CN112397739A - 燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池 - Google Patents

Abstract

本公开涉及燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池。燃料电池用金属隔板(14)与电解质膜‑电极结构体(12a)层叠来构成发电单电池(10)，凸起密封件(45)朝向电解质膜‑电极结构体(12a)突出，在燃料电池用金属隔板(14)、包括燃料电池用金属隔板(14)的接合隔板(32)以及发电单电池(10)中，凸起密封件(45)在层叠方向没有被压缩的初始状态下，具备弯曲部(51)、与底板部(15a)平行地延伸且在突出的位置支承弯曲部(51)的一对弹性支承部(侧部(52、53))，即使在与电解质膜‑电极结构体(12a)层叠而在层叠方向被施加压缩载荷的状态下，弹性支承部也会从底板部(15a)的位置突出。

Description

燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池

技术领域

本发明涉及具备凸起密封件的燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池。

背景技术

以往，已知有如下燃料电池(发电单电池)，其具备：在由高分子离子交换膜形成的电解质膜的一方的面配置阳极电极并且在电解质膜的另一方的面配置阴极电极而形成的电解质膜-电极结构体(MEA)；以及在MEA的两侧分别配置的隔板(也称为双极性板)。通常，通过将规定数量的发电单电池层叠来构成燃料电池堆。燃料电池堆例如作为车载用燃料电池堆而被组装入燃料电池车辆(燃料电池电动汽车等)。

在燃料电池中，有时作为隔板会使用金属隔板。此时，为了防止氧化剂气体、燃料气体以及冷却介质泄漏，在金属隔板设置有密封构件。密封构件使用氟系树脂、硅等的弹性橡胶密封件，存在成本高昂的问题。

因而，例如，如专利文献1公开那样，代替弹性橡胶密封件，而采用在金属隔板形成密封凸起(以下，也称为凸起密封件)的结构。凸起密封件具有从金属隔板的平坦部(底板部)向厚度方向鼓出的形状。由于凸起密封件是冲压成型的，因而有制造成本低廉的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2006/0054664号说明书

发明内容

发明所要解决的问题

凸起密封件因突出的部分与其它构件(树脂框构件等)抵接而形成线状的密封部分来发挥密封功能。但是，以往的凸起密封件中，凸起密封件与其它构件抵接的部分压曲而凹陷为凹状，判明了存在密封功能降低的情况。

因而，本发明的目的在于提供如下燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池，其具备通过防止凸起密封件的密封面的变形而密封功能不容易降低的凸起密封件。

用于解决问题的方案

本发明的一方面为燃料电池用金属隔板，其与在电解质膜的两侧分别配置电极而形成的电解质膜-电极结构体层叠来构成发电单电池，凸起密封件朝向所述电解质膜-电极结构体突出，在所述燃料电池用金属隔板中，具有构成所述凸起密封件的两侧方的平坦部并且与层叠方向垂直的底板部，所述凸起密封件在所述层叠方向没有被压缩的初始状态下，具有：弯曲部，其在所述层叠方向突出；以及一对弹性支承部，其设置在所述弯曲部的两侧端部与所述底板部之间，与所述底板部平行地延伸，在与所述底板部相比向所述层叠方向突出的位置支承所述弯曲部的所述两侧端部，即使在所述凸起密封件与所述电解质膜-电极结构体层叠且在所述层叠方向被压缩的状态下，所述弹性支承部也会从所述底板部的位置向所述层叠方向突出。

本发明的另一方面为接合隔板，其是上述一方面的多个燃料电池用金属隔板层叠而成的，在所述接合隔板中，邻接的所述燃料电池用金属隔板以各自的凸起密封件的顶部彼此向相反方向突出的方式接合。

本发明的另一方面为发电单电池，具备：在电解质膜的两侧分别配设电极而形成的电解质膜-电极结构体；以及在所述电解质膜-电极结构体的两侧分别配设的金属隔板，在所述金属隔板，朝向所述电解质膜-电极结构体突出地形成有凸起密封件，在所述发电单电池中，具有构成所述凸起密封件的两侧方的平坦部并且与层叠方向垂直的底板部，所述凸起密封件在所述层叠方向没有被压缩的初始状态下，具有：弯曲部，其在所述层叠方向突出；以及一对弹性支承部，其设置在所述弯曲部的两侧端部与所述底板部之间，与所述底板部平行地延伸，在与所述底板部相比向所述层叠方向突出的位置支承所述弯曲部的所述两侧端部，即使在所述凸起密封件与所述电解质膜-电极结构体层叠且在所述层叠方向被压缩的状态下，所述弹性支承部也会从所述底板部的位置向所述层叠方向突出。

发明的效果

根据上述方面的燃料电池用金属隔板、接合隔板以及发电单电池，能够防止凸起密封件的密封面的变形，由此能够防止密封功能降低。

参照附图来说明以下实施方式，从而能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的发电单电池的分解立体图。

图2是图1的发电单电池的剖视图。

图3是图2的第二金属隔板的俯视图。

图4是示出沿着与图1的凸起密封件的密封线垂直的面而成的截面形状的剖视图。

图5A是比较例涉及的凸起密封件的剖视图，图5B是示出比较例涉及的凸起密封件的变形的说明图。

图6是示出图4的凸起密封件的层叠状态的剖视图。

具体实施方式

以下，列举本发明优选的实施方式，并参照附图详细地说明。

如图1以及图2所示，本实施方式涉及的发电单电池10(燃料电池)具备：带树脂框的电解质膜-电极结构体12(以下，称为“带树脂框的MEA 12”)；以及在带树脂框的MEA 12的两侧分别配置的金属隔板14。发电单电池10例如是横长(或者纵长)的长方形的固体高分子型燃料电池。

多个发电单电池10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)层叠并且被施加层叠方向的紧固载荷(压缩载荷)，来构成燃料电池堆。燃料电池堆例如作为车载用燃料电池堆被搭载于燃料电池电动汽车。

如图1所示，在发电单电池10的箭头符号B方向(水平方向)的一端缘部，以在层叠方向即箭头符号A方向连通的方式设置有氧化剂气体入口连通孔18a、冷却介质入口连通孔20a以及燃料气体出口连通孔16b。氧化剂气体入口连通孔18a供给作为氧化剂气体的含氧气体(例如空气)。冷却介质入口连通孔20a供给冷却介质(例如水)。燃料气体出口连通孔16b排出作为燃料气体的含氢气体。氧化剂气体入口连通孔18a、冷却介质入口连通孔20a以及燃料气体出口连通孔16b在箭头符号C方向(铅垂方向)分离地排列。

在发电单电池10的箭头符号B方向的另一端缘部设置有在箭头符号A方向连通并且延伸的燃料气体入口连通孔16a、冷却介质出口连通孔20b以及氧化剂气体出口连通孔18b。燃料气体入口连通孔16a供给燃料气体。冷却介质出口连通孔20b排出冷却介质。氧化剂气体出口连通孔18b排出氧化剂气体。燃料气体入口连通孔16a、冷却介质出口连通孔20b以及氧化剂气体出口连通孔18b在箭头符号C方向分离地排列。

发电单电池10中，带树脂框的MEA 12被金属隔板14夹持。以下，将在带树脂框的MEA 12的一方的面配设的金属隔板14称为“第一金属隔板14a”，将在带树脂框的MEA 12的另一方的面配设的金属隔板14称为“第二金属隔板14b”。第一金属隔板14a以及第二金属隔板14b形成为横长(或者纵长)的长方形状。

带树脂框的MEA 12具备电解质膜-电极结构体12a(以下，称为“MEA 12a”)以及与MEA 12a的外周部接合并且围绕MEA 12a的外周部的树脂框构件22。MEA 12a具有：电解质膜23；在电解质膜23的一方的面设置的阳极电极24；以及在电解质膜23的另一方的面设置的阴极电极26。

电解质膜23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包含水分的全氟磺酸的薄膜。电解质膜23被阳极电极24和阴极电极26夹持。电解质膜23除了能够使用氟系电解质以外，还能够使用HC(碳化氢)系电解质。

如图2所示，阳极电极24具有：与电解质膜23的一方的面23a接合的第一电极催化剂层24a；以及层叠于第一电极催化剂层24a的第一气体扩散层24b。阴极电极26具有：与电解质膜23的另一方的面23b接合的第二电极催化剂层26a；以及层叠于第二电极催化剂层26a的第二气体扩散层26b。

如图1所示，树脂框构件22是其内周部与MEA 12a的外周部接合的、平面形状为长方形的框状的树脂膜(副垫圈)。树脂膜也可以是两个树脂膜重叠构成的。树脂框构件22具有固定的厚度。在树脂框构件22的箭头符号B方向的一端部设置氧化剂气体入口连通孔18a、冷却介质入口连通孔20a以及燃料气体出口连通孔16b。在树脂框构件22的箭头符号B方向的另一端部设置燃料气体入口连通孔16a、冷却介质出口连通孔20b以及氧化剂气体出口连通孔18b。在树脂框构件22设置的连通孔16a、16b、18a、18b、20a、20b分别设定为与在第一金属隔板14a以及第二金属隔板14b设置的连通孔16a、16b、18a、18b、20a、20b相同形状。

作为树脂框构件22的构成材料，例如举出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。

而且，也可以不使用树脂框构件22，而使电解质膜23向外方突出。另外也可以是，在与阳极电极24以及阴极电极26相比向外方突出的电解质膜23的两侧设置框形状的膜。

金属隔板14具有作为隔板主体的金属板15。以下，在说明金属板15自身的结构时，有时使用“金属隔板14”的称呼。

构成金属隔板14的金属板15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而构成的。第一金属隔板14a与第二金属隔板14b通过对外周进行焊接、钎焊、或者嵌塞(日文：かしめ)等而接合为一体，来构成接合隔板32。金属隔板14的板厚例如能够设为0.05mm～0.15mm。

在第一金属隔板14a的朝向带树脂框的MEA 12的面14as设置与燃料气体入口连通孔16a和燃料气体出口连通孔16b连通的燃料气体流路38。具体来讲，在第一金属隔板14a与带树脂框的MEA 12之间形成燃料气体流路38。燃料气体流路38具有在箭头符号B方向延伸的多个直线状流路槽(或者波状流路槽)。

如图3所示，在第二金属隔板14b的朝向带树脂框的MEA 12的面14bs设置与氧化剂气体入口连通孔18a和氧化剂气体出口连通孔18b连通的氧化剂气体流路40。具体来说，在第二金属隔板14b与带树脂框的MEA 12之间形成氧化剂气体流路40。氧化剂气体流路40具有在箭头符号B方向延伸的多个直线状流路槽(或者波状流路槽)。

在图1中，在互相邻接的第一金属隔板14a与第二金属隔板14b之间，在箭头符号B方向延伸而形成与冷却介质入口连通孔20a和冷却介质出口连通孔20b连通的冷却介质流路42。

在第一金属隔板14a的朝向MEA 12a的面14as，通过与第一金属隔板14a一体地冲压成型来设置用于防止流体(燃料气体、氧化剂气体或者冷却介质)泄漏的第一密封线44。第一密封线44围绕第一金属隔板14a的外周部。第一密封线44朝向树脂框构件22鼓出(突出)并且与树脂框构件22气密且液密地抵接。

第一密封线44具有多个凸起密封件45(金属凸起密封件)。多个凸起密封件45具有外侧凸起密封件45a以及比外侧凸起密封件45a靠内侧设置的内侧凸起密封件45b。内侧凸起密封件45b围绕燃料气体流路38、燃料气体入口连通孔16a以及燃料气体出口连通孔16b并且使它们连通。内侧凸起密封件45b具有将连通孔16a、16b、18a、18b、20a、20b个别地包围的多个连通孔凸起部45c。

如图3所示，在第二金属隔板14b的朝向MEA 12a的面14bs，通过与第二金属隔板14b一体地冲压成型来设置为了防止流体泄漏而将该第二金属隔板14b的外周部围绕的第二密封线46。第二密封线46朝向树脂框构件22鼓出并且与树脂框构件22气密且液密地抵接。第一密封线44与第二密封线46隔着树脂框构件22相向。树脂框构件22被夹持在第一密封线44与第二密封线46之间。

第二密封线46具有多个凸起密封件47(金属凸起密封件)。多个凸起密封件47具有外侧凸起密封件47a以及比外侧凸起密封件47a靠内侧设置的内侧凸起密封件47b。内侧凸起密封件47b围绕氧化剂气体流路40、氧化剂气体入口连通孔18a以及氧化剂气体出口连通孔18b并且使它们连通。内侧凸起密封件47b具有将连通孔16a、16b、18a、18b、20a、20b个别地包围的多个连通孔凸起部47c。

如图4所示，第一金属隔板14a具有平坦的底板部15a和从底板部15a朝向树脂框构件22(电解质膜-电极结构体12a)突出的凸起密封件45。底板部15a构成凸起密封件45的两侧方的平坦部。凸起密封件45在没有与电解质膜-电极结构体12a层叠的状态下，即在层叠方向没有被施加压缩载荷的状态下，具有：弯曲部51，其包括从底板部15a朝向树脂框构件22突出的顶部50；以及侧部52、53，其将弯曲部51的两侧端部与底板部15a连接。弯曲部51设置于凸起密封件45的宽方向的中央部，以向顶部50的突出方向凸状地突出的方式弯曲地形成为弧状。

在弯曲部51的宽方向的中央部形成朝向层叠方向的树脂框构件22最突出的顶部50。另外，弯曲部51的两侧端部经由倾斜角变化的折弯部52c、53c来与一方的侧部52以及另一方的侧部53一体地连接。

侧部52形成在弯曲部51的一方的侧部，具备侧端部52a、板簧部52b以及折弯部52c。即，侧部52形成在弯曲部51与底板部15a之间的区域。

侧端部52a以随着从底板部15a朝向弯曲部51而朝向树脂框构件22突出的方式倾斜地形成。侧端部52a的一端与底板部15a连接，另一端与板簧部52b连接。板簧部52b在与底板部15a相比朝向树脂框构件22突出的位置沿与底板部15a平行的方向延伸而形成，在比底板部15a突出的位置支承弯曲部51的一方的侧端部。如后所述，为了对于压缩方向的载荷而产生适当的弹簧弹性，板簧部52b形成为在宽方向比侧端部52a延伸得长。在板簧部52b的宽方向的另一端形成折弯部52c，与弯曲部51连接。

另外，侧部53形成在弯曲部51的另一方的侧部，具备侧端部53a、板簧部53b以及折弯部53c。即，侧部53形成在弯曲部51与底板部15a之间的区域。

侧端部53a以随着从底板部15a朝向弯曲部51而朝向树脂框构件22突出的方式倾斜地形成。侧端部53a的另一端与底板部15a连接，一端与板簧部53b连接。板簧部53b在与底板部15a相比朝向树脂框构件22突出的位置沿与底板部15a平行的方向延伸而形成，在比底板部15a突出的位置支承弯曲部51的另一方的侧端部。如后所述，为了对于压缩方向的载荷而产生适当的弹簧弹性，板簧部53b形成为在宽方向比侧端部53a延伸得长。在板簧部53b的宽方向的一端形成折弯部53c，与弯曲部51连接。优选的是，侧部52、53在宽方向形成为相同的长度。

第二金属隔板14b具有平坦的底板部15b、从底板部15b朝向树脂框构件22(电解质膜-电极结构体12a)突出的凸起密封件47。底板部15b构成凸起密封件47的两侧方的平坦部。凸起密封件47的突出方向与凸起密封件45的突出方向为相反方向。

凸起密封件47在没有与电解质膜-电极结构体12a层叠的状态下，即在层叠方向没有被施加压缩载荷的状态下，具有：弯曲部61，其包括从底板部15b朝向树脂框构件22而在层叠方向分离的顶部60；以及侧部62、63，其将所述弯曲部61的两侧端部与底板部15b连接。弯曲部61设置于凸起密封件47的宽方向的中央部，以向顶部60的突出方向凸状地突出的方式弯曲地形成为弧状。从层叠方向观察时顶部60与顶部50形成在大致相同的位置。

在弯曲部61的宽方向的中央部形成朝向层叠方向的树脂框构件22最突出的顶部60。另外，在弯曲部61的两侧端部经由倾斜角变化的折弯部62c、63c来与一方的侧部62以及另一方的侧部63一体地连接。

侧部62形成在弯曲部61的一方的侧部，具备侧端部62a、板簧部62b以及折弯部62c。即，侧部62形成在弯曲部61与底板部15b之间的区域。

侧端部62a以随着从底板部15b朝向弯曲部61而朝向树脂框构件22突出的方式倾斜地形成。侧端部62a的一端与底板部15b连接，另一端与板簧部62b连接。板簧部62b在与底板部15b相比朝向树脂框构件22突出的位置沿与底板部15b平行的方向延伸而形成，在比底板部15b突出的位置支承弯曲部61的一方的侧端部。如后所述，为了对于压缩方向的载荷而产生适当的弹簧弹性，板簧部62b形成为在宽方向比侧端部62a延伸得长。在板簧部62b的宽方向的另一端形成折弯部62c，与弯曲部61连接。

另外，侧部63形成在弯曲部61的另一方的侧部，具备侧端部63a、板簧部63b以及折弯部63c。即，侧部63形成在弯曲部61与底板部15b之间的区域。

侧端部63a以随着从底板部15b朝向弯曲部61而朝向树脂框构件22突出的方式倾斜地形成。侧端部63a的另一端与底板部15b相连，一端与板簧部63b相连。板簧部63b在与底板部15b相比朝向树脂框构件22突出的位置沿与底板部15b平行的方向延伸而形成，在比底板部15b突出的位置支承弯曲部61的另一方的侧端部。如后所述，为了对于压缩方向的载荷而产生适当的弹簧弹性，板簧部63b形成为在宽方向比侧端部63a延伸得长。在板簧部63b的宽方向的一端形成折弯部63c，与弯曲部61连接。优选的是，侧部62、63在宽方向形成相同的长度。

优选的是，第一金属隔板14a的凸起密封件45与第二金属隔板14b的凸起密封件47如图示所示在层叠方向对称地形成，但也可以是在一部分有非对称的部分。

在图4中，标注附图标记P的部分是弯曲部51、61的端部附近的延长线与底板部15a同底板部15b的抵接面15c的延长线的交点。标注附图标记P的部分是对层叠方向施加压缩载荷时成为弯曲部51、61的位移的起点的部分。即，在对层叠方向施加压缩载荷时，弯曲应力作用于板簧部52b、53b、62b、63b，板簧部52b、53b、62b、63b以接近附图标记P的部分的方式变形。这里，宽度D1是从与侧部52、62邻接的底板部15a、15b的端部到侧部52、62侧的位移的起点P为止的宽方向的长度，相当于一方的弹性支承部的悬臂梁的长度。另外，宽度D2是从与侧部53、63邻接的底板部15a、15b的端部至侧部53、63侧的位移的起点P为止的宽方向的长度，相当于另一方的弹性支承部的悬臂梁的长度。

而且，侧部52、53、62、63因板簧部52b、53b、62b、63b的弹性复原力而产生使弯曲部51、61向树脂框构件22施力的反力。即，侧部52、53、62、63成为本实施方式的凸起密封件45、47的弹性支承部。在如图示所示作为接合隔板32而在层叠方向相向的凸起密封件45、47中，一方的板簧部52b、62b彼此在层叠方向分离，另一方的板簧部53b、63b也彼此在层叠方向分离。如图6所示，即使在层叠状态下被施加紧固载荷，板簧部52b与板簧部62b也会分离，板簧部53b与板簧部63b构成具有分离的程度的弹簧特性。

在凸起密封件45、47中，将在层叠方向弯曲部51、61对于压缩载荷F而言的变形量表示为弹性常数K2。另外，将侧部52、53、62、63(板簧部52b、53b、62b、63b)对于层叠方向的压缩载荷而言在附图标记P附近的变形量表示为常数K1。在本实施方式的凸起密封件45、47中，构成为上述的弹性常数满足K1<K2。即，与构成密封面的弯曲部51、61相比，侧部52、53、62、63(弹性支承部)一方具有柔软的弹簧特性。

凸起密封件45、47的整体的弹性常数K主要由侧部52、53、62、63的弹性常数K2规定，因而能够由侧部52、53、62、63(板簧部52b、53b、62b、63b)的长度来调整整体的弹性常数K。整体的弹性常数K与用长度(D1+D2)除以弯曲部51的长度(E)而得的值(D1+D2)/E成反比例。因而，当将侧部52、53、62、63的长度缩短时，凸起密封件45、47的弹性常数K增加而成为硬的弹簧特性，当侧部52、53、62、63的长度增长时，凸起密封件45、47的弹性常数K减少而成为柔软的弹簧特性。本实施方式中，侧部52、53、62、63(板簧部52b、53b、62b、63b)的长度在不会发生顶部50、60的压曲并且能够确保充分密封性的范围内适当设定。

而且也可以是，在凸起密封件45、47的顶部50、60附近的表面设置薄膜状的树脂制密封构件49。例如能够使用聚酯纤维，通过印刷法或者涂布法来形成树脂制密封构件49。在设置树脂制密封构件49的情况下，凸起密封件45、47隔着树脂制密封构件49来抵接于树脂框构件22。树脂制密封构件49也可以设置于MEA 12(树脂框构件22)侧。

以下，说明如以上那样构成的发电单电池10的动作以及作用。

如图1所示，向氧化剂气体入口连通孔18a供给含氧气体等氧化剂气体，并且向燃料气体入口连通孔16a供给含氢气体等燃料气体。还有，向冷却介质入口连通孔20a供给纯水、乙二醇、或者油等冷却介质。

因此，从氧化剂气体入口连通孔18a向第二金属隔板14b的氧化剂气体流路40导入氧化剂气体，氧化剂气体在箭头符号B方向移动，被供给到MEA 12a的阴极电极26。另一方面，从燃料气体入口连通孔16a向第一金属隔板14a的燃料气体流路38导入燃料气体。燃料气体沿着燃料气体流路38在箭头符号B方向移动，被供给到MEA 12a的阳极电极24。

因而，在MEA 12a中，被供给至阴极电极26的氧化剂气体与被供给至阳极电极24的燃料气体在第二电极催化剂层26a和第一电极催化剂层24a内因电化学反应被消耗，来进行发电。

接着，在图1中，被供给至阴极电极26并被消耗了的氧化剂气体沿着氧化剂气体出口连通孔18b在箭头符号A方向被排出。同样地，被供给至阳极电极24并被消耗了的燃料气体沿着燃料气体出口连通孔16b在箭头符号A方向被排出。

另外，被供给至冷却介质入口连通孔20a的冷却介质被导入至第一金属隔板14a与第二金属隔板14b之间的冷却介质流路42之后，在箭头符号B方向流通。该冷却介质在将MEA12a冷却之后，从冷却介质出口连通孔20b被排出。

该情况下，具备本实施方式涉及的金属隔板14的发电单电池10产生以下的作用。

在图5A中，比较例涉及的金属隔板14A的凸起密封件45A的截面形状，在没有施加压缩载荷的初始状态下，形成为以顶部50成为最高的方式突出的弧状的弯曲形状。如图5B所示，当对凸起密封件45A施加压缩载荷时，凸起密封件45A的宽方向的中央部的顶部50被推压从而以如箭头符号S1、S2所示那样在宽方向扩展的方式变形，并且在层叠方向(箭头符号d方向)发生变形。此时，由于凸起密封件45A的宽方向的刚性高，因而如实线P2所示，顶部50凹陷为凹状，因此会以使宽方向的变形缓和的方式来发生变形。这样，当凸起密封件45A的截面变形为M字状时，中央的顶部50附近(凸起宽方向中央部)处的表面压力会降低。其结果是，无法确保期望的密封性，有发生流体泄漏的风险。

与之相对，如图6所示，在本实施方式涉及的金属隔板14中，在凸起密封件45、47中，在与弯曲部51、61不同的部分具备侧部52、53、62、63(弹性支承部)，所述侧部具有比弯曲部51、61柔软的弹簧特性。因此，当对凸起密封件45、47施加压缩载荷时，与弯曲部51、61相比，侧部52、53、62、63先发生变形并且产生反力。由此，能够防止过度的载荷以及变形集中于弯曲部51的顶部50、60而顶部50附近的密封面的压曲。其结果是，凸起密封件45、47的顶部50、60以充分的表面压力抵压树脂框构件22，能够确保期望的密封性。另外，即使紧固载荷作用于凸起密封件45、47，在层叠方向相向的一方的侧部52与侧部62也不会互相倾斜地抵接，而是仅分离规定的间隙F2。另外，在层叠方向相向的另一方的侧部53与侧部63也不会抵接，而是仅分离规定的间隙F2。由此，即使在层叠方向的载荷发生变动的情况下，也能够由侧部52、53、62、63的变形来吸收载荷的变动，能够有效果地防止因紧固载荷的变动而导致的顶部50、60的压曲。

本实施方式的燃料电池用金属隔板14以及发电单电池10产生以下的效果。

本实施方式的燃料电池用金属隔板14与在电解质膜23的两侧分别配置电极24、26而形成的电解质膜-电极结构体12a层叠来构成发电单电池10，凸起密封件45朝向电解质膜-电极结构体12a突出，在所述燃料电池用金属隔板14中，具有构成凸起密封件45的两侧方的平坦部并且与层叠方向垂直的底板部15a，凸起密封件45在层叠方向没有被压缩的初始状态下，具有：弯曲部51，其在层叠方向突出；以及一对弹性支承部(侧部52、53)，其设置在弯曲部51的两侧端部与底板部15a之间，与底板部15a平行地延伸，在与底部15a相比向层叠方向突出的位置支承弯曲部51的两侧端部，即使在凸起密封件45与电解质膜-电极结构体12a层叠且在层叠方向被压缩的状态下，弹性支承部也从底板部15a的位置向层叠方向突出。

通过如上所述那样的构成，在包括顶部50在内的弯曲部51压曲之前，与底板部15a平行的弹性支承部(侧部52、53)先变形，从而产生使顶部50附近的密封面向树脂框构件22施力的反力。另外，弹性支承部(侧部52、53)能够变形来吸收层叠方向的位移，因而能够防止过大的载荷集中顶部50附近而密封面压曲，能够确保良好的密封性。

在上述的燃料电池用金属隔板14中，弹性支承部(侧部52、53、62、63)相比于弯曲部51、61而言，对层叠方向的载荷具有柔软的弹簧特性。由此，能够防止弯曲部51、61的密封面压曲。

本实施方式的接合隔板32是多个上述的燃料电池用金属隔板14接合而成的，在所述接合隔板32中，邻接的燃料电池用金属隔板14以各自的凸起密封件45、47的顶部50、60彼此向相反方向突出的方式接合。根据这样的接合隔板32，能够防止凸起密封件45、47的密封性的降低。

也可以是，在上述的接合隔板32中，在层叠方向相向的弹性支承部之间形成有间隙。

本实施方式的发电单电池10具备：在电解质膜23的两侧分别配设电极24、26而形成的电解质膜-电极结构体12a；以及在电解质膜-电极结构体12a的两侧分别配设的燃料电池用金属隔板14，在燃料电池用金属隔板14，朝向电解质膜-电极结构体12a突出地形成有凸起密封件45、47，在所述发电单电池中，具有构成凸起密封件45、47的两侧方的平坦部并且与层叠方向垂直的底板部15a、15b，凸起密封件45、47在层叠方向没有被压缩的初始状态下，具有：弯曲部51、61，其在层叠方向突出；以及一对弹性支承部(侧部52、53、62、63)，其设置在弯曲部51、61的两侧端部与底板部15a、15b之间，与底板部15a、15b平行地延伸，在与底板部15a、15b相比向层叠方向突出的位置支承弯曲部51、61的两侧端部，即使在凸起密封件45、47与电解质膜-电极结构体12a层叠且在层叠方向被压缩的状态下，弹性支承部(侧部52、53、62、63)也会从底板部15a、15b的位置向层叠方向突出。通过这样构成，能够防止凸起密封件45、47的密封性降低。

在上述中，举出适合的实施方式对本发明进行说明，但本发明并不限定于所述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可作出各种改变。

Claims (5)

1.一种燃料电池用金属隔板，其与在电解质膜(23)的两侧分别配置电极(24、26)而形成的电解质膜-电极结构体(12a)层叠来构成发电单电池(10)，凸起密封件(45)朝向所述电解质膜-电极结构体突出，在所述燃料电池用金属隔板(14)中，

具有构成所述凸起密封件的两侧方的平坦部并且与层叠方向垂直的底板部(15a)，

所述凸起密封件在所述层叠方向没有被压缩的初始状态下，具备：弯曲部(51)，其在所述层叠方向突出；以及一对弹性支承部(52、53)，其设置在所述弯曲部的两侧端部与所述底板部之间，与所述底板部平行地延伸，在与所述底板部相比向所述层叠方向突出的位置支承所述弯曲部的所述两侧端部，

即使在所述凸起密封件与所述电解质膜-电极结构体层叠且在所述层叠方向被压缩的状态下，所述弹性支承部也会从所述底板部的位置向所述层叠方向突出。

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，

所述弹性支承部，相比于所述弯曲部而言，对层叠方向的载荷具有柔软的弹簧特性。

3.一种接合隔板，其是多个根据权利要求1或2所述的燃料电池用金属隔板层叠而成的，在所述接合隔板中，邻接的所述燃料电池用金属隔板以各自的凸起密封件的顶部(50、60)彼此向相反方向突出的方式接合。

4.根据权利要求3所述的接合隔板(32)，其特征在于，

在层叠方向相向的所述弹性支承部之间形成有间隙。

5.一种发电单电池，具备：在电解质膜的两侧分别配设电极而成的电解质膜-电极结构体；以及在所述电解质膜-电极结构体的两侧分别配设的金属隔板，在所述金属隔板，朝向所述电解质膜-电极结构体突出地形成有凸起密封件，在所述发电单电池中，

具有构成所述凸起密封件的两侧方的平坦部并且与层叠方向垂直的底板部，

所述凸起密封件在所述层叠方向没有被压缩的初始状态下，具备：弯曲部，其在所述层叠方向突出；以及一对弹性支承部，其设置在所述弯曲部的两侧端部与所述底板部之间，与所述底板部平行地延伸，在与所述底板部相比向所述层叠方向突出的位置支承所述弯曲部的所述两侧端部，

即使在所述凸起密封件与所述电解质膜-电极结构体层叠且在所述层叠方向被压缩的状态下，所述弹性支承部也会从所述底板部的位置向所述层叠方向突出。

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