JP2001126743A

JP2001126743A - 高分子電解質型燃料電池

Info

Publication number: JP2001126743A
Application number: JP30422599A
Authority: JP
Inventors: Satoru Fujii; 覚藤井; Kazuhito Hado; 一仁羽藤; Junji Niikura; 順二新倉; Hideo Obara; 英夫小原; Kazufumi Nishida; 和史西田; Teruhisa Kanbara; 輝壽神原; Toshihiro Matsumoto; 敏宏松本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の燃料電池においては、切削加工により
溝を施したカーボン材からなるセパレータを用いていた
ため、コストと薄型化が達成されていなかった。【解決手段】電解質と、前記電解質を挟んで配した触
媒反応層を有する一対の電極と、前記電極の一方に燃料
ガスを、前記電極の他方に酸化剤ガスを分配供給する手
段を有するセパレータとを具備する単電池を積層した燃
料電池であって、前記セパレータが、ガス気密性の第１
の導電性プレートと、一方の端部から他方の端部まで蛇
行して連続するスリットを少なくとも１つ有する第２の
導電性プレートとの積層体であり、第２の導電性プレー
トが前記スリットの端部で形成される耳部を有し、前記
耳部の寸法が、隣接する導電性プレートごとに異なるこ
とを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブル電源、
電気自動車用電源、家庭内コージェネシステム等に使用
する燃料電池、特に固体高分子電解質型燃料電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、ポータブル電源、電気自動車
用電源、家庭内コージェネレーションシステムなどに使
用する燃料電池、特に高分子電解質型燃料電池に関す
る。燃料電池、特に高分子電解質型燃料電池は、水素な
どの燃料ガスと、酸素を含有する空気などの酸化剤ガス
とを、ガス拡散電極において電気化学的に反応させるこ
とで、電力と熱を同時に発生させるものである。このよ
うな従来からの高分子電解質型燃料電池の構成を以下に
説明する。図２は、従来の高分子電解質型燃料電池にお
ける電極電解質接合体（以下、「ＭＥＡ」という。）部
分の概略断面図である。図２において、水素イオンを選
択的に輸送する高分子電解質膜１１の両面に、白金系の
金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とする触媒反
応層１２を接合する。さらに触媒反応層１２の外面に
は、ガス通気性と導電性を兼ね備えた一対の拡散層１３
を密着させて配置する。このように、高分子電解質膜１
１、触媒反応層１２および拡散層１３でＭＥＡ１４を構
成している。

【０００３】ＭＥＡ１４の外側には、複数のＭＥＡを電
気的に直列接続するための導電性セパレータ１５を配置
する。セパレータ１５とＭＥＡ１４とが接触する部分に
は、電極に反応ガスを供給し、かつ発生したガスや余剰
のガスを運び去るためのガス流路１５ａを形成する。ガ
ス流路１５ａは、セパレータ板と別に設けることもでき
るが、セパレータ板の表面に溝を設けてガス流路１５ａ
とする方式が一般的である。ここで用いるセパレータ板
としては、例えばグラッシーカーボンを高圧高温で焼結
した板を切削加工して得られる板を通常使用する。セパ
レータ１５の他方の面には、電池の温度を一定に保つた
めの冷却水を循環させる冷却流路を設ける。このように
冷却水を循環させることにより、反応により発生した熱
エネルギーは、温水などの形で利用することができるの
である。水素や空気が電池外へリークしたり、互いに混
合しないように、また、冷却水が電池外へリークしない
ように、ＭＥＡの周囲には高分子電解質膜を挟んで封止
材やＯリングを配置する。また、樹脂や金属板からな
り、ＭＥＡと同程度の厚さを有するガスケットをＭＥＡ
の周りに配し、ガスケットとセパレータとの隙間をグリ
ースや接着剤で封止することもできる。

【０００４】多くの燃料電池は、出力電圧を高くするた
め、単電池を数多く重ねた積層構造を採る。燃料電池の
運転時には、電力とともに発生する熱を電池外に排出す
るために、単電池１〜２セル毎に冷却板を配置する。冷
却板は薄い金属板の内部に、冷却水などの熱媒体を貫流
する構造が一般的である。また、単電池を構成するセパ
レータの背面、すなわち冷却水を流す面に流路を形成
し、セパレータ自体を冷却板として機能させる方法もあ
る。その際、冷却水などの熱媒体を封止するためにＯリ
ングやガスケットも必要となるが、この場合は、Ｏリン
グを完全につぶすなどして冷却板の上下間で充分な導電
性を確保する必要がある。このような積層電池では、各
単電池へのガス供給孔やガス排出孔、さらには冷却水の
供給排出孔を、積層電池内部に確保したいわゆる内部マ
ニホルド型が一般的である。しかし、内部マニホルド型
では、改質ガスを用いて電池運転する場合、各電池の燃
料ガス流路の下流域でＣＯ濃度が上昇する結果、電極被
毒によって温度が低下し、その温度の低下が電極被毒を
一層促進させることになる。このような電池性能の低下
現象を緩和するため、マニホルドから各単電池へのガス
の供給排出部の間口をできるだけ広く取れる構造として
外部マニホルド型も見直されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、内部マニホ
ルド型および外部マニホルド型のいずれにしても、セパ
レータ板の材料としてガス気密性で緻密なカーボン板や
グラッシーカーボンを用いた場合、切削加工によりガス
流路を設けなければならない。このような材料の加工方
法は、量産化および低コスト化を妨げる傾向にあるとい
う問題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電解質と、前
記電解質を挟んで配した触媒反応層を有する一対の電極
と、前記電極の一方に燃料ガスを、前記電極の他方に酸
化剤ガスを分配供給する手段を有するセパレータとを具
備する単電池を積層した燃料電池であって、前記セパレ
ータが、ガス気密性の第１の導電性プレートと、一方の
端部から他方の端部まで蛇行して連続するスリットを少
なくとも１つ有する第２の導電性プレートとの積層体で
あり、第２の導電性プレートが前記スリットの端部で形
成される耳部を有し、前記耳部の寸法が、隣接する導電
性プレートごとに異なることを特徴とする固体高分子電
解質型燃料電池に関する。本発明の燃料電池において
は、最外層に位置する導電性プレートが、前記最外層に
位置する導電性プレート以外の少なくとも１枚の導電性
プレートに、接着剤により固定されているのが有効であ
る。さらに、前記接着剤が導電性接着剤であるのが有効
である。さらに、最外層に位置する導電性プレートが、
前記最外層に位置する導電性プレート以外の少なくとも
１枚の導電性プレートに、溶接により固定されているの
も有効である。

【０００７】

【発明の実施の形態】前述のような問題点を解決すべ
く、電解質と、前記電解質を挟んで配した触媒反応層を
有する一対の電極と、前記電極の一方に燃料ガスを、前
記電極の他方に酸化剤ガスを分配供給する手段を有する
セパレータとを具備する単電池を積層した燃料電池にお
いて、前記セパレータを、ガス気密性の第１の導電性プ
レートと、一方の端部から他方の端部まで蛇行して連続
するスリットを少なくとも１つ有する第２の導電性プレ
ートとの積層体とし、第２の導電性プレートに前記スリ
ットの端部で形成される耳部を設け、前記耳部の寸法
を、隣接する導電性プレートごとに異なるようにする。
本発明の特徴は、前記セパレータが、ガス気密性の第１
の導電性プレートと、一方の端部から他方の端部まで蛇
行して連続するスリットを少なくとも１つ有する第２の
導電性プレートとの積層体である点にある。すなわち、
本発明のセパレータは、主として２種類の導電性プレー
トからなる。一方はガス気密性を有する平らな第１の導
電性プレートであり、他方は一方の端部から他方の端部
まで曲がりくねりながら連続するスリットを有する第２
の導電性プレートである。

【０００８】これらの導電性プレートは、例えばステン
レス鋼などの金属、グラッシーカーボンなどで構成す
る。特に第１の導電性プレートは、孔および溝などをも
たない平板状であり、ガス気密性を有している。ここ
で、１つの単電池を構成する場合は、少なくとも１枚の
第１の導電性プレートと少なくとも１枚の第２の導電性
プレートを重ね合わせたものを、前記ＭＥＡの両側から
挟んで配する必要がある。そして、単電池を積層する場
合、隣り合うＭＥＡの間には、１枚の第１の導電性プレ
ートと、第１の導電性プレートを挟む２枚の第２の導電
性プレートとの積層体を配する。また、単電池を積層し
た燃料電池の両最外層には、第１の導電性プレートと第
２の導電性プレートからなる積層体が位置する。

【０００９】以下に、本発明の特徴である第２の導電性
プレートについて説明する。図３および図４を用いて、
内部マニホルド型燃料電池に供することのできる第２の
導電性プレートを説明する。図３は、一方の端部から他
方の端部まで蛇行して連続するスリットを少なくとも１
つ有する第２の導電性プレートの概略斜視図である。図
３に示す第２の導電性プレートは、本発明の燃料電池の
セパレータにおいて、ガスを流通させる役割を果たす。
図３に示すように、第２の導電性プレートは、その長さ
方向において、一方の端部から他方の端部まで蛇行して
連続するスリット３１を有している。このスリット３１
が、燃料ガスまたは酸化剤ガスの流路を構成する。な
お、図３に示す第２の導電性プレートは、２つのスリッ
トを有している。ここで示す第２の導電性プレートは、
内部マニホルド型燃料電池に適用するためのものであ
る。第２の導電性プレートの内部にガス用マニホルド孔
３２および冷却水用マニホルド孔３３が設けられてい
る。そして、スリット３１の端部が第２の導電性プレー
トの角部に位置して、もう一方のガス用マニホルド孔３
４を構成し、外部には解放されていない。外部マニホル
ド型燃料電池に適用する場合には、例えばこれらのマニ
ホルド孔３２および３３を設けず、かつスリット３１を
第２の導電性プレートの外部に解放すればよい。また、
図３においては、スリット３１の屈曲部３５が２つ設け
られているが、必要に応じて屈曲部の数を適宜変更する
ことができる。

【００１０】つぎに、図４に、セパレータにおいて冷却
水を流通させる役割を果たす第２の導電性プレートの実
施の形態を示す。図４に示す第２の導電性プレート４０
では、一方の端部から他方の端部まで蛇行して連続する
スリットの端部４１が、第２の導電性プレートの端部の
ほぼ中央に位置している。また、ガス用マニホルド孔４
２および冷却水用マニホルド孔４３が設けられている。
そして、図４においては、冷却機能を向上させるために
スリットの屈曲部４４を６つ設けられているが、必要に
応じて屈曲部の数を適宜変更することができる。つぎ
に、図６および図７を用いて、例えば図５に示すような
外部マニホルド型燃料電池に供することのできる第２の
導電性プレートについて説明する。図６に示す第２の導
電性プレートは、一方の端部から他方の端部まで蛇行し
て連続するスリットを有するものであり、図３および図
４に示す第２の導電性セパレータとは異なり、その内部
にガスまたは冷却水を供給するためのマニホルド孔を有
しない。特に図６に示す第２の導電性セパレータ６１
は、スリット６３が第２の導電性プレートの外部に解放
されており、２つの部材から構成されている。すなわ
ち、櫛歯状に打ち抜いた２つのプレート６２ａおよび６
２ｂを組み合わせて、スリット６０を形成している。

【００１１】これに対し、図７に示す第２の導電性プレ
ートは、図６に示す第２の導電性プレートの有する問題
点を解消したものである。すなわち、スリット７０の端
部が、第２の導電性プレートの外側において耳部７１を
形成し、外部に解放されていない。これにより、第２の
導電性プレートそのものが二分割されることなく、その
取り扱いも容易になる。なお、外部マニホルド型燃料電
池を製造する場合は、前記積層された燃料電池の側面
に、各単電池にガスを供給および排出をする外部マニホ
ルドを具備するのが好ましい。特に図７に示す導電性プ
レートＢを用いる場合は、前記スリットの耳部７１を、
外部マニホルドの内部に位置させるのが好ましい。これ
により、コンパクトな燃料電池を得ることができる。ま
た、本発明のセパレータを構成する第２の導電性プレー
トは、前述した金属板に打ち抜き加工を施すことによっ
て得ることができる。また、第２の導電性プレートを積
層して構成したセパレータの側面および／または積層面
は、ガス気密性材料で封止するのが好ましい。

【００１２】さらに、本発明の特徴は、第１の導電性プ
レートと第２の導電性プレートとを問わず、最外層に位
置する導電性プレートが、前記最外層に位置する導電性
プレート以外の少なくとも１枚の導電性プレートに、接
着剤により固定されている点にある。なお、通常は、前
記２枚の導電性プレートでガスなどの流路が形成される
ため、最外層には第１の導電性プレートが存在する。前
記接着剤が導電性接着剤であるのが有効である。また、
最外層に位置する導電性プレートが、前記最外層に位置
する導電性プレート以外の少なくとも１枚の導電性プレ
ートに、溶接により固定されているのも有効である。以
下、本発明の好ましい実施例を、図面を参照しながら詳
細に説明する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。《実施例１》粒径が数ミクロン以下のカーボン粉末を塩
化白金酸水溶液に浸漬し、還元処理によってカーボン粉
末表面に白金触媒を担持させた。このときのカーボンと
担持した白金の重量比は１：１とした。ついで、この白
金を担持したカーボン粉末を高分子電解質のアルコール
溶液中に分散させ、スラリーを調製した。一方、厚さ４
００μｍのカーボンペーパーをフッ素樹脂の水性ディス
パージョン（ダイキン工業（株）製の「ネオフロンＮＤ
−１」）に含浸して乾燥後、４００℃で３０分間、熱処
理してこのカーボン粉末に撥水性を付与した。

【００１４】つぎに、図１に示したように、上記の撥水
処理を施したカーボンペーパーの片面に、得られた上記
のスラリーを均一に塗布して、厚さ２０μｍの触媒反応
層１２を形成し、電極とした。触媒反応層を備えた一対
のカーボンペーパーを、触媒反応層を備えた面を内側に
向けて向かい合わせ、厚さ２５μｍの高分子電解質膜１
１を挟んで重ね合わせた後、これを乾燥してＭＥＡ１４
を得た。ここで用いた高分子電解質は、パーフルオロカ
ーボンスルホン酸の重合体よりなるプロトン伝導性高分
子電解質を用いた。このＭＥＡ１４を、その両面から第
２の導電性プレート１５とその外側を第１の導電性プレ
ート１６を接着剤１７で固定したセパレータで挟み込ん
で、単電池を組み立てた。接着剤としては、カーボン系
の導電性接着剤を用いた。第２の導電性プレート１５
は、図３に示したように、厚さが１ｍｍのＳＵＳ３１６
製で、その表面にレーザ加工により幅２ｍｍのガス流路
（スリット）３１を形成した。また、その周辺部にはガ
スのマニホルド孔３２と冷却水のマニホルド孔３３を配
置した。また、ＭＥＡ１４をセパレータで挟み込む際、
電極の周りにはセパレータと同じ外寸のポリエチレンテ
レフタラート製シートの両面にエチレン−プロピレン−
ジエン三元共重合体配合物のシートを張り付けたガスケ
ットを配した。また、ガス流路の端部３４は、マニホル
ドにつながるようになっている。このような単電池を２
セル積層した後、図４に示したような冷却水を流す冷却
流路４１を有する冷却水用プレート４０を積層し、電池
構成単位を得た。

【００１５】以上のように作製した電池構成単位を５０
個積層し、両端部に金属製の集電板と電気絶縁材料でで
きた絶縁板、さらに端板を順に重ね合わせ、そして、こ
れらを貫通させたボルトとナットにより、両端板を締結
して積層電池を作製した。この積層電池に、水素と空気
を通じ、冷却水を循環させて電池試験を行った。水素利
用率７０％、酸素利用率２０％、水素加湿バブラー温度
８５℃、酸素加湿バブラー温度７５℃、電池温度７５℃
の条件での電池出力は、１０５０Ｗ（３０Ａ−３５Ｖ）
であった。以上のように本実施例では、隣り合う前記単
位電池を仕切るセパレータを、第１の導電性プレート
と、流体流動用の溝を有する第２の導電性プレートとを
固定し積層する構成とした。このようなセパレータを採
用することで従来のカーボン製セパレータと比較して、
セパレータの薄型化とコスト削減を図ることが出来た。
さらに、セパレータ１５と１６を接着剤で固定すること
により、燃料電池を組み立てる工程も効率的である。

【００１６】《実施例２》本実施例では、実施例１で作
製したものと同じ電池構成単位を用い、これを５０個積
層した後、その積層電池の側面をガス気密性材料でガス
シールした。シール方法は、フェノール樹脂をガスシー
ル材として用い、この溶液を積層電池の側面に塗布乾燥
させることによって積層電池の側面を被覆した。実施例
１と同一条件で、モジュールの電池試験を行った結果、
１０３５Ｗ（３０Ａ−３４．５Ｖ）を得た。ただし、本
実施例では、導電性プレート１５および１６の固定にエ
ポキシ系接着剤を使用した。導電性接着剤を用いた場合
と比較すれば、抵抗損は増加した。しかし、接着剤の使
用量が非常に少量のために、実質的にはほとんど問題の
ない程度の抵抗損であった。つぎに、この電池のリーク
試験を行った。冷却水出口を塞ぎ冷却水入口から水圧を
負荷したところ、１ｋｇｆ／ｃｍ²の水圧でも水漏れは
みられず、シール性を維持できることがわかった。本実
施例で示したように、積層した電池を外部からシールす
ることが、電池のシール性にきわめて有効であった。ま
た、上述の実施例１を通じて実施した積層電池の製造
法、すなわち電池構成部材を所定の順に積層し、端板等
で固定した後、側面にシール材を配するという方法は、
電池構成部材を積み重ねながら、逐次側面にシール材を
配する方法に比べて飛躍的に工数を削減することができ
た。

【００１７】《実施例３》本実施例では、図２において
平板状の第１の導電性プレート１６にカーボン板を用い
た以外は実施例１で作製したものと同じ電池構成単位を
用いた。これを５０個積層した後、その積層電池の側面
をガス気密性材料でガスシールした。シール方法は、フ
ェノール樹脂をガスシール材として用い、この溶液を積
層電池の側面に塗布乾燥させることによって積層電池の
側面を被覆した。実施例１と同一条件で、モジュールの
電池試験を行った結果、１０８０Ｗ（３０Ａ−３６Ｖ）
を得た。つぎに、この電池のリーク試験を行った。冷却
水出口を塞ぎ冷却水入口から水圧を負荷したところ、１
ｋｇｆ／ｃｍ²の水圧でも水漏れはみられず、シ−ル性
を維持できることがわかった。本実施例で示したよう
に、積層した電池を外部からシールすることが、電池の
シール性にきわめて有効であった。また、上述の実施例
１を通じて実施した積層電池の製造法、すなわち電池構
成部材を所定の順に積層し、端板等で固定した後、側面
にシール材を配するという方法は、電池構成部材を積み
重ねながら、逐次側面にシール材を配する方法に比べて
飛躍的に工数を削減することができた。以上のように本
実施例では、隣り合う前記単位電池を仕切るセパレータ
を、カーボン製の平板状の第１の導電性プレートと、流
体流動用の溝を有する第２の導電性プレートとを固定し
積層する構成とした。このようなセパレータを採用する
ことで従来のカーボン板の切削工程を省くことにより、
コスト削減を図ることができた。

【００１８】《実施例４》本実施例では、実施例１で作
製したものと同様の電池構成単位を用い、図５に示した
外部マニホルド型の燃料電池を組み立てた。まず実施例
１で作製した電池構成単位は、内部マニホルドの構成を
とっていたため、この電池のマニホルドの部分を切削加
工により切り落とし、ガスおよび水の給排出口が電池側
面から見えるようにした。つぎに、フェノール樹脂をガ
スシール材として用い、この溶液を積層電池の側面に塗
布乾燥させることによって積層電池の側面を被覆し、シ
ール部を形成した。この時、ガスの供給排出口、冷却水
の供給排出口が、シール材により閉塞されないようにし
た。また、外部マニホルドのシール面と接する部分は、
できるだけ平滑な面が得られるよう注意してフェノール
樹脂を塗布した。つぎに、図５に示したように、ステン
レス鋼製の外部マニホルド５１を積層電池８の側面に露
出する空気の供給口の列を覆うように設けた。同様にし
て、空気の排出口、水素の供給口とその排出口、冷却水
の供給口とその排出口の列をそれぞれ覆うようにマニホ
ルドを設けた。これらの外部マニホルドの固定は端板部
ビスで行った。また、外部マニホルドと電池の側表面を
覆うシール材との間のシールは、独立気泡を有するのエ
チレン−プロピレン−ジエン三元共重合体配合物製のシ
−トを所定の外部マニホルドシール面の形にカットして
ガスケットとした。

【００１９】この電池を実施例１と同一条件で、モジュ
ールの電池試験を行った結果、１０８０Ｗ（３０Ａ−３
６Ｖ）を得た。外部マニホルドのシール部からのガスリ
ークも測定したが、リークは検出できず、良好なシ−ル
性が得られることが分かった。以上のように、本実施例
で示した高分子電解質型燃料電池の側面全域にシール材
を配する方法を採ることで、従来、溶融炭酸塩型などの
燃料電池で用いられた外部マニホルド方式が、容易に実
現できる。また、本実施例で示した構成をとると、マニ
ホルド部と電池積層部とを別々に製造することができ
る。これにより、例えば燃料電池の用途、出力規模によ
らず同一形状のセパレータ、電極・電解質体からなる電
池積層部を大量に規格生産し、マニホルド部は用途、出
力規模に応じて製造することを可能とし、コストの削減
を図ることが出来る。

【００２０】《実施例５》本実施例では、ガス流路およ
び冷却水流路を有するセパレータとして図６に示したセ
パレータを用い、これを実施例３で作製した電池構成単
位に適応し、外部マニホルド型の高分子型燃料電池を組
み立てた。この電池を、導電性プレート１５および１６
の固定を溶接で実施した以外は実施例１と同一条件で組
み立てた。モジュールの電池試験を行った結果、１０９
５Ｗ（３０Ａ−３６．５Ｖ）を得た。本実施例では、セ
パレータに形成したスリットを、導電性プレートの厚み
方向に貫通したことにより、コスト削減が図れた。ま
た、導電性プレート１５を１６に固定することにより、
燃料電池組立の効率が向上した。

【００２１】《実施例６》実施例５で用いたものと同様
の電池構成単位を用いて、ガス流路および冷却水流路を
有する第２の導電性プレートを、図７に示す第２の導電
性プレートに置き換えて、外部マニホルド型の高分子型
燃料電池を組み立てた。この電池を実施例１と同一条件
で、モジュールの電池試験を行った結果、１０８０Ｗ
（３０Ａ−３６Ｖ）を得た。なお、本実施例においては
第２の導電性プレートの溝は、エッチング加工により形
成した。実施例５で用いた第２の導電性プレートは１枚
のプレートが二分割されていたため、組立性が悪かった
のだが、本実施例によるセパレータでは分割されていな
いため、組立性が向上した。また、この第２の導電性プ
レートは溝がプレート端部より、外側まで伸びているが
問題なく外部マニホルドを取り付けることが可能であっ
た。さらに、このプレートをプレス加工で作成して同様
の試験を試みたが同じ結果を得た。

【００２２】《実施例７》実施例５で用いたものと同様
の電池構成単位を用いて、ガス流路および冷却水流路を
有する第２の導電性プレートを、図７に示すものに置き
換えて、外部マニホルド型の高分子型燃料電池を組み立
てた。この電池を実施例１と同一条件で、モジュールの
電池試験を行った結果、１１１０Ｗ（３０Ａ−３７Ｖ）
を得た。なお、本実施例においては、セパレータの溝
は、エッチング加工により形成した。本実施例では、実
施例６と同様に第２の導電性プレートは溝がプレート端
部より、外側まで伸びているが問題なく外部マニホルド
を取り付けることが可能であった。しかも、プレート端
部より外側まで伸びているプレートの溝部分（耳部）７
１の長さを、第２の導電性プレートの位置により変化さ
せた。ここで、図８に、図５のＸ−Ｙ線部分概略断面図
を示す。図８に示すように、ガス入り口の３〜５セル程
度までは、第２の導電性プレート端部より外側まで伸び
ている耳部７１は、ガス導入口８１のほぼ中点まで伸び
ている。しかし、ガス入り口からの距離が大きくなると
ともに、外側に伸びている耳部７１の長さを短くした。
この結果、導入ガスの分配性が向上し、セル間の出力電
圧のバラツキが実施例６と比較して、５〜３０％程度向
上した。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、組立工程の簡略化が図
れる。また、外部マニホルドと積層電池の側面とのガス
シ−ル性が向上した燃料電池を提供できる。この技術は
特に固体高分子型電解質を用いた燃料電池の構成に有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高分子電解質型燃料電池におけるＭＥ
Ａ部分の概略断面図である。

【図２】従来の高分子電解質型燃料電池におけるＭＥＡ
部分の概略断面図である。

【図３】本発明のセパレータを構成する、一方の端部か
ら他方の端部まで蛇行して連続するスリットを少なくと
も１つ有する導電性プレートの概略斜視図である。

【図４】本発明のセパレータを構成するスリットを有す
る、導電性プレートの概略斜視図である。

【図５】実施例において作製した外部マニホルド型燃料
電池の概略斜視図である。

【図６】本発明の外部マニホルド用セパレータを構成す
る、スリットを有する導電性プレートの概略斜視図であ
る。

【図７】本発明の外部マニホルド用セパレータを構成す
る、スリットを有する別の導電性プレートの概略斜視図
である。

【図８】図５におけるＸ−Ｙ線部分概略断面図である。

【符号の説明】

１１、２４高分子電解質膜１２、２２触媒反応層１３、２１拡散層１４、２５ＭＥＡ１５第２の導電性プレート１６第１の導電性プレート１７接着剤３０、４０第２の導電性プレート３１、６３、７０スリット３２ガス用マニホルド３３冷却水用マニホルド７１耳部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新倉順二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小原英夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者西田和史大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者神原輝壽大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者松本敏宏大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC08 CX07 HH03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解質と、前記電解質を挟んで配した触
媒反応層を有する一対の電極と、前記電極の一方に燃料
ガスを、前記電極の他方に酸化剤ガスを分配供給する手
段を有するセパレータとを具備する単電池を積層した燃
料電池であって、前記セパレータが、ガス気密性の第１の導電性プレート
と、一方の端部から他方の端部まで蛇行して連続するス
リットを少なくとも１つ有する第２の導電性プレートと
の積層体であり、第２の導電性プレートが前記スリットの端部で形成され
る耳部を有し、前記耳部の寸法が、隣接する導電性プレートごとに異な
ることを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。
【請求項２】最外層に位置する導電性プレートが、前
記最外層に位置する導電性プレート以外の少なくとも１
枚の導電性プレートに、接着剤により固定されているこ
とを特徴とする請求項１記載の固体高分子電解質型燃料
電池。
【請求項３】前記接着剤が導電性接着剤であることを
を特徴とする請求項２記載の固体高分子電解質型燃料電
池。
【請求項４】最外層に位置する導電性プレートが、前
記最外層に位置する導電性プレート以外の少なくとも１
枚の導電性プレートに、溶接により固定されていること
を特徴とする請求項１記載の固体高分子電解質型燃料電
池。