JP2006294492A

JP2006294492A - 燃料電池とその製造方法

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Publication number: JP2006294492A
Application number: JP2005115528A
Authority: JP
Inventors: Naomichi Akimoto; 直道秋元
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-13
Also published as: CA2604439C; JP4821162B2; DE112006000900T5; CN101160682A; CA2604439A1; US20090087717A1; CN101160682B; US20100173207A1; US7855023B2; WO2006109145A1

Abstract

【課題】燃料電池スタックの長さまたは単セルの厚さの変動を抑えることができる燃料電池とその製造方法の提供。
【解決手段】（１）初期クリープを進行させるエージング処理が施されていることにより使用時のクリープがエージング処理が施されないセルモジュールに比べて低減されたセルモジュールを含む燃料電池（スタック２３または単セル１０）。
（２）セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程１０３、２０４を有する燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法。
（３）エージング工程で圧縮荷重の他に熱負荷も付与する。
（４）少なくとも圧縮荷重を所定時間付与する。
（５）所定時間は、セルモジュールの厚さの変化量とセルモジュールに圧縮荷重がかかる累計時間との相関関係の基づいて定められた時間である。
【選択図】図１

Description

本発明は燃料電池とその製造方法に関する。

特開２００２−３５９８５号公報は、燃料電池スタックの一端部近傍に弾性部材を設けて、スタックの長さ方向のクリープ、熱膨張伸縮等による締結荷重の変動、とくに締結力の低減、弛緩を、弾性部材により吸収するようにした燃料電池スタックを開示している。弾性部材は、たとえば皿ばねで、皿ばねの有効ストロークの範囲内のみで燃料電池スタックの長さ方向の変化に追従して締結荷重の変動を吸収することができる。
特開２００２−３５９８５号公報

しかし、スタック締結荷重が長期間にわたってかかった時に、セルモジュールのセパレータ間の接着剤層のクリープや、カーボンセパレータの場合のセパレータ自体のバインダ樹脂のクリープなどにより、燃料電池スタックがセルモジュール積層方向に収縮し、その収縮量が皿ばねの締結荷重変動吸収量を越えた時には、締結力の低減、弛緩を防止できなくなるという問題がある。

本発明の目的は、燃料電池スタックの長さまたは単セルの厚さの変動を抑えることができる燃料電池とその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）初期クリープを進行させるエージング処理が施されていることにより使用時のクリープがエージング処理が施されないセルモジュールに比べて低減されたセルモジュールを含む燃料電池。
（２）セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程を有する燃料電池の製造方法。
（３）エージング工程で圧縮荷重の他に熱負荷も付与する（２）記載の燃料電池の製造方法。
（４）前記少なくとも圧縮荷重を所定時間付与する（２）または（３）記載の燃料電池の製造方法。
（５）前記所定時間は、セルモジュールの厚さの変化量とセルモジュールに圧縮荷重がかかる累計時間との相関関係の基づいて定められた時間である（４）記載の燃料電池の製造方法。
（６）前記所定時間は、スタックの弾性体の有効ストローク下限に基づいて定められた時間である（４）記載の燃料電池の製造方法。
（７）前記所定時間は、スタックの熱収縮分に基づいて定められた時間である（４）記載の燃料電池の製造方法。
（８）前記熱負荷は、セルモジュールの流体流路に加熱流体を流して付与されている（３）記載の燃料電池の製造方法。
（９）前記加熱流体には圧力がかけられている（８）記載の燃料電池の製造方法。
（１０）スタック化後にセルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程と、その後燃料電池スタックを増し締めする増し締め工程と、を有する（２）〜（９）の何れか一項記載の燃料電池の製造方法。
（１１）スタック化前にセルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程と、初期クリープを進行させた後のセルモジュールをスタックに組み込む組み込み工程と、を有する（２）〜（９）の何れか一項記載の燃料電池の製造方法。

上記（１）の燃料電池によれば、セルモジュールが使用前にエージング処理が施されているため、燃料電池使用中のスタックのクリープを低減できる。その結果、目標寿命内で、常に燃料電池スタックの必要締結荷重が維持される。クリープは初期に急速に進行し、時間の経過とともにその量は減少していく。よって初期の段階でクリープを発生させることはそれだけ短時間の処理で済む点で、理にかなった方法といえる。
上記（２）の燃料電池の製造方法によれば、セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程を有するので、燃料電池使用中のスタックのクリープを低減できる。その結果、目標寿命内で、常に燃料電池スタックの必要締結荷重が維持される。クリープは初期に急速に進行し、時間の経過とともにその量は減少していく。よって初期の段階でクリープを発生させることはそれだけ短時間の処理で済む点で、理にかなった方法といえる。
上記（３）の燃料電池の製造方法によれば、エージング工程で圧縮荷重の他に熱負荷も付与するので、圧縮荷重のみを付与する場合よりもクリープの進行を促進させることができ、かつ、熱負荷のある実使用状態でのクリープを低減させることができる。
上記（４）の燃料電池の製造方法によれば、エージングが少なくとも圧縮荷重を所定時間（この所定時間は目標寿命に比べて短時間である）付与することにより行われるので、エージングを短時間で済ませることができる。
上記（５）〜（７）の燃料電池の製造方法によれば、所定時間は、後述する図３等から求めることができる時間である。
上記（８）の燃料電池の製造方法によれば、熱負荷は、セルモジュールの流体流路に加熱流体を流して付与されているので、熱負荷を容易にかけることができ、かつ、実際使用状態に近い状態でかけることができる。
上記（９）の燃料電池の製造方法によれば、加熱流体には圧力がかけられているので、セパレータがカーボンセパレータである場合のセパレータのクリープを促進させるに効果的である。
上記（１０）の燃料電池の製造方法によれば、スタック化後にセルモジュールにエージングを施すことができる。
上記（１１）の燃料電池の製造方法によれば、セルモジュールのエージング工程とその後のスタックへの組み込み工程を有するので、スタック組み込み前にセルモジュールにエージングを施すことができる。

以下に、本発明の燃料電池（燃料電池スタックまたは単セルの何れであってもよい）とその製造方法を図１−図７を参照して説明する。
図１は本発明の実施例１に係る燃料電池とその製造方法を示し、図２は本発明の実施例２に係る燃料電池とその製造方法を示す。図３〜図７は本発明の実施例１、実施例２の両方に適用可能である。
本発明の実施例１、２に共通する、または類似する部分には、本発明の実施例１、２にわたって同じ符号を付してある。

まず、本発明の実施例１、２に共通する、または類似する燃料電池（燃料電池スタックまたは単セルの何れであってもよい）とその製造方法の構成と作用、効果を、図１、図３、図４〜図７を参照して説明する。
本発明の燃料電池とその製造方法で対象となる燃料電池は、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。

固体高分子電解質型燃料電池１０は、図４〜図６に示すように、膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）１９とセパレータ１８とを重ねた単位燃料電池（「単位電池」、「単セル」、「セル」ともいう）からなる。
膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜（「電解質」ともいう）１１とこの電解質膜１１の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード）１４および電解質膜１１の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード）１７とからなる。膜−電極アッセンブリ１９とセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３、１６が設けられる。セパレータ１８はアノード側セパレータとカソード側セパレータを含む。アノード側セパレータ１８には、拡散層１３と接する側の面側にアノード１４に燃料ガス（たとえば、水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード側セパレータ１８には、拡散層１６と接する側の面側にカソード１７に酸化ガス（たとえば、酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には拡散層１３、１６と接する側の面と反対側の面側に、冷媒（通常、冷却水）を流すための流路２６も形成されている。
少なくとも１つのセル１０からセルモジュール（１セル１モジュールの場合はセルとモジュールは同じになる）を構成し、セル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２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置し、両端のエンドプレート２２をセル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材２４（たとえば、テンションプレート）にボルト・ナット２５にて固定し、燃料電池スタック２３を構成する。積層方向は任意である。セル積層体にはセル積層方向にスタック締結荷重が付与される。
スタック締結荷重は、燃料電池スタック２３の一端側のエンドプレート２２とその内側のプレッシャプレート３４との間に設けた弾性体３５（たとえば、皿ばね３５）を介して付与されセル積層体の長さがクリープや熱膨張伸縮等で変動しても弾性体３５の弾性変形範囲内でその変動を吸収し締結荷重が大きく変動しないようにしてある。スタック締結荷重の初期値は調整可能であり、その調整は、たとえば、燃料電池スタック２３の一端側のエンドプレート２２に設けたねじ穴に螺合させた調整ねじ３６を調整ねじ軸芯まわりに回転させ、調整ねじ３６のセル積層方向位置を調整することにより行う。

各セル１０の、アノード１４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中をカソード側に移動し、カソード１７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る。
アノード側：Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-
カソード側：２Ｈ⁺＋２ｅ^-＋（１／２）Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ

セパレータ１８は、カーボンセパレータ、またはメタルセパレータ、または樹脂フレームと組み合わされたメタルセパレータ、または導電性樹脂セパレータからなる。
セパレータ１８は、その縁部近傍に、入側の燃料ガスマニホールド３０ａ、出側の燃料ガスマニホールド３０ｂ、入側の酸化ガスマニホールド３１ａ、出側の酸化ガスマニホールド３１ｂ、入側の冷却水マニホールド２９ａ、出側の冷却水マニホールド２９ｂを有する。アノード側のセパレータ１８の縁部近傍部で囲まれた発電領域部には、拡散層１３と対向する面側に燃料ガス流路２７が形成されており、カソード側のセパレータ１８の縁部近傍部で囲まれた発電領域部には、拡散層１６と対向する面側に酸化ガス流路２８が形成されている。セパレータ１８の、拡散層と対向する面と反対側の面側に冷却水流路２６が形成されている。

燃料ガスは、入側の燃料ガスマニホールド３０ａから燃料ガス流路２７に流入し燃料ガス流路２７から出側の燃料ガスマニホールド３０ｂに流出する。
酸化ガスは、入側の酸化ガスマニホールド３１ａから酸化ガス流路２８に流入し酸化ガス流路２８から出側の酸化ガスマニホールド３１ｂに流出する。
冷却水は、入側の冷却水マニホールド２９ａから冷却水流路２６に入り冷却水流路２６から出側の冷却水マニホールド２９ｂに流出する。
セル１０のセパレータ間またはセパレータと膜間は、流体流路まわりを接着剤層３３にてシールされ、セルモジュール間は、ガスケット３２または接着剤にてシールされる。

接着剤層３３と、セパレータ１８がカーボンセパレータの場合のセパレータ１８は、セル１０にスタック締結荷重がかかった時に、また燃料電池の運転時のようにスタック締結荷重と熱負荷（約８０℃の運転温度）とがかかった時に、クリープを生じる。図３に線Ａで示すように、このクリープ量は燃料電池スタック２３の使用時間の累計の増加とともに増えていく。
燃料電池スタック２３のセル積層体のクリープ量が、燃料電池スタック２３の一端側に設けた弾性体３５の弾性変形による吸収範囲内である間は問題が生じないが、弾性体３５の弾性変形による吸収範囲内を越えると（図３の皿ばね３５の有効ストローク下限Ｓを越えると）、燃料電池スタック２３の締結荷重が弛緩し、セル１０間の電気抵抗、セル１０内のセパレータ１８と拡散層１３、１６間の電気抵抗が上がり、燃料電池出力の低下を招くほか、流体洩れが生じるおそれが出てくるという問題がある。

この問題を無くすために、本発明の燃料電池（スタック２３または単セル１０）は、初期クリープを進行させるエージング処理がセルモジュールに施されていることにより、使用時のクリープがエージング処理が施されないセルモジュールに比べて低減されたセルモジュールを含む燃料電池（スタック２３または単セル１０）からなる。
また、本発明の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法は、セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程を有する燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法からなる。
エージングはスタック２３に施されてもよいし、または単セル１０ごとに施されてもよい。

上記で、エージングとは、セルモジュール（スタック化後のセルモジュールの場合もあるし、あるいはスタック化前のセルモジュールの場合もある）に、所定時間、少なくとも圧縮荷重（圧縮荷重だけ、または圧縮荷重と熱負荷）を与え、それによってセルモジュールの初期クリープを進行させることをいう。圧縮荷重はスタック締結荷重に相当する荷重であり、熱負荷は、温度を、たとえば燃料電池運転温度、または燃料電池運転温度以上でセルが耐えることができる温度に上げることによってセルモジュールにかかる荷重である。

また、上記で、所定時間Ｈは、図３に示すように、セルモジュールの厚さの変化量（クリープ＋熱収縮量）とセルモジュールに圧縮荷重がかかる累計時間ｈとの相関関係の基づいて定められた時間である。
また、所定時間Ｈは、スタック２３の弾性体（図示例の皿ばね）３５の有効ストローク下限に基づいて定められた時間である。
また、所定時間Ｈは、スタック２３（またはセルモジュール）の熱収縮分に基づいて定められた時間である。

所定時間Ｈは、たとえば、図３の（クリープ＋熱収縮量）対使用時間ｈのグラフに示すように、目標寿命Ｌ（たとえば、５年）で線Ａが皿ばね３５の有効ストローク下限Ｓ（たとえば、スタックで４ｍｍ）をオーバーした分Ｅ以上の値だけ、線Ａを下方に平行移動して破線Ｂを作成し、破線Ｂとスタック２３の熱収縮分Ｔ（たとえば、スタックで１ｍｍ）との交点Ｃから使用時間軸に垂線を下ろし、この垂線の使用時間軸との交点Ｄの使用時間軸の値Ｈとして求めることができる。所定時間Ｈは、たとえば、２０〜５０時間の範囲にあり、更に限定すれば３０〜４０時間の範囲にあり、目標寿命Ｌ（たとえば、５年）に比べて短時間である。

また、エージング処理において、セルモジュールの流体流路２６、２７、２８に加熱流体（温水やガスを約８０℃〜１００℃に加熱する）を流することにより、セルモジュールに熱負荷を付与することができる。加熱流体には圧力がかけられていてもよい。圧縮荷重、熱負荷をかけることにより、短時間でクリープを進行させることができる。
さらに具体的には、つぎのような態様をとることができる。
（イ）スタック冷却水ラインに最高使用温度に加温した水を循環させることで熱負荷を与え、クリープを進行させる。この時、水を加圧して圧力負荷を与えてもよい。また、ガスラインに窒素、空気を供給して加圧してもよい。圧力負荷は、セパレータに圧力をかけてセパレータのクリープ（カーボンセパレータの樹脂バインダーのクリープ）を進行させるのに効果がある。
（ロ）上記の他、冷却水、ガスラインともに温水を流し、温度・圧縮荷重を与える方法、また、逆に、冷却水、ガスラインに窒素などの加温したガスを流し、温度・圧縮荷重を与える方法もある。
（ハ）発電運転をして温度・圧縮荷重を与えてもよい。発電運転の場合、クリープ進行の他、触媒活性化、電解質膜への適度は湿潤付与により、電圧アップ効果（ならし効果）も期待できる。
（ニ）恒温槽や炉の中にスタックを入れ、温度・圧縮荷重を付与する方法でもよい。

つぎに、上記（実施例１、２の共通部分）の燃料電池（スタック２３または単セル１０）とその製造方法の作用・効果を説明する。
上記の燃料電池（スタック２３または単セル１０）によれば、セルモジュールが使用前にエージング処理が施されているため、燃料電池使用中の燃料電池（スタック２３または単セル１０）のクリープを低減できる。
また、上記の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法によれば、セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程を有するので、燃料電池使用中の燃料電池（スタック２３または単セル１０）のクリープを低減できる。
その結果、上記の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の場合も、上記の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法の場合も、目標寿命Ｌ内で、常に燃料電池スタック２３の必要締結荷重が維持される。すなわち、図３で、使用期間ｈが目標寿命Ｌ内で、本発明の特性である破線Ｂは皿ばね有効ストローク下限Ｓより下にあり、クリープ＋熱収縮量は、常に、皿ばね有効ストロークＳ内にあって、スタックのクリープが進行してもスタック長さの変化を皿ばね３５で吸収でき、締結力がほぼ一定に維持される。この場合、皿ばね３５の荷重−ストローク特性は、図７に示すように、途中にほぼフラットな部分Ｆを有する特性であるので、そのほぼフラットな部分Ｆを使用することにより、スタック締結力がほぼ一定に維持される。
また、図３において、従来の特性を示す実線Ａからわかるように、クリープは初期に急速に進行し、時間の経過とともにその量は減少していく。よって初期の段階でクリープを発生させることはそれだけ短時間の処理で済む点で、理にかなった方法といえる。

また、エージング工程で圧縮荷重の他に熱負荷も付与するので、圧縮荷重のみを付与する場合よりもクリープの進行を促進させることができ、かつ、熱負荷のある燃料電池実使用状態でのクリープを低減させることができる。
また、エージングが少なくとも圧縮荷重を所定時間Ｈ（この所定時間は目標寿命に比べて短時間である）付与することにより行われるので、エージングを短時間で済ませることができる。
この場合、所定時間Ｈは、図３等から求めることができる時間である。
また、熱負荷は、セルモジュールの流体流路２６、２７、２８に加熱流体を流して付与されているので、熱負荷（温度荷重）を容易にかけることができ、かつ、実際使用状態に近い状態でかけることができる。
また、加熱流体には圧力がかけられているので、セパレータ１８がカーボンセパレータである場合のセパレータ１８のクリープを促進させるに効果的である。

つぎに、本発明の各実施例に特有な部分の構成、作用・効果を説明する。
〔実施例１〕−−−図１
本発明の実施例１の燃料電池（スタック２３または単セル１０）は図１に従って製造された燃料電池である。また、本発明の実施例１の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法は、図１の工程に従って製造される方法である。本発明の実施例１の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法は、スタック化後にセルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程１０３と、その後燃料電池スタック２３を増し締めする増し締め工程１０４と、を有する燃料電池の製造方法である。
本発明の実施例１の燃料電池（スタック２３または単セル１０）とその製造方法では、図１に示すように、工程１０１でセルモジュールが積層され、工程１０２でスタック化されて締結され、工程１０３でスタック２３（のセルモジュール）にエージング処理が施され、エージング処理後、工程１０４でスタック２３が増し締めされ、工程１０５でスタック完成品検査が行われ、工程１０６で出荷される。

実施例１の作用・効果については、図３で、スタック化後、工程１０３で、所定時間Ｈ、エージングが実行されて、クリープは原点から点Ｇに至り、工程１０４でＥ分、増し締めが行われて、クリープは点Ｇから点Ｃに至り、その後使用されて、クリープは点Ｃから破線Ｂ上を変化していくが、使用時間ｈが目標寿命になっても、クリープはなお皿ばね有効ストロークＳ以内にある。
その結果、目標寿命内で、常に燃料電池スタック２３の必要締結荷重が維持される。
また、スタック化後にセルモジュールにエージングを施すことができるので、エージング工程後のスタックの分解、再組み立ては不要である。

〔実施例２〕−−−図２
本発明の実施例２の燃料電池（スタック２３または単セル１０）は図２に従って製造された燃料電池である。また、本発明の実施例２の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法は、図２の工程に従って製造される方法である。本発明の実施例２の燃料電池（スタック２３または単セル１０）の製造方法は、スタック化前にセルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程と、初期クリープを進行させた後のセルモジュールをスタックに組み込む組み込み工程と、を有する燃料電池の製造方法である。
本発明の実施例２の燃料電池（スタック２３または単セル１０）とその製造方法では、図２に示すように、工程２０１でセルモジュールが提供され、工程２０２で１つまたは複数のセルモジュールが治具（上治具、下治具間）にセットされ、工程２０３で治具がセルモジュールとともに締結されてシールされ、工程２０４でセルモジュールにエージング処理が施され、工程２０５で治具から取り出されるとともに、セルモジュール１枚１枚に分解され、工程２０６または工程２０７で、初期クリープを進行させた後のセルモジュールがスタック２３に組み込まれる。工程２０６では図１の工程１０５の検査で不良セルモジュールが検出された場合の差替え用として、また、工程２０７では、サービスステーションなどでのセルモジュール補給用として出荷される。図２の方法では、図１の方法と異なり、スタックの増し締め工程１０４は無い。

実施例２の作用・効果については、図３において、治具に装着してエージングを施している段階でクリープは原点から点Ｇに至り、それを分解してスタックに組み込んだ段階で、クリープは点Ｇから点Ｃに至り、その後使用されて、クリープは点Ｃから破線Ｂ上を変化していくが、使用時間ｈが目標寿命になっても、クリープはなお皿ばね有効ストロークＳ以内にある。
その結果、目標寿命内で、常に燃料電池スタック２３の必要締結荷重が維持される。
また、スタック組み込み前にセルモジュールにエージングを施すことができ、実施例１の差替え用のセルモジュールとして、あるいはサービスステーションにおける補給用のセルモジュールとして利用することができる。

本発明の実施例１の燃料電池の製造方法の工程図である。本発明の実施例２の燃料電池の製造方法の工程図である。本発明の実施例１、２の燃料電池とその製造方法の、（クリープ＋熱収縮量）対（使用時間）の特性を示すグラフである。本発明の実施例１、２の燃料電池の側面図である。本発明の実施例１、２の燃料電池の一部分の拡大断面図である。本発明の実施例１、２の燃料電池に組み込まれたセルの正面図である。本発明の実施例１、２の燃料電池に組み込まれた弾性体の荷重−変位特性図である。

符号の説明

１０燃料電池
１１電解質膜
１３アノード側拡散層
１４アノード
１６カソード側拡散層
１７カソード
１８燃料電池セパレータ
１８ａアノード側セパレータ
１８ｂカソード側セパレータ
１９ＭＥＡ
２０ターミナル
２１インシュレータ
２２エンドプレート
２３燃料電池スタック
２４締結部材（たとえば、テンションプレート）
２５ボルト・ナット
２６冷却水流路
２７燃料ガス流路
２８酸化ガス流路
２９冷却水マニホールド
３０燃料ガスマニホールド
３１酸化ガスマニホールド
３２ガスケット
３３接着剤
３４プレッシャプレート
３５弾性体（たとえば、皿ばね）
３６調整ねじ
１０３、２０４エージング工程
１０４増し締め工程

Claims

初期クリープを進行させるエージング処理が施されていることにより使用時のクリープがエージング処理が施されないセルモジュールに比べて低減されたセルモジュールを含む燃料電池。
セルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程を有する燃料電池の製造方法。
エージング工程で圧縮荷重の他に熱負荷も付与する請求項２記載の燃料電池の製造方法。
前記少なくとも圧縮荷重を所定時間付与する請求項２または請求項３記載の燃料電池の製造方法。
前記所定時間は、セルモジュールの厚さの変化量とセルモジュールに圧縮荷重がかかる累計時間との相関関係の基づいて定められた時間である請求項４記載の燃料電池の製造方法。
前記所定時間は、スタックの弾性体の有効ストローク下限に基づいて定められた時間である請求項４記載の燃料電池の製造方法。
前記所定時間は、スタックの熱収縮分に基づいて定められた時間である請求項４記載の燃料電池の製造方法。
前記熱負荷は、セルモジュールの流体流路に加熱流体を流して付与されている請求項３記載の燃料電池の製造方法。
前記加熱流体には圧力がかけられている請求項８記載の燃料電池の製造方法。
スタック化後にセルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程と、その後燃料電池スタックを増し締めする増し締め工程と、を有する請求項２〜請求項９の何れか一項記載の燃料電池の製造方法。
スタック化前にセルモジュールに少なくとも圧縮荷重を付与して初期クリープを進行させるエージング工程と、初期クリープを進行させた後のセルモジュールをスタックに組み込む組み込み工程と、を有する請求項２〜請求項９の何れか一項記載の燃料電池の製造方法。