CN114864980A - 燃料电池用的隔板以及燃料电池堆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池用的隔板以及燃料电池堆，燃料电池用的隔板(28)重叠于电解质膜‑电极结构体(30)来形成发电单电池层叠体(12)的层叠单位(E)。在隔板(28)设置有定位部(58)，该定位部(58)沿着层叠方向重合来对层叠单位(E)彼此进行定位。在定位部(58)的缘部设置有将隔板(28)弯折而成的弯折面(118)。

Description

燃料电池用的隔板以及燃料电池堆

技术领域

本发明涉及燃料电池用的隔板以及具备该隔板的燃料电池堆。

背景技术

通常，燃料电池以具备发电单电池层叠体与端面板的燃料电池堆的形态使用，其中，所述发电单电池层叠体是将发电单电池(单位燃料电池)层叠多个而成，所述端面板配设于所述发电单电池层叠体的层叠方向的两端部。发电单电池通过一组隔板夹持电解质膜-电极结构体而构成。在这种燃料电池堆中，为了向发电单电池层叠体的各电解质膜-电极结构体供给反应气体等流体，有时构成所谓的内部多支路结构(日文：内部マニホールド)。在这种情况下，为了良好地确保流体的密封性，特别是，需要在发电单电池层叠体的层叠单位被高精度地定位的状态下进行层叠。

因此，例如专利文献1所公开那样，考虑在层叠单位设置定位孔。多个层叠单位沿着层叠方向相互重合，由此将层叠单位彼此定位于规定的层叠位置。通过这样设置定位孔，例如利用在底座板突出设置定位销的组装装置，能够容易地对层叠单位彼此进行定位。即，使定位销插通定位孔内并使定位孔的内周面沿着定位销的外周面，并且在底座板层叠多个层叠单位。由此，定位孔彼此沿着层叠方向重合，能够将多个层叠单位以相互定位的状态进行层叠。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-196849号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在如上述那样层叠层叠单位的情况下，例如存在如下担忧，即，由于在定位孔的内周面与定位销的外周面之间产生的摩擦力而使层叠单位发生变形。在发电单电池层叠体中，需要将邻接的隔板维持为电绝缘的状态，因此在层叠单位中特别需要抑制隔板的变形。因而，期望能够容易地对层叠单位彼此进行定位，并且能够抑制隔板的变形。

本发明的目的在于解决上述课题。

用于解决问题的方案

本发明的一个方式是一种燃料电池用的隔板，所述燃料电池用的隔板重叠于在电解质膜的两面配设电极而成的电解质膜-电极结构体来形成层叠单位，将该层叠单位沿着层叠方向层叠多个来形成发电单电池层叠体，在所述隔板设置有定位部，该定位部沿着所述层叠方向重合，来对所述层叠单位彼此进行定位，在所述定位部的缘部设置有将该隔板弯折而成的弯折面。

本发明的另一方式是一种燃料电池堆，所述燃料电池堆具备将层叠单位沿着层叠方向层叠多个而成的发电单电池层叠体，所述层叠单位是使在电解质膜的两面配设电极而成的电解质膜-电极结构体与隔板重合而成的，在所述隔板设置有定位部，该定位部沿着所述层叠单位的层叠方向重合，来对所述层叠单位彼此进行定位，在所述定位部的缘部设置有将该隔板弯折而成的弯折面。

发明的效果

在隔板设置有定位部，该定位部沿着层叠方向重合，来对层叠单位彼此进行定位。例如一边使定位部沿着在层叠方向延伸的导向杆一边层叠多个层叠单位，由此能够使定位部彼此沿着层叠方向重合。因此，能够容易地将多个层叠单位以相互定位的状态进行层叠。

另外，在定位部的缘部设置有将隔板弯折而成的弯折面。这种弯折面例如与通过切割加工或切削加工等形成的切割面(未弯折的面)相比，形成表面粗糙度更小的顺滑的形状。因此，通过使在缘部设置有弯折面的定位部沿着导向杆，与例如使缘部由上述切割面构成的定位部沿着导向杆的情况相比，能够减小在定位部与导向杆之间产生的摩擦力。其结果，能够抑制隔板发生变形。

因而，根据本发明，能够容易地对层叠单位彼此进行定位，并且能够抑制隔板的变形。

参照附图说明以下实施方式，根据说明会容易地理解上述目的、特征以及优点。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的燃料电池堆的立体图。

图2是具备本实施方式所涉及的燃料电池用的隔板的发电单电池的分解立体图。

图3是隔板的第一双极性板的MEA侧面的说明图。

图4A是图3的第一定位部的放大图。

图4B是图3的第二定位部的放大图。

图4C是图3的第三定位部的放大图。

图5A是图4C的第三定位部的立体说明图。

图5B是变形例所涉及的第三定位部的立体说明图。

图6是制造燃料电池堆的发电单电池层叠体的制造装置的概略俯视图。

图7是图6的VII-VII线箭头方向的概略剖视图。

图8是使加压部接近图7的载置台的说明图。

图9是使加压部进一步接近图8的载置台的说明图。

图10是变形例所涉及的设置有弯折面的第三定位部的立体说明图。

具体实施方式

在以下附图中，对于起到相同或同样的功能和效果的结构要素标注相同的附图标记，有时省略反复的说明。

图1示出的本实施方式所涉及的具备燃料电池用的隔板28(图2)的燃料电池堆16例如能够搭载于未图示的燃料电池电动汽车那样的燃料电池车辆而使用。另外，燃料电池堆16还能够用作固定安置型。燃料电池堆16具备发电单电池层叠体12。发电单电池层叠体12将多个发电单电池14沿着层叠方向(箭头符号A方向)层叠而成。在发电单电池层叠体12的层叠方向的一端部(箭头符号A1方向的端部)朝向外方依次配设有接线板18a、绝缘件20a以及端面板22a。另外，在发电单电池层叠体12的层叠方向的另一端部(箭头符号A2方向的端部)朝向外方依次配设有接线板18b、绝缘件20b以及端面板22b。

绝缘件20a、绝缘件20b各自由绝缘性材料形成。作为绝缘性材料的一例可举出聚碳酸酯(PC)、酚醛树脂等。此外，也可以是，绝缘件20a、绝缘件20b各自由沿着层叠方向重合的多个(例如两个)绝缘件构成。另外，虽然未图示，但是可以在绝缘件20a、绝缘件20b各自的朝向发电单电池层叠体12的面形成凹部。凹部向与发电单电池层叠体12远离的方向陷入。在绝缘件20a的凹部内配设有接线板18a。在绝缘件20b的凹部内配设有接线板18b。

在端面板22a的各边与端面板22b的各边之间配置有连结杆24。各连结杆24的一端通过螺栓等固定于端面板22a的内表面。各连结杆24的另一端通过螺栓等固定于端面板22b的内表面。这样将连结杆24分别固定于端面板22a、端面板22b，对发电单电池层叠体12施加层叠方向的压缩载荷(紧固载荷)。此外，燃料电池堆16也可以具备将端面板22a、端面板22b分别作为端板的壳体。在该情况下，在壳体内收容发电单电池层叠体12等。

如图2所示，发电单电池14具有带树脂框的MEA26以及夹持该带树脂框的MEA26的一组隔板28。带树脂框的MEA26具有电解质膜-电极结构体(MEA)30和树脂框构件32。树脂框构件32为包围电解质膜-电极结构体(ME A)30的外周的边框状。电解质膜-电极结构体30具有电解质膜34、阳极电极36以及阴极电极38。阳极电极36设置于电解质膜34的一方的面。阴极电极38设置于电解质膜34的另一方的面。

电解质膜34例如为含有水分的全氟磺酸的薄膜那样的固体高分子电解质膜(阳离子交换膜)。电解质膜34被阳极电极36与阴极电极38夹持。此外，电解质膜34除了使用氟系电解质以外，还能够使用HC(烃)类电解质。

阳极电极36具有均未图示的阳极电极催化剂层和阳极气体扩散层。阳极电极催化剂层接合于电解质膜34的一方的面。阳极气体扩散层层叠于阳极电极催化剂层。阴极电极38具有均未图示的阴极电极催化剂层和阴极气体扩散层。阴极电极催化剂层接合于电解质膜34的另一方的面。阴极气体扩散层层叠于阴极电极催化剂层。

阳极电极催化剂层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于阳极气体扩散层的表面而形成的。阴极电极催化剂层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于阴极气体扩散层的表面而形成的。

阴极气体扩散层和阳极气体扩散层各自由碳纸或碳布那样的导电性多孔质片形成。也可以在阴极电极催化剂层与阴极气体扩散层之间、以及阳极电极催化剂层与阳极气体扩散层之间的至少一方设置多孔质层(未图示)。

例如树脂框构件32的内周端缘部与电解质膜-电极结构体30的外周缘部接合。这样在电解质膜-电极结构体30设置树脂框构件32，例如能够减小用于构成一个发电单电池14所需的电解质膜34的面积。电解质膜34比较昂贵。因此，通过减小用于构成一个发电单电池14所需的电解质膜34的面积，能够降低电解质膜-电极结构体30的材料成本。

树脂框构件32与电解质膜-电极结构体30的接合结构并不限定于上述结构。在树脂框构件32与电解质膜-电极结构体30的接合结构的一例中，在阴极气体扩散层的外周端缘部与阳极气体扩散层的外周端缘部之间夹持树脂框构件32的内周端缘部。在该情况下，树脂框构件32的内周端面与电解质膜34的外周端面可以接近、也可以抵接、还可以重叠。

在树脂框构件32与电解质膜-电极结构体30的接合结构的其它例中，电解质膜34的外周缘部比阴极气体扩散层和阳极气体扩散层更向外方突出。在该电解质膜34的外周缘部的两面设置有框形状的膜。框形状的膜夹持电解质膜34并层叠有多个。层叠的框形状的膜彼此通过粘接材料等接合来构成树脂框构件32。

如图1和图2所示，在发电单电池14、端面板22a以及绝缘件20a、绝缘件20b各自的长边方向的一端部(箭头符号B1方向的端部)，沿着箭头符号C方向排列设置有氧化剂气体入口连通孔40a、冷却介质入口连通孔42a以及燃料气体出口连通孔44b。在发电单电池14、端面板22a以及绝缘件20a、绝缘件20b各自的长边方向的另一端部(箭头符号B2方向的端部)，沿着箭头符号C方向排列设置有燃料气体入口连通孔44a、冷却介质出口连通孔42b以及氧化剂气体出口连通孔40b。

向氧化剂气体入口连通孔40a供给氧化剂气体(例如含氧气体)。向冷却介质入口连通孔42a供给冷却介质(例如纯水、乙二醇、油中的至少一个)。从燃料气体出口连通孔44b排出燃料气体(例如含氢气体)。向燃料气体入口连通孔44a供给燃料气体。从冷却介质出口连通孔42b排出冷却介质。从氧化剂气体出口连通孔40b排出氧化剂气体。

在发电单电池层叠体12的多个发电单电池14、端面板22a以及绝缘件20a、绝缘件20b设置的氧化剂气体入口连通孔40a在层叠方向相互连通。也就是说，氧化剂气体入口连通孔40a沿着层叠方向贯通端面板22a、绝缘件20a、绝缘件20b、发电单电池层叠体12。同样地，冷却介质入口连通孔42a、燃料气体出口连通孔44b、燃料气体入口连通孔44a、冷却介质出口连通孔42b、氧化剂气体出口连通孔40b各自也沿着层叠方向贯通端面板22a、绝缘件20a、绝缘件20b、发电单电池层叠体12。

在本实施方式中，在各发电单电池14分别各设置有一个氧化剂气体入口连通孔40a、冷却介质入口连通孔42a、燃料气体出口连通孔44b、燃料气体入口连通孔44a、冷却介质出口连通孔42b、氧化剂气体出口连通孔40b(以下，也将这些总称为“连通孔”)。然而，设置于各发电单电池14的各连通孔的个数并不进行特别限定，可以是一个，也可以是多个。另外，各连通孔的形状和配置也并不限定于图1和图2记载的本实施方式的形状和配置，根据所要求的规格能够适当地设定。

如图2所示，隔板28为具有一组长边和一组短边的矩形形状。隔板28的一组长边在箭头符号C方向隔开间隔地排列。在本实施方式中，隔板28的一组长边被配置成相互平行或大致平行。隔板28的一组短边在箭头符号B方向隔开间隔地排列。在本实施方式中，隔板28的一组短边被配置成相互平行或大致平行。隔板28由第一双极性板46与第二双极性板48层叠而成。第一双极性板46的外周与第二双极性板48的外周以相互层叠的状态例如通过焊接、钎焊、凿密(日文：加締め)等接合为一体。第一双极性板46和第二双极性板48各自是例如将金属薄板的截面冲压成型为波形来形成的。作为该金属薄板的一例，可举出钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、钛板或对该金属表面实施了防腐蚀的表面处理而成的板。此外，也可以在隔板28的外缘设置绝缘性树脂材料。

第一双极性板46具有朝向带树脂框的MEA 26的面即MEA侧面46a以及其背面即制冷剂侧面46b。第二双极性板48具有朝向带树脂框的MEA26的面即MEA侧面48a以及其背面即制冷剂侧面48b。

如图3所示，在第一双极性板46的MEA侧面46a设置有沿着箭头符号B方向直线状延伸的多个突条部。这些突条部在相互间的槽内形成有直线状的氧化剂气体流路50。此外，突条部和氧化剂气体流路50各自也可以是波状。氧化剂气体流路50与氧化剂气体入口连通孔40a和氧化剂气体出口连通孔40b可流通流体地连通，由此使氧化剂气体在隔板28的面方向(箭头符号B方向、箭头符号C方向)流通。

另外，在第一双极性板46的MEA侧面46a设置有朝向带树脂框的MEA26(图2)突出的金属凸起密封件52a。金属凸起密封件52a例如通过将第一双极性板46进行冲压成型而一体地设置于第一双极性板46。也可以在MEA侧面46a设置由橡胶等弹性材料构成的凸状弹性密封件，来替代金属凸起密封件52a。

第一双极性板46的金属凸起密封件52a的一部分将氧化剂气体流路50、氧化剂气体入口连通孔40a以及氧化剂气体出口连通孔40b一体地包围。在被金属凸起密封件52a包围的内侧，氧化剂气体流路50、氧化剂气体入口连通孔40a以及氧化剂气体出口连通孔40b相互连通。另外，金属凸起密封件52a的其它部分将燃料气体入口连通孔44a、燃料气体出口连通孔44b、冷却介质入口连通孔42a以及冷却介质出口连通孔42b个别地包围。由此，金属凸起密封件52a防止燃料气体和冷却介质流入氧化剂气体流路50。

如图2所示，在第二双极性板48的MEA侧面48a设置有沿着箭头符号B方向直线状延伸的多个突条部。这些突条部在相互间的槽内形成有直线状的燃料气体流路54。此外，突条部和燃料气体流路54各自也可以是波状。燃料气体流路54与燃料气体入口连通孔44a和燃料气体出口连通孔44b可流通流体地连通，由此使燃料气体在隔板28的面方向(箭头符号B方向、箭头符号C方向)流通。

另外，在第二双极性板48的MEA侧面48a设置朝向带树脂框的MEA26突出的金属凸起密封件52b。金属凸起密封件52b例如通过将第二双极性板48进行冲压成型而一体地设置于第二双极性板48。也可以在MEA侧面48a设置由橡胶等弹性材料构成的凸状弹性密封件，来替代金属凸起密封件52b。

第二双极性板48的金属凸起密封件52b的一部分将燃料气体流路54、燃料气体入口连通孔44a以及燃料气体出口连通孔44b一体地包围。在被金属凸起密封件52b包围的内侧，燃料气体流路54、燃料气体入口连通孔44a以及燃料气体出口连通孔44b相互连通。另外，金属凸起密封件52b的其它部分将氧化剂气体入口连通孔40a、氧化剂气体出口连通孔40b、冷却介质入口连通孔42a以及各冷却介质出口连通孔42b个别地包围。由此，金属凸起密封件52b防止氧化剂气体和冷却介质流入燃料气体流路54。

在第一双极性板46的制冷剂侧面46b与第二双极性板48的制冷剂侧面48b之间设置有冷却介质流路56。冷却介质流路56与冷却介质入口连通孔42a和冷却介质出口连通孔42b可流通流体地连通。由此，冷却介质流路56使冷却介质在隔板28的面方向(箭头符号B方向、箭头符号C方向)流通。

第一双极性板46的氧化剂气体流路50的背面形状与第二双极性板48的燃料气体流路54的背面形状重合来形成冷却介质流路56。另外，制冷剂侧面46b的连通孔的周围与制冷剂侧面48b的连通孔的周围以相互面对的状态例如通过焊接、钎焊等接合。

发电单电池层叠体12例如层叠多个层叠单位E(图2)而形成。各层叠单位E例如将一个隔板28(第一双极性板46和第二双极性板48)与一个带树脂框的MEA26(电解质膜-电极结构体30)重合并接合而构成。在各层叠单位E中，树脂框构件32的外缘部例如也可以通过熔接、粘接等预先与隔板28的外缘部28a接合。此外，各层叠单位E并不限定于将一个隔板28与一个带树脂框的MEA26重合并接合而成。各层叠单位E只要是能够层叠多个来最终形成发电单电池层叠体12的单位即可。

在各层叠单位E的隔板28设置有定位部58。在将多个层叠单位E层叠时，使层叠单位E的定位部58沿着层叠方向重合，由此对层叠单位E彼此正确地进行定位。在本实施方式中，定位部58为在隔板28的外缘部28a处从该隔板28的外侧朝向内侧凹下的槽(凹部)。

另外，如图3和图4A至图4C所示，在本实施方式中，定位部58具有第一定位部58a、第二定位部58b以及第三定位部58c。即，在一个隔板28设置有共计三个定位部58。

如图3所示，第一定位部58a设置于在隔板28的箭头符号B1方向的端部配置的短边的、箭头符号C1方向的端部附近。第二定位部58b设置于在隔板28的箭头符号B2方向的端部配置的短边的、箭头符号C2方向的端部附近。即，第一定位部58a和第二定位部58b配置于隔板28的对角位置。此外，也可以是，在箭头符号C方向，与第一定位部58a相比，第二定位部58b配置于更靠近隔板28的箭头符号C2方向端部附近。第三定位部58c设置于在隔板28的箭头符号C2方向的端部配置的长边的中央或大致中央。以下，在不需要将第一定位部58a、第二定位部58b以及第三定位部58c相互区分的情况下，还将这些总称为定位部58。

如图4A至图4C所示，定位部58各自具有第一边110以及一组第二边112。第一边110在比隔板28的外缘部28a更靠隔板28的内侧处沿着该外缘部28a的延伸方向。一组第二边112在外缘部28a的延伸方向隔开间隔地相向。

即，如图4A所示，第一定位部58a的第一边110配置于从隔板28的箭头符号B1方向的端部的短边向箭头符号B2方向远离的位置。第一定位部58a的第一边110沿着该短边的延伸方向(箭头符号C方向)。第一定位部58a的一组第二边112在箭头符号C方向(槽宽方向)隔开间隔地相互相向。

如图4B所示，第二定位部58b的第一边110配置于从隔板28的箭头符号B2方向端部的短边向箭头符号B1方向远离的位置。第二定位部58b的第一边110沿着该短边的延伸方向(箭头符号C方向)。第二定位部58b的一组第二边112在箭头符号C方向(槽宽方向)上隔开间隔地相互相向。

如图4C所示，第三定位部58c的第一边110配置于从隔板28的箭头符号C2方向端部的长边向箭头符号C1方向远离的位置。第三定位部58c的第一边110沿着该长边的延伸方向(箭头符号B方向)。第三定位部58c的一组第二边112在箭头符号B方向(槽宽方向)隔开间隔地相互相向。

以下，关于定位部58，还将第一边110的长度称为宽度，将第二边112的长度称为深度。此外，在层叠单位E设置定位部58的配置、个数并不限定于图3示出的结构，例如根据隔板28、带树脂框的MEA26的形状等能够进行各种设定。另外，在本实施方式中，如图2所示，在发电单电池14中，树脂框构件32的外缘部与隔板28的外缘部28a重叠。在该树脂框构件32的外缘部的朝向隔板28的定位部58的部分设置有槽部32a。在从层叠方向观察时，槽部32a的大小大于定位部58的大小。即，槽部32a的深度大于定位部58的深度。槽部32a的槽宽大于定位部58的槽宽。因此，在如后面叙述那样将导向杆66的插通部86插通到定位部58时，避免树脂框构件32与插通部86发生接触。

如图5A所示，在隔板28的定位部58的缘部设置有弯折面118。弯折面118设置于定位部58的一组第二边112中的至少一方(在本实施方式中为两方)。以覆盖设置于第二双极性板48的第二部分48c的方式，使设置于第一双极性板46的第一部分46c弯折来形成弯折面118。第二部分48c为第二双极性板48的端部，沿着定位部58的第二边112。第一部分46c为第一双极性板46的突出片，比第二部分48c的端面48ce更向定位部58(槽)的内侧突出。第一部分46c例如通过模锻加工(日文：カシメ加工)进行弯折，并覆盖第二部分48c的端面48ce及其附近。

此外，在本实施方式中，如图5A所示，弯折面118为第一部分46c以直线状弯折而成，但是并不特别限定于此。例如图5B所示，对于弯折面118，也可以将第一部分46c以曲面状弯折来形成弯折面118。在本实施方式中，在第一边110的延伸方向的两端部与一组第二边112(弯折面118)之间设置有用于使模锻加工更容易的退让部120。退让部120为比第二部分48c的端面48ce更向隔板28的内侧(定位部58的外侧)凹下的凹形状。

虽然未图示，但是也可以将第一双极性板46和第二双极性板48这两方弯折来形成弯折面118。即，例如也可以在第一双极性板46的第一部分46c与第二双极性板48的第二部分48c重叠的状态下一同弯折(卷紧模锻(日文：巻き締めカシメ))来形成弯折面118。

在隔板28的定位部58的周围沿着该定位部58设置有对第一双极性板46和第二双极性板48进行焊接的焊接部116。即，焊接部116被设置成分别沿着第一边110和第二边112延伸的线状。焊接部116配置于比定位部58的第一边110和第二边112更靠隔板28的内侧的位置。

以下，一边参照图1至图3，一边简单地说明具备发电单电池层叠体12的燃料电池堆16的动作。在通过燃料电池堆16进行发电的情况下，向燃料气体入口连通孔44a供给燃料气体，向氧化剂气体入口连通孔40a供给氧化剂气体，向冷却介质入口连通孔42a供给冷却介质。

如图3所示，氧化剂气体从氧化剂气体入口连通孔40a被导入氧化剂气体流路50。被导入氧化剂气体流路50的氧化剂气体沿着该氧化剂气体流路50沿箭头符号B方向移动，并且被供给到电解质膜-电极结构体30的阴极电极38。另一方面，如图2所示，燃料气体从燃料气体入口连通孔44a被导入燃料气体流路54。被导入燃料气体流路54的燃料气体沿着该燃料气体流路54沿箭头符号B方向移动，并且被供给到电解质膜-电极结构体30的阳极电极36。

因而，在各电解质膜-电极结构体30中，氧化剂气体和燃料气体在阴极电极催化剂层和阳极电极催化剂层内通过电化学反应被消耗。由此，进行发电。

在电化学反应没有被消耗的氧化剂气体(氧化剂排气)从氧化剂气体流路50流入氧化剂气体出口连通孔40b。流入氧化剂气体出口连通孔40b的氧化剂排气在该氧化剂气体出口连通孔40b沿着箭头符号A方向流动并从燃料电池堆16排出。同样地，在电化学反应没有被消耗的燃料气体(燃料排气)从燃料气体流路54流入燃料气体出口连通孔44b。流入燃料气体出口连通孔44b的燃料排气在燃料气体出口连通孔44b沿着箭头符号A方向流动并从燃料电池堆16排出。

冷却介质从冷却介质入口连通孔42a被导入冷却介质流路56。被导入冷却介质流路56的冷却介质沿着该冷却介质流路56沿箭头符号B方向移动，并且与电解质膜-电极结构体30进行热交换。进行热交换之后的冷却介质流入冷却介质出口连通孔42b。流入冷却介质出口连通孔42b的冷却介质在冷却介质出口连通孔42b沿着箭头符号A方向流动并从燃料电池堆16排出。

以下，主要参照图6至图9，对于使定位部58重合并且层叠多个层叠单位E来制造发电单电池层叠体12的制造装置10的一例进行说明。制造装置10例如能够应用于沿着箭头符号X示出的层叠方向层叠多个层叠单位E来得到图1的发电单电池层叠体12的情况。在本实施方式中，朝向上方(箭头符号X1方向)层叠多个层叠单位E。即，与制造装置10有关的层叠单位E的层叠方向沿着铅垂方向。此外，在本实施方式中，图6至图9中的制造装置10的箭头符号X2方向与图1至图5B中的隔板28的箭头符号A1方向对应。

制造装置10具备载置台60、加压部62、驱动机构64、导向杆66以及支承机构68。此外，在图6的制造装置10中省略图示加压部62和驱动机构64。另外，在图6的层叠单位E中，无论层叠单位E的上表面是否为隔板28，为了方便起见而图示了定位部58和弯折面118。这是为了说明定位部58与导向杆66的位置关系。

载置台60具有使层叠单位E沿着层叠方向(箭头符号X方向)层叠的载置面70。由驱动机构64对加压部62进行驱动。由此，加压部62能够沿着层叠方向接近载置台60或沿着层叠方向远离载置台60。

在载置台60的比载置面70更靠外侧处，突出设置有沿着层叠方向延伸的导向柱72。另外，在加压部62设置有卡合部74。如图8和图9所示，当加压部62接近载置台60到既定距离时，卡合部74与导向柱72相卡合。在本实施方式中，卡合部74为设置于加压部62的贯通孔。导向柱72可滑动地插通该卡合部74，由此使卡合部74与导向柱72相卡合。在卡合部74与导向柱72卡合的状态下加压部62接近载置台60或远离载置台60，由此以使加压部62的移动方向沿着层叠方向的方式进行引导。

另外，在加压部62设置有加压面76和抵接部78。如图8和图9所示，在加压部62接近载置台60时，加压面76与层叠在载置面70上的层叠单位E抵接。在加压部62接近载置台60时，抵接部78与导向杆66的上表面抵接。

导向杆66从载置台60的载置面70向层叠方向突出。另外，导向杆66能够相对于载置面70沿着层叠方向移动。因此，在使加压部62的抵接部78与导向杆66的上表面抵接的状态下，使加压部62进一步接近载置台60，由此能够使导向杆66与加压部62一体地以相同速度进行移动。

在本实施方式中，导向杆66为沿着层叠方向延伸的方杆状。以下，还将导向杆66的延伸方向的接近载置台60的端部称为基端部(箭头符号X2方向的端部)。还将导向杆66的延伸方向的与载置台60一侧相反的一侧的端部称为前端部(箭头符号X1方向的端部)。导向杆66例如被设置成与层叠在载置面70的状态的层叠单位E的定位部58的个数和配置对应。因此，在本实施方式中，如图6所示，与层叠单位E的第一定位部58a、第二定位部58b、第三定位部58c分别对应的三个导向杆66设置于载置台60。这三个导向杆66除了对载置面70的配置之外，能够相互相同地构成。

如图7至图9所示，具体地说，导向杆66具有主体部80、狭小部82以及止挡部84。从导向杆66的延伸方向的前端部朝向基端部依次配置有主体部80、狭小部82以及止挡部84。虽然省略了图示，但是狭小部82与止挡部84可分离地一体化。在主体部80的延伸方向，该主体部80的前端部的大部分从载置面70向层叠方向突出。主体部80从载置面70突出的长度大于将构成发电单电池层叠体12的既定个数的层叠单位E层叠在载置面70上时的多个层叠单位E的层叠方向的长度。

另外，主体部80具有插通部86和暴露部88。在将层叠单位E层叠于载置面70时，插通部86插通该层叠单位E的定位部58。在插通部86插通定位部58时从层叠方向观察的情况下，暴露部88配置于定位部58的外侧。也就是说，主体部80的从层叠方向观察的形状与定位部58的从层叠方向观察的形状对应。在本实施方式中，导向杆66的从层叠方向观察的形状为矩形形状。沿着定位部58的宽度方向的导向杆66的边的长度比定位部58的宽度稍短。另外，沿着定位部58的深度方向的导向杆66的边的长度大于定位部58的深度。

在如上述那样将插通部86插通到定位部58的状态下，一边使该定位部58沿着导向杆66一边将层叠单位E层叠于载置面70。由此，能够将层叠单位E引导至载置面70上的既定的层叠位置。关于这样层叠在载置面70上的多个层叠单位E，各自的定位部58通过导向杆66在层叠方向重合。由此，能够将多个层叠单位E以相互定位的状态进行层叠。

虽然未图示，但是狭小部82的与延伸方向正交的截面的外形尺寸小于主体部80的与延伸方向正交的截面的外形尺寸。狭小部82的与延伸方向正交的截面的外形尺寸小于止挡部84的与延伸方向正交的截面的外形尺寸。因此，在主体部80与狭小部82之间形成有第一台阶部90。另外，在狭小部82与止挡部84之间形成有第二台阶部92。在本实施方式中，主体部80和止挡部84各自的上述的外形尺寸相互相同，但是也可以相互不同。

主体部80的基端部、狭小部82、以及止挡部84能够插入支承孔94。支承孔94沿着层叠方向形成于载置台60。主体部80的基端部、狭小部82以及止挡部84能够在支承孔94内沿着层叠方向移动。虽然未图示，但是支承孔94的与延伸方向正交的截面的尺寸与主体部80和止挡部84各自的上述的外形尺寸相同或稍大于主体部80和止挡部84各自的上述的外形尺寸。因此，主体部80和止挡部84能够在支承孔94内沿着层叠方向滑动。由此，导向杆66的延伸方向被维持在沿着层叠方向的状态。

在支承孔94内设置有缩窄部96。缩窄部96配置于插入支承孔94的导向杆66的第一台阶部90与第二台阶部92之间。在从支承孔94的延伸方向观察时，缩窄部96从支承孔94的内壁面朝向该支承孔94的中心突出。另外，在缩窄部96的中心形成有用于插通狭小部82的贯通孔96a。虽然未图示，但是与支承孔94的延伸方向正交的方向的贯通孔96a的截面的尺寸小于主体部80和止挡部84各自的上述的外形尺寸。另外，与支承孔94的延伸方向正交的方向的贯通孔96a的截面的尺寸稍大于狭小部82的上述的外形尺寸。

缩窄部96的前端部的端面96b隔开间隔地与第一台阶部90面对。在这样的缩窄部96的前端部的端面96b与第一台阶部90之间配置有弹性构件98。在本实施方式中，弹性构件98为螺旋弹簧，其伸缩方向沿着层叠方向。另外，在弹性构件98的内侧插通狭小部82。利用该弹性构件98，向从载置面70突出的方向对导向杆66施加弹性力。

缩窄部96的基端部的端面96c以能够与第二台阶部92抵接的方式与第二台阶部92面对。缩窄部96的基端部的端面96c与第二台阶部92抵接，由此如上述那样被弹性构件98施加弹性力的的导向杆66被限制向从载置面70突出的方向进一步移动(图7)。另外，如图8和图9所示，在缩窄部96的前端部的端面96b与第一台阶部90之间，弹性构件98向弹性构件98压缩的方向发生弹性变形。由此，导向杆66能够向进入载置面70的方向移动。在导向杆66向进入载置面70的方向移动时，第二台阶部92远离缩窄部96的基端部的端面96c。

在载置台60的导向杆66附近设置有沿着该导向杆66向层叠方向突出的支承杆100。支承杆100被固定于载置台60。在支承杆100形成有凹部102(图6)。导向杆66的暴露部88以能够沿着层叠方向滑动的方式收容于凹部102内。支承杆100从载置面70突出的突出长度比后面叙述那样在载置面70上压缩的多个层叠单位E的层叠方向的长度(图9)短。支承杆100与载置台60的支承孔94构成支承机构68。在支承机构68中，支承杆100和载置台60的支承孔94以能够使导向杆66沿着层叠方向移动的方式支承导向杆66。由此，能够将该导向杆66的延伸方向维持在沿着层叠方向的状态。

以下，对于利用图6至图9的制造装置10层叠多个层叠单位E来得到图1的发电单电池层叠体12的制造方法的一例进行说明。在该发电单电池层叠体12的制造方法中，首先，进行层叠工序。在层叠工序中，如图7所示，利用驱动机构64使加压部62移动到与载置台60远离的位置。由此，加压部62的抵接部78也远离导向杆66。因此，导向杆66通过弹性构件98的弹力配置于载置台60的支承孔94的、第二台阶部92与缩窄部96的端面96c抵接的位置。即，主体部80从载置面70突出的突出长度变得最大。

在该状态下，在载置面70将构成发电单电池层叠体12的既定个数的层叠单位E进行层叠。具体地说，使导向杆66的插通部86沿着层叠方向插通各层叠单位E的定位部58。而且，一边使定位部58沿着插通部86一边使层叠单位E向下方移动。也可以在使插通部86插通定位部58的状态下，使层叠单位E落至载置面70上来进行该移动。

如上所述，通过使定位部58沿着插通部86，层叠单位E被引导至层叠位置。这样，一边将多个层叠单位E分别引导至层叠位置一边进行层叠，由此各层叠单位E的定位部58通过导向杆66以沿着层叠方向重合的状态被定位。即，能够在载置面70上以抑制了相互的位置偏移的状态层叠既定个数的层叠单位E。

接着，进行压缩工序。在压缩工序中，利用驱动机构64，使加压部62接近在层叠工序中层叠了多个层叠单位E的载置台60。由此，如图8所示，加压部62的加压面76与层叠单位E抵接。另外，加压部62的抵接部78与导向杆66的前端部抵接。在该状态下，如图9所示，进一步使加压部62接近载置台60，由此在载置台60的载置面70与加压部62的加压面76之间压缩多个层叠单位E。

此时，导向杆66也通过抵接部78被加压部62按压。因此，导向杆66克服弹性构件98的弹性力并向进入载置台60的支承孔94的内部的方向移动。也就是说，在压缩工序中，一边使插通部86沿着定位部58的状态的导向杆66向与加压部62的移动方向相同的方向移动，一边对多个层叠单位E进行压缩。

此外，在压缩工序中，加压面76与层叠单位E抵接的定时可以与抵接部78与导向杆66的前端部抵接的定时相同，也可以更早。例如能够通过调整加压面76与抵接部78在层叠方向的相对位置，来调整加压面76与层叠单位E抵接的定时以及抵接部78与导向杆66抵接的定时。例如能够通过调整主体部80从载置面70突出的突出长度，来调整加压面76与层叠单位E抵接的定时以及抵接部78与导向杆66抵接的定时。因此，在压缩工序中，能够调整层叠单位E被压缩并开始移动的定时与导向杆66开始移动的定时之间的关系。

接着，例如通过未图示的固定机构，将多个层叠单位E维持为在压缩工序中被压缩的状态。由此，能够获得层叠单位E以彼此定位的状态被施加了压缩载荷的发电单电池层叠体12。

此外，在压缩工序中对多个层叠单位E施加的压缩载荷的大小能够根据需要进行各种设定。另外，压缩工序中也可以加入释放工序而进行多次压缩工序。在释放工序中，利用驱动机构64使加压部62向与载置台60远离的方向移动，来降低压缩载荷或使压缩载荷为零。由此，还能够对多个层叠单位E例如实施用于进行初期蠕变的陈化处理等。

如上所述，在本实施方式所涉及的隔板28设置有在层叠方向重合来对层叠单位E彼此进行定位的定位部58。因此，例如使用制造装置10，一边使定位部58沿着导向杆66等一边将多个层叠单位E层叠于载置台60，由此能够使定位部58彼此在层叠方向重合。由此，能够容易地将多个层叠单位E以相互定位的状态进行层叠。

另外，在定位部58的缘部处设置有将隔板28弯折而成的弯折面118。这种弯折面118例如为与通过容易产生毛刺、突起的切割加工、切削加工等形成的切割面(未弯折的面)相比表面粗糙度更小的顺滑的形状。因此，使在缘部设置有弯折面118的定位部58沿着导向杆66的情况下的定位部58与导向杆66之间产生的摩擦力小于使缘部由所述切割面等构成的未图示的定位部沿着导向杆66的情况下的摩擦力。其结果，能够抑制隔板28发生变形。

因而，根据本实施方式所涉及的隔板28以及具备隔板28的燃料电池堆16，能够对层叠单位E彼此容易且高精度地进行定位。另外，根据燃料电池堆16，能够抑制隔板28的变形。

并且，在上述实施方式中，在将层叠的多个层叠单位E在载置台60与加压部62之间进行压缩时，使导向杆66沿着定位部58，由此维持层叠单位E彼此的相对位置。由此，能够一边有效地抑制层叠单位E彼此的相对位置偏移一边沿着层叠方向压缩多个层叠单位E。这样，当在使导向杆66沿着定位部58的状态下对多个层叠单位E施加压缩力时，由于在定位部58与导向杆66之间产生的摩擦等，容易在定位部58的周围产生弯曲应力。

即使在该情况下，在本实施方式所涉及的隔板28中，通过在定位部58的缘部设置弯折面118，也能够减小在定位部58与导向杆66之间产生的摩擦力。因此，能够有效地抑制定位部58的周围发生变形。也就是说，能够一边抑制层叠单位E的位置偏移和隔板28的变形一边对多个层叠单位E施加压缩载荷，来得到发电单电池层叠体12。

上述实施方式所涉及的燃料电池用的隔板28为层叠的第一双极性板46与第二双极性板48的接合体，弯折面118由第一双极性板46和第二双极性板48中的至少一方弯折而成并覆盖另一方。具体地说，第一双极性板46的第一部分46c弯折来覆盖第二双极性板48的第二部分48c。

在该情况下，即使隔板28是第一双极性板46和第二双极性板48的接合体，也能够通过将第一双极性板46的第一部分46c弯折的简单的结构，在定位部58设置弯折面118。此外，虽然未图示，但是第二双极性板48的第二部分48c也可以比第一双极性板46的第一部分46c的端面更向定位部58的内侧(隔板28的外侧)突出。在该情况下，将第二部分48c以覆盖第一部分46c的端面及其附近的方式弯折来形成弯折面118。

在上述实施方式所涉及的燃料电池用的隔板28中，定位部58为将隔板28的外缘部28a的一部分从隔板28的外侧朝向内侧切开而得到的形状的槽。在该情况下，能够容易地在隔板28设置定位部58。另外，即使设置定位部58，也能够避免隔板28的外部形状变大。另外，通过使棒状的导向杆66插通槽状的定位部58的简单的结构，能够容易地对多个层叠单位E彼此进行定位。

此外，定位部58也可以是从隔板28的外缘部28a向隔板面方向的外侧突出的凸部。在该情况下，只要在凸部的缘部设置弯折面118即可。另外，只要在导向杆66形成沿着层叠方向延伸的槽(未图示)即可。在使定位部58插通该槽的状态下，将层叠单位E层叠在载置面70上，由此能够将层叠单位E引导至层叠位置。另外，虽然未图示，但是定位部58也可以是在厚度方向贯通隔板28的贯通孔。

在上述实施方式所涉及的燃料电池用的隔板28中，在定位部58的在槽宽方向隔开间隔地排列的一组边(第二边112)中的至少一方设置有弯折面118。定位部58的第二边112的延伸方向的端部与隔板28的外缘部28a相连。这样的第二边112与第一边110相比，例如由于在该第二边112与导向杆66之间产生的摩擦力而具有更容易变形的趋势。因此，至少在第二边112设置弯折面118来减小在第二边112与导向杆66之间产生的摩擦力，由此能够有效地抑制隔板28的变形。在该情况下，还能够使形成弯折面118的形成工序简化。

然而，在隔板28中，也可以在定位部58的整周设置弯折面118。在该情况下，虽然未图示，但是也可以通过与第二边112相同的模锻加工等在第一边110设置弯折面118。通过在定位部58的整周设置弯折面118，能够进一步有效地抑制隔板28发生变形。

另外，如图10示出的隔板28那样，也可以将第一双极性板46和第二双极性板48一同向同一方向弯折，来将向箭头符号A方向(在本实施方式中箭头符号A1方向)突出的凸缘状的弯折面122设置于定位部58的缘部。在该弯折面122中，优选对第一双极性板46和第二双极性板48各自的向箭头符号A方向突出的部分彼此进行焊接。此外，在图10示出的隔板28中，定位部58的形状可以是弯曲状，为了容易形成弯折面122，例如也可以在定位部58的缘部设置未图示的切口。

另外，虽然未图示，但是也可以在定位部58的缘部将第一双极性板46和第二双极性板48相互向相反方向弯折来设置弯折面。

在上述实施方式所涉及的燃料电池用的隔板28中，隔板28为具有相互隔开间隔地排列的一组长边以及相互隔开间隔地排列的一组短边的矩形形状，定位部58具有设置于隔板28的一组短边的一方的第一定位部58a、设置于一组短边的另一方的第二定位部58b以及设置于一组长边的任一方的第三定位部58c。

另外，在上述实施方式所涉及的燃料电池用的隔板28中，第一定位部58a和第二定位部58b配置于隔板28的对角位置，第三定位部58c配置于长边的中央。

如上所述，通过设置定位部58，能够有效地抑制层叠单位E彼此的位置偏移。另外，还能够有效地抑制隔板28发生变形。

此外，本发明并不限于所述实施方式，在不脱离本发明的主旨的情况下能够得到各种结构。

例如，隔板28并不限定于将第一双极性板46与第二双极性板48接合而成的结构，也可以由一个金属板(双极性板)构成。即使是由一个金属板构成的隔板(未图示)，通过设置具有弯折面118、122的定位部58，也能够容易地对层叠单位E彼此进行定位。另外，还能够抑制隔板的变形。

Claims (8)

1.一种燃料电池用的隔板，所述燃料电池用的隔板(28)重叠于在电解质膜(34)的两面配设电极(36、38)而成的电解质膜-电极结构体(30)来形成层叠单位(E)，将该层叠单位沿着层叠方向层叠多个来形成发电单电池层叠体(12)，在所述燃料电池用的隔板(28)中，

在所述隔板设置有定位部(58)，该定位部(58)沿着所述层叠方向重合，来对所述层叠单位彼此进行定位，

在所述定位部的缘部(28a)设置有将该隔板弯折而成的弯折面(118、120)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用的隔板，其特征在于，

所述隔板为层叠的第一双极性板(46)和第二双极性板(48)的接合体，

所述弯折面由所述第一双极性板和所述第二双极性板中的至少一方弯折而成并覆盖另一方。

3.根据权利要求1所述的燃料电池用的隔板，其特征在于，

所述定位部为将所述隔板的外缘部的一部分从该隔板的外侧朝向内侧切开而得到的形状的槽。

4.根据权利要求3所述的燃料电池用的隔板，其特征在于，

在所述定位部的在槽宽方向隔开间隔地排列的一组边的至少一方设置有所述弯折面。

5.根据权利要求1所述的燃料电池用的隔板，其特征在于，

在所述定位部的整周设置有所述弯折面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池用的隔板，其特征在于，

所述隔板为具有相互隔开间隔地排列的一组长边和相互隔开间隔地排列的一组短边的矩形形状，

所述定位部具有：

第一定位部(58a)，其设置于所述隔板的一组所述短边的一方；

第二定位部(58b)，其设置于一组所述短边的另一方；以及

第三定位部(58c)，其设置于一组所述长边的任一方。

7.根据权利要求6所述的燃料电池用的隔板，其特征在于，

所述第一定位部和所述第二定位部配置于所述隔板的对角位置，

所述第三定位部配置于所述长边的中央。

8.一种燃料电池堆，所述燃料电池堆(16)具备将层叠单位(E)沿着层叠方向层叠多个而成的发电单电池层叠体(12)，所述层叠单位(E)是使在电解质膜(34)的两面配设电极(36、38)而成的电解质膜-电极结构体(30)与隔板(28)重合而成的，在所述燃料电池堆中，

在所述隔板设置有定位部(58)，该定位部(58)沿着所述层叠单位的层叠方向重合，来对所述层叠单位彼此进行定位，

在所述定位部的缘部(28a)设置有将该隔板弯折而成的弯折面(118、120)。

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