JP2001126750A

JP2001126750A - 高分子電解質型燃料電池およびその締結方法

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Publication number: JP2001126750A
Application number: JP30764499A
Authority: JP
Inventors: Hideo Obara; 英夫小原; Junji Niikura; 順二新倉; Kazuhito Hado; 一仁羽藤; Tatsuto Yamazaki; 達人山崎; Yasushi Sugawara; 靖菅原; Toshihiro Matsumoto; 敏宏松本; Satoru Fujii; 覚藤井; Kazufumi Nishida; 和史西田; Masao Yamamoto; 雅夫山本; Teruhisa Kanbara; 輝壽神原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-28
Also published as: JP4680338B2

Abstract

(57)【要約】【課題】積層電池の締め付け機構は比較的大きな締め
付け力を恒常的に加える必要があり、端板や締め付けロ
ッドなどの締め付け機構が長大になり、小型軽量化に向
けた課題となっている。さらに、複数の締め付けロッド
締結時に締め付け力を管理しなければならず、組み付け
工程の増加によるコスト上昇、発生させる面圧のばらつ
きおよび電池性能のばらつき等の原因となっていた。ま
た、構成部材のクリープによる面圧低下も面圧ばらつき
の一因となっていた。【解決手段】線状部材と線状部材の固定部材とバネ機
構とにより積層電池を締結することで、小型軽量かつ簡
易な組立工程により積層電池が構成でき、さらに積層電
池内の面圧分布ばらつきを低減する。

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、家庭内コージェネレーションシステ
ムなどに使用される燃料電池、特に高分子電解質型燃料
電池、およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子電解質型燃料電池は、水素などの
燃料ガスと空気などの酸化剤ガスをガス拡散電極によっ
て電気化学的に反応させるもので、電気と熱を同時に発
生させるものである。この種類の高分子電解質型燃料電
池の概略部分断面図を図４に示す。水素イオンを選択的
に輸送する高分子電解質膜３の両面には、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
（以下、単に「触媒層」ともいう。）２が密着して配さ
れている。さらに触媒反応層２の外面には、ガス通気性
と導電性を兼ね備えた一対のガス拡散層１が密着して配
されている。この拡散層１と触媒反応層２により電極２
３が構成される。

【０００３】電極２３の外側には、電極２３と電解質膜
３とからなる電極電解質膜接合体（以下、「ＭＥＡ」と
いう。）２２を機械的に固定するとともに、隣接するＭ
ＥＡ２２同士を互いに電気的に直列に接続するための板
状の導電性セパレータ４が配されている。セパレータ４
の電極２３と接触する部分には、電極に反応ガスを供給
し、かつ反応により発生したガスや余剰のガスを運び去
るためのガス流路５が形成されている。ガス流路５は、
セパレータと別に設けることもできるが、セパレータの
表面に溝を設けてガス流路とする方式が一般的である。
２セル毎に配されるセパレータ４の他方の面には、電池
温度を一定に保つための冷却水を循環させる冷却水流路
２４が設けられている。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
などの形で利用される。水素や空気が電池外へリークし
たり互いに混合したりしないように、さらには冷却水が
電池外へリークしないように、電極２３の周囲には高分
子電解質膜３を挟んでシール材１７やＯリング１８が配
される。

【０００４】また、別のシール方法を図５に示す。図５
は、別の従来の高分子電解質型燃料電池の概略部分断面
図である。図５に示すように、電極と同程度の厚さを有
し、樹脂や金属板からなるガスケット１９を電極の周り
に配して、ガスケット１９とセパレータ４との隙間をグ
リースや接着剤でシール（図示せず。）した構造もあ
る。さらに、近年では、高分子電解質膜３と同じ大きさ
の電極２３を用いたＭＥＡ２２を用い、図６に示すよう
に、ガスシールが必要な部分に、あらかじめシール効果
を有する樹脂２１をしみこませて固化させたものを用い
ることによって、セパレータ４との間のガスシール性を
確保する方法も考案されている。図６は、また別の従来
の高分子電解質型燃料電池の概略部分断面図である。

【０００５】多くの燃料電池は、単電池を数多く重ねた
積層構造を採っている。燃料電池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、積層電池では
単電池１〜２セル毎に冷却板が配されている。冷却板と
しては薄い金属板の内部に冷却水などの熱媒体が貫流す
るような構造が一般的である。また、図４〜６に示すよ
うに、単電池を構成するセパレータ４の背面、すなわち
冷却水を流したい面に流路を形成し、セパレータ４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
などの熱媒体をシールするためにＯリングやガスケット
も必要となるが、このシール方法では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。

【０００６】このような積層電池では、マニホルドと呼
ばれる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。内部マニホルドを
採用する高分子電解質型燃料電池の単電池積層体の概略
斜視図を図７に示す。図４に示す燃料電池と同様に、拡
散層１、触媒反応層２、高分子電解質膜３およびセパレ
ータ４が積層され、ガス流路５が形成されている。そし
て、電池にガスを供給または排気するマニホルド８、電
池を冷却するための水を電池に供給する、またはこれを
排出するマニホルド８’が形成されている。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。

【０００７】内部マニホルド型の燃料電池の場合、電池
全体に恒常的な締め付け圧を加えているため、一般的に
ガスシールに対する信頼性は高い。一方、外部マニホル
ド型の燃料電池の場合、マニホルドのフランジ面に接す
る積層電池の側面が、ＭＥＡやセパレータなどの薄板の
積層体であるため、平滑なシール面が得難く、一般的
に、内部マニホルド方式に対してガスシールに対する信
頼性が低い。しかし、内部マニホルド方式の場合、電池
の積層数や電力出力が大きくなってくると、この内部マ
ニホルド孔を通って大量の流体を供給排出しなければな
らず、マニホルド部での圧損が大きくなる。したがっ
て、積層数の小さい燃料電池では、電池全体のコンパク
ト性を考慮して、孔径の小さいマニホルド孔にし、逆に
積層数の大きい燃料電池では圧損を抑えるために孔径の
大きなマニホルド孔にする必要がある。そのため、内部
マニホルド方式では、セパレータやＭＥＡの設計におい
て、常に積層数を考慮しなければならないという問題が
あった。

【０００８】いずれにしても、冷却部を含む多数の単電
池を一方向に積み重ね、その両端に２つのエンドプレー
トを配し、その２つのエンドプレートの間を締結ロッド
によって固定することが必要である。締め付け方式とし
ては単電池を面内でできるだけ均一に締め付けることが
望ましく、機械的強度の観点からエンドプレートや締結
ロッドには通常ステンレス鋼などの金属材料が用いられ
る。これらのエンドプレートや締結ロッドと積層電池と
は、絶縁板などによって電気的に絶縁され、電流がエン
ドプレートを通して外部に漏れ出ることのない構造とな
っている。締結ロッドについても、セパレータ板に形成
された貫通孔の中を通したり、積層電池全体をエンドプ
レート越しに金属のベルトで締め上げたりした改良され
た方式も提案されている。さらに、図４〜６に示すいず
れのシール方法でも、シール性を維持するためや、電極
とセパレータ間の接触抵抗を小さく保つためには、恒常
的な締め付け圧が必要で、締結ロッドとエンドプレート
の間にスクリューバネや皿バネを挿入するなどの構成を
採っている。また、この締め付け圧力によって、セパレ
ータ、電極、電解質膜などの電池を構成する部材間の電
気的接触を確保している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
燃料電池では、水素ガスや空気などのガスをシールする
ため、電極の周囲にシール材やＯリングを配置する必要
がある。そのため、シール材やシール部を上下のセパレ
ータ板で挟みつけることによってシール効果を維持して
いく構造がとられ、比較的大きな締め付け力を恒常的に
加える必要がある。しかし、エンドプレートや締め付け
ロッドなどの締め付け機構が長大になりがちで、重量が
大きくなって燃料電池全体の軽量化を妨げるという問題
がある。さらに、複数の締め付けロッド締結時に締め付
け力を管理しなければならず、組み付け工程の増加によ
ってコストが上昇し、積層された電池に対する面圧のば
らつきによって電池性能がばらつく原因となっていた。
また、長期間シール部や電極部に圧力がかかるため、構
成部材が歪みを起こし、その結果シール部や電極に必要
な面圧が低下するため、歪み量を吸収する機構が締め付
け機構に必要とされ、締め付けロッド端部にバネを設置
し締結する構成がとられている。このため小型化の障害
となっていた。本発明は、上記のような問題点に鑑み、
小型で簡易な構成の積層電池の締め付け機構を備えた高
分子電解質型燃料電池を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、高分子電解質
膜および前記高分子電解質膜を挟んだ触媒反応層を有す
る一対の電極からなる単電池を、前記電極の一方に燃料
ガスを供給分配する手段と前記電極の他方に酸化剤ガス
を供給分配する手段とを具備する導電性セパレータを介
して複数個積層した積層体からなる高分子電解質型燃料
電池であって、前記積層体の一方の端部に第１のエンド
プレート、他方の端部に第２のエンドプレートを配置
し、前記積層体、第１のエンドプレートおよび第２のエ
ンドプレートからなる組立体に巻回された線状部材によ
り、前記積層体が締結されてなることを特徴とする高分
子電解質型燃料電池に関する。さらに、本発明は、高分
子電解質膜および前記高分子電解質膜を挟んだ触媒反応
層を有する一対の電極からなる単電池を、前記電極の一
方に燃料ガスを供給分配する手段と前記電極の他方に酸
化剤ガスを供給分配する手段とを具備する導電性セパレ
ータを介して複数個積層した積層体からなる高分子電解
質型燃料電池であって、前記積層体の一方の端部に第１
のエンドプレート、他方の端部に第２のエンドプレート
を配置し、第１のエンドプレートおよび第２のエンドプ
レートの少なくとも一方に、前記積層体を積層方向に圧
縮する弾性部材ならびに前記弾性部材を積層方向に押し
つける補助プレートを配置し、前記積層体、第１のエン
ドプレート、第２のエンドプレート、前記弾性部材およ
び前記補助プレートからなる組立体に巻回された線状部
材により、前記積層体が締結されてなることを特徴とす
る高分子電解質型燃料電池にも関する。前記燃料電池に
おいては、前記線状部材の端部を弾性部材を介して固定
するのが有効である。また、前記補助プレートが弾性を
有する金属板からなり、前記弾性部材を兼ねるのが有効
である。さらに、前記積層体を複数の線状部材により締
結することも有効である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴は積層体の締
め付け機構に線状部材を用いることであり、これによ
り、小型で簡易な構成の締結機構を実現し、かつ線状部
材による締め付けによって組み立て工程の簡略化と積層
された電池面内の面圧ばらつきを低減させることを可能
とした。すなわち、本発明の高分子電解質型燃料電池に
おいては、導電性セパレータを介して複数個の単電池を
積層した積層体を、線状部材により巻回することによっ
て締結することを最大の特徴とする。これにより、燃料
電池を構成する積層体において、エンドプレートなどの
端部に位置する部材同士を拘束し、両者が離間するのを
制限することができる。したがって、例えば、前記積層
体の一方の端部に第１のエンドプレート、他方の端部に
第２のエンドプレートを配する場合、前記積層体、第１
のエンドプレートおよび第２のエンドプレートからなる
組立体に線状部材を巻回し、線状部材の端部はいずれか
のエンドプレートに固定すればよい。前記線状部材を構
成する材料としては、例えばピアノ線、硬鋼線、ＰＣ
線、ＰＣ硬鋼線などの金属線があげられる。これらのな
かでも、引張り強さが１０００Ｎ／ｍｍ²以上のものが
好ましい。また、線状部材の一方の端部は、巻回された
線状部材の張力を調節できる機能を有する固定部材で固
定するのが好ましい。例えば、線状部材の端部をコイル
バネ、帯状ゴムなどの弾性部材と直列に接続し、弾性部
材を固定部材に固定すればよい。固定部材としては、例
えば金属板からなる基板上において、締付け部材となる
金属板で線状部材または弾性部材を挟み、ネジで固定す
ればよい。

【００１２】また、本発明に係る燃料電池においては、
第１のエンドプレートおよび第２のエンドプレートの少
なくとも一方に、前記積層体を積層方向に圧縮する弾性
部材ならびに前記弾性部材を積層方向に押しつける補助
プレートを配するのが有効である。このような構造を採
用すると、積層体の面に対して均一に圧力をかけながら
石積層体を締結することができる。また、線状部材を積
層体の周囲に巻回するため、積層体中のセパレータの内
側から締結力を印加することができる。したがって、セ
パレータの外側にロッドを設けて締結する方式に比べ、
エンドプレートの変形を抑制することができる。特に、
前記補助プレートとしては、例えば板バネなどの弾性を
有する金属板を用いるのが有効である。さらに、本発明
においては、前記積層体に複数の線状部材を巻回しても
よい。この場合、積層体に対する締結力が面に対してよ
り均一に印加されるという硬化を奏する。以下に、図面
を参照しながら本発明をより具体的に説明する。

【００１３】《実施の形態１》本実施の形態おける燃料
電池を図１〜３を用いて説明する。特に、締め付け機構
は図１に示されている。図１において、単電池の積層体
３０の上下にはエンドプレート３１および３２が配され
ている。出力端子（図示せず。）を有する単電池の積層
体３０とエンドプレート３１および３２とは、特に図示
していないが、絶縁手段によって電気的に絶縁されてい
るものとした。エンドプレート３１、積層体３０および
エンドプレート３２は、線状部材３９により締め付けら
れている。すなわち、積層体３０を囲繞する形に巻回し
た線状部材３９、前記線状部材３９の端部を固定した固
定部材３３、固定部材３３に設けたネジ穴に螺合させた
ネジ３５からなる締付け部材３５’により、電池積層体
３０およびエンドプレート３１および３２が締め付けら
れている。線状部材３９を積層体３０、エンドプレート
３１および３２を囲繞するように巻回し、線状部材３９
にしかるべき張力を与えた後、固定部材３３およびネジ
３５により線状部材３９を固定する。線状部材３９にし
かるべき張力を与えた後締結することで、エンドプレー
トを介して積層体３０が締め付けられ、シール部や電極
に必要な面圧がかけられる。なお、本発明の燃料電池
は、電極にガスを供給するためのガス供給口、ならびに
冷却水供給口を有する。ガスおよび冷却水の排出口は、
供給口を有する側とは反対側の下面に設けられている。

【００１４】つぎに、この実施の形態を具体化した例を
以下に説明する。まず、ＭＥＡの作製方法について説明
する（図２を参照）。炭素微粉末（米国キャボット社製
のＶＸＣ７２、一次粒子経：３０ｎｍ、比表面積：２５
４ｍ²／ｇ）に、平均粒径約３０Åの白金粒子を２５重
量％担持したものを電極の触媒とした。この触媒粉末を
イソプロパノールに分散させた分散液に、式（１）：（式中、５≦ｘ≦１３．５、ｙ≒１０００、ｍ＝１、ｎ
＝２である。）

【００１５】で示されるパーフルオロカーボンスルホン
酸の粉末をエチルアルコールに分散させた分散液を混合
し、触媒ペーストを得た。一方、電極の多孔性基材、す
なわちガス拡散層を構成するカーボンペーパーを撥水処
理した。厚み３６０μｍのカーボン不織布（東レ（株）
製のＴＧＰ−Ｈ−１２０）を、ポリテトラフルオロエチ
レン含有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ＮＤ１）に含浸した後、これを乾燥し、
４００℃で３０分間加熱することで、撥水性を与えた。
つぎに、炭素微粉末（電気化学工業（株）製のアセチレ
ンブラックＨＳ−１００、一次粒子経：５３ｎｍ、比表
面積：３７ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：２００ｃｃ／１０
０ｇ）を、ポリテトラフルオロエチレン含有の水性ディ
スパージョン（ダイキン工業（株）製のネオフロンＮＤ
１）に分散させ、炭素微粉末とポリテトラフルロエチレ
ンの混合比（重量）を８７：１３としたペーストを得
た。このペーストを上述のように撥水処理をしたカーボ
ン不織布の両面に塗布し、乾燥した後、４００℃で３０
分間加熱することで、炭素微粉末層を形成した。このと
き、炭素微粉末層の一部は、カーボン不織布の中に埋ま
り込んでいた。このようにして作製したカーボン不織布
と炭素微粉末層を合わせてガス拡散層１とした。

【００１６】スクリーン印刷法を用いて、前記炭素微粉
末層の上に前述の触媒ペーストを塗布して触媒層２を形
成した。このようにして作製した触媒層２、炭素微粉末
層およびカーボン不織布を合わせて電極とした。電極中
に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロ
カーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うに調整した。この電極をアノード電極およびカソード
電極の両方に使用した。つぎに、外寸の大きさを前述の
電極より５ｍｍ大きくした水素イオン伝導性高分子電解
質膜（米国デュポン社製のナフィオン１１２）３の両面
に、１対の電極を、触媒層２が電解質膜３に接するよう
にホットプレスで接合し、ＭＥＡを得た。このＭＥＡ２
２を、その両面から気密性を有するカーボン製のセパレ
ータ４で挟み込んで単電池の構成とした。セパレータ４
の厚さは４ｍｍであった。

【００１７】以上の単電池を２セル積層して、電池構成
単位を得た。冷却部のシール用Ｏリングは用いなかっ
た。電池構成単位のセパレータとしては、図２に示すよ
うに、一方の面に冷却水流路２４を配置し、他方の面に
はガス流路６を配置したセパレータ４ａ、一方の面にガ
ス流路５を配置し他方の面にガス流路６を配置したセパ
レータ４ｂ、および一方の面にガス流路５を配置し他方
の面に冷却水流路２４を配置したセパレータ４ｃから構
成されるものを用いた。また、図３に示すように、ガス
の供給口１１および１３と排気口１１’および１３’な
らびに冷却水の供給口１２と排出口１２’は、互いに対
向する辺に設けられている。なお、図３において線状部
材などの詳細は省略した。ガス流路５および６、ならび
に冷却水流路２４は、切削加工によって、セパレータの
表面に形成することができる。本実施例においては、図
２に示すような形状で、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの溝をガ
ス流路５としてセパレータの面に刻んで形成した。

【００１８】このようにして電池構成単位を５０個積層
した積層体の両端部に、金属製の集電板５２と電気絶縁
材料からなる絶縁板５１、エンドプレート３１および３
２を順に配した。さらに、この積層体の上下にエンドプ
レートを配し、図１〜３で説明した実施の形態の締結構
造を設けた。すなわち、線径１ｍｍの金属線を線状部材
３９として用い、エンドプレート３１および３２とを介
して締結力を与える構造とした。線状部材３９には２３
００ｋｇｆの張力を与え、組立時の締結圧力を１３ｋｇ
ｆ／ｃｍ²とした。感圧紙によりセパレータ板の圧力分
布を調べたところ、全面にわたって均一な圧力分布とな
っていることが確認された。本実施の形態によると、従
来のセパレータ外側にロッドを配置して締結力を与える
方法に比べ、セパレータの内側から締結力を印加するこ
とができるため、エンドプレートの変形が激減する。そ
のためエンドプレートの厚みを５ｍｍ以下にすることも
可能である。

【００１９】《実施の形態２》本実施の形態おける燃料
電池を図８、２および３に示す。特に、採用した締め付
け構造は図８に示す。単電池の積層体３０の上下にはエ
ンドプレート３１および３２が配されている。出力端子
（図示せず。）を有する単電池の積層体３０とエンドプ
レート３１および３２とは、特に図示していないが、絶
縁手段によって電気的に絶縁されているものとした。エ
ンドプレート３１、電池積層体３０およびエンドプレー
ト３２は、線状部材３９により締め付けられている。す
なわち、積層体３０を囲繞する形に巻回した線状部材３
９、前記線状部材３９の端部を固定した固定部材３３、
エンドプレート３２の底面に設けた凹部３６と対応させ
て設けた凸部３７にバネ３８を装着した補助プレート３
４、固定部材３３に設けたネジ穴に螺合させたネジ３５
からなる締付け部材３５’により、積層体３０ならびに
エンドプレート３１および３２が締め付けられている。
なお、バネ３８は皿バネであってもよい。線状部材３９
を積層体３０およびエンドプレート３１および３２なら
びに補助プレート３４を囲繞する形に巻回し、線状部材
３９にしかるべき張力を与えた後、固定部材３３および
ネジ３５により線状部材３９を固定する。線状部材３９
にしかるべき張力を与えた後締結することで、エンドプ
レートを介して積層体３０が締め付けられ、シール部や
電極に必要な面圧がかけられる。なお、電極にガスを供
給するためのガス供給口ならびに冷却水供給口に対応す
る排出口は供給口を有する側とは反対側の下面に設けら
れている。

【００２０】つぎに、この実施の形態を具体化した例を
以下に説明する。まず、ＭＥＡの作製方法について説明
する。炭素微粉末（米国キャボット社製のＶＸＣ７２、
一次粒子経：３０ｎｍ、比表面積：２５４ｍ²／ｇ）
に、平均粒径約３０Åの白金粒子を２５重量％担持した
ものを電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノ
ールに分散させた分散液に、式（１）：（式中、５≦ｘ≦１３．５、ｙ≒１０００、ｍ＝１、ｎ
＝２である。）

【００２１】で示されるパーフルオロカーボンスルホン
酸の粉末をエチルアルコールに分散させた分散液を混合
し、触媒ペーストを得た。一方、電極の多孔性基材、す
なわちガス拡散層を構成するカーボンペーパーを撥水処
理した。厚み３６０μｍのカーボン不織布（東レ（株）
製のＴＧＰ−Ｈ−１２０）を、ポリテトラフルオロエチ
レン含有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ＮＤ１）に含浸した後、これを乾燥し、
４００℃で３０分間加熱することで、撥水性を与えた。
つぎに、炭素微粉末（電気化学工業（株）製のアセチレ
ンブラックＨＳ−１００、一次粒子経：５３ｎｍ、比表
面積：３７ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：２００ｃｃ／１０
０ｇ）を、ポリテトラフルオロエチレン含有の水性ディ
スパージョン（ダイキン工業（株）製のネオフロンＮＤ
１）に分散させ、炭素微粉末とポリテトラフルロエチレ
ンの混合比（重量）を８７：１３としたペーストを得
た。このペーストを上述のように撥水処理をしたカーボ
ン不織布の両面に塗布し、乾燥した後、４００℃で３０
分間加熱することで、炭素微粉末層を形成した。このと
き、炭素微粉末層の一部は、カーボン不織布の中に埋ま
り込んでいた。このようにして作製したカーボン不織布
と炭素微粉末層を合わせてガス拡散層１とした。

【００２２】スクリーン印刷法を用いて、前記炭素微粉
末層の上に前述の触媒ペーストを塗布して触媒層２を形
成した。このようにして作製した触媒層２、炭素微粉末
層およびカーボン不織布を合わせて電極とした。電極中
に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロ
カーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うに調整した。この電極をアノード電極およびカソード
電極の両方に使用した。つぎに、外寸の大きさを前述の
電極より５ｍｍ大きくした水素イオン伝導性高分子電解
質膜（米国デュポン社製のナフィオン１１２）３の両面
に、１対の電極を、触媒層２が電解質膜３に接するよう
にホットプレスで接合し、ＭＥＡを得た。このＭＥＡ２
２を、その両面から気密性を有するカーボン製のセパレ
ータ４で挟み込んで単電池の構成とした。セパレータ４
の厚さは、４ｍｍであった。

【００２３】以上の単電池を２セル積層して、電池構成
単位を得た。冷却部のシール用Ｏリングは用いなかっ
た。電池構成単位のセパレータは、図２に示すように、
一方の面に冷却水流路２４を配置し、他方の面にはガス
流路６を配置したセパレータ４ａ、一方の面にガス流路
５を配置し、他方の面にガス流路６を配置したセパレー
タ４ｂ、および一方の面にガス流路５を配置し、他方の
面に冷却水流路２４を配置したセパレータ４ｃから構成
されるものを用いた。また、図３に示すように、ガス路
の供給口１１および１３と排気口１１’および１３’な
らびに冷却水の供給口１２と排出口１２’は、互いに対
向する辺に構成している。ガス流路５、６および冷却水
流路２４は、切削加工によって、セパレータ板の表面に
形成する。例えば、本実施例のガス流路５は、幅２ｍ
ｍ、深さ１ｍｍの溝を図２に示すような形状で、セパレ
ータの面に刻んで形成した。このようにして電池構成単
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、さらにエンドプレートを順に配し
て積層電池を作製した。この積層体の上下にエンドプレ
ートを配し、図８、２および３で説明した実施の形態の
締結構造とした。すなわち、線径１ｍｍの金属線(線状
部材)３９、エンドプレート３１および３２、補助プレ
ート３４ならびにバネ３８で締結力を与える構造とし
た。バネ３８のバネ常数は５００ｋｇｆ／ｍｍであり、
０．８ｍｍ圧縮して１カ所あたり４００ｋｇｆの締結圧
力を加え、組立時の締結圧力を１３ｋｇｆ／ｃｍ²とし
た。感圧紙によりセパレータの圧力分布を調べたとこ
ろ、全面にわたって均一な圧力分布となっていることが
確認された。本実施の形態によると、従来のセパレータ
外側にロッドを配置して締結力を与える方法に比べ、セ
パレータの内側から締結力を印加することができるた
め、エンドプレートの変形が激減する。そのためエンド
プレートの厚みを５ｍｍ以下にすることも可能である。

【００２４】《実施の形態３》本実施の形態おける燃料
電池の締め付け構造を図９、２および３に示す。単電池
の積層体３０の上下にはエンドプレート３１および３２
が配されている。出力端子（図示せず。）を有する積層
体３０とエンドプレート３１および３２とは、特に図示
していないが、絶縁手段によって電気的に絶縁されてい
るものとする。エンドプレート３１、積層体３０および
エンドプレート３２は、弾性部材３９’を介して直列に
接続された線状部材３９により締め付けられている。す
なわち、これらを囲繞する形にかけられた線状部材３
９、前記線状部材３９の端部を固定した固定部材３３、
固定部材３３に設けたネジ穴に螺合させたネジ３５から
なる締付け部材３５’により、積層体３０、エンドプレ
ート３１および３２が締め付けられている。線状部材３
９を、積層体３０、エンドプレート３１および３２を囲
繞する形に巻回し、線状部材３９にしかるべき張力を与
えた後、固定部材３３およびネジ３５により線状部材３
９を固定する。線状部材３９にしかるべき張力を与えた
後締結することで、エンドプレートを介して積層体３０
が締め付けられ、シール部や電極に必要な面圧がかけら
れる。なお、電極にガスを供給するためのガス供給口お
よび冷却水供給口に対応する排出口は、供給口を有する
側とは反対側の下面に設けられている。

【００２５】つぎに、この実施の形態を具体化した例を
以下に説明する。まず、ＭＥＡの作製方法について説明
する。炭素微粉末（米国キャボット社製のＶＸＣ７２、
一次粒子経：３０ｎｍ、比表面積：２５４ｍ²／ｇ）
に、平均粒径約３０Åの白金粒子を２５重量％担持した
ものを電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノ
ールに分散させた分散液に、式（１）：（式中、５≦ｘ≦１３．５、ｙ≒１０００、ｍ＝１、ｎ
＝２である。）

【００２６】で示されるパーフルオロカーボンスルホン
酸の粉末をエチルアルコールに分散させた分散液を混合
し、触媒ペーストを得た。一方、電極の多孔性基材、す
なわちガス拡散層を構成するカーボンペーパーを撥水処
理した。厚み３６０μｍのカーボン不織布（東レ（株）
製のＴＧＰ−Ｈ−１２０）を、ポリテトラフルオロエチ
レン含有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ＮＤ１）に含浸した後、これを乾燥し、
４００℃で３０分間加熱することで、撥水性を与えた。
つぎに、炭素微粉末（電気化学工業（株）製のアセチレ
ンブラックＨＳ−１００、一次粒子経：５３ｎｍ、比表
面積：３７ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：２００ｃｃ／１０
０ｇ）を、ポリテトラフルオロエチレン含有の水性ディ
スパージョン（ダイキン工業（株）製のネオフロンＮＤ
１）に分散させ、炭素微粉末とポリテトラフルロエチレ
ンの混合比（重量）を８７：１３としたペーストを得
た。このペーストを上述のように撥水処理をしたカーボ
ン不織布の両面に塗布し、乾燥した後、４００℃で３０
分間加熱することで、炭素微粉末層を形成した。このと
き、炭素微粉末層の一部は、カーボン不織布の中に埋ま
り込んでいた。このようにして作製したカーボン不織布
と炭素微粉末層を合わせてガス拡散層１とした。

【００２７】スクリーン印刷法を用いて、前記炭素微粉
末層の上に前述の触媒ペーストを塗布して触媒層２を形
成した。このようにして作製した触媒層２、炭素微粉末
層およびカーボン不織布を合わせて電極とした。電極中
に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロ
カーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うに調整した。この電極をアノード電極およびカソード
電極の両方に使用した。つぎに、外寸の大きさを前述の
電極より５ｍｍ大きくした水素イオン伝導性高分子電解
質膜（米国デュポン社製のナフィオン１１２）３の両面
に、１対の電極を、触媒層２が電解質膜３に接するよう
にホットプレスで接合し、ＭＥＡを得た。このＭＥＡ２
２を、その両面から気密性を有するカーボン製のセパレ
ータ４で挟み込んで単電池の構成とした。セパレータ４
の厚さは、４ｍｍであった。

【００２８】以上の単電池を２セル積層して、電池構成
単位を得た。冷却部のシール用Ｏリングは用いなかっ
た。電池構成単位のセパレータは、図２に示すように、
一方の面に冷却水流路２４を配置し、他方の面にはガス
流路６を配置したセパレータ４ａ、一方の面にガス流路
５を配置し、他方の面にガス流路６を配置したセパレー
タ４ｂ、および一方の面にガス流路５を配置し、他方の
面に冷却水流路２４を配置したセパレータ４ｃから構成
されるものを用いた。また、図３に示すように、ガス流
路の供給口１１および１３と排気口１１’および１３’
ならびに冷却水流路の供給口１２と排出口１２’は、互
いに対向する辺に構成している。ガス流路５および６な
らびに冷却水流路２４は、切削加工によって、セパレー
タ板の表面に形成する。例えば、本実施の形態のガス流
路５は、幅２ｍｍ、深さ１ｍｍの溝を図２に示すような
形状で、セパレータの面に刻んで形成した。このように
して電池構成単位を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、さらにエンドプレ
ートを順に配して積層電池を作製した。この積層体の上
下にエンドプレートを配し、図９、２および３で説明し
た実施の形態の締結構造とした。すなわち、弾性部材３
９’を介して直列に接続された線径１ｍｍの金属線（線
状部材）３９とエンドプレート３１および３２で締結力
を与える構造とした。線状部材３９には２３００ｋｇｆ
の張力を与え、組立時の締結圧力を１３ｋｇｆ／ｃｍ²
とした。感圧紙によりセパレータ板の圧力分布を調べた
ところ、全面にわたって均一な圧力分布となっているこ
とが確認された。本実施の形態によると、従来のセパレ
ータ板外側にロッドを配置して締結力を与える方法に比
べ、セパレータ板の内側から締結力を印加することがで
きるため、エンドプレートの変形が激減する。そのため
エンドプレートの厚みを５ｍｍ以下にすることも可能で
ある。

【００２９】《実施の形態４》本実施の形態おける燃料
電池の締め付け構造を図１０、２および３に示す。単電
池の積層体３０の上下にはエンドプレート３１および３
２が配されている。出力端子（図示せず。）を有する単
電池の積層体３０とエンドプレート３１および３２と
は、特に図示していないが、絶縁手段によって電気的に
絶縁されているものとする。エンドプレート３１、積層
体３０およびエンドプレート３２は、線状部材３９によ
り締め付けられている。すなわち、これらを囲繞する形
に巻回した線状部材３９、前記線状部材３９の端部を固
定した固定部材３３、補助プレート３４、固定部材３３
に設けたネジ穴に螺合させたネジ３５からなる締付け部
材３５’により、積層体３０ならびにエンドプレート３
１および３２が締め付けられている。ここで、補助プレ
ート３４には、エンドプレート３２の底面に設けた凹部
と対応させて凸部が設けられており（図示せず。）、凸
部が凹部と嵌合する。また、補助プレート３４自体が板
バネの機能を有する。線状部材３９を電池積層体３０お
よびエンドプレート３１および３２ならびに補助プレー
ト３４を囲繞する形に巻回し、線状部材３９にしかるべ
き張力を与えた後、固定部材３３およびネジ３５により
線状部材３９を固定する。線状部材３９にしかるべき張
力を与えた後締結することで、線状部材３９を支持して
いる補助プレート３４が板バネとして機能し、歪み量に
応じて締結力をエンドプレートを介して積層体３０に伝
達する。その結果、エンドプレートが締め付けられ、シ
ール部や電極に必要な面圧がかけられる。なお、電極に
ガスを供給するためのガス供給口ならびに冷却水供給口
に対応する排出口は、供給口を有する側とは反対側の下
面に設けられている。

【００３０】つぎに、この実施の形態を具体化した例を
以下に説明する。まず、ＭＥＡの作製方法について説明
する。炭素微粉末（米国キャボット社製のＶＸＣ７２、
一次粒子経：３０ｎｍ、比表面積：２５４ｍ²／ｇ）
に、平均粒径約３０Åの白金粒子を２５重量％担持した
ものを電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノ
ールに分散させた分散液に、式（１）：（式中、５≦ｘ≦１３．５、ｙ≒１０００、ｍ＝１、ｎ
＝２である。）

【００３１】で示されるパーフルオロカーボンスルホン
酸の粉末をエチルアルコールに分散させた分散液を混合
し、触媒ペーストを得た。一方、電極の多孔性基材、す
なわちガス拡散層を構成するカーボンペーパーを撥水処
理した。厚み３６０μｍのカーボン不織布（東レ（株）
製のＴＧＰ−Ｈ−１２０）を、ポリテトラフルオロエチ
レン含有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ＮＤ１）に含浸した後、これを乾燥し、
４００℃で３０分間加熱することで、撥水性を与えた。
つぎに、炭素微粉末（電気化学工業（株）製のアセチレ
ンブラックＨＳ−１００、一次粒子経：５３ｎｍ、比表
面積：３７ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：２００ｃｃ／１０
０ｇ）を、ポリテトラフルオロエチレン含有の水性ディ
スパージョン（ダイキン工業（株）製のネオフロンＮＤ
１）に分散させ、炭素微粉末とポリテトラフルロエチレ
ンの混合比（重量）を８７：１３としたペーストを得
た。このペーストを上述のように撥水処理をしたカーボ
ン不織布の両面に塗布し、乾燥した後、４００℃で３０
分間加熱することで、炭素微粉末層を形成した。このと
き、炭素微粉末層の一部は、カーボン不織布の中に埋ま
り込んでいた。このようにして作製したカーボン不織布
と炭素微粉末層を合わせてガス拡散層１とした。

【００３２】スクリーン印刷法を用いて、前記炭素微粉
末層の上に前述の触媒ペーストを塗布して触媒層２を形
成した。このようにして作製した触媒層２、炭素微粉末
層およびカーボン不織布を合わせて電極とした。電極中
に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロ
カーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うに調整した。この電極をアノード電極およびカソード
電極の両方に使用した。つぎに、外寸の大きさを前述の
電極より５ｍｍ大きくした水素イオン伝導性高分子電解
質膜（米国デュポン社製のナフィオン１１２）３の両面
に、１対の電極を、触媒層２が電解質膜３に接するよう
にホットプレスで接合し、ＭＥＡを得た。このＭＥＡ２
２を、その両面から気密性を有するカーボン製のセパレ
ータ４で挟み込んで単電池の構成とした。セパレータ４
の厚さは、４ｍｍであった。

【００３３】以上の単電池を２セル積層して、電池構成
単位を得た。冷却部のシール用Ｏリングは用いなかっ
た。電池構成単位のセパレータは、図２に示すように、
一方の面に冷却水流路２４を配置し、他方の面にはガス
流路６を配置したセパレータ４ａ、一方の面にガス流路
５を配置し、他方の面にガス流路６を配置したセパレー
タ４ｂ、および一方の面にガス流路５を配置し、他方の
面に冷却水流路２４を配置したセパレータ４ｃから構成
されるものを用いた。また、図３に示すように、ガスの
供給口１１および１３と排気口１１’および１３’なら
びに冷却水の供給口１２と排出口１２’は、互いに対向
する辺に構成している。ガス流路５および６ならびに冷
却水流路２４は、切削加工によって、セパレータ板の表
面に形成する。例えば、本実施例のガス流路５は、幅２
ｍｍ、深さ１ｍｍの溝を図２に示すような形状で、セパ
レータの面に刻んで形成した。このようにして単電池を
５０セル積層し、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、さらにエンドプレートを順に配して
積層電池を作製した。この積層体の上下にエンドプレー
トを配し、図１０、２および３で説明した実施の形態の
締結構造とした。すなわち、線径１ｍｍの金属線（線状
部材）３９とエンドプレート３１、３２、補助プレート
３４で締結力を与える構造とした。補助プレート３４が
有する板バネ機能のバネ常数は５００ｋｇｆ／ｍｍであ
り、０．８ｍｍ圧縮して線状部材１本あたり４００ｋｇ
ｆの締結圧力を加え、組立時の締結圧力を１３ｋｇｆ／
ｃｍ²とした。感圧紙によりセパレータ板の圧力分布を
調べたところ、全面にわたって均一な圧力分布となって
いることが確認された。本実施の形態によると、従来の
セパレータ板外側にロッドを配置して締結力を与える方
法に比べ、セパレータ板の内側から締結力を印加する事
ができるため、エンドプレートの変形が激減する。その
ためエンドプレートの厚みを５ｍｍ以下にすることも可
能である。

【００３４】《実施の形態５》本実施の形態おける燃料
電池の締め付け構造を図１１、２および３に示す。単電
池の積層体３０の上下にはエンドプレート３１および３
２が配されている。出力端子（図示せず。）を有する単
電池の積層体３０とエンドプレート３１および３２と
は、特に図示していないが、絶縁手段によって電気的に
絶縁されているものとする。エンドプレート３１、電池
積層体３０およびエンドプレート３２は、複数の線状部
材３９により締め付けられている。複数の線状部材を用
いた他は、上記の実施の形態と同様である。線状部材３
９を電池積層体３０ならびにエンドプレート３１および
３２を囲繞する形にかけ、線状部材３９にしかるべき張
力を与えた後、固定部材３３およびネジ３５により線状
部材３９を固定する。線状部材３９にしかるべき張力を
与えた後締結することで、エンドプレートを介して積層
体３０が締め付けられ、シール部や電極に必要な面圧が
かけられる。電極にガスを供給するためのガス供給口な
らびに冷却水供給口に対応する排出口は、供給口を有す
る側とは反対側の下面に設けられている。

【００３５】つぎに、この実施の形態を具体化した例を
以下に説明する。まず、ＭＥＡの作製方法について説明
する。炭素微粉末（米国キャボット社製のＶＸＣ７２、
一次粒子経：３０ｎｍ、比表面積：２５４ｍ²／ｇ）
に、平均粒径約３０Åの白金粒子を２５重量％担持した
ものを電極の触媒とした。この触媒粉末をイソプロパノ
ールに分散させた分散液に、式（１）：（式中、５≦ｘ≦１３．５、ｙ≒１０００、ｍ＝１、ｎ
＝２である。）

【００３６】で示されるパーフルオロカーボンスルホン
酸の粉末をエチルアルコールに分散させた分散液を混合
し、触媒ペーストを得た。一方、電極の多孔性基材、す
なわちガス拡散層を構成するカーボンペーパーを撥水処
理した。厚み３６０μｍのカーボン不織布（東レ（株）
製のＴＧＰ−Ｈ−１２０）を、ポリテトラフルオロエチ
レン含有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ＮＤ１）に含浸した後、これを乾燥し、
４００℃で３０分間加熱することで、撥水性を与えた。
つぎに、炭素微粉末（電気化学工業（株）製のアセチレ
ンブラックＨＳ−１００、一次粒子経：５３ｎｍ、比表
面積：３７ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：２００ｃｃ／１０
０ｇ）を、ポリテトラフルオロエチレン含有の水性ディ
スパージョン（ダイキン工業（株）製のネオフロンＮＤ
１）に分散させ、炭素微粉末とポリテトラフルロエチレ
ンの混合比（重量）を８７：１３としたペーストを得
た。このペーストを上述のように撥水処理をしたカーボ
ン不織布の両面に塗布し、乾燥した後、４００℃で３０
分間加熱することで、炭素微粉末層を形成した。このと
き、炭素微粉末層の一部は、カーボン不織布の中に埋ま
り込んでいた。このようにして作製したカーボン不織布
と炭素微粉末層を合わせてガス拡散層１とした。

【００３７】スクリーン印刷法を用いて、前記炭素微粉
末層の上に前述の触媒ペーストを塗布して触媒層２を形
成した。このようにして作製した触媒層２、炭素微粉末
層およびカーボン不織布を合わせて電極とした。電極中
に含まれる白金量は０．５ｍｇ／ｃｍ²、パーフルオロ
カーボンスルホン酸の量は１．２ｍｇ／ｃｍ²となるよ
うに調整した。この電極をアノード電極およびカソード
電極の両方に使用した。つぎに、外寸の大きさを前述の
電極より５ｍｍ大きくした水素イオン伝導性高分子電解
質膜（米国デュポン社製のナフィオン１１２）３の両面
に、１対の電極を、触媒層２が電解質膜３に接するよう
にホットプレスで接合し、ＭＥＡを得た。このＭＥＡ２
２を、その両面から気密性を有するカーボン製のセパレ
ータ板４で挟み込んで単電池の構成とした。セパレータ
板４の厚さは、４ｍｍであった。

【００３８】以上の単電池を２セル積層して、電池構成
単位を得た。冷却部のシール用Ｏリングは用いなかっ
た。電池構成単位のセパレータは、図２に示すように、
一方の面に冷却水流路２４を配置し、他方の面にはガス
流路６を配置したセパレータ４ａ、一方の面にガス流路
５を配置し、他方の面にガス流路６を配置したセパレー
タ４ｂ、および一方の面にガス流路５を配置し、他方の
面に冷却水流路２４を配置したセパレータ４ｃから構成
されるものを用いた。また、図３に示すように、ガスの
供給口１１および１３と排気口１１’および１３’なら
びに冷却水の供給口１２と排出口１２’は、互いに対向
する辺に構成している。ガス流路５および６ならびに冷
却水流路２４は、切削加工によって、セパレータの表面
に形成する。例えば、本実施の形態のガス流路５は、幅
２ｍｍ、深さ１ｍｍの溝を図２に示すような形状で、セ
パレータの面に刻んで形成した。このようにして電池構
成単位を５０個積層し、両端部に金属製の集電板と電気
絶縁材料からなる絶縁板、さらにエンドプレートを順に
配して積層電池を作製した。この積層体の上下にエンド
プレートを配し、図１１、２および３で説明した実施の
形態の締結構造とした。すなわち、３本の線径１ｍｍの
金属線（線状部材）３９とエンドプレート３１および３
２で締結力を与える構造とした。３本の線状部材３９に
はそれぞれ５７５ｋｇｆの張力を与え、組立時の締結圧
力を１３ｋｇｆ／ｃｍ²とした。感圧紙によりセパレー
タ板の圧力分布を調べたところ、全面にわたって均一な
圧力分布となっていることが確認された。本実施の形態
によると、従来のセパレータ板外側にロッドを配置して
締結力を与える方法に比べ、セパレータ板の内側から締
結力を印加する事ができるため、エンドプレートの変形
が激減する。そのためエンドプレートの厚みを５ｍｍ以
下にすることも可能である。なお、ここでは３本の線状
部材を用いたが、特にこれに限定されるものではない。

【００３９】

【発明の効果】本発明によると、小型で簡易な構成の締
結機構を実現し、かつ線状部材による締め付けによって
組み付け工程の簡略化と積層された電池面内の面圧ばら
つきを低減させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る高分子電解質型燃
料電池の概略斜視図である。

【図２】図１に示す燃料電池の要部を示す概略縦断面図
である。

【図３】図１に示す燃料電池においてガスおよび冷却水
の供給排出口の位置を示す図である。

【図４】従来の高分子電解質型燃料電池におけるシール
方法を示す概略部分断面図である。

【図５】従来の高分子電解質型燃料電池における他のシ
ール方法を示す概略部分断面図である。

【図６】従来の高分子電解質型燃料電池におけるさらに
他のシール方法を示す概略部分断面図である。

【図７】内部マニホルド型の高分子電解質型燃料電池に
おける電池構成単位の概略斜視図である。

【図８】本発明の別の実施の形態に係る高分子電解質型
燃料電池の概略斜視図である。

【図９】本発明のさらに別の実施の形態に係る高分子電
解質型燃料電池の概略斜視図である。

【図１０】本発明のさらに別の実施の形態に係る高分子
電解質型燃料電池の概略斜視図である。

【図１１】本発明のさらに別の実施の形態に係る高分子
電解質型燃料電池の概略斜視図である。

【符号の説明】

１拡散層２触媒反応層３高分子電解質膜４セパレータ５、６ガス流路１１、１３ガス供給口１１’、１３’ガス排出口１２冷却水供給口１２’ 冷却水排出口１６ガスケット１７シール材１８Ｏリング１９ガスケット２１樹脂２２ＭＥＡ２３電極２４冷却水流路２５シール部３０積層体３１、３２エンドプレート３３固定部材３４補助プレート３５ネジ３５’ 締付け部材３８バネ３９線状部材３９’ 弾性部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者羽藤一仁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)発明者山崎達人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)発明者菅原靖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 (72)発明者藤井覚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)発明者山本雅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Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB02 CC03 CX08 EE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子電解質膜および前記高分子電解質
膜を挟んだ触媒反応層を有する一対の電極からなる単電
池を、前記電極の一方に燃料ガスを供給分配する手段と
前記電極の他方に酸化剤ガスを供給分配する手段とを具
備する導電性セパレータを介して複数個積層した積層体
からなる高分子電解質型燃料電池であって、前記積層体の一方の端部に第１のエンドプレート、他方
の端部に第２のエンドプレートを配置し、前記積層体、第１のエンドプレートおよび第２のエンド
プレートからなる組立体に巻回された線状部材により、
前記積層体が締結されてなることを特徴とする高分子電
解質型燃料電池。
【請求項２】高分子電解質膜および前記高分子電解質
膜を挟んだ触媒反応層を有する一対の電極からなる単電
池を、前記電極の一方に燃料ガスを供給分配する手段と
前記電極の他方に酸化剤ガスを供給分配する手段とを具
備する導電性セパレータを介して複数個積層した積層体
からなる高分子電解質型燃料電池であって、前記積層体の一方の端部に第１のエンドプレート、他方
の端部に第２のエンドプレートを配置し、第１のエンドプレートおよび第２のエンドプレートの少
なくとも一方に、前記積層体を積層方向に圧縮する弾性
部材ならびに前記弾性部材を積層方向に押しつける補助
プレートを配置し、前記積層体、第１のエンドプレート、第２のエンドプレ
ート、前記弾性部材および前記補助プレートからなる組
立体に巻回された線状部材により、前記積層体が締結さ
れてなることを特徴とする高分子電解質型燃料電池。
【請求項３】前記線状部材の端部が弾性部材を介して
固定されていることを特徴とする請求項１または２記載
の高分子電解質型燃料電池。
【請求項４】前記補助プレートが弾性を有する金属板
からなり、前記弾性部材を兼ねる請求項２記載の高分子
電解質型燃料電池。
【請求項５】前記積層体が複数の線状部材により締結
されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載の高分子電解質型燃料電池。