CN1503997A - 燃料电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

为了防止电解质膜破损、并使电池装配工序容易进行，本发明提供一种燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至上述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封上述反应气体的密封垫片，其中：密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的密封垫片，至少借助于共同贯通第一和第二气体扩散层的贯通孔进行一体化。

Description

燃料电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及燃料电池及其制造方法。
背景技术
目前，已知如图21所示的将电解质膜51、触媒电极52、53、气体扩散层54、55、隔板56、57和密封垫片58、59按图示方法组合的燃料电池。在这些结构零件中，电解质膜51与配置在其两面上的触媒电极52、53一起，构成膜电极复合体(也称为反应电极部或MEA)60。该膜电极复合体60与配置在其两面上的气体扩散层54、55一起，构成UEA61。又如图22所示，在上述隔板56、57上作出气体连通槽62，该连通槽具有规定的平面布局，对于该部分，可以配置衬垫63，代替密封垫片58或59。对于其他部分，通过固定在隔板56、57上的密封垫片58、59夹紧电解质膜51，可以确保密封性。
然而，在现有的技术中，如上所述，由于通过固定在隔板56、57上密封垫片58、59夹紧电解质膜51，而确保密封性，在密封垫片58、59附近，电解质膜51容易破损，不太理想。电解质膜51容易受电池运转、停止产生的干燥和湿润的影响，在短时间内受到膜的收缩和膨胀引起的大的应力作用，会因此破损。同时，在上述现有技术中，由于需要在气体连通槽62的部分上另外设置刚性高的衬垫63，因此，电池装配工序繁杂，又因为其他部分与电解质膜51的接触状态不同，电解质膜51成为容易破损的结构。
另外，在上述现有技术中，由于电池装配时要顺序安装上述结构零件，从这点来看，装配工序繁杂。即，如上所述，燃料电池作为其主要结构零件，具有：由碳板等制成的隔板；用于使气体反应的膜电极复合体；用于促进气体扩散的由碳纤维等制成的气体扩散层；和，用于密封气体、冷媒的由橡胶状弹性材料制成的密封垫片。目前，由于燃料电池装配时，要顺序安装这些结构零件，装配费时费事。因此近年来，考虑将密封垫片直接一体化地在碳板上成形的隔板和密封垫片作成一体(参照特开2000-133288号公报)，但这也不能避免在气体连通槽62的部分上另外设置刚性高的衬垫63的构造，因而电池装配工序仍较繁杂，并且在交互地堆积隔板和UEA的层压工序中，难以做到以降低制造成本为目的的自动化。
气体扩散层由碳纤维、金属纤维或无机纤维等纤维状物质的烧结体、纺布或无纺布等制成，由于要求气体透过性，因此气体扩散层是有连续通气性的多孔体。因而，与致密的结构体相比，刚性和强度低，当过分加压时，容易压溃产生永久变形，在装配作业上的搬运性也不太好。因此，当形成密封垫片时，或在形成密封垫片后，在装配膜电极复合体和隔板等时，由于定位或一体化而进行加压，会使气体扩散层破损、压溃或变形，从而使密封垫片形状出现偏差，会使在与密封垫片相对的相对表面之间密封所必需的表面压力不足或过剩。而且，由于气体扩散层为多孔质结构，在气体扩散层的层方向上会产生气体泄漏。
考虑到上述问题，本发明的目的是要提供一种可以有效地防止电解质膜破损、使燃料电池的装配工序容易进行、而且可以发挥优良的密封性的燃料电池及其制造方法。
另外，除了使用氢等气体燃料的燃料电池以外，本发明也可适用于直接使用甲醇等液体燃料的燃料电池(直接甲醇燃料电池)。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的权利要求1所述的燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至上述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封上述反应气体的密封垫片，其特征在于：密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少上述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的上述密封垫片，至少借助于共同贯通上述第一和第二气体扩散层的贯通孔进行一体化。
另外，本发明的权利要求2所述的燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至上述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封上述反应气体的密封垫片，其特征在于：密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少上述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的上述密封垫片，借助于分别设置在气体扩散层上的贯通孔，与设置在这些气体扩散层背面的绝缘衬垫相连接。
本发明的权利要求3所述的燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至上述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封上述反应气体的密封垫片，其特征在于：密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少上述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的上述密封垫片，至少覆盖上述第一和第二气体扩散层的端部并一体化。
本发明的权利要求4所述的燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至上述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封上述反应气体的密封垫片，其特征在于：密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少上述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率降低。
本发明的权利要求5所述的燃料电池密封垫片制造方法，是上述权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：在气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位上，涂布粘接剂，将预先形成为规定形状的密封垫片粘接在其上。
本发明的权利要求6所述的燃料电池密封垫片制造方法，是上述权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：在气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位上，涂布粘接剂，在其上利用注射成形法、印刷法、喷射发泡法、喷雾法或压缩成形法中的至少任何一种方法形成密封垫片。
本发明的权利要求7所述的燃料电池密封垫片制造方法，是上述权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：在气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位上，以粘接性橡胶作为材料，利用注射成形法、印刷法、喷射发泡法、喷雾法或压缩成形法中的至少任何一种方法形成密封垫片。
本发明的权利要求8所述的燃料电池密封垫片制造方法，是上述权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：确保气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位的表面粗糙度，在其上利用注射成形法、印刷法、喷射发泡法、喷雾法或压缩成形法中的至少任何一种方法形成密封垫片。
本发明的权利要求9所述的燃料电池，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：通过在气体扩散层的密封垫片形成部位上含浸橡胶、树脂、碳、无机材料中的至少任何一种，降低上述密封垫片形成部位的气孔率。
本发明的权利要求10所述的燃料电池，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：提高气体扩散层的密封垫片形成部位的体积密度，并降低气孔率。
本发明的权利要求11所述的燃料电池，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：在气体扩散层的密封垫片形成部位上预先含浸橡胶、树脂、碳、无机材料中的至少任何一种，在使膜电极复合体与第一及第二气体扩散层粘接后，形成由橡胶状弹性材料构成的密封垫片。
本发明的权利要求12所述的燃料电池用气体扩散层，是在上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池中所用的气体扩散层，其特征在于：在气体扩散层的密封垫片形成部位上含浸橡胶或树脂，在上述含浸部的一个面上形成由橡胶或树脂构成的绝缘衬垫。
本发明的权利要求13所述的燃料电池用气体扩散层，是在上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池中所用的气体扩散层，其特征在于：在气体扩散层的密封垫片形成部位上含浸橡胶或树脂，至少在上述气体扩散层的密封垫片形成部位上形成由橡胶状弹性材料构成的密封垫片。
本发明的权利要求14所述的燃料电池密封垫片的制造方法，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：在至少将触媒层分别配置于电解质膜的两个面上的膜电极复合体的两个面上，配置第一和第二气体扩散层并进行粘接后，利用橡胶或树脂，同时实施针对与隔板相对峙的上述气体扩散层表面上的密封垫片形成及针对气体扩散层的密封垫片形成部位的含浸处理。
本发明的权利要求15所述的燃料电池，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：在与隔板相对峙地在第一和第二气体扩散层表面上分别形成密封垫片的部位上，将上述密封垫片设置在夹住膜电极复合体所对应的位置上。
本发明的权利要求16所述的燃料电池，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：在隔板上形成至少容纳密封垫片的槽，上述槽比上述密封垫片的高度浅，其截面积比上述密封垫片的截面积大。
本发明的权利要求17所述的燃料电池，是上述权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：电解质膜的外尺寸比气体扩散层的外尺寸小，上述电解质膜配置在上述气体扩散层的面内部。
根据具有上述结构的本发明的权利要求1所述的燃料电池，可容易地将与隔板相对峙地分别形成于第一和第二气体扩散层表面上的密封垫片形成在夹住膜电极复合体所对应的位置上。并且，由于可借助共同贯通第一和第二气体扩散层的贯通孔一体化地形成密封垫片，所以可以用一个工序形成两表面的密封垫片。另外，由于借助共同贯通第一和第二气体扩散层的贯通孔使密封垫片一体化，可将密封垫片可靠地固定在气体扩散层上，因此可防止密封垫片从气体扩散层脱落或产生位置偏移。另外，可以与密封垫片形成部分的UEA厚度无关地任意设定密封垫片的高度。
另外，根据具有上述结构的本发明的权利要求2所述的燃料电池，在一体化地形成密封垫片和绝缘衬垫的同时，可以一体化地形成密封垫片材料的含浸部。由于借助设置在第一和第二气体扩散层上的贯通孔，连接密封垫片和绝缘衬垫，可以将密封垫片和绝缘衬垫可靠地固定在气体扩散层上，因此，可以防止密封垫片从气体扩散层脱落或产生位置偏移。
根据具有上述结构的本发明的权利要求3所述的燃料电池，可容易地将与隔板相对峙地分别形成于第一和第二气体扩散层表面上的密封垫片形成在夹住膜电极复合体所对应的位置上。另外，由于可覆盖第一和第二气体扩散层的端部一体化地形成密封垫片，因此可用一个工序形成两面的密封垫片，除此之外，还可在UEA端部将密封垫片作成U字形，可确保UEA端部绝缘，同时，可确实地防止反应气体从气体扩散层端部、气体扩散层和绝缘衬垫界面或绝缘衬垫界面泄漏。
根据具有上述结构的本发明的权利要求4的燃料电池，通过在预先将UEA一体化后形成密封垫片，可容易地将与隔板相对峙地分别形成于第一和第二气体扩散层表面上的密封垫片形成在夹住膜电极复合体所对应的位置上。并且，由于在UEA一体化后形成密封垫片，因此可以用一个工序形成两面的密封垫片。通过在UEA一体化前同时实施预先针对密封垫片形成部的密封垫片材料的含浸和密封垫片的形成，可将密封垫片固定于气体扩散层。
除了上述权利要求3或4所述的作用以外，根据具有上述结构的本发明的权利要求5的制造方法，通过在密封垫片形成部位上涂布粘接剂，可将密封垫片固定于气体扩散层上。
根据具有上述结构的本发明的权利要求6的制造方法，除了与上述权利要求5同等的作用以外，通过将粘接剂涂布在密封垫片形成部位上，可将密封垫片固定在气体扩散层上。而且利用本形成方法，还可以在短时间内进行大量的处理。
根据具有上述结构的本发明的权利要求7的制造方法，通过使用粘接性橡胶材料，可达到与上述权利要求6相同的作用。
根据具有上述结构的本发明的权利要求8的制造方法，通过确保气体扩散层的表面粗糙度，在其上形成密封垫片，可达到与上述权利要求6相同的作用。
除了上述权利要求1～4中任一项的作用以外，根据具有上述结构的本发明的权利要求9的燃料电池，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，通过将作为填充剂的材料含浸在气体扩散层的气孔中，可以容易地降低气孔率，上述填充剂可以是与形成气体扩散层的材料相同或不同的材料。
根据具有上述结构的本发明的权利要求10所述的燃料电池，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，通过提高体积密度，可以降低气孔率。另外，在该权利要求10中，在制造气体扩散层时，通过一边增加密封垫片形成部位的网眼量，一边压缩密封垫片形成部位，可降低气孔率。在通过压缩后者的密封垫片形成部位、降低气孔率的情况下，即使电镀量相同，但由于只过剩地压缩密封垫片形成部位，所以这部分的空隙量减少，仅该部分比其他部分薄地成形。
根据具有上述结构的本发明的权利要求11的燃料电池，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，在气体扩散层中所含浸的材料和密封垫片材料不同的情况下，可以选择适合的材料进行各自的处理。另外，通过将本权利要求所述的填充剂含浸在气体扩散层中，因此可提高含浸部的刚性和强度，并且可以容易地固定气体扩散层的碳纤维。
根据具有上述结构的本发明的权利要求12的气体扩散层，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，通过在气体扩散层上含浸本权利要求所述的填充剂，可以提高含浸部的刚性和强度，另外，可以固定气体扩散层的碳纤维。并且，由于绝缘衬垫固定在气体扩散层上，所以容易地进行UEA的一体化粘接。
根据具有上述结构的本发明的权利要求13的气体扩散层，可以达到与上述权利要求1～4相同的作用。
根据具有上述结构的本发明的权利要求14的制造方法，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，由于可同时进行密封垫片的形成和含浸处理，因此可缩短工序。
根据具有上述结构的本发明的权利要求15的燃料电池，可达到与上述权利要求1～4相同的作用。
根据具有上述结构的本发明的权利要求16的燃料电池，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，还可将密封垫片容纳在形成于隔板上的槽中。当拧紧通风管(stack)时，密封垫片可完全放入槽中。在端部也与中心一样，UEA和隔板可接触。
另外，根据具有上述结构的本发明的权利要求17的燃料电池，除了与上述权利要求1～4相同的作用以外，可以减少比较昂贵的电解质膜的使用量。
上述各权利要求中的“气孔率低”或“降低气孔率”等表现为，在由多孔质体构成的气体扩散层中，通过使密封垫片形成部位的气孔率比其他部分低，提高该部分的刚性和强度，通过在这种结构的低气孔率部分上形成密封垫片，可使密封垫片容易形成。由于形成的密封垫片的尺寸形状等是标准的(因为容易按预定的形状形成)，因此可以确保优良的密封性，装配作业也可容易进行。而且，由于气体扩散层为多孔质结构，可以发挥防止气体在气体扩散层的层方向的泄漏的效果。含浸材料，可根据其硬度等含浸适当的量，并且其含浸率因所含浸的物质的刚性、形状和含浸方法等而不同。
气体扩散层的气孔率，通常是60～90％，当密封垫片形成部位的气孔率比与触媒层接触的部位低时，还取决于上述填充剂的硬度、形状和含浸方法，其气孔大致相当于2％～100％，通常在50％左右以上。
作为在气体扩散层的密封垫片形成部位上涂布的粘接剂来说，根据密封垫片使用的橡胶种类不同，可适当使用硅系粘接剂、苯酚系粘接剂、环氧树脂系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、香豆酮-茚树脂系粘接剂等热塑性树脂、热固性树脂、以橡胶为基础的粘接剂、含有环氧基、氨基或乙烯基等官能基的硅烷系偶联剂或钛系偶联剂等粘接用底涂剂(primer)类、在上述热塑性树脂系粘接剂、热固性粘接剂或橡胶粘接剂中配合粘接用底涂剂类的粘接剂。
作为气体扩散层的密封垫片形成部分的表面粗糙度来说，若为0.1μm以上、优选为1μm以上，则可以充分确保与形成密封垫片的橡胶的紧密粘接性。一般地讲，因为气体扩散层自身为多孔质结构，所以在该表面粗糙度范围内，根据上述填充剂及其量、其含浸方法等，需要有充分的表面粗糙度，以确保适当的密封性。
如上所述，作为所含浸的物质(含浸材料)来说，优选为橡胶、树脂、碳或无机材料等。
首先，作为所含浸的橡胶来说，使用乙烯丙烯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、氢化苯乙烯异戊二烯橡胶、氢化苯乙烯异戊二烯橡胶、丙烯酸橡胶或氟丙烯酸橡胶等饱和系橡胶或聚酯系弹性体、聚烯烃系弹性体或聚酰胺系弹性体等饱和系弹性体等，将这些材料加热加压含浸，或者含浸其溶液或胶乳。另外，可使用液状硅橡胶、液状氟硅橡胶、液状氟橡胶、液状丁基橡胶或液状乙烯丙烯橡胶等饱和系液状橡胶等，将它们加热、加压或加热-加压，作成溶液含浸。
作为所含浸的树脂来说，可使用热固性树脂或热塑性树脂等。热固性树脂，由于在常温下为液状或通过加热成为液状，因此可直接使用或利用溶剂等进行稀释来使用。在热塑性树脂的情况下，可通过加热-加压或用溶剂等稀释，或作为乳状液来使用。含浸方法，可根据其性质(主要为粘度)，适当选择上述方法。作为热固性树脂来说，使用硅系树脂、环氧树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂或邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂等，将这些热固性树脂的预聚体含浸在气体扩散层中。作为热塑性树脂来说，使用聚烯烃系树脂、聚砜系树脂、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酸亚胺系树脂、聚酰胺亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、氟系树脂、聚醚亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚二苯硫醚或聚二苯醚等，将这些树脂变为加热熔融状态，溶解在良溶剂中，作成溶液状态，或作成将树脂分散在水等液体中成微颗粒状的分散液状态，含浸在气体扩散层中。预聚体或分散液的粘度，可以在可在气体扩散层中含浸的范围内。根据含浸方法、含浸条件的不同，粘度不同，大约为100～104Pa·s左右。
作为所含浸的碳来说，可使用碳粉末、碳黑、石墨粉末、碳纤维或石墨纤维等，例如，将粉末分散在液体中，通过加压喷射或加压注入等进行含浸。另外，可将这些粉末加在橡胶、树脂的溶液或分散液中，根据其性质(主要为粘度)，利用权利要求7所述的方法等进行含浸。
作为所含浸的无机材料来说，可使用玻璃粉末、玻璃纤维或从溶胶变化成凝胶成为无机材料的物质等。将这些粉末加在橡胶、树脂的溶液或分散液中，根据其性质(主要为粘度)利用权利要求7所述的方法等进行含浸。
作为密封垫片用的橡胶来说，可以使与上述气体扩散层的密封垫片部位所含浸的橡胶同种类、相同体系的橡胶或不同的橡胶，根据其性质(主要为粘度)，利用权利要求7所述的方法等进行成形，例如，如果为液状橡胶，可以使用权利要求7所述的任何一种方法。如果为高粘度的橡胶，则可使用通常的注射成形法或压缩成形法。作为粘接性橡胶来说，可使用橡胶本身有粘接性的橡胶、或在橡胶中添加赋于粘接性的粘接改良剂的橡胶等，作为其例子，可举出自身有粘接性的液状硅橡胶、自身有粘接性的液状氟橡胶或在氟橡胶中配合环氧系粘接剂或酚醛系粘接剂等的橡胶等。
绝缘衬垫，可利用液状橡胶、热固性树脂或热塑性树脂进行成形。在使用液状橡胶的情况下，可使用与气体扩散层中所含浸的液状橡胶或形成密封垫片的液状橡胶相同的材料，并同时成形。另外，在使用热固性树脂或热塑性树脂的情况下，可以使用与气体扩散层中所含浸的树脂同种类的树脂，并同时成形。当然，利用与上述不同的材料另外成形也可以。作为热塑性树脂来说，聚四氟乙烯(PTFE)等氟系树脂或聚烯烃等较合适。
附图说明
图1是本发明第一实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图2是本发明第二实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图3是本发明第三实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图4是要发明第四实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图5是本发明第五实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图6是本发明第六实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图7是本发明第七实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图8是本发明第八实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图9是本发明第九实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图10是本发明第十实施例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图11是本发明第十一实施例的气体扩散层的主要部分的剖面图；
图12是本发明第十二实施例的气体扩散层的主要部分的剖面图；
图13是本发明第十三实施例的气体扩散层的主要部分的剖面图；
图14(A)和(B)是本发明第十四实施例的气体扩散层的主要部分的剖面图；
图15是本发明第十五实施例的燃料电池制造方法的工序说明图；
图16是本发明第十五实施例的燃料电池制造方法的工序说明图；
图17是本发明第十五实施例的燃料电池制造方法的工序说明图；
图18是本发明第十五实施例的燃料电池制造方法的工序说明图；
图19是本发明第十五实施例的燃料电池制造方法的工序说明图；
图20是本发明第十五实施例的燃料电池制造方法的工序说明图；
图21是现有例的燃料电池的主要部分的剖面图；
图22是现有例的燃料电池的主要部分的剖面图。
具体实施方式
下面，根据附图来说明本发明的实施例。
(第一实施例)
图1表示第一实施例，它是将作为绝缘衬垫的与密封垫片不同种类材料的薄板预先插入，作成UEA后，再形成密封垫片。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11之间，安装由与密封垫片15、16不同种类材料的薄片制成的绝缘衬垫12、13。在含浸部10、11和绝缘衬垫12、13上形成所需数目的在厚度方向贯通的贯通孔14。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16。该密封垫片15、16彼此借助贯通孔14成形为一体。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽形的密封垫片放入部17、18。将电解质膜2的尺寸设定得比气体扩散层5、6的尺寸小，因此，电解质膜2不能到达贯通孔14。电解质膜2可以至少比触媒层3、4的端部突出。
(第二实施例)
图2表示第二实施例，它是将作为绝缘衬垫的与密封垫片不同种类材料的薄板预先插入，作成UEA后，再形成密封垫片。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11彼此之间，安装由与密封垫片15、16不同种类材料的薄片制成的绝缘衬垫12、13。在含浸部10、11和绝缘衬垫12、13上形成所需数目的在厚度方向贯通的贯通孔14。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16，该密封垫片15、16彼此借助贯通孔14成形为一体。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽形的密封垫片放入部17、18。将电解质膜2的尺寸设定得与气体扩散层5、6的尺寸相同，电解质膜2能到达贯通孔14，因此，贯通孔14也形成在该电解质膜2上。含浸部10、11的含浸处理，可预先在UEA7一体化处理前实行，也可在UEA7一体化后、与密封垫片15、16的形成同时含浸。
(第三实施例)
图3表示用与含浸部密封垫片材料相同的材料预先形成绝缘衬垫，作出UEA后，再形成密封垫片的例子。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11彼此之间，一体化地形成并配置由与该密封垫片材料含浸部10、11相同种类的材料制成的绝缘衬垫12、13。在含浸部10、11和绝缘衬垫12、13上形成所需数目的在厚度方向贯通的贯通孔14。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15，16，该密封垫片15、16彼此借助贯通孔14成形为一体。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽形的密封垫片放入部17、18。可以将电解质膜2的尺寸设定得比气体扩散层5、6的尺寸小，但也可以与气体扩散层5、6的尺寸相同，在这种情况下，也可以在电解质膜2上形成贯通孔14。
(第四实施例)
图4表示以电解质膜作为绝缘衬垫作成UEA后形成密封垫片的例子。根据这个例子，即使密封垫片形成部的UEA厚度比反应部薄，也可形成适当的密封垫片。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。与上述第一～第三实施例不同，在该含浸部10、11彼此之间不配置固有的绝缘衬垫，电解质膜2兼有绝缘衬垫的功能，直接与气体扩散层5、6的含浸部10、11相接触。由于含浸部10、11与电解质膜2接触，所以由形成密封垫片15，16的橡胶使含浸部10、11在集束方向变形。在含浸部10、11和电解质膜2上形成所需数目的在厚度方向贯通的贯通孔14。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16，密封垫片15、16彼此借助贯通孔14成形为一体。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽形的密封垫片放入部17、18。电解质膜2的尺寸与气体扩散层5、6的尺寸相同。
(第五实施例)
图5表示预先将绝缘衬垫和密封垫片成形为一体后、作成UEA的例子。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11彼此之间，分别安装由与密封垫片15、16相同种类的材料制成的绝缘衬垫12、13。在含浸部10、11上形成所需数目的在厚度方向贯通的贯通孔14。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上分别配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16。密封垫片15、16借助贯通孔14分别与绝缘衬垫12、13成形为一体。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽形的密封垫片放入部17、18。将电解质膜2的尺寸设定得比气体扩散层5、6的尺寸小，但也可以与气体扩散层5、6的尺寸相同。
另外，在本实施例中，表示了绝缘衬垫12和13为分体的例子，但将上述绝缘衬垫12和13作成一体化的绝缘衬垫也可以。
(第六实施例)
图6表示预先将绝缘衬垫和密封垫片成形为一体后、作成UEA的另一个例子。在气体扩散层5、6的含浸部10、11上形成的密封垫片15、16和绝缘衬垫12、13分别一体化，在含浸部10、11上含浸酚醛树脂后，穿开贯通孔14，配置由热塑性树脂板制成的绝缘衬垫12、13，通过用液状硅橡胶形成密封垫片15、16，上述密封垫片15、16和上述绝缘衬垫12、13分别一体化。
(第七实施例)
图7表示预先将绝缘衬垫和密封垫片成形为一体后、作成UEA的另一个例子。在气体扩散层5、6的含浸部10、11上形成的密封垫片15、16和绝缘衬垫12、13分别一体化。在气体扩散层5、6上穿开贯通孔14，配置由热塑性树脂板制成的绝缘衬垫12、13，利用液状硅橡胶同时进行对含浸部10、11的硅橡胶含浸和密封垫片15、16的形成，与此同时，上述密封垫片15、16和上述绝缘衬垫12、13分别一体化。
(第八实施例)
图8表示预先插入作为绝缘衬垫的与密封垫片不同种类材料的薄板作成UEA后、形成密封垫片的第三个例子。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11彼此之间，安装由与密封垫片15、16不同种类材料的薄片制成的绝缘衬垫12、13。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16，该密封垫片15、16彼此通过截面大致呈U字形的连接部19成形为一体。连接部19覆盖气体扩散层5、6的端部，并且同时覆盖绝缘衬垫12、13的端部。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成台阶状的密封垫片放入部17、18。将电解质膜2的尺寸设定得比气体扩散层5、6的尺寸小，但也可以与气体扩散层5、6的尺寸相同。
(第九实施例)
图9表示预先插入作为绝缘衬垫的与密封垫片不同种类材料的薄板作成UEA后、形成密封垫片的第四个例子。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11彼此之间，安装由与密封垫片15、16不同种类材料的薄片制成的绝缘衬垫12、13。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16，该密封垫片15、16分别利用粘接剂与含浸部10、11接合。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽状的密封垫片放入部17、18。将电解质膜2的尺寸设定得比气体扩散层5、6的尺寸小，但也可以与气体扩散层5、6的尺寸相同。
(第十实施例)
图10表示在UEA一体化前、预先进行对密封垫片材料含浸部的密封垫片材料含浸、密封垫片的形成和绝缘衬垫的形成的例子。
即，在电解质膜2的两面上配置触媒层3、4，形成膜电极复合体1，同时，在该膜电极复合体1的两面上配置气体扩散层5、6，形成UEA7，再在该UEA7的两面上配置隔板8、9。将由碳纤维等多孔质体制成的气体扩散层5、6的尺寸，设定得比触媒层3、4的尺寸大，在其平面方向的突出部分上形成预先含浸密封垫片成形材料形成的气孔率较低的含浸部10、11。在该含浸部10、11彼此之间，安装由与密封垫片15、16同种类材料制成的绝缘衬垫12、13。与隔板8、9相对峙地在气体扩散层5、6的密封垫片形成部位的含浸部10、11的表面上配置由橡胶状弹性材料制成的密封垫片15、16，该密封垫片15、16分别利用粘接剂与含浸部10、11接合。在隔板8、9上与密封垫片15、16相对应地形成槽状的密封垫片放入部17、18。将电解质膜2的尺寸设定得比气体扩散层5、6的尺寸小，但也可以与气体扩散层5、6的尺寸相同。
(第十一实施例)
图11表示作为气体扩散层单件第一例的对气体扩散层的密封垫片材料含浸部含浸硅橡胶的例子，即，在气体扩散层5的密封垫片形成部位上含浸硅橡胶形成含浸部10。
(第十二实施例)
图12作为气体扩散层单件第二例，它表示一体化地进行对气体扩散层的密封垫片材料含浸部进行的硅橡胶含浸处理和硅橡胶的绝缘衬垫形成处理的例子，即，在气体扩散层5的密封垫片形成部位上，含浸硅橡胶，形成含浸部10，同时，在该含浸部10的一个面上，一体化地形成由相同的硅橡胶制成的绝缘衬垫12。
(第十三实施例)
图13作为气体扩散层单件第三例，它表示一体化地进行对气体扩散层的密封垫片材料含浸部进行的硅橡胶含浸处理和硅橡胶的密封垫片形成处理和绝缘衬垫形成处理的例子，即，在气体扩散层5的密封垫片形成部位上，含浸硅橡胶，形成含浸部10，同时，在该含浸部10的一个面上，一体化地形成由相同的硅橡胶制成的绝缘衬垫12，而在含浸部10的相反侧的面上，一体化地形成由相同的硅橡胶制成的密封垫片15。
(第十四实施例)
图14(A)作为气体扩散层单件第四例，它表示压缩气体扩散层5的密封垫片形成部位、提高体积密度后、形成密封垫片15、16的例子；图14(B)表示在压缩气体扩散层5的密封垫片形成部位、提高体积密度的同时、一体化地进行对密封垫片材料含浸部10进行的硅橡胶含浸处理和硅橡胶的密封垫片15、16形成处理的例子。即，在图14(B)中，在气体扩散层5的密封垫片形成部位上，含浸硅橡胶，形成含浸部10，同时，在含浸部10的两面上，分别一体化地形成由硅橡胶制成的密封垫片15、16。
(第十五实施例)
下面，表示燃料电池的制造方法的一例。
首先，如图15所示，要领与上述第十二实施例相同，一体化地进行对气体扩散层5的密封垫片材料含浸部10进行的密封垫片材料含浸处理和密封垫片材料的绝缘衬垫12形成处理，形成气体扩散层5，接着，如图16所示，在膜电极复合体1的两面上，粘接气体扩散层5、6，并进行一体化，形成UEA7。接着，如图17所示，贯通形成所需数目的贯通孔14、15和总管20，接着，如图18所示，形成密封垫片15、16，接着，如图19所示，配置隔板8、9，装配通风管。图20表示在按上述制造方法装配的图19所示的电池通风管中，含有将反应气体供给隔板面内的气体导入部(气体连通槽)62的剖面图。因为气体扩散层5的密封垫片材料含浸部10与气体连通槽62相对置，因此不需要目前必需的衬垫63。另外，由于不需要在与气体连通槽62相对置的气体扩散层5的密封垫片材料含浸部10上设置密封垫片，因此不需设置贯通孔。
发明效果和产业上的可利用性
本发明具有以下的效果。
首先，在具有上述结构的本发明的权利要求1所述的燃料电池中，由于上述结构和作用，可以防止因堆积后拧紧造成的隔板及UEA的破损。另外，在全部密封垫片上可施加均匀的拧紧压力，可得到可靠的良好密封，发电效率提高，同时可以确保安全性。可以降低密封垫片的制造成本。在将隔板和UEA交互层压的层压工序中，作业简单，可以实现自动化。这样，可减少通风管制造费用。另外，即使在需要分解层压的情况下，由于容易进行作业，而不会使隔板、密封垫片、UEA等结构材料破损，所以可以进行结构材料的再利用、修理。并且，与密封垫片形成部的UEA的厚度没有关系，可以得到良好的密封性能。
在具有上述结构的本发明的权利要求2所述的燃料电池中，由于上述结构和作用，容易形成密封垫片、绝缘衬垫、密封垫片材料含浸部，因此可降低通风管制作费用。另外，容易在气体扩散层上配置绝缘衬垫。在全部密封垫片上可以施加均匀的拧紧压力，可得到可靠的良好密封，发电效率提高，同时可确保安全性。在使隔板和UEA交互层压的层压工序中，作业简单，因此可以实现自动化。这样，可以减少通风管制作费用。另外，即使在需要分解层压的情况下，由于容易进行作业，而不会使隔板、密封垫片、UEA等结构材料破损，所以可以进行结构材料的再利用、修理。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求3所述的燃料电池中，通过上述结构和作用，可以防止因堆叠后拧紧所造成的隔板和UEA的破损。在全部密封垫片上可以施加均匀的拧紧压力，可得到可靠的良好密封，发电效率提高，同时可确保安全性。另外，可以降低密封垫片的制造成本。还因为可以可靠地防止由气体扩散层端部、气体扩散层和绝缘衬垫界面或绝缘衬垫界面的反应气体泄漏，可以提高安全性。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求4所述的燃料电池中，通过上述结构和作用，可以防止因堆叠后拧紧所造成的隔板和UEA的破损。在全部密封垫片上可以施加均匀的拧紧压力，可得到可靠的良好密封，发电效率提高，同时可确保安全性。另外，可以降低密封垫片的制造成本。另外，在交互地层压隔板和UEA的层压工序中，作业简单，可以实现自动化。这样，可以减少通风管制作费用。另外，即使在需要分解层压的情况下，由于容易进行作业，而不会使隔板、密封垫片、UEA等结构材料破损，所以可以进行结构材料的再利用、修理。
在具有上述结构的本发明的权利要求5所述的制造方法中，利用上述结构和作用，在交互地层压隔板和UEA的层压工序中，作业简单，可以实现自动化。这样，可以减少通风管制作费用。另外，即使在需要分解层压的情况下，由于容易进行作业，而不会使隔板、密封垫片、UEA等结构材料破损，所以可以进行结构材料的再利用、修理。
在具有上述结构的本发明的权利要求6所述的制造方法中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求3或4相同的效果以外，还有以下的效果。即，在使隔板和UEA交互层压的层压工序中，作业简单，因此可以实现自动化。这样，可以减少通风管制作费用。另外，即使在需要分解层压的情况下，由于容易进行作业，而不会使隔板、密封垫片、UEA等结构材料破损，所以可以进行结构材料的再利用、修理。另外，在大量生产时，可以大幅度地降低制造成本。
在具有上述结构的本发明的权利要求7所述的制造方法中，利用上述结构和作用，通过使用粘接性橡胶材料，可得到与上述权利要求6同样的效果。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求8所述的制造方法中，利用上述结构和作用，通过确保气体扩散层的表面粗糙度，在其上形成密封垫片，可得到与上述权利要求6相同的效果。
在具有上述结构的本发明的权利要求9所述的燃料电池中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，可得到以下的效果。即，容易在气体扩散层上形成密封垫片，降低制造成本。另外，可以防止反应气体从气体扩散层端部的泄漏，可以提高发电效率，同时确保安全性。
在具有上述结构的本发明的权利要求10所述的燃料电池中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，还具有以下的效果。即，容易在气体扩散层上形成密封垫片，降低制造成本。另外，可以防止反应气体从气体扩散层端部的泄漏，可以提高发电效率，同时确保安全性。另外，将粘接剂涂布在密封垫片形成部位上，可以将密封垫片固定在气体扩散层上。
在具有上述结构的本发明的权利要求11所述的燃料电池中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，还有以下的效果。即，可以得到相对于来自气体扩散层端部的密封垫片的泄漏较高的气体密封性能，并且可得到相对于气体扩散层和隔板界面泄漏较高的气体密封性能，可以在提高发电效率的同时，确保安全性。另外，在UEA一体化后设置贯通孔时，可以防止阳极、阴极的气体扩散层的短路。还可防止因层压拧紧造成的气体扩散层端部的纵向弯曲压缩。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求12所述的气体扩散层中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，还具有以下的效果。即，在UEA一体化后设置贯通孔时，可以防止阳极、阴极的气体扩散层的短路。还可防止因层压拧紧造成的气体扩散层端部的纵向弯曲压缩，还可降低UEA的制造成本。另外，一体化粘接的差错减少，可提高成品率。
在具有上述结构的本发明的权利要求13所述的气体扩散层中，利用上述结构和作用，具有与上述权利要求1～4相同的效果。
在具有上述结构的本发明的权利要求14所述的制造方法中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，可以降低UEA的制造成本。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求15所述的燃料电池中，利用上述结构和作用，可得到与上述权利要求1～4相同的效果。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求16所述的燃料电池中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，还有以下的效果。即，当交互层压UEA和隔板时，由于不需要特别的位置重合夹具，可以容易地层压，因此可以降低通风管制造成本。另外，可以发挥较高的密封性能，提高发电效率，同时确保安全性。还可防止在层压体拧紧时的在端部的UEA和隔板屈折变形造成的破损。
另外，在具有上述结构的本发明的权利要求17所述的燃料电池中，利用上述结构和作用，除了与上述权利要求1～4相同的效果以外，还可以降低UEA的制造成本。

Claims (17)

1.一种燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至所述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封所述反应气体的密封垫片，其特征在于：
密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少所述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的所述密封垫片，至少借助于共同贯通所述第一和第二气体扩散层的贯通孔进行一体化。
2.一种燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至所述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封所述反应气体的密封垫片，其特征在于：
密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少所述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的所述密封垫片，借助于分别设置在气体扩散层上的贯通孔，与设置在这些气体扩散层背面的绝缘衬垫相连接。
3.一种燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至所述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封所述反应气体的密封垫片，其特征在于：
密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少所述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率较低，配置在第一和第二气体扩散层上的所述密封垫片，至少覆盖所述第一和第二气体扩散层的端部并一体化。
4.一种燃料电池，其具有：在电解质膜的两面上分别配置触媒层的膜电极复合体；配置在该膜电极复合体的两面上的第一和第二气体扩散层；将反应气体分别供给至所述第一和第二气体扩散层的隔板；和，密封所述反应气体的密封垫片，其特征在于：
密封垫片与隔板相对峙地形成在气体扩散层表面上，至少所述气体扩散层的密封垫片形成部位，与和触媒层接触的部位相比较，其气孔率降低。
5.一种如权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：
在气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位上，涂布粘接剂，将预先形成为规定形状的密封垫片粘接在其上。
6.一种如权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：
在气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位上，涂布粘接剂，在其上利用注射成形法、印刷法、喷射发泡法、喷雾法或压缩成形法中的至少任何一种方法形成密封垫片。
7.一种如权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：
在气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位上，以粘接性橡胶作为材料，利用注射成形法、印刷法、喷射发泡法、喷雾法或压缩成形法中的至少任何一种方法形成密封垫片。
8.一种如权利要求3或4所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：
确保气体扩散层的气孔率较低的密封垫片形成部位的表面粗糙度，在其上利用注射成形法、印刷法、喷射发泡法、喷雾法或压缩成形法中的至少任何一种方法形成密封垫片。
9.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：
通过在气体扩散层的密封垫片形成部位上含浸橡胶、树脂、碳、无机材料中的至少任何一种，降低所述密封垫片形成部位的气孔率。
10.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：提高气体扩散层的密封垫片形成部位的体积密度，并降低气孔率。
11.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：
在气体扩散层的密封垫片形成部位上预先含浸橡胶、树脂、碳、无机材料中的至少任何一种，在使膜电极复合体与第一及第二气体扩散层粘接后，形成由橡胶状弹性材料构成的密封垫片。
12.一种如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池中使用的气体扩散层，其特征在于：
在气体扩散层的密封垫片形成部位上含浸橡胶或树脂，在所述含浸部的一个面上形成由橡胶或树脂构成的绝缘衬垫。
13.一种如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池中使用的气体扩散层，其特征在于：在气体扩散层的密封垫片形成部位上含浸橡胶或树脂，至少在所述气体扩散层的密封垫片形成部位上形成由橡胶状弹性材料构成的密封垫片。
14.一种如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池的密封垫片制造方法，其特征在于：
在至少将触媒层分别配置于电解质膜的两个面上的膜电极复合体的两个面上，配置第一和第二气体扩散层并进行粘接后，利用橡胶或树脂，同时实施针对与隔板相对峙的所述气体扩散层表面上的密封垫片形成及针对气体扩散层的密封垫片形成部位的含浸处理。
15.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：
在与隔板相对峙地在第一和第二气体扩散层表面上分别形成密封垫片的部位上，将所述密封垫片设置在夹住膜电极复合体所对应的位置上。
16.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：
在隔板上形成至少容纳密封垫片的槽，所述槽比所述密封垫片的高度浅，其截面积比所述密封垫片的截面积大。
17.如权利要求1～4中任一项所述的燃料电池，其特征在于：
电解质膜的外尺寸比气体扩散层的外尺寸小，所述电解质膜配置在所述气体扩散层的面内部。
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