被挤压时的截面。附图标记G15表示根据分隔器板23a和24a中的位置当对照示例的分隔器板23a和24a被挤压时在分隔器板23a和24a之间产生的载荷(kg)的变化。另外，附图标记G13表示当在实施例的制造方法中突出部11、12、31和32被挤压时，根据分隔器板23和24中的位置，在分隔器板23和24之间产生的载荷(kg)的变化。

对照示例的分隔器板23a和24a不具有实施例的分隔器板23和24的突出部11、12、31和32中的任一个突出部，并且实际上是平坦的。然而，在分隔器板23a和24a的表面上由于制造误差而存在细小的翘曲和不规则性。因此，当分隔器板23a和24a的焊接部P1的两侧从顶部和底部被挤压工具41至44挤压时，包括焊接点P1的区域90和91(对应于接合部10和30)可能变形，并且由此可能形成间隙92。

例如，在激光焊接的情形中，其取决于接合条件，但是在焊接点P1处在分隔器板23a和24a之间的允许距离约为25(μm)。因此，当间隙92的尺寸大于25(μm)时，焊接点P1可能未被充分地结合。

在对照示例的分隔器板23a和24a中，均匀的载荷Fu和Fd被施加到焊接点P1的两侧，如附图标记G15所示。因此，无任何载荷被施加到焊接点P1。因此，难以减小区域90和91中的间隙92。

相反，由于实施例的分隔器板23和24具有与接合部10和30的两侧相邻的突出部11、12、31和32，所以当突出部11、12、31和32分别被挤压工具41至44挤压时，载荷被施加到接合部10和30中的每一个接合部，如附图标记G13所示。这是因为载荷Fu和Fd被从挤压工具41至44施加到的突出部11、12、31和32产生作用在接合部10和30上的力f。

因此，与对照示例不同，载荷被施加到分隔器板23和24的焊接点P1，并且因此接合部10和30之间的间隙减小。从挤压工具41至44施加的载荷Fu和Fd优选地是均匀的，以使得突出部11、12、31和32的力f的施加点精确地对应于焊接点P1。

另外，例如，由于制造误差引起的起伏可能沿着焊接线L存在于接合部10和30之间的接触面上。此外，突出部11、12、31和32与挤压工具41至44之间的接触面上也可能存在起伏。

假设没有设置屈曲部14、15、34和35，并且突出部11、12、31和32被挤压。在这种情形下，由于起伏，在接合部10或30的一部分首先与分隔器板24或23形成接触之后，即使当载荷增加时，分隔器板23和24的刚性也防止了接合部10或30的其余部分与分隔器板24或23形成接触，并且可以在接合部10或30的一部分中形成间隙。

相反，分隔器板23和24在接合部10和30与突出部11、12、31和32之间具有屈曲部14、15、34和35，并且屈曲部14、15、34之间在突出部11、12、31和32被挤压之前和之后伸长和收缩。因此，当突出部11、12、31和32被挤压时，屈曲部14、15、34和35弹性变形，并且由此，接合部10和30沿着焊接线L在整个表面上彼此压靠。

因此，接合部10和30能够通过激光焊接彼此充分结合，并且分隔器板23和24之间的接合状态得到改善。由于挤压工具41至44的挤压，突出部11、12、31和32的高度位置改变到由附图标记H和H'表示的位置。然而，在挤压完成之后，由于屈曲部14、15、34和35由于弹力而恢复到挤压之前的状态，并且高度位置返回到原始位置。

通过设置屈曲部14、15、34和35中的至少一个屈曲部来实现上述优点。例如，分隔器板24可以仅在接合部10的一侧处具有屈曲部14或屈曲部15。然而，当屈曲部14和15位于接合部10的两侧处时，由于屈曲部14和15的弹力，从突出部11和12施加到接合部10的力f趋向于平衡。因此，在分隔板23和24结合和被挤压工具41至44挤压之后，分隔器板24的扭曲受到抑制。

由于分隔器板24的扭曲受到抑制，所以分隔器板24能够始终与MEGA 20均匀地接触，由此减小了分隔器板24和MEGA 20之间的接触电阻，并且提高了发电性能。这同样适用于分隔器板23的屈曲部34和35。

另外，在本示例中，不仅分隔器板24而且分隔器板23都具有屈曲部34和35。因此，通过屈曲部34和35的弹力，在分隔器板24侧处挤压工具41和42的载荷Fu和在分隔器板23侧处挤压工具43和44的载荷Fd容易平衡。因此，在被挤压工具41至44的挤压完成之后，由与挤压完成相关联的反作用力引起的分隔器板23和24的翘曲受到抑制。

在本示例中，分隔器板23和24的接合部10和30被形成为具有平坦表面，但是可以被形成为具有如下描述的弯曲表面。

图6是另一个实施例中的分隔器板23b和24b的局部截面视图。在图6中，相同的附图标记被赋予与图4中的那些相同的元件，并且省略其说明。

分隔器板24b包括：接合部10a，所述接合部10a被弯曲以朝向分隔器板23b突出；突出部11a和12a，所述突出部11a和12a与接合部10a的两侧相邻的；以及屈曲部15a，所述屈曲部15a在突出部11a和接合部10a之间屈曲。突出部11a和12a在离开分隔器板23b的方向上突出，并且是弯曲的。

分隔器板23b包括：接合部30a，所述接合部30a被弯曲以朝向分隔器板24b突出；以及突出部31a和32a，所述突出部31a和32a与接合部30a的两侧相邻。突出部31a和32a在离开分隔器板24b的方向上突出，并且是弯曲的。无任何屈曲部位于突出部12a和接合部10a之间、突出部31a和接合部30a之间，以及突出部32a和接合部30a之间。

附图标记G21表示在突出部11a和12a、31a、32a被挤压之前分隔器板23b和24b的截面，并且附图标记G22表示当突出部11a和12a、31a、32a被挤压时分隔器板23b和24b的截面。

在突出部11a和12a、31a、32a被挤压之前，分隔器板24b和23b的接合部10a和30a隔着间隙8彼此面对，并且不彼此接触。当突出部11a和12a、31a、32a被挤压时，屈曲部15a弹性变形，并且由此，接合部10a压靠在接合部30a上。

此时，由于接合部10a和30a弯曲以便分别朝向分隔器板23b和24b突出，并且接合部10a和30a的弯曲表面之间的接触点对应于焊接点P1。因此，当接合部10a和30a具有平坦表面时，接合部10a和30a之间的接触面积小于接合部10a和30a之间的接触面积。因此，在挤压时施加到焊接点P1的力增加，并且因此通过激光焊接在接合部10a和30a之间的接合强度增强。

当接合部10a和30a中的至少一个弯曲时，接合部10a和30a之间的接触面积能够减小。因此，也实现了上述优点。然而，在本示例中，当接合部10a和30a都弯曲时，与当接合部10a和30a中的仅一个接合部弯曲时的接触面积相比，能够容易地减小接触面积。

另外，由于突出部11a和12a、31a、32a也弯曲，屈曲部15a容易弹性变形，并且因此增强了在接合部10a和30a之间的粘合性。

另外，在本示例中，分隔器板23b不包括屈曲部34也不包括屈曲部35。然而，由于在突出部31a和32a被挤压时，分隔器板23b的接合部30a压靠在分隔器板24b的接合部10a上，所以如上所述，在接合部10a和30a之间的间隙减小。

另外，在图4中示意的分隔器板23和24都具有突出部11、12、31和32，但是如在下面的示例中，仅一个分隔器板24可以具有突出部11和12。

图7是又一个实施例中的分隔器板23c和24的局部截面视图。与上述实施例不同，分隔器板23c具有基本平坦的表面，并且不包括突出部31和32中的任一个突出部。

附图标记G31表示在突出部11和12被挤压之前分隔器板23c和24的截面，并且附图标记G32表示当突出部11和12被挤压时分隔器板23c和24的截面。

在突出部11和12被挤压之前，分隔器板23c被放置在基座47上，并且分隔器板24被堆叠在分隔器板23c上，使得突出部11和12在离开分隔器板23c的方向上突出。当从挤压工具41和42施加载荷Fu时，突出部11和12被挤压。当突出部11和12被挤压时，分隔器板24的接合部10压靠在分隔器板23c上。

此时，如在上述实施例中那样，通过屈曲部14和15的弹性变形，将接合部10压靠在分隔器板23c上。因此，如上所述，沿着焊接线L，接合部10和分隔器板23c之间的间隙减小。由此，接合部10和分隔器板23c能够通过激光焊接而充分地结合在一起，并且分隔器板23c和24之间的接合状态因此得以改善。

尽管已经详细描述了本发明的一些实施例，但是本发明不限于特定实施例，而是可以在要求保护的本发明的范围内变化或改变。

Claims

1.一种制造燃料电池分隔器的方法，所述方法包括：

堆叠第一分隔器板和第二分隔器板，所述第二分隔器板具有第一突出部和第二突出部，使得所述第一突出部和所述第二突出部在离开所述第一分隔器板的方向上突出，所述第一突出部和所述第二突出部与待结合到所述第一分隔器板的第一接合部的两侧相邻；

将所述第一突出部和所述第二突出部朝向所述第一分隔器板挤压，使得所述第一接合部压靠在所述第一分隔器板上；以及

在所述第一接合部压靠在所述第一分隔器板上的同时，将所述第一接合部结合到所述第一分隔器板，其中

在挤压时，通过在所述第一接合部和所述第一突出部之间屈曲的第一屈曲部的弹性变形来将所述第一接合部压靠在所述第一分隔器板上。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

在挤压时，通过在所述第一接合部和所述第二突出部之间屈曲的第二屈曲部的弹性变形来将所述第一接合部压靠在所述第一分隔器板上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：

所述挤压包括：通过将刚体压靠在所述第一突出部和所述第二突出部上来挤压所述第一突出部和所述第二突出部。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中：

所述第一接合部弯曲以便朝向所述第一分隔器板突出。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中：

所述第一分隔器板包括第三突出部和第四突出部，所述第三突出部和所述第四突出部与待结合到所述第一接合部的第二接合部的两侧相邻，

所述堆叠包括：堆叠所述第一分隔器板和所述第二分隔器板，使得所述第三突出部和所述第四突出部在离开所述第二分隔器板的方向上突出，

所述结合包括：将所述第一接合部结合到所述第二接合部，并且

所述挤压包括：将所述第三突出部和所述第四突出部朝向所述第二分隔器板挤压，使得所述第二接合部压靠在所述第一接合部上，所述第二接合部通过在所述第二接合部和所述第三突出部之间屈曲的第三屈曲部的弹性变形而压靠在所述第二分隔器板上。

6.根据权利要求5所述的方法，其中：

在挤压时，通过在所述第二接合部和所述第四突出部之间屈曲的第四屈曲部的弹性变形来将所述第二接合部压靠在所述第二分隔器板上。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中：

所述挤压包括：通过将刚体压靠在所述第三突出部和所述第四突出部上来挤压所述第三突出部和所述第四突出部。

8.根据权利要求5至7中的任一项所述的方法，其中：

所述第二接合部弯曲以便朝向所述第二分隔器板突出。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中：

所述结合包括：通过焊接将所述第一接合部结合到所述第一分隔器板。

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

所述结合包括：通过激光焊接将所述第一接合部结合到所述第一分隔器板。