JP2006156176A - Fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は燃料電池に関する。 The present invention relates to a fuel cell.
特開2002−367631号公報は、燃料電池スタックを開示している。そこでは、燃料電池スタックに含まれる各セルが、膜−電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assembly )を挟んで対向する2枚のセパレータが接着剤により貼り合わされて組み立てられる。この際、セパレータの周縁に空隙ができなよう、接着剤はセパレータの貼り合わせ時にその周縁からはみ出るように設けられる。
しかし、特開2002−367631号公報に開示されたスタック構成では、スタック組立治具の基準部が当てられるセパレータの側面部位にも接着剤がはみ出してしまうため、セパレータの位置合わせ精度が低いという問題が生じる。 However, in the stack configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-367631, the adhesive protrudes also to the side portion of the separator to which the reference portion of the stack assembly jig is applied, so that the separator alignment accuracy is low. Occurs.
本発明の目的は、組立治具の基準部が当てられるセパレータの側面部位に接着剤がはみ出ることを抑制できる燃料電池を提供することにある。 The objective of this invention is providing the fuel cell which can suppress that an adhesive agent protrudes into the side part of the separator with which the reference | standard part of an assembly jig is applied.
上記課題を解決する本発明はつぎの通りである。
(1) MEAを挟んで互いに対向する2つのセパレータを有する燃料電池であって、
前記2つのセパレータのうち少なくとも一方のセパレータは周縁に局部的に組立時に組立治具の基準部が当てられる当接部を有し、該当接部を有するセパレータに対向するセパレータは、前記当接部に対向する部位に形成された、前記組立治具の基準部から離れる方向に後退する窪みを有する燃料電池。
(2) 前記当接部を有するセパレータは周縁に該周縁から突出する突起を有し、前記当接部は該突起に属する(1)記載の燃料電池。
(3) 前記窪みは、前記当接部を有するセパレータに対向するセパレータの周縁のうち、隣接マニホールドの間のセパレータ部分に沿った周縁部分に形成される(1)記載の燃料電池。
(4) 前記当接部を有するセパレータに対向するセパレータはセパレータの辺に沿って延びる複数のマニホールドを有し、該複数のマニホールドのうちの少なくとも1つのマニホールドは前記複数のマニホールドのうちの他のマニホールドより前記セパレータの辺の縁との距離が大であり、
前記窪みは、前記当接部を有するセパレータに対向するセパレータの周縁のうち、前記セパレータの辺の縁との距離が大のマニホールドに沿った周縁部分に形成される(1)記載の燃料電池。
(5) 前記2つのセパレータの周縁の外形は、前記窪みと前記当接部を除いて、互いに同じ大きさである(1)記載の燃料電池。
(6) 前記2つのセパレータの各セパレータには、前記当接部と前記窪みの両方が形成されており、前記当接部と前記窪みは対をなして前記各セパレータの周縁に形成されている(1)記載の燃料電池。
(7) 前記窪みは、前記セパレータの周縁の一定部位に形成され、前記燃料電池が複数積層されてスタックが形成された時には、各燃料電池の窪みが燃料電池積層方向に揃うようにした(1)記載の燃料電池。
(8) 前記当接部の外端部に外方への接着剤のはみ出しを阻止する堰が形成されている(1)記載の燃料電池。
The present invention for solving the above problems is as follows.
(1) A fuel cell having two separators facing each other across an MEA,
At least one separator of the two separators has a contact portion to which the reference portion of the assembly jig is locally applied at the periphery at the periphery, and the separator facing the separator having the corresponding contact portion is the contact portion. A fuel cell having a recess formed in a portion facing the recess and retracting in a direction away from a reference portion of the assembly jig.
(2) The fuel cell according to (1), wherein the separator having the contact part has a protrusion protruding from the periphery at the periphery, and the contact part belongs to the protrusion.
(3) The fuel cell according to (1), wherein the recess is formed in a peripheral portion along a separator portion between adjacent manifolds among peripheral edges of the separator facing the separator having the contact portion.
(4) The separator facing the separator having the contact portion has a plurality of manifolds extending along the side of the separator, and at least one manifold of the plurality of manifolds is the other of the plurality of manifolds. The distance from the manifold to the edge of the side of the separator is large,
The fuel cell according to (1), wherein the recess is formed in a peripheral portion along a manifold having a large distance from an edge of the side of the separator among peripheral edges of the separator facing the separator having the contact portion.
(5) The fuel cell according to (1), wherein the outer shapes of the peripheral edges of the two separators are the same size except for the depression and the contact portion.
(6) Each of the two separators is formed with both the contact portion and the recess, and the contact portion and the recess are paired and formed at the periphery of each separator. (1) The fuel cell according to the above.
(7) The recess is formed in a fixed portion of the periphery of the separator, and when the fuel cell is stacked to form a stack, the recess of each fuel cell is aligned in the fuel cell stacking direction (1 ) The fuel cell described.
(8) The fuel cell according to (1), wherein a weir is formed at an outer end portion of the contact portion to prevent the adhesive from protruding outward.
上記(1)の燃料電池によれば、当接部(上記(1)では、当接部は、突起であってもよいし、あるいは、突出しない周縁でもよい)を有するセパレータに対向するセパレータは、当接部に対向する部位に形成された、組立治具の基準部から離れる方向に後退する窪みを有するので、モジュール組立時にはみ出そうとする接着剤は、窪みに溜まり、当接部の側面への接着剤のはみ出しが抑制される。その結果、モジュール組立時の2枚のセパレータの位置合わせ精度、およびスタック組立時の多数のモジュールの位置決め精度が向上する。
上記(2)の燃料電池によれば、突起の突出量を適宜に設定することにより、窪みの深さを調整することができる。窪みの深さを小とすることにより、窪みが設けられる部位近傍のセパレータの強度を、維持することができる。
上記(3)の燃料電池によれば、窪みが、当接部を有するセパレータに対向するセパレータの周縁のうち、隣接マニホールドの間のセパレータ部分(マニホールド間のリブ)に沿った周縁部分に形成されるので、窪みを強度に余裕のある部位に形成することができ、発電領域の面積を縮小することなく、窪みを設けることができる。
上記(4)の燃料電池によれば、窪みが、当接部を有するセパレータに対向するセパレータの周縁のうち、セパレータの辺の縁との距離が大のマニホールドに沿った周縁部分に形成されるので、窪みを強度に余裕のある部位に形成することができ、発電領域の面積を縮小することなく、窪みを設けることができる。
上記(5)の燃料電池によれば、2つのセパレータの周縁の外形は、前記窪みと前記当接部を除いて、互いに同じ大きさであるので、図11、図12に示した比較例(特願2002−223319、本願出願時点で未公開)のように、セパレータ101をセパレータ102に比べて一回り小さい形状とし、セパレータ同士の位置合わせのために部分的に外周より突出した突起103、104(位置合わせ基準部106に当接される突起)を設定した場合は発電部105の面積を小さくする必要があり、一方のセパレータ101を一回り小さくした分面積利用率が小さくなるが、本発明ではセパレータが窪みと当接部を除いて、互いに同じ大きさであるので、発電部の面積を小さくする必要がなく、面積利用率が向上する。
上記(6)の燃料電池によれば、各セパレータには、当接部と窪みの両方が対をなして形成されているので、2つのセパレータの当接部同士は近接しており、2つのセパレータの当接部を同一の基準に当てることができ、2つのセパレータの位置合わせ精度を向上させることができる。
上記(7)の燃料電池によれば、窪みが、セパレータの周縁の一定部位に形成されているので、窪みの位置をセル積層方向に揃えることができ(そして、その揃えられた窪みの対向位置にある当接部も揃っていてその外面には接着剤のはみ出しがなく)、セル積層方向に延びる基準で、スタックの各セルを位置決めすることができる。
上記(8)の燃料電池によれば、当接部の外端部に外方への接着剤のはみ出しを阻止する堰が形成されているので、当接部の外面への接着剤のはみ出しをより一層確実に阻止することができる。この場合、堰と窪みが対応するので、堰が形成されても、堰は窪みが設けられたセパレータと干渉することはない。
According to the fuel cell of (1), the separator facing the separator having the contact portion (in (1), the contact portion may be a protrusion or a peripheral edge that does not protrude) , Because it has a recess formed in a portion facing the contact portion and retracted in a direction away from the reference portion of the assembly jig, the adhesive that is about to protrude during module assembly is accumulated in the recess and the side surface of the contact portion The sticking out of the adhesive is suppressed. As a result, the alignment accuracy of the two separators during module assembly and the positioning accuracy of a large number of modules during stack assembly are improved.
According to the fuel cell of the above (2), the depth of the depression can be adjusted by appropriately setting the protrusion amount of the protrusion. By making the depth of the depression small, the strength of the separator in the vicinity of the portion where the depression is provided can be maintained.
According to the fuel cell of the above (3), the depression is formed in the peripheral portion along the separator portion (rib between the manifolds) between the adjacent manifolds among the peripheral edges of the separator facing the separator having the contact portion. Therefore, the dent can be formed in a portion with sufficient strength, and the dent can be provided without reducing the area of the power generation region.
According to the fuel cell of the above (4), the depression is formed in the peripheral portion along the manifold having a large distance from the edge of the separator side among the peripheral edges of the separator facing the separator having the contact portion. Therefore, the dent can be formed in a portion having a sufficient strength, and the dent can be provided without reducing the area of the power generation region.
According to the fuel cell of the above (5), the outer shapes of the peripheral edges of the two separators are the same size except for the recess and the contact portion, so the comparative examples shown in FIGS. As shown in Japanese Patent Application No. 2002-223319 (not disclosed at the time of filing this application), the
According to the fuel cell of the above (6), since both the contact portion and the depression are formed in pairs in each separator, the contact portions of the two separators are close to each other. The contact part of a separator can be applied to the same reference | standard, and the alignment precision of two separators can be improved.
According to the fuel cell of the above (7), since the recess is formed at a fixed portion on the peripheral edge of the separator, the position of the recess can be aligned in the cell stacking direction (and the facing position of the aligned recess) The abutting portions are also aligned and there is no protrusion of adhesive on the outer surface), and each cell of the stack can be positioned on the basis of extending in the cell stacking direction.
According to the fuel cell of the above (8), since the weir for preventing the adhesive from protruding outward is formed at the outer end of the contact portion, the adhesive protrudes from the outer surface of the contact portion. This can be prevented more reliably. In this case, since the weir corresponds to the depression, even if the weir is formed, the weir does not interfere with the separator provided with the depression.
以下に、本発明の燃料電池を図1〜図12(ただし、図11、図12は比較例で本発明に含まず)を参照して説明する。
本発明の燃料電池(セル)10は、たとえば、固体高分子電解質型燃料電池である。該燃料電池10は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
The fuel cell of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12 (however, FIGS. 11 and 12 are comparative examples and are not included in the present invention).
The fuel cell (cell) 10 of the present invention is, for example, a solid polymer electrolyte fuel cell. The
固体高分子電解質型燃料電池は、膜−電極アッセンブリ3(MEA:Membrane-Electrode Assembly )を2枚のセパレータ1、2(アノード側セパレータ1、カソード側セパレータ2)で挟み、2枚のセパレータ1、2、MEA3を中央の発電領域16のまわりの非発電領域17で、接着剤4にて接着したものからなる。
膜−電極アッセンブリ3は、イオン交換膜からなる電解質膜11とこの電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極(アノード12、燃料極)および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極(カソード13、空気極)とからなる。膜−電極アッセンブリ3とセパレータ1、2との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層14、15が設けられてもよい。
The solid polymer electrolyte fuel cell comprises a membrane-electrode assembly 3 (MEA: Membrane-Electrode Assembly) sandwiched between two
The membrane-
膜−電極アッセンブリ3とセパレータ1、2を重ねてセル(単セル)10を構成し、少なくとも1つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル19、インシュレータ(電気絶縁体)20、エンドプレート21を配置し、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材(たとえば、テンションプレート22)、ボルト・ナット23にて固定して、燃料電池スタック18を構成する。
A cell (single cell) 10 is formed by stacking the membrane-
セルの発電領域16においては、セパレータ1、2のうちの一方のセパレータ(たとえば、セパレータ1)には、アノード12に燃料ガス(水素)を供給するための燃料ガス流路25が形成され、セパレータ1、2のうちの他方のセパレータ(たとえば、セパレータ2)には、カソード13に酸化ガス(酸、通常は空気)を供給するための酸化ガス流路26が形成されている。燃料ガス流路25が形成されたセパレータがアノード側セパレータ1であり、酸化ガス流路26が形成されたセパレータがカソード側セパレータ2である。セパレータ1、2には、燃料ガス流路25の背面側と、酸化ガス流路26の背面側に、冷媒(冷却水)流路27が形成される。
In the
図1〜図6に示すように、各セパレータ1、2には、マニホールド24、すなわち、燃料ガス流路25に燃料ガスを供給・排出する燃料ガスマニホールド、酸化ガス流路26に酸化ガスを供給・排出する酸化ガスマニホールド、冷媒流路27に冷却水を供給・排出する冷媒マニホールドが形成されている。
セルの発電領域16のまわりの非発電領域17には、セパレータ1、2間、およびセパレータ1、2とMEA3の間に、接着剤4が設けられ、接着されるとともにシールされる。セル10とセル10との間は、ガスケット28が設けられ、シールされる。ガスケット28は接着剤4に代えられてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 6, each
In the
各セルの、アノード12側では、水素を水素イオン(プロトン)と電子にする電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜11中をカソード13側に移動し、カソード13側では酸素と水素イオンおよび電子(隣りのMEAのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる)から水を生成するつぎの反応が行われ、かくして発電が行われる。
アノード側:H2 →2H+ +2e-
カソード側:2H+ +2e- +(1/2)O2 →H2 O
発電反応が行われる領域(発電反応部があり、かつ燃料ガス流路25、酸化ガス流路26があって燃料ガス、酸化ガスが供給される領域)が発電領域16である。
In each cell, an ionization reaction in which hydrogen is converted into hydrogen ions (protons) and electrons is performed on the
Anode side: H 2 → 2H + + 2e −
Cathode side: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O
A region where a power generation reaction is performed (a region where there is a power generation reaction portion and a
図1〜図6に示すように、各セル10の、MEA3を挟んで互いに対向する2つのセパレータ1、2のうち少なくとも一方のセパレータ1または2は、周縁(外形の周縁でもよいし、マニホールド孔の周縁でもよい)に、局部的(周縁の全周ではなく局部的)に、モジュールまたはスタックの組立時に組立治具の基準部30が当てられる当接部5(この当接部5は、セパレータの周縁そのものであってもよいし、あるいは突起6であってもよい)を有し、該当接部5を有するセパレータ1または2にセル厚み方向(セル積層方向に同じ)に対向するセパレータ2または1は、当接部5に対向する部位に形成された、組立治具の基準部30から離れる方向に後退する窪み7を有する。
モジュール形成の場合は、2枚のセパレータ1、2を位置合わせして接着するが、その場合の位置合わせにおいて、各セパレータ1、2の当接部5を組立治具の基準部30に当てる。スタック形成の場合は、各モジュールをセパレータの当接部5を組立治具の基準部30に当てて位置合わせする。
As shown in FIGS. 1 to 6, at least one
In the case of module formation, the two
図1は、基準部30(および当接部5、窪み7)が、ほぼ矩形状のセパレータ1、2の隣接する直交2辺に対応させて形成されている場合を示すが、図2に示すように、基準部30(および当接部5、窪み7)が、ほぼ矩形状のセパレータ1、2の隣接する直交2辺と、この直交2辺の少なくとも一方の辺に平行な辺とに、形成されている場合を示す。基準部30(および当接部5、窪み7)の形成は、図1、図2の何れであってもよい。
図2のように、対向辺に基準部30(および当接部5、窪み7)を設けると、位置決め時に燃料電池が対向辺間方向に位置ずれしにくくなり、また、面内方向に回転しにくくなり、位置決めが容易になるとともに、位置決め精度も向上する。
FIG. 1 shows a case where the reference portion 30 (and the
As shown in FIG. 2, when the reference portion 30 (and the
この窪み7は2つのセパレータ1、2間の接着剤4が2つのセパレータ1、2間からはみ出した時に、そのはみ出し接着剤を溜める接着剤溜めとして働き、はみ出し接着剤が当接部5の外形面(基準部30に当てられる面)にはみ出して外形面(基準部30に当てられる面)の形状、寸法精度を低下させることを抑制する。その結果、モジュール組立時の2枚のセパレータの位置合わせ精度、およびスタック組立時の多数のモジュールの位置決め精度が向上する。
窪み7が無い部位では、接着剤4が2つのセパレータ1、2間からはみ出してはみ出し接着剤がセパレータ外形面に付着するかもしれないが、その部位は基準部30に当てられる面ではないので、はみ出してセパレータ外形面に付着しても問題ない。
This
In the part where there is no
図1〜図6では、当接部5を有するセパレータ1または2は、セパレータの周縁に該周縁から突出する突起6を有し、当接部5は該突起6に属している。突起6の先端が基準部30に当てられ、その当てられる部位が当接部5となる。対向する2つのセパレータ1、2の一方のセパレータ1、2に形成された突起6と、対向する2つのセパレータ1、2の他方のセパレータ2、1に形成された窪み7とは、セル厚み方向に対向セパレータ周縁部位に形成されている。当接部5を突起6に設けることにより、窪み7の深さを浅くしても、はみ出し接着剤が突起6の先端面に回り込むことがなく、発電領域16を縮小する必要が無いか、または縮小しても最小限で済む。
1 to 6, the
望ましくは、窪み17はセパレータ1、2の強度を低下させないように形成される。
たとえば、図4に示すように、窪み17は、当接部5を有するセパレータ1、2に対向するセパレータ2、1の周縁のうち、対向するセパレータ2、1の隣接する2つのマニホールド24の間の部分(マニホールド間リブ8という)に沿った部分に形成される。窪み7を形成すると、セパレータ周縁とマニホールドとの間の部位の幅が狭くなってシール性と強度が低下するが、マニホールド間リブ8に沿った周縁部分に形成されることにより、セパレータ周縁とマニホールドとの間の部位の幅が狭くなりにくく、シール性と強度の低下を抑制することができる。したがって、窪み7を形成しても、(マニホールドを発電領域に接近する側に移動させて)発電領域16を縮小する必要が無いか、または縮小しても最小限で済む。
Desirably, the
For example, as shown in FIG. 4, the
セパレータ1、2の強度を低下させないように窪み17をセパレータ1、2に形成する構造は、上記の隣接する2つのマニホールド24の間の部分(マニホールド間リブ8という)に沿った部分に形成される構造に限定されるものではなく、図5に示す構造としてもよい。図5に示す構造では、当接部5を有するセパレータ1または2に対向するセパレータ2または1はセパレータの辺に沿って延びる複数のマニホールド24を有し、該複数のマニホールド24のうちの少なくとも1つのマニホールド(マニホールドとセパレータ周縁との間の距離d1のマニホールド)は、複数のマニホールドのうちの他のマニホールド(マニホールドとセパレータ周縁との間の距離d2のマニホールド)よりセパレータの辺の縁との距離(d1>d2)が大であり、窪み7が、当接部を有するセパレータに対向するセパレータの周縁のうち、セパレータの辺の縁との距離d1が大のマニホールド24(マニホールドとセパレータ周縁との間の距離d1のマニホールド)に沿ったセパレータ周縁部分に形成されている。
図4、図5の構造では、強度上余裕のある部位に窪み17を形成したので、セパレータ1、2の強度を低下させることなく、窪み17を形成できる。
The structure in which the
In the structure of FIGS. 4 and 5, since the
また、MEA3を挟んで対向する2つのセパレータ1、2の周縁の外形形状は、窪み7と当接部5(当接部5に突起6が形成されている場合は突起6)を除いて、互いに同じ大きさである。窪み7が形成されている部位では、一方のセパレータの窪み7が他方のセパレータの当接部5(当接部5に突起6が形成されている場合は突起6)よりも内側に位置する。
したがって、窪み7を形成しても、発電領域16を縮小する必要が無いか、または縮小しても最小限で済む。
図11、図12に示した比較例(特願2002−223319、本願出願時点で未公開)のように、セパレータ101をセパレータ102に比べて一回り小さい形状とし、セパレータ同士の位置合わせのために部分的に外周より突出した突起103、104(位置合わせ基準部106に当接される突起)を設定した場合は発電部105の面積を小さくする必要があり、一方のセパレータ101を一回り小さくした分面積利用率が小さくなるが、本発明ではセパレータ1、2が窪みと当接部を除いて、互いに同じ大きさであるので、発電領域26の面積を小さくする必要がなく、面積利用率が向上する。
Further, the outer shape of the periphery of the two
Therefore, even if the
In order to align the separators, the
2つのセパレータ1、2の各セパレータ1、2には、当接部5と窪み7の両方が形成されており、当接部5と窪み7は、対をなして、セパレータの周縁に沿う方向に互いに隣り合って、各セパレータ1、2の周縁に形成されている。隣り合って対をなす当接部5と窪み7は、組立治具の同じ基準部30に当てられて、位置合わせされる。その結果、2つのセパレータ1、2の互いの位置合わせ精度は、別々の基準部に当てられる場合に比べて、高い。
Each of the
窪み7は、セパレータ1、2の周縁の一定部位に形成され、燃料電池10が複数積層されてスタック18が形成された時には、各燃料電池10の一定部位に形成された窪み7が燃料電池積層方向に揃うようになっている。これによって、窪み7と対向部位にある当接部5または突起6もスタック18のセル積層方向に揃る。その結果、その窪み7または当接部5または突起6に対向して設けられた、セル積層方向に延びる組立治具の同じ基準部30に当てやすくなり、スタック組立時の各モジュール間の位置合わせが容易、かつ、高精度となる。
The
セパレータ1、2の周縁(外形周縁またはマニホールド孔周縁)に形成される窪み7は、図1〜図6に示すように、窪み7が形成される周縁部位において、セパレータの厚みの全厚にわたって基準部30から離れる方向に後退させて形成されてもよい。あるいは、図7に示すように、窪み7が形成される周縁部位において、セパレータの厚みの側面をテーパ状として徐々に基準部30から離れる方向に後退させて形成されてもよいし、あるいは、図8に示すように、窪み7が形成される周縁部位において、セパレータの厚みの側面を階段状に形成し段階状に基準部30から離れる方向に後退させて形成されてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 6, the
また、図9に示すように、当接部5の外端部に、当接部5が突起6の先端に位置する場合は突起6の先端部に、外方への接着剤のはみ出しを阻止する堰9が形成されてもよい。堰9が形成された場合は、はみ出し接着剤が堰9を乗り越えて当接部5の外端部側面にはみ出すことが阻止されるので、当接部5の外端部側面は接着剤の付着のない面であり、モジュール組立、スタック組立において接着剤で位置合わせ精度が低下することはない。
Further, as shown in FIG. 9, when the
1、2 セパレータ
3 MEA
4 接着剤
5 当接部
6 突起
7 窪み
8 マニホールド間リブ
9 堰
10 燃料電池(セル)
11 電解質膜
12 アノード
13 カソード
14、15 拡散層
16 発電領域
17 非発電領域
18 燃料電池スタック
19 ターミナル
20 インシュレータ
21 エンドプレート
22 テンションプレート
23 ボルト・ナット
24 マニホールド
25 燃料ガス流路
26 酸化ガス流路
27 冷媒流路
28 ガスケット
30 基準位置合わせ部
1, 2
4
11
Claims (8)
前記2つのセパレータのうち少なくとも一方のセパレータは周縁に局部的に組立時に組立治具の基準部が当てられる当接部を有し、該当接部を有するセパレータに対向するセパレータは、前記当接部に対向する部位に形成された、前記組立治具の基準部から離れる方向に後退する窪みを有する燃料電池。 A fuel cell having two separators facing each other across an MEA,
At least one separator of the two separators has a contact portion to which the reference portion of the assembly jig is locally applied at the periphery at the periphery, and the separator facing the separator having the corresponding contact portion is the contact portion. A fuel cell having a recess formed in a portion facing the recess and retracting in a direction away from a reference portion of the assembly jig.
前記窪みは、前記当接部を有するセパレータに対向するセパレータの周縁のうち、前記セパレータの辺の縁との距離が大のマニホールドに沿った周縁部分に形成される請求項1記載の燃料電池。 The separator facing the separator having the contact portion has a plurality of manifolds extending along the side of the separator, and at least one of the plurality of manifolds is more than the other manifold of the plurality of manifolds. The distance between the edge of the separator is large,
2. The fuel cell according to claim 1, wherein the recess is formed in a peripheral portion along a manifold having a large distance from an edge of a side of the separator among peripheral edges of the separator facing the separator having the contact portion.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010129477A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Separator, and fuel cell |
JP2012226843A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Toyota Motor Corp | Fuel cell |
JP2014216247A (en) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell |
CN110383554A (en) * | 2017-03-07 | 2019-10-25 | 瑞典电池公司 | Fuel cell pack and bipolar plate assembly |
JP2021528814A (en) * | 2018-06-26 | 2021-10-21 | パワーセル スウェーデン アーベー | Membrane electrode assembly, fuel cell stack with membrane electrode assembly, and fuel cell cell stutter alignment jig |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09147890A (en) * | 1995-11-28 | 1997-06-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
JP2000048849A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell and method for assembling the same |
JP2003077499A (en) * | 2001-06-18 | 2003-03-14 | Toyota Motor Corp | Fuel cell |
JP2005268150A (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell |
-
2004
- 2004-11-30 JP JP2004346145A patent/JP4752253B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09147890A (en) * | 1995-11-28 | 1997-06-06 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid electrolyte fuel cell |
JP2000048849A (en) * | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Aisin Seiki Co Ltd | Fuel cell and method for assembling the same |
JP2003077499A (en) * | 2001-06-18 | 2003-03-14 | Toyota Motor Corp | Fuel cell |
JP2005268150A (en) * | 2004-03-22 | 2005-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010129477A (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Separator, and fuel cell |
JP2012226843A (en) * | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Toyota Motor Corp | Fuel cell |
JP2014216247A (en) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell |
CN110383554A (en) * | 2017-03-07 | 2019-10-25 | 瑞典电池公司 | Fuel cell pack and bipolar plate assembly |
JP2020510282A (en) * | 2017-03-07 | 2020-04-02 | パワーセル スウェーデン アーベー | Fuel cell stack and bipolar plate assembly |
CN110383554B (en) * | 2017-03-07 | 2022-08-02 | 瑞典电池公司 | Fuel cell stack and bipolar plate assembly |
JP2021528814A (en) * | 2018-06-26 | 2021-10-21 | パワーセル スウェーデン アーベー | Membrane electrode assembly, fuel cell stack with membrane electrode assembly, and fuel cell cell stutter alignment jig |
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