CN111697258B - 虚设单电池的制造方法以及虚设单电池的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及虚设单电池的制造方法以及虚设单电池的制造装置。在虚设单电池的制造方法的一体化工序中，对虚设层叠体(168)进行加热并且按压来使粘接剂(120a)硬化，将虚设层叠体(168)一体化，虚设层叠体(168)是将虚设结构体(110)与虚设树脂框构件(111)在彼此之间夹着粘接剂(120a)的状态下层叠而成的。在一体化工序中，在使限制突起(166)与虚设树脂框构件(111)的外周端面(82a)接触来限制虚设树脂框构件(111)朝向外方变形的状态下，对虚设层叠体(168)进行加热和按压。

Description

虚设单电池的制造方法以及虚设单电池的制造装置
技术领域
本发明涉及在层叠多个发电单电池而成的发电单电池层叠体的层叠方向的至少一方的端部配设的虚设单电池的制造方法以及制造装置。
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(以下也简称为电解质膜)。燃料电池具备在电解质膜的一方的面配设阳极电极并在另一方的面配设阴极电极而成的电解质膜-电极结构体(MEA)。
由隔板夹持电解质膜-电极结构体来构成发电单电池，将多个发电单电池层叠来构成层叠体。在该层叠体的层叠方向两端，设置用于将由各个发电单电池发电产生的电流汇集而成的电力取出的接线板和用于将发电单电池保持为层叠状态的端板等来构成燃料电池堆。
然而，层叠体的层叠方向的端部侧(以下也简称为端部侧)由于经由接线板等的放热等被促进，因此与该层叠体的层叠方向的中央侧相比，端部侧容易成为低温。当因受到外部气温等影响而层叠体的端部侧成为低温并产生结露时，存在燃料气体和氧化剂气体(反应气体)的扩散性下降从而燃料电池堆的发电稳定性下降的担忧。
因而，例如在专利文献1公开的燃料电池堆中，在层叠体的层叠方向的至少一方的端部侧配设有所谓的虚设单电池。在虚设单电池中，使用金属板来代替电解质膜，因此不进行发电，也不产生生成水。因此，虚设单电池自身在接线板与层叠体之间作为隔热层发挥功能。因而，如上述那样配设虚设单电池，由此能够抑制层叠体的端部侧的温度下降。也就是说，能够抑制燃料电池堆受到外部气温的影响，从而能够提高发电稳定性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4727972号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是与该种技术相关连而做出的，目的在于提供能够在将虚设树脂框构件与虚设结构体一体化时，有效果地抑制虚设树脂框构件变形的虚设单电池的制造方法以及制造装置。
用于解决问题的方案
本发明的一方式涉及虚设单电池的制造方法，该虚设单电池配设在具备层叠多个发电单电池而成的发电单电池层叠体的燃料电池堆的所述发电单电池层叠体的层叠方向的至少一方的端部，所述发电单电池具有在电解质膜的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层的电极而成的电解质膜-电极结构体以及在所述电解质膜-电极结构体的外周围绕的树脂框构件，所述虚设单电池的制造方法包括以下工序：虚设结构体形成工序，将多个导电性多孔质体层叠，来得到与所述电解质膜-电极结构体对应的虚设结构体；以及一体化工序，对虚设层叠体的至少夹着粘接剂的部分进行加热并且按压来使所述粘接剂硬化，由此将所述虚设层叠体一体化，所述虚设层叠体是将所述虚设结构体与在该虚设结构体的外周围绕的虚设树脂框构件在彼此之间夹着所述粘接剂的状态下层叠而成的，其中，在所述一体化工序中，在使限制突起与所述虚设树脂框构件的外周端面接触来限制所述虚设树脂框构件朝向外方变形的状态下，对所述虚设层叠体进行加热和按压。
本发明的另一方式涉及虚设单电池的制造装置，该虚设单电池配设在具备层叠多个发电单电池而成的发电单电池层叠体的燃料电池堆的所述发电单电池层叠体的层叠方向的至少一方的端部，发电单电池具有在电解质膜的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层的电极而成的电解质膜-电极结构体以及在所述电解质膜-电极结构体的外周围绕的树脂框构件，所述虚设单电池的制造装置具备：下侧板，其载置虚设层叠体，所述虚设层叠体是将层叠多个导电性多孔质体而成的虚设结构体与在虚设结构体的外周围绕的虚设树脂框构件在彼此之间夹着粘接剂的状态下层叠而成的；框状的上侧板，其与所述下侧板之间夹着所述虚设树脂框构件的外周缘部；以及限制突起，其接触于被夹在所述下侧板与所述上侧板之间的所述虚设树脂框构件的外周端面，在由加热按压机构对所述虚设层叠体的至少夹着所述粘接剂的部分进行加热和按压来使所述粘接剂硬化时，限制所述虚设树脂框构件朝向外方变形。
发明的效果
在本发明中，在使限制突起与虚设树脂框构件的外周端面接触来限制虚设树脂框构件朝向外方变形的状态下，对虚设层叠体进行加热和按压。这样，将虚设树脂框构件与虚设结构体一体化，由此能够得到有效果地抑制虚设树脂框构件发生变形的虚设单电池。
参照附图说明以下的实施方式的说明，能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是具备本发明的实施方式涉及的虚设单电池的燃料电池堆的分解立体图。
图2是图1的燃料电池堆的II-II线箭头方向的剖视图。
图3是发电单电池的分解立体图。
图4是第一隔板的氧化剂气体流路侧的主视图。
图5是第二隔板的氧化剂气体流路侧的主视图。
图6是第三隔板的冷却介质流路侧的主视图。
图7是图3的VII-VII线箭头方向的剖视图。
图8是带树脂框的虚设结构体的第一导电性多孔质体侧的主视图。
图9是图8的IX-IX线箭头方向的剖视图。
图10是虚设结构体的分解立体图。
图11是虚设第二隔板的第二空间侧的主视图。
图12是在本发明的实施方式涉及的虚设单电池的制造装置的下侧板配置了虚设树脂框构件的说明图。
图13是使通过虚设结构体形成工序形成的虚设结构体隔着粘接剂来面对图12的虚设树脂框构件的说明图。
图14是说明将图13的虚设树脂框构件与虚设结构体一体化的一体化工序的说明图。
图15是装设了虚设层叠体的虚设单电池的制造装置的概略俯视图。
具体实施方式
列举优选的实施方式并参照附图详细地说明本发明涉及的虚设单电池的制造方法以及制造装置。而且，在以下的图中，存在对相同或者发挥同样的功能和效果的结构要素附加相同的附图标记并省略重复的说明的情况。
如图1和图2所示，燃料电池堆11具备应用了本实施方式涉及的虚设单电池的制造方法以及制造装置10(参照图12至图15)而得到的虚设单电池。燃料电池堆11例如搭载于未图示的燃料电池电动汽车等燃料电池车辆。
燃料电池堆11具备将多个发电单电池12在水平方向(箭头符号A1、A2方向)或者重力方向(箭头符号C1、C2方向)层叠而成的发电单电池层叠体14。如图2所示，在发电单电池层叠体14的层叠方向一端侧(箭头符号A1侧)，朝向外方配置第一端部发电单元16、第一虚设单电池18以及第二虚设单电池20。另外，在发电单电池层叠体14的层叠方向另一端侧(箭头符号A2侧)，朝向外方配置第二端部发电单元22和第三虚设单电池24。也将第一虚设单电池18、第二虚设单电池20、第三虚设单电池24统称为虚设单电池。
在发电单电池层叠体14的比第二虚设单电池20靠外方侧(箭头符号A1侧)，顺次层叠接线板26a、绝缘件28a以及端板30a。在发电单电池层叠体14的比第三虚设单电池24靠外方侧(箭头符号A2侧)，顺次层叠接线板26b、绝缘件28b以及端板30b。
如图1所示，在形成矩形的端板30a、30b的各边之间配置连结杆(未图示)。各个连结杆的两端借助螺栓(未图示)等被固定于端板30a、30b的内表面，对多个层叠的发电单电池12施加层叠方向(箭头符号A1、A2方向)的紧固载荷。而且也可以是，在燃料电池堆11中，构成为具备将端板(日文：エンドプレート)30a、30b设为端板的筐体，在所述筐体内收容发电单电池层叠体14等。
如图3所示，发电单电池12是将第一隔板32、带树脂框的MEA 34、第二隔板36、带树脂框的MEA 34以及第三隔板38顺次层叠而构成的。第一隔板32、第二隔板36以及第三隔板38(各个隔板)分别是由例如钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板等构成的，平面呈矩形，并且通过冲压加工等成形为截面凹凸形状。
如图1和图3所示，在各个隔板的长边方向的一端侧(箭头符号B1侧)的缘部，以在箭头符号A1、A2方向(层叠方向)个别地连通的方式分别设置氧化剂气体入口连通孔40和燃料气体出口连通孔42。氧化剂气体入口连通孔40供给氧化剂气体、例如含氧气体。燃料气体出口连通孔42排出燃料气体、例如含氢气体。也将这些氧化剂气体和燃料气体统称为反应气体。
在各个隔板的长边方向的另一端侧(箭头符号B2侧)的缘部，以在箭头符号A1、A2方向个别地连通的方式分别设置供给燃料气体的燃料气体入口连通孔44和排出氧化剂气体的氧化剂气体出口连通孔46。此外，也将这些氧化剂气体入口连通孔40、燃料气体出口连通孔42、燃料气体入口连通孔44、氧化剂气体出口连通孔46统称为反应气体连通孔。
在各个隔板的短边方向(箭头符号C1、C2方向)两端缘部的箭头符号B1侧，以在箭头符号A1、A2方向个别地连通的方式分别设置用于供给冷却介质的一对冷却介质入口连通孔48。在各个隔板的短边方向的两端缘部的箭头符号B2侧，以在箭头符号A1、A2方向个别地连通的方式分别设置用于排出冷却介质的一对冷却介质出口连通孔50。
如图3所示，在第一隔板32的箭头符号A1侧的面32a，形成将冷却介质入口连通孔48与冷却介质出口连通孔50连通的冷却介质流路52。在冷却介质入口连通孔48与冷却介质流路52之间形成多个入口连结槽54a。在冷却介质流路52与冷却介质出口连通孔50之间形成多个出口连结槽54b。另外，在第一隔板32的面32a设置有密封构件55，该密封构件55将冷却介质入口连通孔48、冷却介质出口连通孔50、冷却介质流路52、入口连结槽54a、出口连结槽54b包围成一体来使其内部与面方向的外部隔绝。
如图4所示，在第一隔板32的箭头符号A2侧的面32b，形成与氧化剂气体入口连通孔40和氧化剂气体出口连通孔46连通的氧化剂气体流路56。氧化剂气体流路56由互相并列的多个波状流路槽(或者直线状流路槽)形成。
位于发电区域外的氧化剂气体入口缓冲部58连接于氧化剂气体流路56的入口侧端部，另一方面，位于发电区域外的氧化剂气体出口缓冲部60连接于该氧化剂气体流路56的出口侧端部。
在氧化剂气体入口缓冲部58与氧化剂气体入口连通孔40之间形成多个入口连结槽62a。在氧化剂气体出口缓冲部60与氧化剂气体出口连通孔46之间形成多个出口连结槽62b。在第一隔板32的面32b设置有密封构件63，该密封构件63将氧化剂气体入口连通孔40、氧化剂气体出口连通孔46、氧化剂气体流路56、氧化剂气体入口缓冲部58、氧化剂气体出口缓冲部60、入口连结槽62a、出口连结槽62b包围成一体来使其内部与面方向的外部隔绝。在第一隔板32中，氧化剂气体流路56的背面形状构成冷却介质流路52的一部分(参照图2和图3)。
如图3所示，在第二隔板36的箭头符号A1侧的面36a形成与燃料气体入口连通孔44和燃料气体出口连通孔42连通的燃料气体流路66。燃料气体流路66由互相并列的多个波状流路槽(或者直线状流路槽)形成。
位于发电区域外的燃料气体入口缓冲部68连接于燃料气体流路66的入口侧端部，另一方面，位于发电区域外的燃料气体出口缓冲部70连接于该燃料气体流路66的出口侧端部。在燃料气体入口缓冲部68与燃料气体入口连通孔44之间，设置沿厚度方向贯通第二隔板36的多个燃料气体供给孔部72a。在燃料气体出口缓冲部70与燃料气体出口连通孔42之间，设置沿厚度方向贯通第二隔板36的多个燃料气体排出孔部72b。
在第二隔板36的面36a设置有密封构件73，该密封构件73将燃料气体流路66、燃料气体入口缓冲部68、燃料气体出口缓冲部70、燃料气体供给孔部72a、燃料气体排出孔部72b包围成一体来使其内部与面方向的外部隔绝。
如图5所示，第二隔板36的箭头符号A2侧的面36b除了设置有被密封构件71包围的燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b之外，能够与第一隔板32的箭头符号A2侧的面32b(参照图4)同样地构成。即，在第二隔板36的面36b设置与氧化剂气体入口连通孔40和氧化剂气体出口连通孔46连通的氧化剂气体流路56。另外，在第二隔板36的面36b形成氧化剂气体入口缓冲部58、氧化剂气体出口缓冲部60、入口连结槽62a、出口连结槽62b以及密封构件63。
在第二隔板36的面36b侧，燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b各自与氧化剂气体出口缓冲部60和氧化剂气体入口缓冲部58之间被密封构件63、71阻断。
如图3所示，第三隔板38的箭头符号A1侧的面38a能够与第二隔板36的箭头符号A1侧的面36a同样地构成。即，在第三隔板38的面38a设置与燃料气体入口连通孔44和燃料气体出口连通孔42连通的燃料气体流路66。另外，在第三隔板38的面38a形成燃料气体入口缓冲部68、燃料气体出口缓冲部70、燃料气体供给孔部72a、燃料气体排出孔部72b以及密封构件73。
如图6所示，第三隔板38的箭头符号A2侧的面38b除了设置有被密封构件71包围的燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b之外，能够与第一隔板32的箭头符号A1侧的面32a(参照图3)同样地构成。即，在第三隔板38的面38b设置冷却介质流路52、入口连结槽54a、出口连结槽54b以及密封构件55。在第三隔板38的面38b侧，燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b各自与冷却介质流路52、入口连结槽54a以及出口连结槽54b等之间被密封构件55、71阻断。
如图2所示，彼此邻接的第三隔板38的箭头符号A2侧的面38b的冷却介质流路52与第一隔板32的箭头符号A1侧的面32a的冷却介质流路52相向，在其内部能够流通冷却介质。
如图3、图5以及图6所示，在第二隔板36和第三隔板38，如上述那样设置密封构件71、73，因此在燃料气体入口连通孔44从箭头符号A1侧向箭头符号A2侧流通的燃料气体在燃料气体供给孔部72a从箭头符号A2侧向箭头符号A1侧流通，并向燃料气体入口缓冲部68和燃料气体流路66流入。另外，在燃料气体流路66流通并流入到了燃料气体出口缓冲部70的燃料气体在燃料气体排出孔部72b从箭头符号A1侧向箭头符号A2侧流通之后，在燃料气体出口连通孔42从箭头符号A2侧向箭头符号A1侧流通。在各个隔板的两面，分别一体成形在所述各个隔板的外周端缘部围绕的、由未图示的弹性体形成的密封构件。
如图3和图7所示，带树脂框的MEA 34是将树脂框构件82接合于电解质膜-电极结构体(MEA)80的外周而构成的。如图7所示，电解质膜-电极结构体80例如具备作为含有水分的全氟磺酸的薄膜的固体高分子电解质膜(以下也简称为电解质膜)84。此外，电解质膜84除了使用氟系电解质以外，还可以使用HC(碳化氢)系电解质。电解质膜84被阴极电极86和阳极电极88夹持。
电解质膜-电极结构体80构成阴极电极86的平面尺寸比阳极电极88和电解质膜84的平面尺寸小的台阶型MEA。此外也可以是，阴极电极86、阳极电极88以及电解质膜84设定为相同的平面尺寸。另外也可以是，阳极电极88具有比阴极电极86和电解质膜84小的平面尺寸。
阴极电极86具有与电解质膜84的一端侧(箭头符号A1侧)的面84a接合的第一电极催化剂层90和层叠于该第一电极催化剂层90的第一气体扩散层92。第一电极催化剂层90的平面尺寸比第一气体扩散层92的平面尺寸大，第一电极催化剂层90具有从第一气体扩散层92的外周端面92a向外方突出的外周显露部90a。另外，第一电极催化剂层90的平面尺寸比电解质膜84的平面尺寸小。
阳极电极88具有与电解质膜84的另一端侧(箭头符号A2侧)的面84b接合的第二电极催化剂层94和层叠于该第二电极催化剂层94的第二气体扩散层96。第二电极催化剂层94和第二气体扩散层96具有相同的平面尺寸，并且设定为与电解质膜84相同(或者小于等于)的平面尺寸。
第一电极催化剂层90例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子和离子导电性高分子粘合剂均匀地涂布在第一气体扩散层92的表面而形成的。第二电极催化剂层94例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子和离子导电性高分子粘合剂均匀地涂布在第二气体扩散层96的表面而形成的。
第一气体扩散层92和第二气体扩散层96是由碳纸或者碳布等导电性多孔质体形成的。第二气体扩散层96的平面尺寸设定为比第一气体扩散层92的平面尺寸大。
树脂框构件82例如由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、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)或者改性聚烯烃等树脂材料构成。该树脂材料例如也可以由具有均匀厚度的膜等构成。
如图3所示，树脂框构件82为框形状，配置于由包括氧化剂气体入口连通孔40在内的连通孔40、42、44、46、48、50形成的连通孔群的内侧，不形成各个连通孔40、42、44、46、48、50。另外，如图7所示，树脂框构件82从外周端面82a(参照图3)向其内侧遍及规定的长度地设置外周框部82b，从该外周框部82b的内周缘进一步向内侧设置内侧鼓出部82c。
内侧鼓出部82c设置有架部82e和薄壁部82g，该架部82e从外周框部82b的内周缘经由第一台阶面82d来朝向内侧延伸，该薄壁部82g从该架部82e的内周缘经由第二台阶面82f来朝向内侧延伸。架部82e比外周框部82b薄，薄壁部82g比架部82e薄。另外，遍及树脂框构件82的整周设置第一台阶面82d、架部82e、第二台阶面82f以及薄壁部82g。电解质膜84的面84a的外周缘部与架部82e的箭头符号A2侧的面82ea抵接。在薄壁部82g的内周缘部，遍及整周地设置与第一电极催化剂层90的外周显露部90a相向的堤部82h。另外，在薄壁部82g的、堤部82h与第二台阶面82f之间设置槽部82ha。
在电解质膜84的面84a的面对槽部82ha的部分、第一电极催化剂层90的外周显露部90a设置粘接部98，该粘接部98是以围绕该外周显露部90a的方式被填充的发电单电池粘接剂98a硬化而形成的。该粘接部98也充满于树脂框构件82的内周端面82i与第一气体扩散层92的外周端面92a之间。发电单电池粘接剂98a例如基于耐热性优异、硬化容易等而优选热硬化性树脂，但不特别限定于此。作为发电单电池粘接剂98a能够使用的树脂的一个例子，能够列举出液体或者固体的氟树脂系、硅树脂系、环氧树脂系等。
由使用了粘接用树脂的接合部100来将树脂框构件82与第二气体扩散层96的外周缘部一体化。以围绕第二气体扩散层96的外周缘部的方式设置接合部100。如图7所示，例如能够使树脂突起部100a加热变形来构成接合部100，该树脂突起部100a是以围绕树脂框构件82的外周框部82b的内侧端部并且向箭头符号A2侧突出的方式与树脂框构件82一体成形的。该接合部100由树脂浸渍部100b和熔融凝固部100c形成。
使树脂突起部100a熔融而成的熔融树脂浸渍于第二气体扩散层96的外周缘部来形成树脂浸渍部100b。在彼此分离地配置的、树脂框构件82的第一台阶面82d与电解质膜84和阳极电极88的外周端面101之间，使树脂突起部100a熔融而成的熔融树脂流入并凝固，来形成熔融凝固部100c。
以围绕第一电极催化剂层90的外周显露部90a、第一气体扩散层92的外周端面92a的方式设置粘接部98，以围绕第二气体扩散层96的外周缘部的方式设置接合部100，由此防止阴极电极86和阳极电极88之间的交叉泄漏等。
如图3所示，在树脂框构件82的阴极电极86侧(箭头符号A1侧)的面82j设置氧化剂气体入口缓冲部102a和氧化剂气体出口缓冲部102b。在树脂框构件82的阳极电极88侧(箭头符号A2侧)的面82k，设置燃料气体入口缓冲部104a和燃料气体出口缓冲部104b(均参照图8)。
如图2所示，第一端部发电单元16是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108、带树脂框的MEA 34以及第三隔板38而构成的。
如图2至图4所示，虚设第一隔板105与第一隔板32同样地构成。在虚设第一隔板105的一端侧(箭头符号A1侧)的面105a设置冷却介质流路52(参照图3)。另外，如图2所示，在虚设第一隔板105的另一端侧(箭头符号A2侧)的面105b与带树脂框的虚设结构体106的一端侧(箭头符号A1侧)之间，设置与氧化剂气体流路56对应的第一空间109。如图4所示，第一空间109经由在入口连结槽62a和出口连结槽62b内形成的连通路125来与氧化剂气体入口连通孔40和氧化剂气体出口连通孔46连通。因此，与氧化剂气体流路56同样地能够流通氧化剂气体。
如图8和图9所示，带树脂框的虚设结构体106是将虚设树脂框构件111与虚设结构体110的外周一体化而构成的。如图9和图10所示，虚设结构体110是从箭头符号A2侧朝向箭头符号A1侧顺次层叠平面尺寸(表面积/外形尺寸)各不相同的三个导电性多孔质体即第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116而构成的。平面尺寸的大小的关系为第一导电性多孔质体112>第二导电性多孔质体114>第三导电性多孔质体116。
因此，如图9所示，在第一导电性多孔质体112的外周侧，遍及整周地设置与第二导电性多孔质体114的外周端面114a相比向外侧延伸的第一外周缘部112a。在第二导电性多孔质体114的外周侧，遍及整周地设置与第三导电性多孔质体116的外周端面116a相比向外侧延伸的第二外周缘部114b。
第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116由相同的材料形成，并且能够使用与构成第一气体扩散层92或者第二气体扩散层96的导电性多孔质体相同的材料构成。
另外，在本实施方式中，将第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116各自的厚度设定为与构成第二气体扩散层96的导电性多孔质体相同的厚度。由此，能够如上述那样调整该导电性多孔质体的平面尺寸，由此更容易得到虚设结构体110。
如图9所示，层叠的第一导电性多孔质体112与第二导电性多孔质体114被夹在彼此之间的点状粘接层118a接合。第二导电性多孔质体114与第三导电性多孔质体116被夹在彼此之间的点状粘接层118b接合。在虚设结构体110的周向断续地(点状)设置的点状粘接剂119a、119b分别硬化来形成点状粘接层118a、118b。作为点状粘接剂119a、119b的种类，能够采用与发电单电池粘接剂98a同样的各种材料。
虚设树脂框构件111能够由与图3和图7所示的带树脂框的MEA 34的树脂框构件82共通的原材料(未图示)构成。即，不使树脂框构件82的树脂突起部100a如上述那样加热变形，而通过机械加工等将其去除，由此能够构成虚设树脂框构件111。因此，在虚设树脂框构件111和虚设结构体110不设置上述的接合部100。代替接合部100而由粘接剂层120来将虚设树脂框构件111和虚设结构体110一体化，由此形成带树脂框的虚设结构体106。
具体来讲，如图9所示，虚设树脂框构件111具有外周框部82b、内侧鼓出部82c以及去除树脂突起部100a的前端侧而残留的残部100d。而且，在虚设树脂框构件111中，也可以去除树脂突起部100a的整体，在该情况下，不形成残部100d。
第一导电性多孔质体112的第一外周缘部112a和第二导电性多孔质体114的第二外周缘部114b面对虚设树脂框构件111的内周。也就是说，第一外周缘部112a的箭头符号A1侧与内侧鼓出部82c的架部82e抵接。第一外周缘部112a的箭头符号A1侧的一部分和第二外周缘部114b的箭头符号A1侧的一部分面对薄壁部82g。第二外周缘部114b的箭头符号A1侧与堤部82h的突出端面抵接。
在箭头符号A1、A2方向，第二导电性多孔质体114的外周端面114a配置于第一导电性多孔质体112与薄壁部82g之间。虚设树脂框构件111的内周端面82i在虚设结构体110的面方向(箭头符号B1、B2、C1、C2方向)位于第二导电性多孔质体114的外周端面114a与第三导电性多孔质体116的外周端面116a之间的位置。第三导电性多孔质体116的外周端面116a与虚设树脂框构件111的内周端面82i隔开间隔地面对。第二导电性多孔质体114的厚度比第二台阶面82f的高度大。
至少在虚设结构体110的第二导电性多孔质体114与虚设树脂框构件111的槽部82ha之间设置粘接剂层120。在本实施方式中，在虚设结构体110的面方向，以从第二导电性多孔质体114的外周端面114a向内侧和外侧延伸的方式设置粘接剂层120。由此，第一外周缘部112a和第二外周缘部114b借助粘接剂层120来粘接于虚设树脂框构件111的内周。
另外，粘接剂层120是在虚设结构体110的层叠方向(箭头符号A1、A2方向、厚度方向)在第二导电性多孔质体114的整体、第一导电性多孔质体112的面对第二导电性多孔质体114侧(箭头符号A1侧)的一部分的内部所浸渍的粘接剂120a热硬化而形成的。也就是说，粘接剂层120是热硬化性树脂硬化物。
如图8所示，沿着虚设结构体110的第二外周缘部114b的周向断续地(点状)设置粘接剂层120。但是，也可以是，以围绕第二外周缘部114b的方式连续地设置粘接剂层120。
如图11所示，虚设第二隔板108除了设置入口阻断部122a来代替燃料气体供给孔部72a(参照图3)、设置出口阻断部122b代替燃料气体排出孔部72b(参照图3)之外，与第二隔板36(参照图3)同样地构成。
也就是说，如图5所示，虚设第二隔板108的另一端侧(箭头符号A2侧)的面108b(参照图2)除了没有设置被密封构件71包围的燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b之外，与第二隔板36的箭头符号A2侧的面36b同样地构成。因此，虚设第二隔板108的面108b与图4所示的第一隔板32的另一端侧(箭头符号A2侧)的面32b同样地构成。
如图2所示，在虚设第二隔板108的另一端侧(箭头符号A2侧)的面108b与带树脂框的MEA 34的阴极电极86侧(箭头符号A1侧)之间，设置与氧化剂气体流路56对应的第一空间109。
如图2和图11所示，在虚设第二隔板108的一端侧(箭头符号A1侧)的面108a与带树脂框的虚设结构体106的另一端侧(箭头符号A2侧)之间，设置与燃料气体流路66对应的第二空间126。第二空间126与燃料气体入口连通孔44之间被入口阻断部122a阻断，并且第二空间126与燃料气体出口连通孔42之间被出口阻断部122b阻断。也就是说，利用入口阻断部122a和出口阻断部122b(以下也将这些统称为阻断部)来限制燃料气体流向第二空间126，因此在该第二空间126的内部形成隔热空间。
而且也可以是，仅设置入口阻断部122a和出口阻断部122b中的任一方，由此限制燃料气体流向第二空间126，来形成隔热空间。另外，在本实施方式中，在虚设第二隔板108不贯通形成燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b(参照图3)从而构成阻断部。但是，不特别限定于此，例如也能够将在虚设第二隔板108贯通形成的燃料气体供给孔部72a和燃料气体排出孔部72b闭塞来构成阻断部。如图11所示，在虚设第二隔板108的面108a，设置有将第二空间126包围从而使其内部与面方向的外部隔绝的密封构件127。
如图2所示，第一虚设单电池18是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106以及虚设第三隔板130而构成的。
虚设第三隔板130的另一端侧(箭头符号A2侧)的面130b与图3所示的第一隔板32的一端侧(箭头符号A1侧)的面32a同样地构成。另外，如图11所示，虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与虚设第二隔板108的箭头符号A1侧的面108a同样地构成。
如图2所示，在虚设第三隔板130的箭头符号A2侧的面130b与第一端部发电单元16的虚设第一隔板105之间设置冷却介质流路52。如图2和图11所示，在虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与带树脂框的虚设结构体106的另一端侧(箭头符号A2侧)之间，设置与燃料气体流路66对应的第二空间126。还有，在第一虚设单电池18中，在虚设第二隔板108的箭头符号A1侧的面108a与带树脂框的虚设结构体106的另一端侧(箭头符号A2侧)之间也设置有第二空间126。
另外，在第一虚设单电池18中，在虚设第一隔板105的箭头符号A2侧的面105b与带树脂框的虚设结构体106的箭头符号A1侧之间、以及在虚设第二隔板108的箭头符号A2侧的面108b与带树脂框的虚设结构体106的箭头符号A1侧之间分别形成有第一空间109。
第二虚设单电池20从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第三隔板130。因此，在第二虚设单电池20中，在虚设第一隔板105的箭头符号A2侧的面105b与带树脂框的虚设结构体106的箭头符号A1侧之间设置第一空间109。另外，在虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与带树脂框的虚设结构体106的箭头符号A2侧之间设置第二空间126。第三虚设单电池24与第二虚设单电池20同样地构成。
而且，能够构成第二虚设单电池20和第三虚设单电池24的隔板不限定于上述内容。例如，第二虚设单电池20也可以是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106、第一隔板32而构成的。第三虚设单电池24也可以是从箭头符号A1侧朝向箭头符号A2侧顺次层叠第一隔板32、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108而构成的。
第二端部发电单元22是从箭头符号A1侧朝向A2侧顺次层叠第一隔板32、带树脂框的MEA 34、虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106以及虚设第三隔板130而构成的。因此，在第二端部发电单元22中，在虚设第二隔板108的箭头符号A2侧的面108b与带树脂框的虚设结构体106的箭头符号A1侧之间形成第一空间109。另外，在虚设第三隔板130的箭头符号A1侧的面130a与带树脂框的虚设结构体106的箭头符号A2侧之间形成第二空间126。
接线板26a、26b由具有导电性的材料构成，例如由铜、铝或者不锈钢等金属构成。如图1所示，在接线板26a、26b的大致中央分别设置向层叠方向外方延伸的端子部132a、132b。
端子部132a插入绝缘性筒体134a并贯通绝缘件28a的孔部136a和端板30a的孔部138a，向该端板30a的外部突出。端子部132b插入绝缘性筒体134b并贯通绝缘件28b的孔部136b和端板30b的孔部138b，向该端板30b的外部突出。
绝缘件28a、28b由绝缘性材料例如聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂等形成。在绝缘件28a、28b的中央部，形成朝向发电单电池层叠体14开口的凹状的收容部140a、140b，该收容部140a、140b与孔部136a、136b连通。
在绝缘件28a和端板30a设置反应气体连通孔。另一方面，在绝缘件28b和端板30b设置冷却介质入口连通孔48和冷却介质出口连通孔50。
在收容部140a收容接线板26a和隔热体142，在收容部140b收容接线板26b和隔热体142。隔热体142是在一对具有导电性的隔热板144之间夹持具有导电性的隔热构件146而构成的。隔热板144例如由具有平坦的形状的多孔性碳板构成，并且隔热构件146由截面为波纹板状的金属制的板构成。
此外，隔热板144也可以由与隔热构件146相同的材料构成。另外，隔热体142也可以具备一个隔热板144和一个隔热构件146。还有，也可以在接线板26a、26b与绝缘件28a、28b的收容部140a、140b的底部之间夹装树脂制垫片(未图示)。
基本如上述那样构成的燃料电池堆11的虚设单电池例如能够使用图12至图15所示的本实施方式涉及的虚设单电池的制造装置10(以下也简称为制造装置10)来制作。制造装置10主要具有由下侧板160和上侧板162形成的一对板164、以及设置于上侧板162的限制突起166。
下侧板160例如是金属制的，具有能够载置单体的虚设树脂框构件111、虚设层叠体168(图14)的载置面170，该虚设层叠体168是将该虚设树脂框构件111和虚设结构体110在彼此之间夹着粘接剂120a的状态下层叠而成的。
上侧板162例如是金属制的，并且为在与下侧板160之间将虚设树脂框构件111的外周缘部(参照图15)夹着的框状。具体来讲，上侧板162设置为利用未图示的驱动单元等相对于下侧板160的载置面170能够进退。使上侧板162接近于载置有虚设树脂框构件111的下侧板160，由此能够在彼此之间夹着虚设树脂框构件111的外周缘部。这时，能够经由在框状的上侧板162的内周侧设置的开口172，使虚设树脂框构件111的比外周缘部靠内周侧的部分从上侧板162暴露。
如图15所示，在上侧板162的开口172的内周缘部，设置有多个将该内周缘部朝向外周侧切口的形状的切口174。能够经由该切口174来确认被夹在下侧板160与上侧板162之间的虚设树脂框构件111的相对位置等。
如图12所示，在上侧板162的内周缘部的面对虚设树脂框构件111侧，设置朝向上侧凹陷的凹部176。如图15所示，凹部176的形状是沿着虚设树脂框构件111的外形并且比该虚设树脂框构件111的外形大的尺寸。因此，凹部176的侧面178隔开规定的间隔来面对虚设树脂框构件111的外周端面82a。
另外，如图12所示，凹部176的深度设定为与虚设树脂框构件111的外周缘部的厚度大致相等。因此，如图13所示，在以在凹部176内收容虚设树脂框构件111的外周缘部的方式使上侧板162接近下侧板160时，虚设树脂框构件111的外周缘部被夹在凹部176的上底面180与下侧板160的载置面170之间。
在上侧板162设置有在厚度方向贯通该上侧板162并与凹部176连通的贯通孔182。在本实施方式中，在贯通孔182嵌入限制突起166等，由此限制突起166装卸自如地安装于上侧板162。具体来讲，限制突起166插入贯通孔182和凹部176的内部直到上侧板162和限制突起166彼此的下端面162a、166a成为相同平面为止，在该状态下限制突起166与上侧板162的相对位置被固定。
因此，如图13和图14所示，在用凹部176的上底面180与下侧板160的载置面170夹着虚设树脂框构件111的外周缘部时，限制突起166被夹在凹部176的侧面178与虚设树脂框构件111的外周端面82a之间，并接触于该外周端面82a。而且也可以是，限制突起166不是与上侧板162分别的构件，而是由与上侧板162一体的材料形成。另外也可以是，不在上侧板162设置贯通孔182，而是例如将形成为与凹部176的深度相同的宽度的限制突起166配设于凹部176的内部。
如图15所示，沿着大致矩形的虚设树脂框构件111的外周，彼此隔开间隔地设置多个(例如八个)限制突起166。另外，沿着虚设树脂框构件111的一方的长边设置的限制突起166与沿着另一方的长边设置的限制突起166，以在箭头符号C1、C2方向隔着虚设结构体110而相向的方式配置。沿着虚设树脂框构件111的一方的短边设置的限制突起166与沿着另一方的短边设置的限制突起166，以在箭头符号B1、B2方向隔着虚设结构体110而相向的方式例如分别各配置一个。
列举使用如上述那样构成的制造装置10得到的第一虚设单电池18的情况为例，来说明本实施方式涉及的虚设单电池的制造方法。如图10和图13所示，进行虚设结构体形成工序，顺次层叠第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116来得到虚设结构体110。
具体来讲，如图13所示，将第一导电性多孔质体112与第二导电性多孔质体114隔着点状粘接剂119a来层叠，将第二导电性多孔质体114与第三导电性多孔质体116隔着点状粘接剂119b来层叠。而且，使点状粘接剂119a、119b硬化，分别形成点状粘接层118a、118b，由此使第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114以及第三导电性多孔质体116一体化来得到虚设结构体110。
如图12所示，在进行了上述的虚设结构体形成工序之后或者在进行之前，使槽部82ha侧朝向上方而使上侧板162接近于在下侧板160的载置面170载置的虚设树脂框构件111。由此，如图13所示，在下侧板160的载置面170与上侧板162的凹部176的上底面180之间夹着虚设树脂框构件111的外周缘部。这时，如图13和图15所示，夹在凹部176的侧面178与虚设树脂框构件111的外周端面82a之间的限制突起166为与虚设树脂框构件111的外周端面82a接触的状态。
然后，进行一体化工序，对虚设层叠体168(参照图14)的至少夹着粘接剂120a的部分进行加热并且按压来使粘接剂120a硬化，由此将虚设层叠体168一体化，该虚设层叠体168是将虚设结构体110与虚设树脂框构件111在彼此之间夹着粘接剂120a的状态下层叠而成的。
具体来讲，如图13所示，在一体化工序中，首先，在经由上侧板162的开口172而暴露的虚设树脂框构件111的槽部82ha，例如使用未图示的分配器(日文：ディスペンサ)等来配置粘接剂120a。在本实施方式中，在虚设树脂框构件111的内周断续地配置粘接剂120a，但也可以是以围绕虚设树脂框构件111的内周的方式连续地配置粘接剂120a。
然后，将虚设结构体110的第一外周缘部112a和第二外周缘部114b重叠于虚设树脂框构件111的内周。即，将第一导电性多孔质体112的第一外周缘部112a重叠于虚设树脂框构件111的架部82e。另外，使第二导电性多孔质体114的第二外周缘部114b面对虚设树脂框构件111的薄壁部82g，并且与堤部82h的突出端面抵接。还有，使第三导电性多孔质体116的外周端面116a与虚设树脂框构件111的内周端面82i相向。
由此，如图14所示，在虚设结构体110的层叠方向(厚度方向)使粘接剂120a浸渍于第二导电性多孔质体114的整体、第一导电性多孔质体112的面对第二导电性多孔质体114侧的一部分的内部。这时，在槽部82ha与第二外周缘部114b之间被按压的粘接剂120a扩展到第一外周缘部112a与槽部82ha之间。
在如上述那样形成的虚设层叠体168的至少夹着粘接剂120a的部分，从其上方，经由上侧板162的开口172使加热按压机构184的加热板186与该部分抵接。加热板186被未图示的驱动单元驱动，由此能够接近于下侧板160，并且利用未图示的加热器等加热到能够使粘接剂120a硬化的温度。因此，在加热板186与下侧板160之间夹着虚设层叠体168，由此能够对该虚设层叠体168进行按压并且加热。
这时，如上述那样配置的多个限制突起166与虚设树脂框构件111的外周端面82a接触。因此，能够在限制虚设树脂框构件111朝向外方变形的状态下对虚设层叠体168进行加热和按压。
由此，粘接剂120a热硬化而形成粘接剂层120。借助该粘接剂层120来将第一外周缘部112a和第二外周缘部114b与虚设树脂框构件111粘接。其结果是，虚设结构体110与虚设树脂框构件111(虚设层叠体168)一体化，从而得到图9所示的带树脂框的虚设结构体106。
在经过上述的工序得到两个带树脂框的虚设结构体106之后，如图2所示，能够顺次层叠虚设第一隔板105、带树脂框的虚设结构体106、虚设第二隔板108、带树脂框的虚设结构体106、虚设第三隔板130，由此得到第一虚设单电池18。
能够由虚设第一隔板105和虚设第三隔板130夹持带树脂框的虚设结构体106，由此得到第二虚设单电池20和第三虚设单电池24。
以下说明具备如上述那样得到的第一虚设单电池18、第二虚设单电池20以及第三虚设单电池24的燃料电池堆11的动作。首先，如图1所示，向端板30a的氧化剂气体入口连通孔40供给含氧气体等氧化剂气体。向端板30a的燃料气体入口连通孔44供给含氢气体等燃料气体。向端板30b的冷却介质入口连通孔48分别供给纯水、乙二醇、油等冷却介质。
如图4和图5所示，被供给至氧化剂气体入口连通孔40的氧化剂气体经由在入口连结槽62a的内部形成的连通路125流入氧化剂气体流路56和第一空间109。由此，氧化剂气体一边沿箭头符号B1、B2方向移动一边被供给至各个电解质膜-电极结构体80的阴极电极86和虚设结构体110。
如图3所示，被供给至燃料气体入口连通孔44的燃料气体经由燃料气体供给孔部72a分别流入第二隔板36和第三隔板38的燃料气体流路66。由此，燃料气体一边沿箭头符号B1、B2方向移动一边被供给至各个电解质膜-电极结构体80的阳极电极88。另一方面，如图11所示，虚设第二隔板108和虚设第三隔板130的第二空间126被入口阻断部122a阻断燃料气体的流入。
在如上述那样被供给了反应气体的电解质膜-电极结构体80中，被供给至各个阴极电极86的氧化剂气体与被供给至各个阳极电极88的燃料气体在第一电极催化剂层90和第二电极催化剂层94内因电化学反应被消耗，来进行发电。
然后，被供给至各个阴极电极86并被消耗了一部分的氧化剂气体分别从氧化剂气体流路56和第一空间109经由在出口连结槽62b的内部形成的连通路125被排出到氧化剂气体出口连通孔46。而且，经由端板30a的氧化剂气体出口连通孔46被排出到燃料电池堆11的外部。
同样地，被供给至各个阳极电极88并被消耗了一部分的燃料气体从燃料气体流路66经由燃料气体排出孔部72b的内部被排出到燃料气体出口连通孔42。而且，经由端板30a的燃料气体出口连通孔42被排出到燃料电池堆11的外部。
这时，如图11所示，第二空间126与燃料气体出口连通孔42之间也被出口阻断部122b阻断。因此，在第二空间126，除了如上述那样被入口阻断部122a阻断燃料气体的流入之外，还利用出口阻断部122b避免燃料气体从燃料气体出口连通孔42进入。其结果是，第二空间126被阻断部阻断燃料气体的流通，从而作为隔热空间发挥功能。
另外，如图2所示，被供给至各个冷却介质入口连通孔48的冷却介质被导入彼此邻接的虚设第一隔板105与虚设第三隔板130之间的冷却介质流路52、以及彼此邻接的第一隔板32与第三隔板38之间的冷却介质流路52。如图3所示，从箭头符号C1侧的各个冷却介质入口连通孔48导入的冷却介质、从箭头符号C2侧的冷却介质入口连通孔48导入的冷却介质以彼此接近的方式沿着箭头符号C1、C2方向流通，之后朝向箭头符号B2侧流通，一边将电解质膜-电极结构体80冷却，一边以彼此分离的方式沿着箭头符号C1、C2方向流通，并从各个冷却介质出口连通孔50被排出。
根据以上，在本实施方式涉及的制造装置10以及制造方法中，在使限制突起166接触虚设树脂框构件111的外周端面82a来限制虚设树脂框构件111朝向外方变形的状态下对虚设层叠体168进行加热和按压。这样，将虚设树脂框构件111与虚设结构体110一体化，由此能够得到有效果地抑制虚设树脂框构件111发生变形的虚设单电池(第一虚设单电池18、第二虚设单电池20、第三虚设单电池24)。
该虚设单电池与发电单电池12的电解质膜-电极结构体80对应地具备虚设结构体110。也就是说，各个虚设单电池不具备电解质膜84、第一电极催化剂层90以及第二电极催化剂层94，因此不进行发电，也不产生因发电而产生的生成水。由此，虚设单电池自身作为隔热层发挥功能，并且能够抑制在虚设单电池中产生结露。
将这样的第一虚设单电池18和第二虚设单电池20配设于发电单电池层叠体14的箭头符号A1侧的端部，将第三虚设单电池24配设于发电单电池层叠体14的箭头符号A2侧的端部，由此能够提高发电单电池层叠体14的端部侧的隔热性。因此，即使在低温环境下，也能够抑制发电单电池层叠体14的端部侧的温度比中央侧的温度低的情形。
还有，由于能够提高发电单电池层叠体14的端部侧的隔热性，因此即使在冰点以下的环境中启动燃料电池堆11的情况下，也能够使发电单电池层叠体14的整体有效地升温。由此，能够抑制在发电单电池层叠体14的端部侧生成水等冻结而发生电压降低的情形。
在上述的实施方式涉及的制造方法的一体化工序中设为，在一对板164之间夹着虚设树脂框构件111的外周缘部的状态下对虚设层叠体168进行加热和按压。在该情况下，能够良好地维持使限制突起166与虚设树脂框构件111的外周端面82a接触的状态，并且能够对虚设层叠体168进行加热和按压，因此能够更有效果地抑制虚设树脂框构件111的变形。
在上述的实施方式涉及的制造方法中设为，一对板164由上下方向的在下侧配置的下侧板160、在上侧配置的框状的上侧板162形成，在一体化工序中，在使在上侧板162设置的限制突起166与虚设树脂框构件111的外周端面82a接触状态下对虚设层叠体168进行加热和按压。但是也可以是，代替上侧板162而在下侧板160设置限制突起166。在该情况下，限制突起166与下侧板160可以是分别的构件，也可以由一体的材料形成。
在上述的实施方式涉及的制造方法中设为，在上侧板162的内周缘部，在与虚设树脂框构件111的外周缘部面对的部分设置凹部176，在一体化工序中，在凹部176的上底面180与下侧板160之间夹着虚设树脂框构件111的外周缘部，在使夹在凹部176的侧面178与虚设树脂框构件111的外周端面82a之间的限制突起166接触于虚设树脂框构件111的外周端面82a的状态下，对虚设层叠体168进行加热和按压。
另外，在上述的实施方式涉及的制造装置10中设为，在上侧板162的内周缘部，在与虚设树脂框构件111的外周缘部面对的部分设置凹部176，在凹部176的上底面180与下侧板160之间夹着虚设树脂框构件111的外周缘部，在凹部176的侧面178与所述虚设树脂框构件111的外周端面82a之间设置限制突起166。
在这些情况下，能够利用在上侧板162设置凹部176的简单的结构，良好地维持使限制突起166与虚设树脂框构件111的外周端面82a接触的状态，并且能够对虚设层叠体168进行加热和按压。
在上述的实施方式涉及的制造方法的一体化工序中设为，以围绕虚设结构体110的外周的方式连续地或者断续地使粘接剂120a夹在虚设结构体110与虚设树脂框构件111之间。在连续地设置粘接剂120a的情况下，能够将虚设树脂框构件111与虚设结构体110牢固地接合。另一方面，在虚设单电池中，与发电单电池12不同，不需要抑制反应气体的交叉泄漏，因此也能够断续地设置粘接剂120a。在该情况下，能够用少的粘接剂120a的使用量来有效率地将虚设树脂框构件111与虚设结构体110一体化。
在上述的实施方式涉及的制造方法的虚设结构体形成工序中设为，将作为多个导电性多孔质体的第一导电性多孔质体112、平面尺寸比第一导电性多孔质体112小的第二导电性多孔质体114以及平面尺寸比第二导电性多孔质体114小的第三导电性多孔质体116顺次层叠而形成虚设结构体110，在一体化工序中，使粘接剂120a至少夹在第二导电性多孔质体114的外周缘部(第二外周缘部114b)与虚设树脂框构件111之间。能够利用使这样配置的粘接剂120a硬化而形成的粘接剂层120，来将虚设结构体110与虚设树脂框构件111有效果地一体化。
在上述的实施方式涉及的虚设单电池的制造方法中设为，在虚设结构体形成工序中层叠的多个导电性多孔质体(第一导电性多孔质体112、第二导电性多孔质体114、第三导电性多孔质体116)的彼此之间，被在周向断续地配置的点状粘接剂119a、119b接合。在该情况下，能够用少的粘接剂的使用量来将多个导电性多孔质体有效率地一体化来得到虚设结构体110。而且也可以是，代替点状粘接剂119a、119b，而利用在周向连续地配置的环绕粘接剂(未图示)来将多个导电性多孔质体接合。
在上述的实施方式涉及的虚设单电池的制造方法中设为，虚设树脂框构件111是矩形，在一体化工序中，在使沿着虚设树脂框构件111的外周并相互隔开间隔地设置多个的限制突起166分别与虚设树脂框构件111的外周端面82a接触的状态下，对虚设层叠体168进行加热和按压，沿着虚设树脂框构件111的一方的长边配置的限制突起166与沿着另一方的长边设置的限制突起166隔着虚设结构体110而相向。该情况下，在将虚设层叠体168一体化时，能够更有效果地抑制虚设树脂框构件111变形。
在上述的实施方式涉及的制造装置10中设为，限制突起166装卸自如地安装于上侧板162。在该情况下，能够更换限制突起166，因此制造装置10的维护等变得容易。另外，即使是与虚设树脂框构件111不同外形的虚设树脂框构件，也能够以与该虚设树脂框构件的外周端面接触的方式更换限制突起166，从而能够提高制造装置10的通用性。
本发明并不特别地限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。
在上述的实施方式涉及的燃料电池堆11中设为，在发电单电池层叠体14的箭头符号A1侧层叠第一端部发电单元16、第一虚设单电池18以及第二虚设单电池20，在发电单电池层叠体14的箭头符号A2侧层叠第二端部发电单元22和第三虚设单电池24。
这样，对于发电单电池层叠体14的箭头符号A1侧(氧化剂气体的入口侧)配设比发电单电池层叠体14的箭头符号A2侧(氧化剂气体的出口侧)多的虚设单电池，由此能够更有效果地抑制结露水进入发电单电池12。但是，燃料电池堆11如果在发电单电池层叠体14的层叠方向的至少一端侧具备虚设单电池即可，该虚设单电池的个数也没有特别限定。
另外，使第一端部发电单元16或者第二端部发电单元22夹在发电单电池12与第一虚设单电池18或者第三虚设单电池24之间，由此能够将在发电单电池层叠体14的层叠方向的两端部进行发电的第一端部发电单元16和第二端部发电单元22内的电解质膜-电极结构体80以与其他电解质膜-电极结构体80同样的条件进行冷却。其结果是，能够使发电单电池层叠体14整体的发热与冷却的平衡等同，因此能够实现发电性能和发电稳定性的进一步提高。
但是，第一端部发电单元16和第二端部发电单元22不是必须的结构要素，燃料电池堆11可以仅具备第一端部发电单元16和第二端部发电单元22中的任一方，也可以均不具备。

Claims (11)

1.一种虚设单电池的制造方法，该虚设单电池配设在具备层叠多个发电单电池(12)而成的发电单电池层叠体(14)的燃料电池堆(11)的所述发电单电池层叠体的层叠方向的至少一方的端部，所述发电单电池具有在电解质膜(84)的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层(92、96)的电极(86、88)而成的电解质膜-电极结构体(80)以及在所述电解质膜-电极结构体的外周围绕的树脂框构件(82)，所述虚设单电池(18、20、24)的制造方法包括以下工序：
虚设结构体形成工序，将多个导电性多孔质体(112、114、116)层叠，来得到与所述电解质膜-电极结构体对应的虚设结构体(110)；以及
一体化工序，对虚设层叠体(168)的至少夹着粘接剂(120a)的部分进行加热并且按压来使所述粘接剂硬化，由此将所述虚设层叠体夹于在制造所述虚设单电池的制造装置设置的一对板(164)之间来进行一体化，所述虚设层叠体是将所述虚设结构体与在该虚设结构体的外周围绕的虚设树脂框构件(111)在彼此之间夹着所述粘接剂的状态下层叠而成的，
其中，在所述一体化工序中，在使设置于所述一对板中的任一方的限制突起(166)与所述虚设树脂框构件的外周端面(82a)接触来限制所述虚设树脂框构件朝向外方变形的状态下，对所述虚设层叠体进行加热和按压。
2.根据权利要求1所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
在所述一体化工序中，在一对板(164)之间夹着所述虚设树脂框构件的外周缘部的状态下，对所述虚设层叠体进行加热和按压。
3.根据权利要求2所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
所述一对板由上下方向的在下侧配置的下侧板(160)、在上侧配置的框状的上侧板(162)形成，
在所述一体化工序中，在使在所述上侧板设置的所述限制突起与所述虚设树脂框构件的外周端面接触的状态下，对所述虚设层叠体进行加热和按压。
4.根据权利要求3所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
在所述上侧板的内周缘部，在与所述虚设树脂框构件的外周缘部面对的部分设置凹部(176)，
在所述一体化工序中，在所述凹部的上底面(180)与所述下侧板之间夹着所述虚设树脂框构件的外周缘部，在使夹在所述凹部的侧面(178)与所述虚设树脂框构件的外周端面之间的所述限制突起接触于所述虚设树脂框构件的外周端面的状态下，对所述虚设层叠体进行加热和按压。
5.根据权利要求1所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
在所述一体化工序中，以围绕所述虚设结构体的外周的方式连续地或者断续地使所述粘接剂夹在所述虚设结构体与所述虚设树脂框构件之间。
6.根据权利要求1所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
在所述虚设结构体形成工序中，将作为所述多个导电性多孔质体的第一导电性多孔质体(112)、平面尺寸比该第一导电性多孔质体小的第二导电性多孔质体(114)以及平面尺寸比该第二导电性多孔质体小的第三导电性多孔质体(116)顺次层叠来形成所述虚设结构体，
在所述一体化工序中，使所述粘接剂至少夹在所述第二导电性多孔质体的外周缘部(114b)与所述虚设树脂框构件之间。
7.根据权利要求1所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
在所述虚设结构体形成工序中层叠的所述多个导电性多孔质体的彼此之间被在周向断续地配置的点状粘接剂(119a、119b)接合。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的虚设单电池的制造方法，其特征在于，
所述虚设树脂框构件为矩形，
在所述一体化工序中，在使沿着所述虚设树脂框构件的外周并相互隔开间隔地设置多个的所述限制突起分别与所述虚设树脂框构件的外周端面接触的状态下，对所述虚设层叠体进行加热和按压，
沿着所述虚设树脂框构件的一方的长边配置的所述限制突起与沿着另一方的长边设置的所述限制突起隔着所述虚设结构体而相向。
9.一种虚设单电池的制造装置，该虚设单电池配设在具备层叠多个发电单电池(12)而成的发电单电池层叠体(14)的燃料电池堆(11)的所述发电单电池层叠体的层叠方向的至少一方的端部，所述发电单电池具有在电解质膜(84)的两侧分别配设具有由导电性多孔质体形成的气体扩散层(92、96)的电极(86、88)而成的电解质膜-电极结构体(80)以及在所述电解质膜-电极结构体的外周围绕的树脂框构件(82)，所述虚设单电池(18、20、24)的制造装置(10)具备：
下侧板(160)，其载置虚设层叠体(168)，所述虚设层叠体是将层叠多个导电性多孔质体(112、114、116)而成的虚设结构体(110)与在虚设结构体的外周围绕的虚设树脂框构件(111)在彼此之间夹着粘接剂(120a)的状态下层叠而成的，
框状的上侧板(162)，其与所述下侧板之间夹着所述虚设树脂框构件的外周缘部；以及
限制突起(166)，其设置于所述下侧板以及上侧板中的任一方，并接触于被夹在所述下侧板与所述上侧板之间的所述虚设树脂框构件的外周端面(82a)，在由加热按压机构(184)对所述虚设层叠体的至少夹着所述粘接剂的部分进行加热和按压来使所述粘接剂硬化时，所述限制突起限制所述虚设树脂框构件朝向外方变形。
10.根据权利要求9所述的虚设单电池的制造装置，其特征在于，
在所述上侧板的内周缘部，在与所述虚设树脂框构件的外周缘部面对的部分设置凹部(176)，
在所述凹部的上底面(180)与所述下侧板之间夹着所述虚设树脂框构件的外周缘部，
在所述凹部的侧面(178)与所述虚设树脂框构件的外周端面之间设置所述限制突起。
11.根据权利要求9或10所述的虚设单电池的制造装置，其特征在于，
所述限制突起能装卸自如地安装于所述上侧板。
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