CN1650455A - 燃料电池隔板 - Google Patents

燃料电池隔板 Download PDF

Info

Publication number
CN1650455A
CN1650455A CNA038093987A CN03809398A CN1650455A CN 1650455 A CN1650455 A CN 1650455A CN A038093987 A CNA038093987 A CN A038093987A CN 03809398 A CN03809398 A CN 03809398A CN 1650455 A CN1650455 A CN 1650455A
Authority
CN
China
Prior art keywords
peripheral edge
fuel cell
edge portion
middle body
elastomeric element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA038093987A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100364159C (zh
Inventor
木村实基彦
河内慎弥
安藤敬祐
西山忠志
小此木泰介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN1650455A publication Critical patent/CN1650455A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100364159C publication Critical patent/CN100364159C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H01M8/0254—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form corrugated or undulated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0206—Metals or alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

提出了一种燃料电池隔板，其在一外缘部分(30)中具有用于导引反应气体的气体通道(31，32)和用于导引反应产物的反应产物通道(33)。隔板(20)由一由金属制成的中央部分(22)、一由树脂材料制成的外缘部分(30)以及一将所述中央部分和所述外缘部分连接到一起的弹性部件(40)组成。作为利用树脂材料来制作所述外缘部分的结果，所述气体通道和产物通道具有抗腐蚀性。

Description

燃料电池隔板
技术领域
本发明涉及一种燃料电池隔板，其具有设置在该隔板的外缘部分并且用于导引反应气体和反应产物的多个通道。
背景技术
图10示出了一种现有技术的燃料电池。该燃料电池100是通过这样的步骤制成的：将阴极102和阳极103分别布置在电解质膜101的上面侧和下面侧；将一隔板105布置在阴极102的上侧，并且将上侧垫106夹在电解质膜101的外缘附近与上侧隔板105的外缘附近之间；以及将一隔板105布置在阳极103的下侧，并且将下侧垫106夹在电解质膜101的外缘附近与下侧隔板105的外缘附近之间。
利用该燃料电池100，如箭头a所示，通过多条氢气通道107来提供氢气。如箭头所示，氢气通道107中的氢气被导向上侧隔板105的中央部分105a。如箭头b所示，通过多条氧气通道108来提供氢气。如箭头所示，氧气通道108中的氧气被导向下侧隔板105的中央部分105a。
作为将氢气导入上侧中央部分105a中的结果，氢气分子(H2)将接触到包含在阴极102中的催化剂，并且，作为将氧气导入下侧中央部分105a中的结果，氧气分子(O2)将接触到包含在阳极103中的催化剂，从而电子e-将如箭头所示地流动，由此产生了电流。
此时，由氢气分子(H2)和氧气分子(O2)产生出产物水(H2O)，并且如箭头c所示，该产物水经由多条产物水通道109流动。
在该燃料电池100中，为保持气体通道107、108和产物水通道109的抗腐蚀性，有必要将气体通道107、108和产物水通道109密封。为此，在燃料电池100的制造中，将上侧垫106夹在电解质膜101的外缘附近与上侧隔板105的外缘附近之间的间隙中，并且将下侧垫106夹在电解质膜101的外缘附近与下侧隔板105的外缘附近之间的间隙中。
这里，希望燃料电池100是紧凑的，并且有必要将上侧垫106和下侧垫106制成薄的。结果，对上侧垫106和下侧垫106进行操作变得困难，需要花费时间来将上侧垫106和下侧垫106布置在恰当的位置处，而这构成了提高燃料电池的生产率的障碍。
作为一种解决该问题的方法，例如已经提出了JP-A-11-309746的“Manufacturing Method of a Silicone Resin-Metal Composite Body”(硅树脂-金属复合体的制造方法)。根据该方法，通过在所述隔板的外缘部分的附近形成硅树脂(后面称为“密封件”)，可以去除垫。图11中示出了一种用于制造现有技术的燃料电池隔板的注模成形模具，下面说明现有技术的隔板制造方法。
参照图11，通过使注模成形模具110闭合，将隔板113插入在固定模111与活动模112之间的间隙中，并由固定模111和活动模112来形成一空腔114，然后，如箭头所示，通过将空腔114填以熔化的树脂，来在隔板113的外缘部分113a上形成密封件115。
通过这样地在隔板113的外缘部分113a附近形成密封件115，可以使图10中所示的上侧垫106和下侧垫106变得不必要。因此，在所述燃料电池的制造过程中，可以免除加入上侧垫106和下侧垫106的步骤。
为防止隔板113的气体通道和产物水通道被所述气体和产物水腐蚀，有必要覆盖气体通道和产物水通道的整个表面。因此，不仅有必要利用密封件115来覆盖隔板113的外缘部分113a的上表面和下表面，而且有必要利用密封件115来覆盖在外缘部分113a的气体通道和产物水通道的壁面。
为了这样地利用密封件115覆盖外缘部分113a的气体通道和产物水通道的整个表面，以提高它们的抗腐蚀性，有必要提高诸如注模成形模具110的设备的精度，从而设备成本上升，因而这构成了缩减成本的障碍。
并且，即使提高了所述设备的精度，也难以利用密封件115来覆盖外缘部分113a的气体通道和产物水通道的整个表面，因而隔板的生产合格率可能要下降，而这构成了提高燃料电池生产率的障碍。因此，期待着这样一种燃料电池隔板，即，其可以保证隔板的抗腐蚀性，也可以提高生产率，同时可以缩减成本。
发明内容
本发明提出了一种燃料电池隔板，该燃料电池隔板具有设置在一外缘部分中的用于导引反应气的多个气体通道和用于导引反应产物的反应产物通道，反应气被从所述多个气体通道导引到一中央部分处，而在该中央部分处产生的反应产物被导引到所述反应产物通道，所述燃料电池隔板的特征在于：所述中央部分被制成一金属部件，而所述外缘部分被制成一树脂部件，并且该树脂部件由一弹性部件连接到所述金属部件。
通过这样将所述隔板的整个外缘部分制作成一树脂部件和在该外缘部分中形成多个气体通道和产物水通道，可以保证所述气体通道和产物水通道对所述气体和产物水的腐蚀的耐受性。
并且，采用了这样一种结构，即，其中将所述隔板的外缘部分制成一树脂部件，并且通过一弹性部件将所述外缘部分连接到所述中央部分。作为采用这种结构的结果，无需如在现有技术中那样利用密封材料来覆盖隔板的气体通道和产物水通道的壁面，并且，可以利用普通精度的模具来模制所述外缘部分和所述弹性部件。结果，由于无需使用高精度模具，所以可缩减诸如模具的设备的成本。
而且，通过利用一弹性部件将所述隔板的外缘部分连接到所述中央部分，可以相对容易地制造所述隔板。因而，可以提高隔板的生产合格率。
这里，由于所述树脂部件具有与所述金属部件不同的热膨胀系数，所以，如果将构成所述外缘部分的所述树脂部件直接连接到构成所述中央部分的所述金属部件，那么由于所述外缘部分与所述中央部分之间的热膨胀差，将存在所述中央部分变形或所述外缘部分遭受疲劳破坏的风险。为避免这种风险，在本发明中，通过一弹性部件将所述外缘部分连接到所述中央部分。结果，由于所述外缘部分与所述中央部分之间的热膨胀差可由所述弹性部件来吸收，所以可防止由于所述外缘部分与所述中央部分之间的热膨胀差而造成的所述中央部分的变形和所述外缘部分的疲劳破坏。
而且，在本发明中，优选地，在所述弹性部件上设有一包围所述中央部分的凸起中央密封部分。即，如果在所述弹性部件上设置一包围所述中央部分的凸起中央密封部分，那么在所述隔板的装配过程中，就无需加入一用于包围所述中央部分的中央部分垫。结果，在燃料电池的装配过程中，可以免除加入中央部分垫的麻烦。
另外，在将所述隔板装配到燃料电池的过程中，可以由所述凸起中央密封部分来可靠地密封所述中央部分。结果，可以将被引入所述中央部分的气体导引到恰当的位置处，并且可以将在所述中央部分处产生的反应产物导引到恰当的位置处。
而且，在本发明中，优选地，在所述外缘部分上设有分别包围所述气体通道和所述反应产物通道的多个凸起通道密封部分。当这样地在所述外缘部分上设置了分别包围所述气体通道和所述反应产物通道的多个凸起通道密封部分时，在所述隔板的装配过程中，就无需加入用于包围所述气体通道和所述反应产物通道的通道垫。结果，在燃料电池的装配过程中，可以消除加入通道垫的麻烦。而且，在所述隔板的装配过程中，可以利用所述多个凸起通道密封部分来可靠地密封所述气体通道和所述反应产物通道。
而且，在本发明中，优选地，由一橡胶材料来整体地形成所述弹性部件和所述中央密封部分。当这样地由一橡胶材料来整体地形成所述弹性部件和所述中央密封部分时，可以同时形成这些部件。结果，可以在短时间内容易地形成所述弹性部件和所述中央密封部分。
附图说明
图1是具有根据本发明的燃料电池隔板的燃料电池的分解透视图；
图2是在图1中的线2-2上的截面图；
图3A是在图2中的线3A-3A上的截面图，而图3B是在图2中的线3B-3B上的截面图；
图4A和4B是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第一动作视图，图4A示出了已经在一隔板的中央部分的边缘上执行过的打底处理(primer treatment)，而图4B示出了置于一安装在转台上的固定模具上的打底处理后的隔板；
图5A和5B是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第二动作视图，图5A示出了置于一外缘部分模具的固定模上的隔板，而图5B示出了落下以闭合所述外缘部分模具的活动模；
图6A和6B是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第三动作视图，图6A是图5B中的部分6A的放大截面图，而图6B是示出隔板的模制外缘部分的截面图；
图7A和7B是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第四动作视图，图7A是示出转台和用于模制隔板的弹性部件的弹性部件注模成形装置的视图，而图7B是当将第二活动模降到其上放置有隔板的固定模上时的弹性部件模具的截面图；
图8A和8B是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第五动作视图，图8A是闭合后的弹性部件模具的截面图，而图8B是图8A中的部分8B的放大截面图；
图9A和9B是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第六动作视图，图9A是示出一已模制好的弹性部件并且即将打开所述模具的截面图，而图9B是示出根据本发明的隔板的制造过程已经完成并且从所述固定模移开所述隔板的视图；
图10是一现有技术燃料电池的分解透视图；以及
图11是示出现有技术燃料电池隔板的制造方法的截面图，其中在一注模成形模具中将一密封件模制到隔板的外缘部分。
具体实施方式
根据图1所示的本发明的燃料电池10具有这样的结构，即，其中，阴极15和阳极16分别布置在电解质膜11的上表面11a侧和下表面11b(见图2)侧，并且上侧隔板20(燃料电池隔板)叠置在阴极15上，下侧隔板20叠置在阳极16上。
这里，通常，将通过叠置电解质膜11、阴极15、阳极16以及上隔板20和下隔板20来制造的燃料电池10称作单元，并且将排列成一叠层的多个单元称作燃料电池；但是，在本说明书中，为便于理解，将所述单元叫做燃料电池。
在其外缘部分中，电解质膜11具有：多个氢气通道(气体通道)12，用于导引氢气(反应气)；多个氧气通道(气体通道)13，用于导引氧气(反应气)；以及多个产物水通道(反应产物通道)14，用于导引产物水(反应产物)。
将阴极15和阳极16各形成得比电解质膜11略小。将阴极15和阳极16的外缘布置在氢气通道12、氧气通道13和产物水通道14的内侧。
每个隔板20具有一金属中央部分22、一包围该金属中央部分22的树脂外缘部分30，以及一将中央部分22和外缘部分30连接到一起的弹性部件40。
外缘部分30具有：多个氢气通道(气体通道)31，用于导引氢气；多个氧气通道(气体通道)32，用于导引氧气；以及多个产物水通道(反应产物通道)33，用于导引产物水。
通过将每个隔板20的外缘部分30制作成树脂部件并且为该外缘部分30设置氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33，确保了氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33对于所述气体和产物水的抗腐蚀性。
将形成在每个隔板20的外缘部分30中的多个氢气通道31和多个氧气通道32形成在这样的位置处，即，当装配燃料电池10时，这些位置对准形成在电解质膜11的外缘部分中的多个氢气通道12和多个氧气通道13。
而且，将形成在每个隔板20中的多个产物水通道33形成在这样的位置处，即，当装配燃料电池10时，这些位置对准形成在电解质膜11中的多个产物水通道14。
根据该燃料电池10，如箭头A所示，通过氢气通道31、12来提供氢气，并且，如箭头B所示，将氢气导引到阴极15与上侧隔板20的中央部分之间。如箭头C所示，通过氧气通道32、13来提供氧气，并且，如箭头D所示，将氧气导引到阳极16与下侧隔板20的中央部分22之间。
作为将氢气导引到中央部分22的结果，氢分子(H2)接触到包含在阴极15中的催化剂，并且，作为将氧气导引到中央部分22的结果，氧分子(O2)接触到包含在阳极16中的催化剂，从而电子e-如箭头所示流动，由此产生了电流。
此时，由氢分子(H2)和氧分子(O2)产生出产物水(H2O)。如箭头E所示，该产物水被从中央部分22导引到产物水通道14、33，并且，该产物水如箭头F所示那样流动。
图2示出了各由一金属中央部分22、一树脂外缘部分30以及一弹性部件40组成的燃料电池隔板20。
中央部分22是一金属部件，并且是一不锈钢板，其具有：形成在其上表面22a和其下表面22b中的用于导引氢气的多个流通通道23和用于导引氧气的多个流通通道24；以及用于导引产物水的通道(未示出)。并且该中央部分22已经经受在其上表面22a和下表面22b上执行的防腐蚀镀覆处理。
该中央部分22在其边沿部分22c附近的上表面和下表面上具有对其执行了打底处理的打底处理部分25a、25b，并且该中央部分22具有按预定间距设置在打底处理部分25a、25b中的多个第一开口26。
第一开口26的形状可能是圆孔、缝形或矩形，对此没有限制。后面将讨论设置打底处理部分25a、25b以及第一开口26的原因。
外缘部分30是一形成得比中央部分22略大的框架，并且是一由工程塑料(engineering plastic)制成的框架，其中多个氢气通道31、多个氧气通道32和多个产物水通道33(图1中示出了通道32、33)形成在该框架中。
在外缘部分30的上表面30a上，沿着氢气通道31、氧气通道32和产物水通道33的各边沿设置有多个凸起通道密封部分34，使其各自包围氢气通道31、氧气通道32和产物水通道33。
而且，在外缘部分30的下表面30b上，沿着氢气通道31、氧气通道32和产物水通道33的各边沿设置有多个通道凹部(recess)35，使其各自包围氢气通道31、氧气通道32和产物水通道33。
此外，在该外缘部分30中，通过将上凹部36a和下凹部36b沿着内边沿30c形成在上表面30a和下表面30b中，将一沿内边沿30c延伸的部分形成为薄部37，并且在该薄部37中按预定间隔设有多个第二开口38。
第二开口38的形状可以是圆孔、缝形或矩形，对此没有限制。后面将讨论设置第二开口38的原因。
通过将外缘部分30的框架形成得比中央部分22略大，可以在外缘部分30的内边沿30c与中央部分22的边沿22c之间设置一间隙S。
将凸起通道密封部分34形成为，当装配燃料电池10时，使它们压住布置在电解质膜11的通道12、13和14(对于通道13、14，见图1)的另一侧上的隔板20的通道凹部35。
由于在其外缘部分将凸起通道密封部分34设置得各自包围氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33，所以在将隔板20装配到燃料电池10的过程中，无需加入用于包围氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33的通道垫。从而，在装配燃料电池10的过程中，可以免除加入通道垫的麻烦。
此外，由于将凸起通道密封部分34设置得各自包围氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33，所以在将隔板20装配到燃料电池10的过程中，可以使凸起通道密封部分34压住通道凹部35，以可靠地密封氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33。
弹性部件40是一由硅橡胶制成的连接部件，该硅橡胶覆盖中央部分22的打底处理部分25a、25b和外缘部分30的薄部37，弹性部件40填充第一开口26和第二开口38，并且在其上表面40a上具有一包围中央部分22的凸起中央密封部分41(同样见图1)。
由于弹性部件40设有一包围中央部分22的凸起中央密封部分41，所以当装配燃料电池10时，无需加入用于包围中央部分22的中央垫。结果，在装配燃料电池20的过程中，可以免除加入中央垫的麻烦。
另外，在装配隔板20时，可以将凸起中央密封部分41推向电解质膜11，以可靠地密封中央部分22。利用这种方法，可以将导向中央部分22的氢气和氧气可靠地导引到恰当的位置，并且可以将在中央部分22中产生的产物水可靠地导引到恰当的位置。
而且，由于是由硅橡胶(橡胶材料)整体地形成弹性部件40和中央密封部分41，所以可同时形成弹性部件40和中央密封部分41。从而，可以容易地在短时间内形成弹性部件40和中央密封部分41。
这里，在隔板20中，当利用弹性部件40覆盖中央部分22的上打底处理部分25a和下打底处理部分25b并且利用弹性部件40覆盖外缘部分30的薄部37时，通过利用弹性部件40填充每个第一开口26和第二开口38，可以在第一开口26中设置第一锚部(anchor)42，并且可以在第二开口38中设置第二锚部43。
利用这种方法，可以防止中央部分22与弹性部件40分离，并且可以防止外缘部分30与弹性部件40分离，从而可以将外缘部分30牢固地连接到中央部分22。
由于外缘部分30的工程塑料具有与中央部分22的不锈钢不同的热膨胀系数，所以如果将外缘部分30直接连接到中央部分22，那么由于外缘部分30与中央部分22之间的热膨胀差，中央部分22可能变形，或者外缘部分30将遭受疲劳破坏。
为避免这种危险，通过利用弹性部件40将外缘部分30连接到中央部分22，将吸收外缘部分30与中央部分22之间的热膨胀差。通过这种方法，可以防止由于外缘部分30与中央部分22之间的热膨胀差而导致的中央部分22的变形和外缘部分30的疲劳破坏。
将凸起中央密封部分41形成得当装配燃料电池10时压住电解质膜11。
图3A和图3B是沿图2中的线3A-3A的截面图和沿线3B-3B的截面图。
作为示例，图3A示出了形成为缝的第一开口26和通过利用弹性部件40填充这些缝而设置在多个第一开口26中的多个第一锚部42。
作为示例，图3B示出了形成为缝的第二开口38和通过利用弹性部件40填充这些缝而设置在多个第二开口38中的多个第二锚部43。
接下来，基于图4A到图9B，来描述用于制造燃料电池隔板10的工艺。
图4A和4B中是示出根据本发明的燃料电池隔板的制造过程中的步骤的第一动作视图。
在图4A中，沿着中央部分22(其是金属部件)的边沿22c，对上表面22a和下表面22b执行打底处理。即，在150℃的温度下，将硅橡胶烘焙到上表面22a和下表面22b上，以形成打底处理部分25a、25b。
在图4B中，如箭头①所示，将带有打底处理部分25a、25b的中央部分22放置在一位于转台50上的固定模51上。然后，通过如箭头②所示转动转台50，将固定模51停在第一活动模52下。
固定模51和第一活动模52形成一外缘部分模具，其用于注入模制出如图1和图2所示的隔板20的外缘部分30。
图5A和5B是示出用于制造根据本发明的燃料电池隔板的工艺的第二动作视图。
在图5A中，通过如箭头③所示降下第一活动模52，闭合所述外缘部分模具。
在图5B中，通过操作图4B所示的外缘部分注入装置55的活塞56，如箭头④所示将一种工程塑料的熔化树脂57注入到外缘部分空腔58中。
图6A和6B是示出用于制造根据本发明的燃料电池隔板的工艺的第三动作视图，图6A是在图5B中的部分6B的放大图。
在图6A中，利用在外缘部分空腔58中固定模51向第一活动模52突出的多个凸部51a和将在外缘部分空腔58中凸出的多个肩部(shoulderpart)51b，对外缘部分空腔58填充熔化树脂57。
结果，当模制外缘部分30时，形成了氢气通道31、氧气通道32以及产物水通道33(在图1中示出了流通通道32、33)，并且在这些流通通道31、32、33的边沿处模制有通道凹部35。
而且，使型芯59从固定模51略伸入外缘部分空腔58中，使第一活动模52的凸部52a伸入得与型芯59一样深，并且使肩部52b略伸入外缘部分空腔58中，由此形成薄部37，并且在该薄部37中形成了第二开口38。
然后，在已将熔化树脂57注入外缘部分空腔58中之后，如箭头⑤所示，将型芯59从外缘部分空腔58中抽出。
在图6B中，通过如箭头⑥所示抬起第一活动模52，打开了所述外缘部分模具。这就结束了注入模制外缘部分30的步骤。
图7A和7B是示出用于制造根据本发明的燃料电池隔板的工艺的第四动作视图。
在图7A中，通过如箭头⑦所示转动转台50，将固定模51停在第二活动模61之下。
固定模51和第二活动模61形成一用于注入模制图1和图2中示出的隔板20的弹性部件40的弹性部件模具。
在图7B中，通过如箭头⑧所示降下第二活动模61，闭合了所述弹性部件模具。
图8A和8B是示出用于制造根据本发明的燃料电池隔板的工艺的第五动作视图。
在图8A中，通过闭合所述弹性部件模具，由固定模51和第二活动模61形成了一弹性部件空腔67，并且由第二活动模61和外缘部分30形成了密封空腔68。
在此状态下，通过操作图7A中示出的弹性部件注入装置64的活塞65，就如箭头⑨所示将硅橡胶的熔化树脂66充入弹性部件空腔67和密封空腔68中。
在图8B中，通过将弹性部件空腔67充以熔化树脂66，就利用弹性部件40覆盖了中央部分22的上打底处理部分25a和下打底处理部分25b，利用弹性部件40覆盖了外缘部分30的薄部37，并且模制出中央密封部分41。
这里，尽管中央部分22是金属部件，但是由于在中央部分22的外缘设置了打底处理部分25a、25b，所以可将弹性部件40很好地附着到中央部分22上。
此外，通过利用弹性部件40填充第一开口26和第二开口38，可以分别在第一开口26和第二开口38中形成第一锚部42和第二锚部43。
通过这种方法，可以防止中央部分22与弹性部件40脱离，并且可以防止外缘部分30与弹性部件40脱离。
并且，在利用熔化树脂66填充弹性部件空腔67的同时，通过利用熔化树脂66填充由第二活动模61和外缘部分30形成的密封空腔68，就形成了通道密封部分34。
通过这种方法，在模制弹性部件40的过程中，可以同时由硅橡胶(橡胶材料)模制出通道密封部分34和中央密封部分41。这样，可以容易地在短时间内形成弹性部件40、通道密封部分34以及中央密封部分41。
图9A和9B是示出用于制造根据本发明的燃料电池隔板的工艺的第六动作视图。
在图9A中，在使弹性部件空腔67中的熔化树脂66和密封空腔68中的熔化树脂66凝固之后，通过如箭头所示抬起第二活动模61而打开所述弹性部件模具。
通过这种方法，就完成了注入模制弹性部件40和通道密封部分34的步骤，由此可以获得燃料电池隔板20。
在图9B中，在打开所述弹性部件模具之后，通过如箭头所示转动转台50，将固定模51停在加载/卸载区69处。接着，如箭头所示，将燃料电池隔板20从固定模51中移开。通过这种方法，完成了燃料电池隔板20的制造工艺。
如参照图4A到图9B所说明的，作为通过弹性部件40将隔板20的外缘部分30连接到中央部分22的构造的结果，可以相对容易地制造隔板20。因此，可以提高隔板20的生产合格率，并且可以提高隔板20的生产率。
尽管在上述实施例中将硅橡胶作为弹性部件40和通道密封部分34的示例，但是弹性部件40和通道密封部分34不限于硅橡胶，因而可以使用其他的橡胶和树脂。
尽管在上述实施例中描述了其中将不锈钢用于形成燃料电池隔板20的中央部分22的金属部件的示例，但是形成中央部分22的金属部件不限于此。
而且，尽管在上述实施例中描述了其中将工程塑料用于形成燃料电池隔板20的外缘部分30的树脂部件的示例，但是形成外缘部分30的树脂部件不限于此。
并且，尽管在上述实施例中描述了其中在弹性部件40上设有包围隔板20的中央部分22的凸起中央密封部分41的示例，但是对此没有限制，并且另选地，可以不在弹性部件40上设置包围中央部分22的凸起中央密封部分41。
而且，尽管在上述实施例中描述了其中在隔板20的外缘部分30上设有包围气体通道31、32以及产物水通道33的凸起通道密封部分34的示例，但是另选地，可以不设置通道密封部分34。
并且，尽管在上述实施例中描述了其中由橡胶材料来整体地形成弹性部件40、中央密封部分41以及通道密封部分34的示例，但是对此没有限制，因而也可以单独地形成弹性部件40、中央密封部分41以及通道密封部分34中的每一个，并且也可以由不同的材料来形成相应部件40、41、34中的每一个。
而且，尽管在上述实施例中将氢气和氧气用作反应气的示例并将产物水用作反应产物的示例，但是对此没有限制，并且本发明也可以应用于其他反应气和反应产物。
工业实用性
通过将隔板的整个外缘部分制作成树脂部件并且在该外缘部分中形成气体通道和产物水通道，可以保证所述气体通道和产物水通道对反应气体和产物水的腐蚀的耐受性。因此，所述燃料电池具有极好的抗腐蚀性，并且作为用于机动车中的燃料电池尤其有用。

Claims (4)

1、一种燃料电池隔板，具有设置在一外缘部分中的用于导引反应气的多个气体通道和用于导引反应产物的一反应产物通道，反应气被从所述多个气体通道导引到一中央部分处，而在该中央部分处产生的反应产物被导引到所述反应产物通道，
所述燃料电池隔板的特征在于：所述中央部分被制成一金属部件，而所述外缘部分被制成一树脂部件，并且该树脂部件由一弹性部件连接到所述金属部件。
2、如权利要求1所述的燃料电池隔板，其特征在于，在所述弹性部件上设有一包围所述中央部分的凸起中央密封部分。
3、如权利要求1或2所述的燃料电池隔板，其特征在于，在所述外缘部分上设有分别包围所述多个气体通道和所述反应产物通道的多个凸起通道密封部分。
4、如权利要求2所述的燃料电池隔板，其特征在于，所述弹性部件和所述中央密封部分是由橡胶材料整体地形成的。
CNB038093987A 2002-04-26 2003-04-22 燃料电池隔板 Expired - Fee Related CN100364159C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP127385/2002 2002-04-26
JP2002127385A JP3990592B2 (ja) 2002-04-26 2002-04-26 燃料電池用セパレータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1650455A true CN1650455A (zh) 2005-08-03
CN100364159C CN100364159C (zh) 2008-01-23

Family

ID=29267648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038093987A Expired - Fee Related CN100364159C (zh) 2002-04-26 2003-04-22 燃料电池隔板

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7553576B2 (zh)
EP (1) EP1501141B1 (zh)
JP (1) JP3990592B2 (zh)
KR (1) KR100966710B1 (zh)
CN (1) CN100364159C (zh)
AU (1) AU2003235340A1 (zh)
CA (1) CA2480973C (zh)
DE (1) DE60324412D1 (zh)
WO (1) WO2003092104A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101542799B (zh) * 2007-03-30 2012-10-24 松下电器产业株式会社 高分子电解质型燃料电池和电极-膜-框接合体的制造方法
CN101946348B (zh) * 2008-02-21 2013-06-05 丰田自动车株式会社 燃料电池

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4160328B2 (ja) * 2002-07-03 2008-10-01 本田技研工業株式会社 燃料電池用セパレータの製造方法
US7405019B2 (en) * 2003-03-14 2008-07-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polymer electrolyte fuel cell
JP4739685B2 (ja) * 2003-03-14 2011-08-03 パナソニック株式会社 高分子電解質型燃料電池
JP4664611B2 (ja) * 2004-03-16 2011-04-06 本田技研工業株式会社 燃料電池用セパレータおよびその製造方法
JP4494057B2 (ja) * 2004-03-26 2010-06-30 本田技研工業株式会社 燃料電池用セパレータおよびこれを用いた燃料電池の製造方法
JP4634737B2 (ja) * 2004-04-28 2011-02-16 本田技研工業株式会社 燃料電池スタック
JP4525195B2 (ja) * 2004-06-16 2010-08-18 カシオ計算機株式会社 鍵盤装置
JP4771271B2 (ja) * 2004-09-24 2011-09-14 トヨタ自動車株式会社 単電池、単電池の製造方法、燃料電池、燃料電池の製造方法
JP4953415B2 (ja) * 2005-09-12 2012-06-13 内山工業株式会社 燃料電池用構成部材のガスケット一体成型方法及びその成型装置
US7771181B2 (en) * 2005-11-14 2010-08-10 3M Innovative Properties Company Gasket molding system for membrane electrode assemblies
JP4886280B2 (ja) * 2005-11-24 2012-02-29 本田技研工業株式会社 反応ガス用加湿装置
JP5344786B2 (ja) * 2005-12-21 2013-11-20 日産自動車株式会社 燃料電池セパレータ及びその製造方法
JP4848824B2 (ja) * 2006-04-21 2011-12-28 パナソニック株式会社 固体高分子型燃料電池
US8133591B2 (en) * 2006-06-27 2012-03-13 GM Global Technology Operations LLC Adhesion of polymeric coatings to bipolar plate surfaces using silane coupling agents
US8221930B2 (en) * 2006-08-23 2012-07-17 Daimler Ag Bipolar separators with improved fluid distribution
US20080050639A1 (en) * 2006-08-23 2008-02-28 Michael Medina Bipolar flow field plate assembly and method of making the same
JP5306615B2 (ja) 2007-08-09 2013-10-02 本田技研工業株式会社 燃料電池
EP2071653B1 (de) * 2007-12-14 2012-10-31 TB&C Outsert Center GmbH Bipolarplatte beinhaltend Dichtungselement mit Positionierhilfe für MEA in einem Brennstoffzellenstapel
JP5099352B2 (ja) * 2008-05-23 2012-12-19 Ｎｏｋ株式会社 シール部品の製造方法
JP5666396B2 (ja) * 2011-07-14 2015-02-12 本田技研工業株式会社 燃料電池用金属セパレータの製造方法
JP6383203B2 (ja) * 2014-07-25 2018-08-29 Nok株式会社 プレート一体ガスケットの製造方法
JP6657974B2 (ja) * 2016-01-12 2020-03-04 トヨタ紡織株式会社 金属樹脂一体成形品及びその製造方法
DE102020116848A1 (de) * 2020-06-26 2021-12-30 Audi Aktiengesellschaft Bipolarplatte sowie Brennstoffzellenstapel

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5514487A (en) * 1994-12-27 1996-05-07 Ballard Power Systems Inc. Edge manifold assembly for an electrochemical fuel cell stack
JP3331117B2 (ja) * 1996-04-18 2002-10-07 三菱電機株式会社 燃料電池、燃料電池の製造方法、複合ガスセパレータ、およびその製造方法
JP3054600B2 (ja) * 1997-03-14 2000-06-19 株式会社東芝 固体高分子電解質燃料電池用セパレータおよびその製造方法
JP3809491B2 (ja) 1997-10-29 2006-08-16 アイシン高丘株式会社 燃料電池用セパレータ
KR100421708B1 (ko) * 1998-08-20 2004-03-11 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 연료전지 및 그 제조방법
CA2352443C (en) * 2000-07-07 2005-12-27 Nippon Steel Corporation Separators for solid polymer fuel cells and method for producing same, and solid polymer fuel cells
JP4420159B2 (ja) * 2000-08-04 2010-02-24 Ｎｏｋ株式会社 燃料電池用セパレータ
JP3785909B2 (ja) * 2000-08-24 2006-06-14 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用セパレータの製造方法
JP3707384B2 (ja) * 2000-11-20 2005-10-19 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP3571687B2 (ja) * 2000-12-07 2004-09-29 本田技研工業株式会社 シール一体型セパレータの製造方法
JP3601029B2 (ja) * 2002-01-31 2004-12-15 本田技研工業株式会社 燃料電池用金属セパレータおよびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101542799B (zh) * 2007-03-30 2012-10-24 松下电器产业株式会社 高分子电解质型燃料电池和电极-膜-框接合体的制造方法
CN101946348B (zh) * 2008-02-21 2013-06-05 丰田自动车株式会社 燃料电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN100364159C (zh) 2008-01-23
JP2003323900A (ja) 2003-11-14
EP1501141A1 (en) 2005-01-26
CA2480973C (en) 2011-05-31
JP3990592B2 (ja) 2007-10-17
KR100966710B1 (ko) 2010-06-29
US20050142414A1 (en) 2005-06-30
KR20040101473A (ko) 2004-12-02
EP1501141B1 (en) 2008-10-29
AU2003235340A1 (en) 2003-11-10
DE60324412D1 (de) 2008-12-11
EP1501141A4 (en) 2007-08-22
CA2480973A1 (en) 2003-11-06
US7553576B2 (en) 2009-06-30
WO2003092104A1 (en) 2003-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1650455A (zh) 燃料电池隔板
CN1666370A (zh) 燃料电池隔板及其制造方法
CN100341218C (zh) 用于车辆薄型无电刷电动机的集中式配电装置及其制造方法
CN1414673A (zh) 用于车辆薄型无电刷电动机的集中式配电装置
CN1091967C (zh) 电动机转子及其制造方法
CN1715030A (zh) 由多个构件构成的部件的结构及其制造方法
CN1638111A (zh) 半导体元件的制造方法
CN1143492A (zh) 水性浸剂容器的塞子组件及其制造方法
CN1977412A (zh) Mea衬垫接合体及使用该接合体的高分子电解质型燃料电池
JP5355523B2 (ja) 二次電池及びその製造方法、二次電池に適用されるキャッププレート及びその製造方法、及び密封ユニット
CN1919633A (zh) 遮护件
CN1287486C (zh) 小型天线及其制造方法
CN1536598A (zh) 键板及其制造方法
CN1080185C (zh) 中空树脂容器的制造方法
CN1710729A (zh) 密封件及卷边组件、蓄电池外壳盖和蓄电池的制造方法
CN1722507A (zh) 二次电池
CN1934699A (zh) 半导体器件及其制造方法
CN1638105A (zh) 半导体器件
CN1572477A (zh) 高强度和密封性中空模制件的成型方法及中空模制件
CN1966237A (zh) 成形体制造方法和成形体
KR101210638B1 (ko) 가스켓을 가지는 연료전지용 분리판 및 이의 제조방법
CN1481300A (zh) 注射成形装置以及注射成形方法
CN1279631C (zh) 燃料电池用复合隔板及应用其的高分子电解质型燃料电池
CN1162905C (zh) 塑料模制型半导体器件及其制造方法
CN1974175A (zh) 注射成型方法和注射成型装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080123

Termination date: 20140422