JP2008192400A - Fuel cell, its manufacturing method, and laminate member for fuel cell - Google Patents

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荘吾 後藤
Kenji Tsubosaka
健二 壷阪
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminating member for a fuel cell capable of retaining an electrolyte membrane at a desired position at integrally molding the electrolyte membrane and a seal member in a die. <P>SOLUTION: The fuel cell is equipped with a power generator 12 equipped with the electrolyte membrane and a pair of electrodes, a sealing part 16 integrally formed with the power generator 12, and a gas separator 30 arranged on both sides of the power generator 12 to contact the sealing part 16. Moreover, in a region in which the sealing part 16 overlapped with an encapsulated region encapsulating the power generator 12, between the power generator 12 and one of the gas separators 30, a support part formed by having a distance between the power generator 12 and the one of the gas separators 30 as the height is equipped. The sealing part 16 here is formed to fill a space formed at the surrounding of the support part between the power generator 12 and the one of the gas separators 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、燃料電池、その製造方法、および燃料電池用積層部材に関する。   The present invention relates to a fuel cell, a method for manufacturing the same, and a laminated member for a fuel cell.

燃料電池は、一般に、電解質層や電極あるいはガスセパレータを含む板状部材を、所定の順序で順次積層することによって形成される。このような構成の一例として、電解質膜と一体で、電解質膜の外周に、ガスシール性を確保するためのシール部材を設ける構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような構成では、電解質膜を含む部材を金型内に配置した後、金型内にシール部材の材料を充填することによって、電解質膜とシール部材とが一体成形される。   In general, a fuel cell is formed by sequentially laminating plate members including an electrolyte layer, an electrode, or a gas separator in a predetermined order. As an example of such a configuration, a configuration has been proposed in which a seal member is provided integrally with the electrolyte membrane to ensure gas sealability on the outer periphery of the electrolyte membrane (see, for example, Patent Document 1). In such a configuration, after the member including the electrolyte membrane is disposed in the mold, the electrolyte membrane and the seal member are integrally formed by filling the mold with the material of the seal member.

特開2002−42836号公報JP 2002-42836 A 特開2006−216424号公報JP 2006-216424 A 特開2002−124276号公報JP 2002-124276 A 特開2002−352845号公報JP 2002-352845 A

しかしながら、上記のように電解質膜とシール部材とを金型内で一体成形する場合には、電解質膜あるいは電解質膜を含む部材(例えば、電解質膜と、電解質膜上に形成した電極と、電極上に配置したガス拡散層)の剛性が不十分であるために、成形時に、これらの部材を金型内で所望の位置に保持することが困難となる場合があった。すなわち、成形時に、電解質膜を含む部材を金型内で平面状に保持することが困難となる場合があった。上記電解質膜を含む部材が平面状に維持できず、その外周部が金型内で重力により垂れ下がると、垂れ下がった上記部材が、シール部材の材料が金型内に行き渡るのを妨げる可能性がある。このようにシール部材の材料が金型内で行き渡らない箇所が生じると、金型に応じた所望の形状のシール部材が成型されなくなり、このようなシール部材を用いると、燃料電池におけるガスシール性が不十分になる可能性がある。   However, when the electrolyte membrane and the seal member are integrally formed in the mold as described above, the electrolyte membrane or a member including the electrolyte membrane (for example, the electrolyte membrane, the electrode formed on the electrolyte membrane, and the electrode In some cases, it is difficult to hold these members in a desired position in the mold at the time of molding. That is, at the time of molding, it may be difficult to hold the member including the electrolyte membrane in a flat shape in the mold. When the member including the electrolyte membrane cannot be maintained in a flat shape and its outer peripheral portion hangs down due to gravity in the mold, the hanged member may prevent the material of the sealing member from spreading into the mold. . Thus, when the location where the material of the seal member does not spread in the mold occurs, the seal member having a desired shape corresponding to the mold is not molded. When such a seal member is used, the gas seal property in the fuel cell May be insufficient.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、金型内で電解質膜とシール部材とを一体成形する際に、電解質膜を所望の位置に保持することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and aims to hold an electrolyte membrane in a desired position when the electrolyte membrane and a seal member are integrally formed in a mold. To do.

上記目的を達成するために、本発明の燃料電池は、
電解質膜と、該電解質膜の両面に形成された一対の電極と、を備える発電体と、
前記発電体の外周部で該発電体の外周部を内包し、該発電体と一体で形成されたシール部と、
前記発電体の両側に配置され、前記シール部と接触するガスセパレータと、
前記シール部が前記発電体を内包する内包領域と重なる領域において、前記発電体と一方の前記ガスセパレータとの間で、前記発電体と前記一方のガスセパレータとの間の距離を高さとして形成された支持部と
を備え、
前記シール部は、前記発電体と前記一方のガスセパレータとの間において、前記支持部の周囲に形成される空間を埋めるように形成されていることを要旨とする。
In order to achieve the above object, the fuel cell of the present invention comprises:
A power generator comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes formed on both sides of the electrolyte membrane;
A seal portion that includes the outer periphery of the power generation body at the outer periphery of the power generation body and is formed integrally with the power generation body;
A gas separator disposed on both sides of the power generator and in contact with the seal portion;
In a region where the seal portion overlaps an inclusion region that encloses the power generation body, a height between the power generation body and one of the gas separators is defined as a height between the power generation body and the one gas separator. And a supported portion,
The gist of the present invention is that the seal portion is formed so as to fill a space formed around the support portion between the power generator and the one gas separator.

以上のように構成された本発明の燃料電池によれば、発電体とガスセパレータとの間に支持部が形成されているため、シール部を、金型を用いて発電体および一方のガスセパレータと一体成形する際に、金型内で支持部によって発電体を支持することができ、剛性の低い発電体が金型内で重力により垂れ下がることがない。したがって、シール部の構成材料が金型内の空間に行き渡るのを、発電体の外周部が妨げることがなく、所望の形状のシール部を形成することができる。   According to the fuel cell of the present invention configured as described above, since the support portion is formed between the power generator and the gas separator, the seal portion is used as a power generator and one gas separator using a mold. And the power generating body can be supported by the support portion in the mold, and the power generating body having low rigidity does not hang down due to gravity in the mold. Accordingly, the outer peripheral portion of the power generator does not hinder the constituent material of the seal portion from reaching the space in the mold, and the seal portion having a desired shape can be formed.

本発明の燃料電池において、前記支持部は、前記発電体における前記内包領域よりも中央部よりの領域での前記発電体と前記ガスセパレータとの距離と等しい高さを有することとしても良い。このような構成とすれば、シール部の構成材料が金型内の空間に行き渡ることを確保する効果を、より高めることができる。   In the fuel cell according to the present invention, the support portion may have a height equal to a distance between the power generator and the gas separator in a region closer to the center than the inclusion region in the power generator. With such a configuration, it is possible to further enhance the effect of ensuring that the constituent material of the seal portion spreads over the space in the mold.

本発明の燃料電池において、前記支持部は、前記ガスセパレータに形成した凸部であることとしても良い。このような構成とすれば、支持部を設けることにより部品点数が増加することがない。   In the fuel cell of the present invention, the support portion may be a convex portion formed on the gas separator. With such a configuration, the number of parts does not increase by providing the support portion.

このような本発明の燃料電池において、前記凸部は、互いに離間して設けられた複数の突起から成ることとしても良い。このような構成とすれば、シール部の構成材料は、突起状の凸部間を通過して、金型内の空間に広がることができる。そのため、凸部を設けることに起因するシール部の構成材料の移動の妨げを、抑制することができる。   In such a fuel cell of the present invention, the convex portion may be composed of a plurality of protrusions provided apart from each other. With such a configuration, the constituent material of the seal portion can pass between the protruding convex portions and spread into the space in the mold. Therefore, the hindrance of the movement of the constituent material of the seal portion due to the provision of the convex portion can be suppressed.

本発明の燃料電池において、前記支持部は、前記発電体および前記ガスセパレータとは別体で、前記発電体と前記ガスセパレータとの間に配置したスペーサであることとしても良い。このような構成とすれば、支持部の形状を設定する際の自由度を増すことができる。   In the fuel cell of the present invention, the support portion may be a spacer that is separate from the power generation body and the gas separator and is disposed between the power generation body and the gas separator. With such a configuration, the degree of freedom in setting the shape of the support portion can be increased.

このような本発明の燃料電池において、前記スペーサは、複数の粒状体であることとしても良い。このような構成とすれば、発電体とガスセパレータとの間に複数の粒状体を配置することにより、金型内で発電体を支持することができる。さらに、支持部を粒状体により形成することで、燃料電池全体を軽量化することができる。   In such a fuel cell of the present invention, the spacer may be a plurality of granular bodies. If it is set as such a structure, a power generation body can be supported within a metal mold | die by arrange | positioning a some granular material between a power generation body and a gas separator. Furthermore, the whole fuel cell can be reduced in weight by forming the support portion with a granular material.

また、本発明の燃料電池において、前記スペーサは、前記内包領域と重なる領域にわたって連続して設けられた枠体であることとしても良い。このような構成とすれば、発電体とガスセパレータとの間に枠体を配置することにより、金型内で発電体を支持することができる。   Moreover, the fuel cell of this invention WHEREIN: The said spacer is good also as being a frame provided continuously over the area | region which overlaps with the said inclusion area | region. If it is set as such a structure, a power generation body can be supported within a metal mold | die by arrange | positioning a frame between a power generation body and a gas separator.

このような本発明の燃料電池において、前記枠体は、前記発電体と接する第1の凸部、および、前記一方のガスセパレータと接する第2の凸部を備え、前記第1および第2の凸部は、それぞれ、互いに離間して設けられた複数の突起から成ることとしても良い。このような構成とすれば、シール部の構成材料は、第1および第2の凸部を構成する複数の突起間を通過して、金型内の空間に広がることができる。そのため、枠体を設けることに起因するシール部の構成材料の移動の妨げを、抑制することができる。   In such a fuel cell of the present invention, the frame body includes a first convex portion in contact with the power generator, and a second convex portion in contact with the one gas separator, and the first and second Each of the convex portions may be composed of a plurality of protrusions provided apart from each other. With such a configuration, the constituent material of the seal portion can pass between the plurality of protrusions constituting the first and second convex portions and spread into the space in the mold. Therefore, the hindrance to the movement of the constituent material of the seal portion due to the provision of the frame can be suppressed.

また、このような燃料電池において、前記枠体は、前記発電体の外周に近接して設けられ、前記他方のガスセパレータ側へと、前記発電体の断面と重なる高さにまで突出して設けられた位置決め凸部を備えることとしても良い。このような構成とすれば、シール部を、金型を用いて発電体および一方のガスセパレータと一体成形する際に、金型内で、位置決め凸部に合わせて発電体を配置すればよい。これにより、発電体の位置決めの動作を簡素化することができる。   Further, in such a fuel cell, the frame body is provided in the vicinity of the outer periphery of the power generation body, and is provided so as to protrude to the other gas separator side to a height overlapping the cross section of the power generation body. It is good also as providing the positioning convex part. With such a configuration, when the seal portion is integrally formed with the power generation body and one of the gas separators using the mold, the power generation body may be disposed in accordance with the positioning convex portion within the mold. Thereby, the positioning operation of the power generator can be simplified.

本発明の燃料電池において、前記発電体は、さらに、前記電極上に配置される多孔質体から成るガス拡散層を備えることとしても良い。このような構成とすれば、電極に対するガス供給効率を向上させると共に、電極表面における集電性を高め、また、電解質膜を保護することができる。   In the fuel cell of the present invention, the power generation body may further include a gas diffusion layer made of a porous body disposed on the electrode. With such a configuration, the gas supply efficiency to the electrode can be improved, the current collecting property on the electrode surface can be improved, and the electrolyte membrane can be protected.

本発明の燃料電池において、さらに、多孔質体から成り、前記発電体と前記ガスセパレータとの間に配置される一対のガス流路形成部を備え、少なくとも、前記一方のガスセパレータと接する前記ガス流路形成部は、前記発電体と共に前記シール部と一体で形成されていることとしても良い。このような構成とすれば、シール部とガス流路形成部とを一体化することにより、発電体とガスセパレータとの間に形成されるガス流路におけるガスシール性を向上させることができる。   In the fuel cell of the present invention, the gas further includes a pair of gas flow path forming portions made of a porous body and disposed between the power generation body and the gas separator, and at least the gas in contact with the one gas separator The flow path forming part may be formed integrally with the seal part together with the power generator. With such a configuration, by integrating the seal portion and the gas flow path forming portion, it is possible to improve the gas sealing performance in the gas flow path formed between the power generation body and the gas separator.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池の製造方法や、燃料電池用積層部材などの形態で実現することが可能である。   The present invention can be realized in various forms other than those described above. For example, the present invention can be realized in the form of a fuel cell manufacturing method, a fuel cell laminated member, or the like.

A.第1実施例の燃料電池の構成:
図1は、第1実施例の燃料電池の概略構成を表わす断面模式図であり、図2は、図1において破線で囲んだX領域を拡大して示す説明図である。本実施例の燃料電池は、固体高分子型燃料電池である。また、本実施例の燃料電池は、電気化学反応が進行する単位であるセルアセンブリ10を複数備えると共に、各々のセルアセンブリ10間にガスセパレータ30を介在させつつセルアセンブリ10を積層させたスタック構造を有している。
A. Configuration of the fuel cell of the first embodiment:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the fuel cell according to the first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an enlarged X region surrounded by a broken line in FIG. The fuel cell of this example is a polymer electrolyte fuel cell. In addition, the fuel cell according to the present embodiment includes a plurality of cell assemblies 10 that are units in which an electrochemical reaction proceeds, and a stack structure in which the cell assemblies 10 are stacked with a gas separator 30 interposed between the cell assemblies 10. have.

セルアセンブリ10は、図1に示すように、発電積層部11と、シール部16と、によって構成されている。図2に示すように、発電積層部11は、発電体12と、発電体12を挟持する一対のガス流路形成部14,15とによって構成される。発電体12は、電解質膜20と、電解質膜20の表面に形成された一対の電極(カソード22およびアノード24)とから成るMEA(膜−電極接合体、Membrane Electrode Assembly)13と、MEA13を挟持する一対のガス拡散層26,28と、によって形成される。   As shown in FIG. 1, the cell assembly 10 includes a power generation laminate portion 11 and a seal portion 16. As shown in FIG. 2, the power generation stacking unit 11 includes a power generation body 12 and a pair of gas flow path forming portions 14 and 15 that sandwich the power generation body 12. The power generation body 12 sandwiches an MEA 13 and an MEA (Membrane Electrode Assembly) 13 composed of an electrolyte membrane 20 and a pair of electrodes (cathode 22 and anode 24) formed on the surface of the electrolyte membrane 20. And a pair of gas diffusion layers 26, 28.

電解質膜20は、固体高分子材料、例えばパーフルオロカーボンスルホン酸を備えるフッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。カソード22およびアノード24は、電気化学反応を促進する触媒、例えば、白金、あるいは白金と他の金属から成る合金を備えている。カソード22およびアノード24を形成するには、例えば、白金等の触媒金属を担持させたカーボン粉を作製し、この触媒担持カーボンと、電解質膜20を構成する電解質と同様の電解質とを用いてペーストを作製し、作製した触媒ペーストを電解質膜20上に塗布すればよい。ガス拡散層26,28は、カーボン製の多孔質部材であり、例えばカーボンクロスやカーボンペーパによって形成される。電解質膜20上に触媒電極を形成したMEA13とガス拡散層26,28とを、プレス接合により一体化することで、発電体12が作製される。このガス拡散層26,28は、後述するガス流路形成部14,15よりも平均細孔径が小さな多孔質体によって構成されている。そのため、ガス拡散層26,28を設けることによって、触媒電極に対するガス供給効率を向上させると共に、ガス流路形成部14,15と触媒電極との間の集電性を高めることができ、さらに電解質膜20を保護することもできる。ただし、ガス流路形成部14,15の構成材料や気孔率によっては、ガス拡散層26,28を設けないこととしても良い。   The electrolyte membrane 20 is a proton conductive ion exchange membrane formed of a solid polymer material, for example, a fluororesin containing perfluorocarbon sulfonic acid, and exhibits good electrical conductivity in a wet state. The cathode 22 and the anode 24 include a catalyst that promotes an electrochemical reaction, such as platinum or an alloy made of platinum and other metals. In order to form the cathode 22 and the anode 24, for example, a carbon powder carrying a catalyst metal such as platinum is prepared, and a paste using this catalyst-carrying carbon and an electrolyte similar to the electrolyte constituting the electrolyte membrane 20 is used. And the prepared catalyst paste may be applied on the electrolyte membrane 20. The gas diffusion layers 26 and 28 are carbon porous members, and are formed of, for example, carbon cloth or carbon paper. The power generator 12 is manufactured by integrating the MEA 13 having the catalyst electrode formed on the electrolyte membrane 20 and the gas diffusion layers 26 and 28 by press bonding. The gas diffusion layers 26 and 28 are made of a porous body having an average pore diameter smaller than that of gas flow path forming portions 14 and 15 described later. Therefore, by providing the gas diffusion layers 26 and 28, the gas supply efficiency with respect to the catalyst electrode can be improved, and the current collecting property between the gas flow path forming portions 14 and 15 and the catalyst electrode can be increased. The membrane 20 can also be protected. However, the gas diffusion layers 26 and 28 may not be provided depending on the constituent materials and the porosity of the gas flow path forming portions 14 and 15.

ガス流路形成部14,15は、発泡金属や金属メッシュなどの金属製多孔質体、あるいは、カーボン製の多孔質体によって形成される導電性の薄板状部材であり、本実施例では、チタン製の多孔質体を用いている。ガス流路形成部14,15は、発電体12およびガスセパレータ30と接触するように配置されており、内部に形成される多数の細孔から成る空間は、電気化学反応に供されるガスが通過するセル内ガス流路として機能する。すなわち、カソード22とガスセパレータ30との間に配置されるガス流路形成部14の細孔が形成する空間は、酸素を含有する酸化ガスが通過するセル内酸化ガス流路として機能する。また、アノード24とガスセパレータ30との間に配置されるガス流路形成部15の細孔が形成する空間は、水素を含有する燃料ガスが通過するセル内燃料ガス流路として機能する。   The gas flow path forming portions 14 and 15 are conductive thin plate members formed of a metal porous body such as foam metal or metal mesh, or a carbon porous body. The porous body made from is used. The gas flow path forming portions 14 and 15 are arranged so as to come into contact with the power generation body 12 and the gas separator 30, and a space formed by a large number of pores formed therein contains a gas used for an electrochemical reaction. It functions as an in-cell gas flow path. That is, the space formed by the pores of the gas flow path forming portion 14 disposed between the cathode 22 and the gas separator 30 functions as an in-cell oxidizing gas flow path through which oxygen-containing oxidizing gas passes. Further, the space formed by the pores of the gas flow path forming portion 15 disposed between the anode 24 and the gas separator 30 functions as an in-cell fuel gas flow path through which the fuel gas containing hydrogen passes.

ここで、隣り合うガスセパレータ30間であって発電積層部11の外周部には、発電体12の外周部を内包するシール部16が設けられている。シール部16は、弾性材料、すなわち、ゴム(例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム)や、熱可塑性エラストマによって形成されている。図1および図2に示すように、シール部16は、一方の側において、隣接する一方のガスセパレータ30と隙間無く接触している。ここで、上記隣接する一方のガスセパレータ30の表面では、シール部16が発電体12を内包する内包領域と重なる領域において、発電体12と接する複数の凸部である支持凸部62が形成されている(図2参照)。そのため、シール部16における上記一方の側は、上記複数の支持凸部62に対応する形状となっている。シール部16は、発電積層部11と共に、上記隣接する一方のガスセパレータ30と一体で形成されており、上記隣接する一方のガスセパレータ30に形成された支持凸部62は、シール部16を形成する際に発電体12を支持する働きを有する。支持凸部62の構成およびシール部16の製造工程については、後に詳述する。なお、シール部16の他方の側にはガス止め凸部60が形成されており、シール部16は、このガス止め凸部60の頭頂部において、隣接する他方のガスセパレータ30と接触する。   Here, between the adjacent gas separators 30 and on the outer peripheral portion of the power generation stacking portion 11, a seal portion 16 that includes the outer peripheral portion of the power generation body 12 is provided. The seal portion 16 is made of an elastic material, that is, rubber (for example, silicon rubber, butyl rubber, fluorine rubber) or a thermoplastic elastomer. As shown in FIGS. 1 and 2, the seal portion 16 is in contact with one of the adjacent gas separators 30 without a gap on one side. Here, on the surface of the adjacent one of the gas separators 30, support convex portions 62, which are a plurality of convex portions that are in contact with the power generator 12, are formed in a region where the seal portion 16 overlaps the inclusion region that encloses the power generator 12. (See FIG. 2). Therefore, the one side of the seal portion 16 has a shape corresponding to the plurality of support convex portions 62. The seal portion 16 is formed integrally with the one adjacent gas separator 30 together with the power generation laminate portion 11, and the support convex portion 62 formed on the one adjacent gas separator 30 forms the seal portion 16. When it does, it has the function which supports the electric power generation body 12. The configuration of the support convex portion 62 and the manufacturing process of the seal portion 16 will be described in detail later. A gas stopper convex portion 60 is formed on the other side of the seal portion 16, and the seal portion 16 comes into contact with the other adjacent gas separator 30 at the top of the gas stopper convex portion 60.

図3は、発電積層部11とシール部16とが一体形成されたセルアセンブリ10の概略構成を表わす平面図である。図3に示すように、シール部16は、略四角形状の薄板状部材であり、外周部に設けられた6つの穴部(後述する6つの穴部40〜45)と、中央部に設けられて発電積層部11が組み込まれている略四角形の穴部とを有している。この図3は、図1における右側から見た図であって、既述したガス止め凸部60が形成された側を表わしており、中央部に設けられた穴部に嵌め込まれた発電積層部11においては、ガス流路形成部14が表面に表われている。   FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the cell assembly 10 in which the power generation laminate portion 11 and the seal portion 16 are integrally formed. As shown in FIG. 3, the seal portion 16 is a substantially rectangular thin plate-like member, and is provided at the center portion with six hole portions (six hole portions 40 to 45 described later) provided at the outer peripheral portion. And a substantially square hole into which the power generation laminated portion 11 is incorporated. FIG. 3 is a view seen from the right side in FIG. 1 and shows the side on which the gas stop convex portion 60 described above is formed, and the power generation laminated portion fitted in the hole provided in the center portion. In FIG. 11, the gas flow path forming part 14 appears on the surface.

図3に示すように、ガス止め凸部60は、シール部16の中央部に設けられた穴部に組み込まれたガス流路形成部14の外周、および、シール部16の外周部に設けられた6つの穴部の各々を囲むように、全体として連続して形成された線状凸部である。シール部16は、弾性材料から成るため、燃料電池内で積層方向に平行な方向に押圧力が加えられることにより、上記したガス止め凸部60とガスセパレータ30との接触部位において、ガスシール性を確保可能となる。ここで、ガス止め凸部60は、全体として高さおよび頭頂部の幅が略一定に形成されている。そのため、ガス流路形成部14および6つの穴部を囲むガス止め凸部60は、全体として略均一な応力を、隣接するガスセパレータ30との間に生じることができ、良好なガスシール性を実現することができる。なお、以下の説明では、発電積層部11において、シール部16の中央部に形成される穴部で露出している部分に対応する領域を、発電領域DAと呼ぶ。   As shown in FIG. 3, the gas stopper convex part 60 is provided on the outer periphery of the gas flow path forming part 14 incorporated in the hole provided in the central part of the seal part 16 and on the outer peripheral part of the seal part 16. In addition, it is a linear protrusion formed continuously as a whole so as to surround each of the six holes. Since the seal portion 16 is made of an elastic material, a gas sealing property is applied at the contact portion between the gas stopper convex portion 60 and the gas separator 30 by applying a pressing force in a direction parallel to the stacking direction in the fuel cell. Can be secured. Here, as for the gas stop convex part 60, the height and the width | variety of a top part are formed substantially constant as a whole. Therefore, the gas flow path forming portion 14 and the gas stopper convex portion 60 surrounding the six hole portions can generate a substantially uniform stress between the adjacent gas separators 30 as a whole, and provide a good gas sealing property. Can be realized. In the following description, a region corresponding to a portion exposed in the hole formed in the central portion of the seal portion 16 in the power generation laminate portion 11 is referred to as a power generation region DA.

ガスセパレータ30は、図1に示すように、ガス流路形成部14と接するカソード側プレート31と、ガス流路形成部15と接するアノード側プレート32と、カソード側プレート31およびアノード側プレート32に挟持される中間プレート33と、を備えている。これら3枚のプレートは、導電性材料、例えばステンレス鋼あるいはチタンやチタン合金といった金属によって形成される薄板状部材であり、カソード側プレート31、中間プレート33、アノード側プレート32の順に重ね合わされて、例えば拡散接合により接合されている。これら3種のプレートは、いずれも凹凸のない平坦な表面を有すると共に、各々、所定の位置に所定形状の穴部を有している。図4は、カソード側プレート31の形状を示す平面図であり、図5は、アノード側プレート32の形状を示す説明図であり、図6は、中間プレート33の形状を示す説明図である。これら図4〜図6は、各プレートを、図3に示すシール部16と同じ側、すなわち、図1における右側から見た様子を表わす図である。これら図4〜図6では、既述した発電領域DAを、一点破線で囲んで示している。   As shown in FIG. 1, the gas separator 30 includes a cathode side plate 31 in contact with the gas flow path forming unit 14, an anode side plate 32 in contact with the gas flow path forming unit 15, a cathode side plate 31 and an anode side plate 32. And an intermediate plate 33 to be sandwiched. These three plates are thin plate-like members formed of a conductive material, for example, a metal such as stainless steel or titanium or a titanium alloy. The cathode side plate 31, the intermediate plate 33, and the anode side plate 32 are superposed in this order. For example, they are joined by diffusion joining. Each of these three types of plates has a flat surface with no irregularities, and each has a hole with a predetermined shape at a predetermined position. 4 is a plan view showing the shape of the cathode side plate 31, FIG. 5 is an explanatory view showing the shape of the anode side plate 32, and FIG. 6 is an explanatory view showing the shape of the intermediate plate 33. 4 to 6 are views showing each plate as viewed from the same side as the seal portion 16 shown in FIG. 3, that is, from the right side in FIG. 4 to 6, the power generation area DA described above is shown surrounded by a one-dot broken line.

カソード側プレート31、アノード側プレート32は、いずれも、その外周部においてシール部16と同様の位置に、6つの穴部を備えている。これらの6つの穴部は、スタック構造を形成するために各々の薄板状部材が積層された際に互いに重なり合って、燃料電池内部において積層方向に平行に流体を導くマニホールドを形成する。上記各薄板状部材では、略四角形状である外周の一辺の近傍に穴部40が形成されている。また、近傍に穴部40が形成された辺と対向する辺の近傍には、穴部41が形成されている。さらに、他の2辺のうちの一方の辺の近傍には穴部42,44が形成されており、他方の辺の近傍には穴部43,45が形成されている。なお、中間プレート33は、上記6つの穴部のうち、穴部44,45は有していないが、後述する複数の冷媒孔58が、穴部44,45に対応する位置に重なるように設けられている。   Each of the cathode side plate 31 and the anode side plate 32 is provided with six holes at the same position as the seal part 16 on the outer periphery thereof. These six holes overlap each other when the thin plate-like members are stacked to form a stack structure, thereby forming a manifold that guides fluid parallel to the stacking direction inside the fuel cell. In each of the thin plate-like members, a hole 40 is formed in the vicinity of one side of the outer periphery that is substantially rectangular. Further, a hole 41 is formed in the vicinity of the side opposite to the side where the hole 40 is formed in the vicinity. Further, holes 42 and 44 are formed in the vicinity of one of the other two sides, and holes 43 and 45 are formed in the vicinity of the other side. The intermediate plate 33 does not have the holes 44 and 45 among the six holes, but is provided so that a plurality of refrigerant holes 58 to be described later overlap at positions corresponding to the holes 44 and 45. It has been.

上記各薄板状部材が備える穴部40は、燃料電池に対して供給された酸化ガスを各セル内酸化ガス流路に分配する酸化ガス供給マニホールドを形成し(図中、O2 inと表わす)、穴部41は、各セル内酸化ガス流路から排出されて集合した酸化ガスを外部へと導く酸化ガス排出マニホールドを形成する(図中、O2 outと表わす)。また、穴部43は、燃料電池に対して供給された燃料ガスを各セル内燃料ガス流路に分配する燃料ガス供給マニホールドを形成し(図中、H2 inと表わす)、穴部42は、各セル内燃料ガス流路から排出されて集合した燃料ガスを外部へと導く燃料ガス排出マニホールドを形成する(図中、H2 outと表わす)。さらに、穴部44は、燃料電池に対して供給された冷却水などの冷媒を各ガスセパレータ30内に分配する冷媒供給マニホールドを形成し(図中、CLT inと表わす)、穴部45は、各ガスセパレータ30から排出されて集合した冷媒を外部へと導く冷媒排出マニホールドを形成する(図中、CLT outと表わす)。 The holes 40 provided in each of the thin plate members form an oxidizing gas supply manifold that distributes the oxidizing gas supplied to the fuel cell to the oxidizing gas passages in each cell (denoted as O 2 in in the figure). The hole 41 forms an oxidant gas discharge manifold that guides the oxidant gas discharged and gathered from the oxidant gas flow paths in each cell to the outside (denoted as O 2 out in the figure). The hole 43 forms a fuel gas supply manifold that distributes the fuel gas supplied to the fuel cell to the fuel gas passages in each cell (denoted as H 2 in in the figure). Then, a fuel gas discharge manifold is formed to guide the fuel gas discharged from each cell fuel gas flow path and gathered to the outside (denoted as H 2 out in the figure). Further, the hole portion 44 forms a refrigerant supply manifold that distributes a refrigerant such as cooling water supplied to the fuel cell into each gas separator 30 (denoted as CLT in in the drawing). A refrigerant discharge manifold is formed to guide the refrigerant discharged and collected from each gas separator 30 to the outside (denoted as CLT out in the figure).

また、カソード側プレート31は、穴部40におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの一辺(図4における上端部)に沿って設けられ、カソード側プレート31を貫通して形成された酸化ガス供給スリット50を備えている。また、同様に、穴部41におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの他の一辺(図4における下端部)に沿って設けられた酸化ガス排出スリット51を備えている(図4参照)。   Further, the cathode side plate 31 is provided along one side (the upper end portion in FIG. 4) of the power generation area DA in the vicinity of the side on the plate center side in the hole 40 and is formed so as to penetrate the cathode side plate 31. An oxidizing gas supply slit 50 is provided. Similarly, an oxidizing gas discharge slit 51 provided along the other side (the lower end in FIG. 4) of the power generation area DA is provided in the vicinity of the side on the plate center side in the hole 41 (FIG. 4). reference).

アノード側プレート32は、カソード側プレート31と同様に、穴部40におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの一辺(図5における上端部)に沿って設けられ、アノード側プレート32を貫通して形成された燃料ガス排出スリット52を備えている。また、穴部41におけるプレート中央部側の辺の近傍において発電領域DAの他の一辺(図5における下端部)に沿って設けられた燃料ガス供給スリット53を備えている(図5参照)。これらの燃料ガス排出スリット52および燃料ガス供給スリット53は、それぞれ、酸化ガス供給スリット50および酸化ガス排出スリット51と重ならないように、プレートのさらに中央部寄りに配置されている。   Similar to the cathode side plate 31, the anode side plate 32 is provided along one side (upper end portion in FIG. 5) of the power generation area DA in the vicinity of the side of the hole 40 at the center of the plate. A fuel gas discharge slit 52 formed therethrough is provided. Moreover, the fuel gas supply slit 53 provided along the other side (lower end part in FIG. 5) of electric power generation area DA in the vicinity of the edge by the side of the plate center part in the hole part 41 is provided (refer FIG. 5). The fuel gas discharge slit 52 and the fuel gas supply slit 53 are arranged closer to the center of the plate so as not to overlap with the oxidizing gas supply slit 50 and the oxidizing gas discharge slit 51, respectively.

中間プレート33においては、穴部40の形状が他のプレートとは異なっており、中間プレート33の穴部40は、この穴部40のプレート中央部側の辺が、プレート中央部方向へと突出する複数の突出部を備える形状となっている。穴部40が有する上記複数の突出部を、連通部54と呼ぶ。この連通部54は、中間プレート33とカソード側プレート31とが積層されたときに酸化ガス供給スリット50と重なり合うように形成されており、酸化ガス供給マニホールドと酸化ガス供給スリット50とを連通させる。また、穴部41においても同様に、酸化ガス排出スリット51と重なるように、複数の連通部55が設けられている(図6参照)。さらに、中間プレート33には、穴部43および穴部42の各々に連通して、アノード側プレート32の燃料ガス供給スリット53あるいは燃料ガス排出スリット52と重なる形状の、連通部57および連通部56が設けられている。   In the intermediate plate 33, the shape of the hole 40 is different from that of other plates, and the hole 40 of the intermediate plate 33 has a side of the hole 40 on the side of the center of the plate protruding toward the center of the plate. The shape is provided with a plurality of protruding portions. The plurality of protrusions included in the hole 40 are referred to as communication portions 54. The communication portion 54 is formed so as to overlap the oxidizing gas supply slit 50 when the intermediate plate 33 and the cathode side plate 31 are laminated, and communicates the oxidizing gas supply manifold and the oxidizing gas supply slit 50. Similarly, the hole 41 is provided with a plurality of communication portions 55 so as to overlap the oxidizing gas discharge slit 51 (see FIG. 6). Further, the intermediate plate 33 communicates with each of the hole 43 and the hole 42 and overlaps with the fuel gas supply slit 53 or the fuel gas discharge slit 52 of the anode side plate 32. Is provided.

燃料電池の内部において、穴部40が形成する酸化ガス供給マニホールドを流れる酸化ガスは、中間プレート33の連通部54が形成する空間と、カソード側プレート31の酸化ガス供給スリット50とを介して、ガス流路形成部14内に形成されるセル内酸化ガス流路へと流入する。セル内酸化ガス流路において酸化ガスは、ガス流路形成部14に平行な方向(面方向)に流れると共に、面方向に垂直な方向(積層方向)へとさらに拡散する。積層方向に拡散した酸化ガスは、ガス流路形成部14からガス拡散層26を介してカソード22に至り、電気化学反応に供される。このように電気化学反応に寄与しつつセル内酸化ガス流路を通過した酸化ガスは、ガス流路形成部14から、カソード側プレート31の酸化ガス排出スリット51および中間プレート33の連通部55が形成する空間を介して、穴部41が形成する酸化ガス排出マニホールドへと排出される。同様に、燃料電池の内部において、穴部43が形成する燃料ガス供給マニホールドを流れる燃料ガスは、中間プレート33の連通部57が形成する空間と、アノード側プレート32の燃料ガス供給スリット53とを介して、ガス流路形成部15内に形成されるセル内燃料ガス流路へと流入する。セル内燃料ガス流路において燃料ガスは、面方向に流れると共に、積層方向へとさらに拡散する。積層方向に拡散した燃料ガスは、ガス流路形成部15からガス拡散層28を介してアノード24に至り、電気化学反応に供される。このように電気化学反応に寄与しつつセル内燃料ガス流路を通過した燃料ガスは、ガス流路形成部15から、アノード側プレート32の燃料ガス排出スリット52および中間プレート33の連通部56が形成する空間を介して、穴部42が形成する燃料ガス排出マニホールドへと排出される。   Inside the fuel cell, the oxidizing gas flowing through the oxidizing gas supply manifold formed by the hole 40 passes through the space formed by the communication portion 54 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 50 of the cathode side plate 31. It flows into the in-cell oxidizing gas channel formed in the gas channel forming part 14. In the in-cell oxidizing gas flow path, the oxidizing gas flows in a direction (plane direction) parallel to the gas flow path forming portion 14 and further diffuses in a direction perpendicular to the plane direction (stacking direction). The oxidizing gas diffused in the stacking direction reaches the cathode 22 via the gas diffusion layer 26 from the gas flow path forming part 14 and is subjected to an electrochemical reaction. Thus, the oxidizing gas that has passed through the in-cell oxidizing gas flow path while contributing to the electrochemical reaction is transferred from the gas flow path forming portion 14 to the oxidizing gas discharge slit 51 of the cathode side plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. It is discharged to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole 41 through the space to be formed. Similarly, the fuel gas flowing through the fuel gas supply manifold formed by the hole 43 inside the fuel cell passes through the space formed by the communication portion 57 of the intermediate plate 33 and the fuel gas supply slit 53 of the anode side plate 32. Then, it flows into the in-cell fuel gas flow path formed in the gas flow path forming portion 15. In the in-cell fuel gas flow path, the fuel gas flows in the plane direction and further diffuses in the stacking direction. The fuel gas diffused in the stacking direction reaches the anode 24 from the gas flow path forming part 15 through the gas diffusion layer 28 and is subjected to an electrochemical reaction. The fuel gas that has passed through the in-cell fuel gas flow path while contributing to the electrochemical reaction in this manner is transferred from the gas flow path forming portion 15 to the fuel gas discharge slit 52 of the anode side plate 32 and the communication portion 56 of the intermediate plate 33. It is discharged to the fuel gas discharge manifold formed by the hole 42 through the space to be formed.

図3ないし図6では、図1に示した断面図に相当する位置を、1−1断面として示している。図1では、1−1断面において、穴部40が形成する酸化ガス供給マニホールドから、中間プレート33の連通部54およびカソード側プレート31の酸化ガス供給スリット50を介して、ガス流路形成部14内へと酸化ガスが供給される様子が矢印で表わされている。また、1−1断面において、ガス流路形成部14から、カソード側プレート31の酸化ガス排出スリット51および中間プレート33の連通部55を介して、穴部41が形成する酸化ガス排出マニホールドへと酸化ガスが排出される様子が表わされている。   3 to 6, the position corresponding to the cross-sectional view shown in FIG. 1 is shown as a 1-1 cross section. In FIG. 1, in the section 1-1, the gas flow path forming portion 14 is passed from the oxidizing gas supply manifold formed by the hole portion 40 through the communicating portion 54 of the intermediate plate 33 and the oxidizing gas supply slit 50 of the cathode side plate 31. The state in which the oxidizing gas is supplied into the interior is indicated by arrows. Further, in the cross section 1-1, from the gas flow path forming portion 14 to the oxidizing gas discharge manifold formed by the hole portion 41 through the oxidizing gas discharge slit 51 of the cathode side plate 31 and the communication portion 55 of the intermediate plate 33. A state in which the oxidizing gas is discharged is shown.

また、アノード側プレート32には、さらに、既述した支持凸部62が形成されている。支持凸部62は、アノード側プレート32となる薄板をプレス成形することにより設けられており、発電領域DAの外側であって発電体12と重なる領域(既述した内包領域と重なる領域)において、互いに離間する規則的な位置に設けられた複数個の突起として形成されている(図5参照)。これらの支持凸部62の高さは、ガス流路形成部15の厚みと略同一となるように形成されている(図1、図2参照)。   Further, the above-described support convex portion 62 is further formed on the anode side plate 32. The support convex part 62 is provided by press-molding a thin plate to be the anode side plate 32, and is outside the power generation area DA and overlaps with the power generation body 12 (area overlapping with the aforementioned inclusion area). It is formed as a plurality of protrusions provided at regular positions separated from each other (see FIG. 5). The height of these support convex portions 62 is formed to be substantially the same as the thickness of the gas flow path forming portion 15 (see FIGS. 1 and 2).

なお、中間プレート33は、さらに、発電領域DAを含む領域に、互いに平行に形成された細長い複数の冷媒孔58を備えている。これらの冷媒孔58の端部は、中間プレート33を他の薄板状部材と重ね合わせたときに、穴部44,45と重なり合い、冷媒が流れるためのセル間冷媒流路をガスセパレータ30内で形成する。すなわち、燃料電池の内部において、穴部44が形成する冷媒供給マニホールドを流れる冷媒は、上記冷媒孔58によって形成されるセル間冷媒流路に分配され、セル間冷媒流路から排出される冷媒は、穴部45が形成する冷媒排出マニホールドに排出される。   The intermediate plate 33 further includes a plurality of elongated refrigerant holes 58 formed in parallel to each other in a region including the power generation region DA. The end portions of these refrigerant holes 58 overlap with the hole portions 44 and 45 when the intermediate plate 33 is overlapped with other thin plate-like members, and an inter-cell refrigerant flow path for the refrigerant to flow is formed in the gas separator 30. Form. That is, the refrigerant flowing through the refrigerant supply manifold formed by the hole 44 inside the fuel cell is distributed to the inter-cell refrigerant flow path formed by the refrigerant hole 58, and the refrigerant discharged from the inter-cell refrigerant flow path is , And is discharged to the refrigerant discharge manifold formed by the hole 45.

B.第1実施例の燃料電池の製造方法:
本実施例では、燃料電池を作製する際に、シール部16を、発電積層部11に加えて、隣接する一方のガスセパレータ30と一体で成形している。図7は、本実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。また、図8(A)は、所定の形状の金型を用いて、射出成形によって、シール部16を、発電積層部11およびガスセパレータ30と一体形成する様子を表わす説明図であり、図8(B)は、一体形成された部材の様子を表わす断面模式図である。
B. Manufacturing method of fuel cell of first embodiment:
In this embodiment, when the fuel cell is manufactured, the seal portion 16 is formed integrally with the adjacent gas separator 30 in addition to the power generation stacking portion 11. FIG. 7 is an explanatory view showing the manufacturing process of the fuel cell of this embodiment. 8A is an explanatory view showing a state in which the seal portion 16 is integrally formed with the power generation laminate portion 11 and the gas separator 30 by injection molding using a mold having a predetermined shape. (B) is a cross-sectional schematic diagram showing the state of the integrally formed member.

本実施例の燃料電池を製造する際には、まず、発電体12と、ガス流路形成部14,15と、ガスセパレータ30とを用意する(ステップS100)。また、シール部16を一体成形するための金型を用意する(ステップS110)。金型は、図8(A)に示すように、上型72と下型70とを備えている。金型内には、ガスセパレータ30と発電体12とガス流路形成部14,15が丁度嵌り込む凹凸形状が形成されている。また、上型72には、形成すべきシール部16の形状に対応する凹凸形状、具体的には、既述したガス止め凸部60の形状に対応する凹凸形状が形成されている。   When manufacturing the fuel cell of the present embodiment, first, the power generation body 12, the gas flow path forming portions 14 and 15, and the gas separator 30 are prepared (step S100). In addition, a mold for integrally molding the seal portion 16 is prepared (step S110). The mold includes an upper mold 72 and a lower mold 70 as shown in FIG. In the mold, an uneven shape is formed in which the gas separator 30, the power generation body 12, and the gas flow path forming portions 14 and 15 are just fitted. Further, the upper mold 72 is provided with a concavo-convex shape corresponding to the shape of the seal portion 16 to be formed, specifically, a concavo-convex shape corresponding to the shape of the gas stop convex portion 60 described above.

次に、下型70に、ガスセパレータ30を配置する(ステップS120)。本実施例では、ガスセパレータ30は、カソード側プレート31を下方にし、支持凸部62が形成されたアノード側プレート32を上方にして、配置される。そして、配置したガスセパレータ30上に、さらに、ガス流路形成部15、発電体12、ガス流路形成部14を順次配置する(ステップS130)。このように各部材を金型内に配置したときには、発電体12におけるガス流路形成部15と重なる領域は、ガス流路形成部15によって支持される。また、発電体12におけるガス流路形成部15と重ならない外周領域は、ガスセパレータ30に設けられた支持凸部62によって支持される(図8(A)参照)。既述したように、支持凸部62は、発電体12が配置される領域にわたって設けられており、ガス流路形成部15の厚みと略同一の高さとなるように形成されている。そのため、金型内では、発電体12は、ガス流路形成部15および支持凸部62に支持されることによって、全体として、ガスセパレータ30から一定の距離だけ離間した平坦面を形成する状態で保持される。   Next, the gas separator 30 is disposed on the lower mold 70 (step S120). In the present embodiment, the gas separator 30 is disposed with the cathode side plate 31 facing downward and the anode side plate 32 with the support convex portion 62 formed facing upward. And the gas flow path formation part 15, the electric power generation body 12, and the gas flow path formation part 14 are further arrange | positioned in order on the arrange | positioned gas separator 30 (step S130). Thus, when each member is arrange | positioned in a metal mold | die, the area | region which overlaps with the gas flow path formation part 15 in the electric power generation body 12 is supported by the gas flow path formation part 15. FIG. Moreover, the outer peripheral area | region which does not overlap with the gas flow path formation part 15 in the electric power generation body 12 is supported by the support convex part 62 provided in the gas separator 30 (refer FIG. 8 (A)). As described above, the support convex portion 62 is provided over a region where the power generator 12 is disposed, and is formed to have a height substantially equal to the thickness of the gas flow path forming portion 15. Therefore, in the mold, the power generator 12 is supported by the gas flow path forming portion 15 and the support convex portion 62 to form a flat surface separated from the gas separator 30 by a certain distance as a whole. Retained.

金型内に各部材を配置すると、所定の型圧で型締めし、射出成形を行なってシール部16を一体成形する(ステップS140)。図8(A)に示すように、各部材が配置された金型内には、発電積層部11の外側近傍において、シール部16の形状を有する空間SPが形成される。この空間SPは、図8(A)に示すように、ガスセパレータ30のアノード側プレート32側の面と、下型70および上型72の内壁面と、発電積層部11の外周部表面とによって区画される。また、金型の上型72においては、マニホールド用穴部40〜45が形成される位置に、開口74を備えて厚さ方向に貫通する貫通孔が形成されている。射出成形の際には、シール部16の成形材料としての液状ゴムが、上述した開口74から貫通孔を介して空間SPへと投入された後、加硫工程が行われる。なお、本実施例では、射出成形時には、燃料電池を組み立てた際に燃料電池に加えられる締結圧と同じ圧力が、発電積層部11およびガスセパレータ30に加えられるように、型締めが行なわれる。すなわち、積層された燃料電池内と同じ状態にして、シール部16の一体形成が行なわれる。   When each member is disposed in the mold, the mold is clamped with a predetermined mold pressure, injection molding is performed, and the seal portion 16 is integrally molded (step S140). As shown in FIG. 8A, a space SP having the shape of the seal portion 16 is formed in the vicinity of the outside of the power generation laminate portion 11 in the mold in which each member is arranged. As shown in FIG. 8A, the space SP is formed by the surface on the anode side plate 32 side of the gas separator 30, the inner wall surfaces of the lower mold 70 and the upper mold 72, and the outer peripheral surface of the power generation laminate 11. Partitioned. Further, in the upper mold 72 of the mold, a through hole that has an opening 74 and penetrates in the thickness direction is formed at a position where the manifold holes 40 to 45 are formed. At the time of injection molding, liquid rubber as a molding material of the seal portion 16 is introduced into the space SP through the through hole from the opening 74 described above, and then a vulcanization process is performed. In the present embodiment, at the time of injection molding, the mold clamping is performed so that the same pressure as the fastening pressure applied to the fuel cell when the fuel cell is assembled is applied to the power generation stack 11 and the gas separator 30. That is, the seal portion 16 is integrally formed in the same state as in the stacked fuel cells.

このような射出成形においては、成形材料がガス拡散層26,28およびガス流路形成部14,15の端部に含浸されるように、すなわち、これらの多孔質体の外周部の細孔内に成形材料が入り込んで、発電積層部11とシール部16とが一体化するように、成形材料の投入圧力が制御される。また、成形材料にシランカップリング剤を添加することにより、シール部16とガスセパレータ30の接触面における結合力が確保され、シール部16とガスセパレータ30とが接着・密着される。射出成形後、型開きすることで、図8(B)に示すように、セルアセンブリ10とガスセパレータ30とが一体化した構成単位が得られる。   In such injection molding, the molding material is impregnated in the end portions of the gas diffusion layers 26 and 28 and the gas flow path forming portions 14 and 15, that is, in the pores in the outer peripheral portion of these porous bodies. The injection pressure of the molding material is controlled so that the molding material enters and the power generation laminate portion 11 and the seal portion 16 are integrated. Further, by adding a silane coupling agent to the molding material, a bonding force at the contact surface between the seal portion 16 and the gas separator 30 is ensured, and the seal portion 16 and the gas separator 30 are adhered and adhered to each other. By opening the mold after injection molding, as shown in FIG. 8B, a structural unit in which the cell assembly 10 and the gas separator 30 are integrated is obtained.

このようにして構成単位を複数作製すると、これらの構成単位を複数積層すると共に、構成単位から成る積層体の両端部に、出力端子を備える集電板と、絶縁性材料から成る絶縁板と、剛性の高いエンドプレートとをさらに積層して組み立てを行なう。そして、組み立てた積層体全体に積層方向に締結圧を加えつつ固定して(ステップS150)、燃料電池を完成する。   When a plurality of structural units are produced in this way, a plurality of these structural units are stacked, and at both ends of the laminate composed of the structural units, a current collector plate having output terminals, an insulating plate made of an insulating material, The assembly is performed by further stacking a rigid end plate. And it fixes, applying a fastening pressure to the whole laminated body in the lamination direction (step S150), and completes a fuel cell.

以上のように構成された本実施例の燃料電池によれば、ガスセパレータ30に支持凸部62を設けているため、シール部16を一体形成する際に、金型内で支持凸部62によって発電体12を支持することができ、剛性の低い発電体12が金型内で重力により垂れ下がることがない。すなわち、支持凸部62によって、金型内で発電体12を積層方向に位置決めすることができる。したがって、成形材料が金型内の空間SPに行き渡るのを、発電体12の外周部が妨げることがなく、所望の形状のシール部16を形成することができる。特に、本実施例では、支持凸部62を、ガス流路形成部15の厚み、すなわち、ガスセパレータ30の平坦部と発電体12との距離と、略同一の高さに形成しているため、発電体12が全体として、ガスセパレータから一定の距離だけ離間した平坦面を形成する状態で保持されることになる。そのため、成形材料が金型内の空間SPに行き渡ることを確保する効果を、より高めることができる。   According to the fuel cell of the present embodiment configured as described above, since the support convex portion 62 is provided in the gas separator 30, when the seal portion 16 is integrally formed, the support convex portion 62 is formed in the mold. The power generation body 12 can be supported, and the power generation body 12 having low rigidity does not hang down due to gravity in the mold. That is, the power generating body 12 can be positioned in the stacking direction in the mold by the support convex portion 62. Therefore, the outer peripheral portion of the power generator 12 does not hinder the molding material from reaching the space SP in the mold, and the seal portion 16 having a desired shape can be formed. In particular, in the present embodiment, the support convex portion 62 is formed at substantially the same height as the thickness of the gas flow path forming portion 15, that is, the distance between the flat portion of the gas separator 30 and the power generator 12. As a whole, the power generation body 12 is held in a state of forming a flat surface separated from the gas separator by a certain distance. Therefore, the effect of ensuring that the molding material reaches the space SP in the mold can be further enhanced.

ここで、金型内での発電体12外周の垂れ下がりを抑制するための他の方法として、例えば、発電体12の外周部に心材を備えさせて、発電体12の外周部の強度を高める構成も考えられる。しかしながらこの場合には、発電体12の外周部に心材を配置する作業を、発電体12の作製時に個々の発電体12に対して行う必要があり、製造工程が複雑化してしまう。これに対して、本実施例では、アノード側プレート32をプレス成形して支持凸部62を形成すればよいため、一度に複数のアノード側プレート32を処理することが可能となり、製造工程の複雑化を抑制しつつ、発電体12外周の垂れ下がりを抑えることができる。   Here, as another method for suppressing the sag of the outer periphery of the power generation body 12 in the mold, for example, a configuration in which a core material is provided on the outer periphery of the power generation body 12 to increase the strength of the outer periphery of the power generation body 12. Is also possible. However, in this case, it is necessary to perform the operation of arranging the core material on the outer peripheral portion of the power generation body 12 with respect to each power generation body 12 when the power generation body 12 is manufactured, which complicates the manufacturing process. On the other hand, in this embodiment, the anode side plate 32 may be press-molded to form the support convex portion 62, so that a plurality of anode side plates 32 can be processed at one time, and the manufacturing process is complicated. It is possible to suppress sagging of the outer periphery of the power generation body 12 while suppressing the reduction.

また、本実施例の支持凸部62は、互いに離間して配置された複数の突起として形成されているため、成形材料は、突起状の支持凸部62間を通過して、金型内の空間SPに広がることができる。そのため、支持凸部62を設けることに起因する成形材料の移動の妨げを、抑制することができる。   Moreover, since the support convex part 62 of a present Example is formed as several protrusion arrange | positioned mutually spaced apart, a molding material passes between the protrusion-shaped support convex parts 62, and in a metal mold | die. It can spread in the space SP. Therefore, the hindrance to the movement of the molding material due to the provision of the support convex portion 62 can be suppressed.

C.第2実施例の燃料電池:
第1実施例では、金型内で発電体12を保持するための支持部を、ガスセパレータ30に設けたが、異なる構成としてもよい。例えば、上記支持部を、ガスセパレータ30とは別体で形成しても良い。このような構成の一例を、第2実施例として以下に説明する。図9は、第2実施例の燃料電池の構成の概略を、図1と同様に表わす断面模式図である。第2実施例の燃料電池は、発電体12を保持する支持部として、支持凸部62に代えて複数の粒状体162を備える他は、第1実施例の燃料電池と同様の構成を有している。そのため、以下の説明では、第1実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。
C. Fuel cell of second embodiment:
In the first embodiment, the support part for holding the power generation body 12 in the mold is provided in the gas separator 30, but a different configuration may be used. For example, the support part may be formed separately from the gas separator 30. An example of such a configuration will be described below as a second embodiment. FIG. 9 is a schematic sectional view showing the outline of the configuration of the fuel cell of the second embodiment in the same manner as FIG. The fuel cell of the second embodiment has the same configuration as that of the fuel cell of the first embodiment, except that a plurality of granular bodies 162 are provided in place of the support protrusions 62 as support portions for holding the power generator 12. ing. Therefore, in the following description, the same reference numerals are assigned to portions common to the first embodiment, and detailed description is omitted.

第2実施例の燃料電池が備えるガスセパレータ130では、アノード側プレート132は、支持凸部62を有することなく、発電体12と重なる領域を含めて全体が平坦面となっている。また、ガスセパレータ130のアノード側プレート132と発電体12との間には、樹脂製の粒状体162が複数配置されている。この粒状体162は、中空の球状体であって、球状体の径は、ガス流路形成部15の厚みと略同一である。また、粒状体162は、第1実施例で支持凸部62が配置された場所と同様に、発電体12と重なる領域全体に配置されている。なお、粒状体162を構成する樹脂は、燃料電池が発電する環境下で安定であって、燃料電池の発電に対する影響が充分に小さい樹脂であればよい。粒状体162を構成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルニトリル樹脂(PEN)等の樹脂を用いることができる。また、樹脂だけでなく、ガラスやセラミック(例えば、ZrO2やCeO2)によって粒状体162を作製しても良い。 In the gas separator 130 included in the fuel cell according to the second embodiment, the anode side plate 132 does not have the support convex portion 62, and the entire surface including the region overlapping the power generator 12 is a flat surface. Further, a plurality of resin-made granular bodies 162 are arranged between the anode side plate 132 of the gas separator 130 and the power generation body 12. The granular body 162 is a hollow spherical body, and the diameter of the spherical body is substantially the same as the thickness of the gas flow path forming portion 15. Moreover, the granular material 162 is arrange | positioned in the whole area | region which overlaps with the electric power generation body 12, similarly to the place where the support convex part 62 is arrange | positioned in 1st Example. The resin constituting the granular body 162 may be a resin that is stable in an environment where the fuel cell generates power and has a sufficiently small influence on the power generation of the fuel cell. As resin which comprises the granular material 162, resin, such as a polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyether nitrile resin (PEN), can be used, for example. In addition to resins, glass, ceramics (e.g., ZrO 2 or CeO 2) may be prepared granules 162 by.

第2実施例の燃料電池は、図7に示した第1実施例と同様の工程により製造される。ステップ100では、発電体12、ガス流路形成部14,15、ガスセパレータ130と共に、粒状体162が用意される。図10は、シール部16を、第1実施例と同様に、射出成形により発電積層部11およびガスセパレータ130と一体形成する様子を表わす説明図である。第2実施例では、下型70にガスセパレータ130を配置し(ステップS120)、その後ガスセパレータ130上に、ガス流路形成部15、発電体12、ガス流路形成部14を順次配置する際に(ステップS130)、ガス流路形成部15の周囲に、さらに粒状体162を配置する。配置した粒状体162によって発電体12の外周部が支持されるため、金型内で、発電体12は、全体として、ガスセパレータ130から一定の距離だけ離間した平坦面となるように保持される。なお、粒状体162を配置する際には、ガスセパレータ130上の所望の位置で粒状体162を保持するために、例えば接着剤を用いて、粒状体162をガスセパレータ130上に固着させることとしても良い。   The fuel cell of the second embodiment is manufactured by the same process as that of the first embodiment shown in FIG. In step 100, the granular body 162 is prepared together with the power generation body 12, the gas flow path forming portions 14 and 15, and the gas separator 130. FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which the seal portion 16 is integrally formed with the power generation laminate portion 11 and the gas separator 130 by injection molding as in the first embodiment. In the second embodiment, the gas separator 130 is disposed on the lower mold 70 (step S120), and then the gas flow path forming unit 15, the power generator 12, and the gas flow path forming unit 14 are sequentially disposed on the gas separator 130. (Step S <b> 130), the granular material 162 is further arranged around the gas flow path forming unit 15. Since the outer peripheral portion of the power generation body 12 is supported by the arranged granular body 162, the power generation body 12 as a whole is held in the mold so as to be a flat surface separated from the gas separator 130 by a certain distance. . When arranging the granular material 162, in order to hold the granular material 162 at a desired position on the gas separator 130, the granular material 162 is fixed on the gas separator 130 using, for example, an adhesive. Also good.

以上のように構成された第2実施例の燃料電池によれば、第1実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、金型内でシール部16を一体成形する際に、発電体12を平坦な状態で保持して発電体12の垂れ下がりを抑え、所望の形状のシール部16を形成することができる。このような一体形成の際には、粒状体が球状に形成されているため、成形材料は、粒状体162間の隙間を通過して、金型内の空間SPに広がることができる。   According to the fuel cell of the second embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, when the seal portion 16 is integrally formed in the mold, the power generation body 12 can be held in a flat state to prevent the power generation body 12 from sagging and the seal portion 16 having a desired shape can be formed. In such integral formation, since the granular material is formed in a spherical shape, the molding material can pass through the gaps between the granular materials 162 and spread into the space SP in the mold.

さらに、第2実施例によれば、粒状体162を、中空に形成しているため、燃料電池全体を軽量化できるという効果が得られる。粒状体162を中空に形成しない場合であっても、シール部16の構成材料よりも単位体積あたりの重量密度が低い樹脂によって粒状体162を構成する場合には、同様に軽量化の効果が得られる。また、粒状体162の構成材料は樹脂に限るものではないが、粒状体に起因する燃料電池内部の短絡を抑制するために、絶縁性材料を用いることが望ましい。   Furthermore, according to the second embodiment, since the granular body 162 is formed in a hollow shape, the effect of reducing the weight of the entire fuel cell can be obtained. Even when the granular body 162 is not formed hollow, if the granular body 162 is formed of a resin having a weight density per unit volume lower than that of the constituent material of the seal portion 16, an effect of reducing the weight can be obtained in the same manner. It is done. Further, the constituent material of the granular body 162 is not limited to resin, but it is desirable to use an insulating material in order to suppress a short circuit inside the fuel cell due to the granular body.

また、粒状体162の形状は、中空の球状体に限るものではなく、球形以外の形状の粒状体を用いても良い。粒状体の径あるいは高さが、ガス流路形成部15の高さと略同一であれば、金型内で発電体12を平坦面として保持する同様の効果が得られる。   Moreover, the shape of the granular material 162 is not limited to a hollow spherical body, and a granular material having a shape other than a spherical shape may be used. If the diameter or height of the granular material is substantially the same as the height of the gas flow path forming portion 15, the same effect of holding the power generation body 12 as a flat surface in the mold can be obtained.

なお、粒状体162の剛性が、シール部16の剛性と大きく異なる場合には、ガス止め凸部60に対応する位置には、粒状体162を配置しないこととしても良い。例えば、粒状体162の剛性がシール部16の剛性よりも高い場合には、ガス止め凸部60に対応する位置に粒状体162が配置されていると、シール部16において、下部に粒状体162が配置された部位ではより大きな反力が生じ、ガス止め凸部60全体として生じる反力が不均一になる。このようにガス止め凸部60全体で反力が不均一になると、シール部16によるシール性が低下する可能性があるが、シール部16の下部には粒状体162を配置しないことで、上記問題を抑制することができる。   In addition, when the rigidity of the granular material 162 is significantly different from the rigidity of the seal portion 16, the granular material 162 may not be disposed at a position corresponding to the gas stopper convex portion 60. For example, when the granular material 162 is higher in rigidity than the seal portion 16, the granular material 162 is disposed at the lower portion of the seal portion 16 when the granular material 162 is disposed at a position corresponding to the gas stopper convex portion 60. A larger reaction force is generated at the portion where the gas is disposed, and the reaction force generated as a whole of the gas stop projection 60 becomes non-uniform. If the reaction force becomes uneven in the entire gas stopper convex portion 60 in this way, the sealing performance by the seal portion 16 may be lowered. However, by disposing the granular material 162 below the seal portion 16, The problem can be suppressed.

D.第3実施例の燃料電池:
金型内で発電体12を保持するための支持部を、ガスセパレータ30とは別体で形成する他の例を、第3実施例として以下に説明する。第3実施例の燃料電池は、発電体12を保持する支持部として、粒状体162に代えて枠体262を備える他は、第2実施例の燃料電池と同様の構成を有しているため、以下の説明では、第1および第2実施例と共通する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明を省略する。図11は、第3実施例の燃料電池の構成の概略を表わす断面模式図である。第3実施例の燃料電池は、第2実施例と同様に、ガスセパレータ130および発電積層部11と一体形成されるシール部16を備えている。図11では、ガスセパレータ130と発電積層部11とシール部16とが一体化された構成単位の断面であって、酸化ガス供給マニホールドを形成する穴部40近傍の外周領域断面の様子を表わしている。
D. Fuel cell of the third embodiment:
Another example in which the support for holding the power generation body 12 in the mold is formed separately from the gas separator 30 will be described below as a third embodiment. The fuel cell of the third embodiment has the same configuration as that of the fuel cell of the second embodiment except that a frame body 262 is provided instead of the granular body 162 as a support portion for holding the power generation body 12. In the following description, parts common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the outline of the configuration of the fuel cell of the third embodiment. Similar to the second embodiment, the fuel cell of the third embodiment includes a seal portion 16 that is integrally formed with the gas separator 130 and the power generation laminate portion 11. FIG. 11 is a cross section of a structural unit in which the gas separator 130, the power generation stacking section 11, and the seal section 16 are integrated, and shows a state of a cross section of the outer peripheral region in the vicinity of the hole 40 forming the oxidizing gas supply manifold. Yes.

第3実施例の燃料電池が備える枠体262は、ガス流路形成部15の外周全体を囲む形状を有する枠状部材である。図12は、枠体262の構成を表わす平面図であり、ガスセパレータ130上に、ガス流路形成部15と共に枠体262を配置した様子を表わしている。図12では、枠体262にハッチを付して示している。枠体262は、略四角形状の薄板状部材であり、図12に示すように、ガスセパレータ130上に配置すると、その外周が穴部40〜45の各々の中央部側の辺と丁度重なる大きさを有している。また、枠体262には、中央部を含む広い領域にわたって略四角形状の穴部が形成されており、この穴部は、発電領域DAすなわちガス流路形成部15と丁度重なる大きさを有している。   The frame body 262 included in the fuel cell according to the third embodiment is a frame-shaped member having a shape surrounding the entire outer periphery of the gas flow path forming portion 15. FIG. 12 is a plan view illustrating the configuration of the frame body 262, and illustrates a state in which the frame body 262 is disposed on the gas separator 130 together with the gas flow path forming unit 15. In FIG. 12, the frame body 262 is shown with hatching. The frame body 262 is a substantially rectangular thin plate-like member. As shown in FIG. 12, when the frame body 262 is disposed on the gas separator 130, the outer periphery of the frame body 262 just overlaps the side on the center side of each of the hole portions 40 to 45. Have The frame 262 is formed with a substantially square hole over a wide area including the center, and the hole has a size that overlaps with the power generation area DA, that is, the gas flow path forming portion 15. ing.

また、枠体262は、両面に突出する複数の凸部である支持凸部を有している。これら支持凸部の各々は、発電体12側に突出して発電体12と接する第1の凸部64と、ガスセパレータ30側に突出してガスセパレータ30と接する第2の凸部65と、を備えている。これら複数の支持凸部は、各々の面において、隣り合う支持凸部同士が互いに離間するように設けられている。さらに枠体262は、上記第1の凸部64が形成された面側において、上記複数の第1の凸部64よりも外周よりの位置に、枠体262の外周に沿って配置された複数の位置決め凸部66を備えている。この位置決め凸部66は、図12に示すガス流路形成部15上にさらに発電体12が配置されたときに、発電体12の外周よりもさらに外側に位置決め凸部66の頭頂部が位置するように設けられている。   Further, the frame body 262 has support convex portions that are a plurality of convex portions projecting on both surfaces. Each of these support convex portions includes a first convex portion 64 that protrudes toward the power generator 12 and contacts the power generator 12, and a second convex portion 65 that protrudes toward the gas separator 30 and contacts the gas separator 30. ing. The plurality of support protrusions are provided so that adjacent support protrusions are separated from each other on each surface. Further, the frame body 262 is a plurality of frames arranged along the outer periphery of the frame body 262 at positions closer to the outer periphery than the plurality of first protrusions 64 on the surface side where the first protrusions 64 are formed. The positioning projection 66 is provided. When the power generating body 12 is further arranged on the gas flow path forming portion 15 shown in FIG. 12, the positioning convex portion 66 has the top of the positioning convex portion 66 positioned further outside the outer periphery of the power generating body 12. It is provided as follows.

ここで、枠体262は、支持凸部が設けられた位置において、ガス流路形成部15と略同一の厚みを有している。また、枠体262は、位置決め凸部66が設けられた位置において、ガス流路形成部15の厚みよりも厚く形成されている。そして、位置決め凸部66の高さは、位置決め凸部66の頭頂部が、ガス流路形成部15上に配置される発電体12の端面に近接して配置される高さとなっている   Here, the frame 262 has substantially the same thickness as the gas flow path forming portion 15 at the position where the support convex portion is provided. Further, the frame body 262 is formed thicker than the gas flow path forming portion 15 at the position where the positioning convex portion 66 is provided. The height of the positioning convex portion 66 is such that the top of the positioning convex portion 66 is disposed close to the end face of the power generator 12 disposed on the gas flow path forming portion 15.

このような枠体262は、絶縁性材料によって形成することが望ましく、例えば弾性材料、すなわち、ゴム(例えば、シリコンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム)や、熱可塑性エラストマーによって形成することができる。特に、シール部16と同じ材料によって枠体262を形成するならば、発電積層部11およびガスセパレータ30を積層・締結して燃料電池を組み立てる際に、シール部16のガス止め凸部60において、望ましくない反力が生じることが無く好ましい。   Such a frame 262 is preferably formed of an insulating material, and can be formed of, for example, an elastic material, that is, rubber (for example, silicon rubber, butyl rubber, fluorine rubber) or a thermoplastic elastomer. In particular, if the frame 262 is formed of the same material as the seal part 16, when the fuel cell is assembled by laminating and fastening the power generation laminate part 11 and the gas separator 30, in the gas stop convex part 60 of the seal part 16, It is preferable that no undesirable reaction force is generated.

第3実施例の燃料電池も、図7に示した工程と同様の工程により製造される。ステップ100では、発電体12、ガス流路形成部14,15、ガスセパレータ130と共に、枠体262を用意する。そして、下型70にガスセパレータ130を配置し(ステップS120)、その後ガスセパレータ130上に、ガス流路形成部15、発電体12、ガス流路形成部14を順次配置する際に(ステップS130)、ガス流路形成部15の周囲に、さらに枠体262を配置する。このとき、ガス流路形成部15および枠体262上に発電体12を配置する際には、枠体262に設けた位置決め凸部66に発電体12の外周を沿わせつつ、発電体12を配置することで、発電体12が所望の位置に位置決めされる。また、枠体262に設けた支持凸部によって発電体12の外周部が支持されることで、発電体12は、金型内で、全体として、ガスセパレータ130から一定の距離だけ離間した平坦面となるように保持される。各部材を金型内に配置した後に、既述したように射出成形および組み立て・締結を行なうことで、第3実施例の燃料電池が得られる。   The fuel cell of the third embodiment is also manufactured by the same process as that shown in FIG. In step 100, the frame body 262 is prepared together with the power generator 12, the gas flow path forming portions 14 and 15, and the gas separator 130. Then, the gas separator 130 is disposed on the lower mold 70 (step S120), and then the gas flow path forming unit 15, the power generator 12, and the gas flow path forming unit 14 are sequentially disposed on the gas separator 130 (step S130). ), A frame body 262 is further arranged around the gas flow path forming portion 15. At this time, when the power generation body 12 is disposed on the gas flow path forming portion 15 and the frame body 262, the power generation body 12 is placed along the outer periphery of the power generation body 12 with the positioning convex portion 66 provided on the frame body 262. By arrange | positioning, the electric power generation body 12 is positioned in a desired position. Further, since the outer peripheral portion of the power generation body 12 is supported by the support convex portion provided on the frame body 262, the power generation body 12 is a flat surface separated as a whole from the gas separator 130 within the mold. To be held. After each member is placed in the mold, the fuel cell of the third embodiment is obtained by performing injection molding, assembling and fastening as described above.

以上のように構成された第3実施例の燃料電池によれば、第1実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、金型内でシール部16を一体成形する際に、発電体12を平坦な状態で保持して発電体12の垂れ下がりを抑え、所望の形状のシール部16を形成することができる。このような一体形成の際には、支持凸部および位置決め凸部66が互いに離間して設けられているため、成形材料は、各々の凸部間の隙間を通過して、金型内の空間SPに広がることができる。   According to the fuel cell of the third embodiment configured as described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, when the seal portion 16 is integrally formed in the mold, the power generation body 12 can be held in a flat state to prevent the power generation body 12 from sagging and the seal portion 16 having a desired shape can be formed. In such integral formation, since the support convex portion and the positioning convex portion 66 are provided apart from each other, the molding material passes through the gaps between the respective convex portions, and the space in the mold is formed. Can spread to SP.

さらに、第3実施例によれば、枠体262において、発電体12を配置すべき位置に対応する位置に、位置決め凸部66を設けているため、金型内で各部材を積層する際には、位置決め凸部66に合わせて発電体12を配置すればよい。これにより、位置決めの動作を簡素化することができる。ここで、位置決め凸部66を設ける位置は、枠体262および発電体12を製造する際の精度を考慮して、各位置決め凸部66の内側に確実に発電体12が嵌り込むように設定することが望ましい。   Furthermore, according to the third embodiment, since the positioning convex portion 66 is provided in the frame 262 at a position corresponding to the position where the power generator 12 is to be disposed, when the members are laminated in the mold, The power generation body 12 may be arranged in accordance with the positioning convex portion 66. Thereby, the positioning operation can be simplified. Here, the position where the positioning convex portion 66 is provided is set so that the power generating body 12 is securely fitted inside each positioning convex portion 66 in consideration of the accuracy in manufacturing the frame body 262 and the power generating body 12. It is desirable.

なお、位置決め凸部66は、発電体12の四辺のすべてに沿うように所定の間隔で設ける必要はない。金型内で各部材を積層する際に、位置決め凸部66によって発電体12を位置決め可能であれば、位置決め凸部66は、異なる配置としても良い。また、枠体262において、位置決め凸部66を設けることなく支持凸部62だけを設けることとしても良く、この場合にも、シール部16の一体成形時に発電体12を支持する効果が得られる。   The positioning protrusions 66 do not have to be provided at predetermined intervals so as to be along all four sides of the power generator 12. If the power generating body 12 can be positioned by the positioning protrusions 66 when the members are stacked in the mold, the positioning protrusions 66 may be arranged differently. Further, in the frame body 262, it is possible to provide only the support convex portion 62 without providing the positioning convex portion 66. In this case, the effect of supporting the power generating body 12 when the seal portion 16 is integrally formed can be obtained.

既述した第2および第3実施例では、金型内で発電体12を保持するための支持部を、ガスセパレータ30とは別体で形成しているが、このような支持部は、第2および第3実施例とは異なる形状としても良い。シール部16を一体成形する際に、ガスセパレータ30上であってガス流路形成部15の外側に、好ましくはガス流路形成部15と略同一の高さの部位を有するスペーサを支持部として配置するならば、同様の効果を得ることができる。   In the second and third embodiments described above, the support part for holding the power generation body 12 in the mold is formed separately from the gas separator 30. It is good also as a shape different from 2 and 3rd Example. When the seal portion 16 is integrally formed, a spacer having a portion substantially the same height as the gas flow path forming portion 15 on the gas separator 30 and outside the gas flow path forming portion 15 is used as a support portion. If arranged, the same effect can be obtained.

E.第4実施例の燃料電池の製造方法:
第2および第3実施例と同様に、金型を用いてシール部16を一体成形する際に発電体12の外周領域に対応する領域にスペーサを配置して、金型内で発電体12を保持する構成において、シール部16を形成した後に、上記スペーサを除去することとしても良い。このような構成を、第4実施例として以下に説明する。なお、以下の説明では、既述した実施例の燃料電池と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。
E. Manufacturing method of fuel cell of fourth embodiment:
As in the second and third embodiments, when the seal portion 16 is integrally formed using a mold, a spacer is disposed in a region corresponding to the outer peripheral region of the power generation body 12, and the power generation body 12 is placed in the mold. In the holding structure, the spacer may be removed after the seal portion 16 is formed. Such a configuration will be described below as a fourth embodiment. In the following description, the same reference numerals are assigned to portions common to the fuel cells of the above-described embodiments, and detailed description thereof is omitted.

図13は、第4実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。第4実施例の燃料電池を製造する際には、まず、発電体12と、ガス流路形成部14,15と、スペーサと、ガスセパレータ130とを用意する(ステップS200)。そして、ステップ100およびS110と同様に、金型を用意すると共に、下型70にガスセパレータ130を配置する(ステップS210およびS220)。その後、配置したガスセパレータ30上に、さらに、ガス流路形成部15、スペーサ、発電体12、ガス流路形成部14を順次配置し(ステップS230)、ステップS140と同様に射出成形によりシール部16を一体成形する(ステップ240)。シール部16を一体成形する際には、発電体12の外周部は、スペーサによって支持され、スペーサの高さをガス流路形成部15の厚みと略同一にするならば、発電体12は、全体として、ガスセパレータ130から一定の距離だけ離間した平坦面を形成する状態で保持される。シール部16を一体成形した後には、シール部16内からスペーサを除去し(ステップS245)、ステップS150と同様に組み立て・締結を行なって(ステップS250)、燃料電池を完成する。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the manufacturing process of the fuel cell of the fourth embodiment. When manufacturing the fuel cell of the fourth embodiment, first, the power generator 12, the gas flow path forming portions 14, 15, the spacer, and the gas separator 130 are prepared (step S200). Then, as in steps 100 and S110, a mold is prepared, and the gas separator 130 is disposed on the lower mold 70 (steps S210 and S220). Thereafter, the gas flow path forming portion 15, the spacer, the power generator 12, and the gas flow path forming portion 14 are further sequentially disposed on the disposed gas separator 30 (step S230), and the seal portion is formed by injection molding in the same manner as in step S140. 16 is integrally formed (step 240). When the sealing portion 16 is integrally formed, the outer peripheral portion of the power generation body 12 is supported by a spacer, and if the height of the spacer is substantially the same as the thickness of the gas flow path forming portion 15, the power generation body 12 As a whole, it is held in a state of forming a flat surface that is separated from the gas separator 130 by a certain distance. After the seal portion 16 is integrally formed, the spacer is removed from the seal portion 16 (step S245), and assembly and fastening are performed in the same manner as in step S150 (step S250), thereby completing the fuel cell.

ここで、第4実施例で用いるスペーサは、後の工程でシール部16内から除去できる材料、例えば昇華性物質によって形成されている。このスペーサの形状としては、種々の形状を選択することができる。例えば、粒状体を用いる第2実施例のように、複数の構成部材によりスペーサを形成しても良い。ただし、スペーサの構成部材は、シール部16の内部に埋め込まれるのではなく、穴部40〜45に連通しており、後の工程でスペーサを昇華させた際には、この連通する部位を介してスペーサは外部に排出・除去される。ステップS245においてスペーサを除去する工程の具体的な条件は、スペーサの構成材料に応じて設定すれば良く、例えば上記構成材料を昇華させることができる温度に加熱すればよい。なお、図13では、スペーサの除去の工程を、シール部16の一体成形の後に行なっているが、ステップS250において組み立てを行なった後など、さらに後の工程で行なっても良い。   Here, the spacer used in the fourth embodiment is formed of a material that can be removed from the seal portion 16 in a later step, for example, a sublimation substance. Various shapes can be selected as the shape of the spacer. For example, the spacer may be formed by a plurality of constituent members as in the second embodiment using a granular material. However, the constituent member of the spacer is not embedded in the seal portion 16 but communicates with the holes 40 to 45, and when the spacer is sublimated in a later process, the component is communicated through the communicating portion. The spacer is discharged and removed outside. The specific condition of the step of removing the spacer in step S245 may be set according to the constituent material of the spacer, and for example, it may be heated to a temperature at which the constituent material can be sublimated. In FIG. 13, the step of removing the spacer is performed after the integral molding of the seal portion 16, but it may be performed in a later step such as after assembly in step S250.

以上のように構成された第4実施例の燃料電池の製造方法によれば、シール部16の一体成形の際にスペーサを配置するため、既述した実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、金型内でシール部16を一体成形する際に、発電体12を平坦な状態で保持して発電体12の垂れ下がりを抑え、所望の形状のシール部16を形成することができる。さらに、第4実施例によれば、シール部16を一体成形した後にスペーサを除去しているため、燃料電池全体を軽量化できるという効果が得られる。   According to the method of manufacturing the fuel cell of the fourth embodiment configured as described above, since the spacers are arranged when the seal portion 16 is integrally formed, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained. . That is, when the seal portion 16 is integrally formed in the mold, the power generation body 12 can be held in a flat state to prevent the power generation body 12 from sagging and the seal portion 16 having a desired shape can be formed. Furthermore, according to the fourth embodiment, since the spacer is removed after the sealing portion 16 is integrally formed, the effect of reducing the weight of the entire fuel cell can be obtained.

なお、スペーサを構成する物質は、昇華性物質以外の物質であってもよく、例えば加熱により分解させるなどの方法により除去可能であればよい。   Note that the substance constituting the spacer may be a substance other than the sublimable substance, and may be removed by a method such as decomposition by heating.

F.変形例:
この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
F. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

F1.変形例1:
発電積層部11およびガスセパレータ30と一体成形するシール部16は、射出成形以外の方法により形成しても良い。例えば、圧縮成形により、シール部16を一体成形することができる。この場合には、金型内の空間SPに固形の未加硫ゴムを充填し、金型を型締めして加熱することにより、成形と加硫とを同時に行う加硫圧縮成形を行なえば良い。
F1. Modification 1:
The seal portion 16 integrally formed with the power generation laminate portion 11 and the gas separator 30 may be formed by a method other than injection molding. For example, the seal portion 16 can be integrally formed by compression molding. In this case, it is sufficient to perform vulcanization compression molding in which molding and vulcanization are performed simultaneously by filling the space SP in the mold with solid unvulcanized rubber, clamping the mold and heating the mold. .

F2.変形例2:
第1ないし第4実施例では、ガスセパレータは、3枚のプレートを積層した三層構造を有することとしたが、異なる構成としても良い。異なる構造のガスセパレータを用いる場合であっても、ガスセパレータにおいて、ガス流路形成部を配置する領域の外側領域に、例えば複数の突起から成る支持部を設ければ、第1実施例と同様の効果を得ることができる。また、ガス流路形成部を配置する領域の外側領域を、支持部としてのスペーサを配置可能な形状、例えば平坦面に形成し、スペーサを配置するならば、第2および第3実施例と同様の効果を得ることができる。また、ガスセパレータにおける発電領域DAが平坦面である必要はなく、例えば、ガスセパレータ表面にセル内ガス流路を形成するための溝を設けることとしても良い。
F2. Modification 2:
In the first to fourth embodiments, the gas separator has a three-layer structure in which three plates are stacked, but may have a different configuration. Even when a gas separator having a different structure is used, if a support portion made of, for example, a plurality of protrusions is provided in an outer region of the region where the gas flow path forming portion is arranged in the gas separator, the same as in the first embodiment The effect of can be obtained. Further, if the outer region of the region where the gas flow path forming portion is disposed is formed in a shape where a spacer as a support portion can be disposed, for example, a flat surface, and the spacer is disposed, the same as in the second and third embodiments. The effect of can be obtained. Further, the power generation area DA in the gas separator does not have to be a flat surface. For example, a groove for forming an in-cell gas flow path may be provided on the surface of the gas separator.

F3.変形例3:
第1ないし第4実施例では、シール部16において、アノード側プレート32と接する側を平坦面にして、カソード側プレート31と接する側にガス止め凸部60を設けたが、異なる形状としても良い。例えば、シール部16においてガス止め凸部60を設ける面と平坦面とを逆にして、カソード側プレート31上で、シール部16を一体成形することとしても良い。
F3. Modification 3:
In the first to fourth embodiments, the seal portion 16 has a flat surface on the side in contact with the anode side plate 32 and the gas stop convex portion 60 on the side in contact with the cathode side plate 31. However, different shapes may be used. . For example, the seal portion 16 may be integrally formed on the cathode side plate 31 with the surface on which the gas stopper convex portion 60 is provided and the flat surface reversed in the seal portion 16.

ここで、実施例のように、シール部16におけるアノード側プレート32と接する面を平坦面として、シール部16とガスセパレータとを接着・密着させる場合には、漏れが生じやすい水素に関するシール性を、より高めることができる。また、シール部16におけるカソード側プレート31と接する面を平坦面としてガスセパレータと接着・密着させる場合には、一般的にガス圧がより高い酸化ガス側において、シール性をより高めることができる。   Here, as in the embodiment, when the surface of the seal portion 16 that is in contact with the anode side plate 32 is a flat surface, and the seal portion 16 and the gas separator are bonded and adhered, the sealing property with respect to hydrogen that is likely to leak is obtained. , Can be raised more. In addition, when the surface in contact with the cathode side plate 31 in the seal portion 16 is a flat surface and is adhered and closely adhered to the gas separator, the sealing performance can be further enhanced on the oxidizing gas side generally having a higher gas pressure.

F4.変形例4:
第1ないし第4実施例では、発電積層部11を構成する各部材は、いずれも略同一の大きさであって互いに重なり合い、発電積層部11の端部は1つの平面を形成することとしたが、異なる構成としても良い。すなわち、MEA13とガス拡散層26,28とは、各々が異なる大きさに形成される、あるいは、各々の外周の位置が互いにずれるように配置されることとしても良い。
F4. Modification 4:
In the first to fourth embodiments, the members constituting the power generation laminate portion 11 are substantially the same size and overlap each other, and the end portion of the power generation laminate portion 11 forms one plane. However, a different configuration may be used. That is, the MEA 13 and the gas diffusion layers 26 and 28 may be formed to have different sizes, or may be arranged so that the positions of the outer circumferences thereof are shifted from each other.

F5.変形例5:
実施例では、燃料電池は固体高分子型燃料電池としたが、異なる種類の燃料電池であっても良い。例えば、固体酸化物電解質型燃料電池とすることができる。シール部の構成材料を、ゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性材料から適宜選択可能な運転温度を示す燃料電池であれば、本発明を適用することができる。
F5. Modification 5:
In the embodiment, the fuel cell is a polymer electrolyte fuel cell, but may be a different type of fuel cell. For example, a solid oxide electrolyte fuel cell can be obtained. The present invention can be applied to any fuel cell that exhibits an operation temperature that can be appropriately selected from elastic materials such as rubber and thermoplastic elastomer as a constituent material of the seal portion.

第1実施例の燃料電池の概略構成を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing schematic structure of the fuel cell of 1st Example. 図1において破線で囲んだX領域を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the X area | region enclosed with the broken line in FIG. セルアセンブリ10の概略構成を表わす平面図である。2 is a plan view illustrating a schematic configuration of a cell assembly 10. FIG. カソード側プレート31の形状を示す平面図である。3 is a plan view showing the shape of a cathode side plate 31. FIG. アノード側プレート32の形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shape of the anode side plate 32. FIG. 中間プレート33の形状を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the shape of the intermediate | middle plate. 第1実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the manufacturing process of the fuel cell of 1st Example. シール部16を一体形成する様子、および、一体形成された部材の様子を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the seal | sticker part 16 is integrally formed, and the mode of the member formed integrally. 第2実施例の燃料電池の構成の概略を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing the outline of a structure of the fuel cell of 2nd Example. シール部16を射出成形により一体形成する様子を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the seal | sticker part 16 is integrally formed by injection molding. 第3実施例の燃料電池の構成の概略を表わす断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing the outline of a structure of the fuel cell of 3rd Example. 枠体262の構成を表わす平面図である。4 is a plan view illustrating a configuration of a frame body 262. FIG. 第4実施例の燃料電池の製造工程を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the manufacturing process of the fuel cell of 4th Example.

符号の説明Explanation of symbols

10…セルアセンブリ
11…発電積層部
12…発電体
13…MEA
14,15…ガス流路形成部
16…シール部
20…電解質膜
22…カソード
24…アノード
26,28…ガス拡散層
30,130…ガスセパレータ
31…カソード側プレート
32,132…アノード側プレート
33…中間プレート
40〜45…穴部
50…酸化ガス供給スリット
51…酸化ガス排出スリット
52…燃料ガス排出スリット
53…燃料ガス供給スリット
54〜57…連通部
58…冷媒孔
60…ガス止め凸部
62…支持凸部
64…第1の凸部
65…第2の凸部
66…位置決め凸部
70…下型
72…上型
74…開口
162…粒状体
262…枠体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cell assembly 11 ... Power generation lamination | stacking part 12 ... Power generation body 13 ... MEA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14, 15 ... Gas flow path formation part 16 ... Seal part 20 ... Electrolyte membrane 22 ... Cathode 24 ... Anode 26, 28 ... Gas diffusion layer 30, 130 ... Gas separator 31 ... Cathode side plate 32, 132 ... Anode side plate 33 ... Intermediate plate 40 to 45 ... hole 50 ... oxidizing gas supply slit 51 ... oxidizing gas discharge slit 52 ... fuel gas discharge slit 53 ... fuel gas supply slit 54 to 57 ... communication part 58 ... refrigerant hole 60 ... gas stop convex part 62 ... Supporting convex part 64 ... 1st convex part 65 ... 2nd convex part 66 ... Positioning convex part 70 ... Lower mold 72 ... Upper mold 74 ... Opening 162 ... Granule 262 ... Frame

Claims (23)

燃料電池であって、
電解質膜と、該電解質膜の両面に形成された一対の電極と、を備える発電体と、
前記発電体の外周部で該発電体の外周部を内包し、該発電体と一体で形成されたシール部と、
前記発電体の両側に配置され、前記シール部と接触するガスセパレータと、
前記シール部が前記発電体を内包する内包領域と重なる領域において、前記発電体と一方の前記ガスセパレータとの間で、前記発電体と前記一方のガスセパレータとの間の距離を高さとして形成された支持部と
を備え、
前記シール部は、前記発電体と前記一方のガスセパレータとの間において、前記支持部の周囲に形成される空間を埋めるように形成されている
燃料電池。
A fuel cell,
A power generator comprising an electrolyte membrane and a pair of electrodes formed on both sides of the electrolyte membrane;
A seal portion that includes the outer periphery of the power generation body at the outer periphery of the power generation body and is formed integrally with the power generation body;
A gas separator disposed on both sides of the power generator and in contact with the seal portion;
In a region where the seal portion overlaps an inclusion region that encloses the power generation body, a height between the power generation body and one of the gas separators is defined as a height between the power generation body and the one gas separator. And a supported portion,
The seal portion is formed so as to fill a space formed around the support portion between the power generation body and the one gas separator.
請求項1記載の燃料電池であって、
前記支持部は、前記発電体における前記内包領域よりも中央部よりの領域での前記発電体と前記ガスセパレータとの距離と等しい高さを有する
燃料電池。
The fuel cell according to claim 1, wherein
The said support part has height equal to the distance of the said electric power generation body and the said gas separator in the area | region from the center part rather than the said inclusion area | region in the said electric power generation body.
請求項1または2記載の燃料電池であって、
前記支持部は、前記ガスセパレータに形成した凸部である
燃料電池。
The fuel cell according to claim 1 or 2,
The said support part is a convex part formed in the said gas separator. Fuel cell.
請求項3記載の燃料電池であって、
前記凸部は、互いに離間して設けられた複数の突起から成る
燃料電池。
The fuel cell according to claim 3, wherein
The convex portion includes a plurality of protrusions provided apart from each other.
請求項1または2記載の燃料電池であって、
前記支持部は、前記発電体および前記ガスセパレータとは別体で、前記発電体と前記ガスセパレータとの間に配置したスペーサである
燃料電池。
The fuel cell according to claim 1 or 2,
The support part is a spacer that is separate from the power generation body and the gas separator and is disposed between the power generation body and the gas separator.
請求項5記載の燃料電池であって、
前記スペーサは、複数の粒状体である
燃料電池。
The fuel cell according to claim 5, wherein
The spacer is a plurality of granular bodies.
請求項5記載の燃料電池であって、
前記スペーサは、前記内包領域と重なる領域にわたって連続して設けられた枠体である
燃料電池。
The fuel cell according to claim 5, wherein
The said spacer is a frame provided continuously over the area | region which overlaps with the said inclusion area | region. Fuel cell.
請求項7記載の燃料電池であって、
前記枠体は、前記発電体と接する第1の凸部、および、前記一方のガスセパレータと接する第2の凸部を備え、
前記第1および第2の凸部は、それぞれ、互いに離間して設けられた複数の突起から成る
燃料電池。
The fuel cell according to claim 7, wherein
The frame includes a first convex portion that contacts the power generator, and a second convex portion that contacts the one gas separator,
Each of the first and second protrusions is composed of a plurality of protrusions spaced apart from each other.
請求項7または8記載の燃料電池であって、
前記枠体は、前記発電体の外周に近接して設けられ、前記他方のガスセパレータ側へと、前記発電体の断面と重なる高さにまで突出して設けられた位置決め凸部を備える
燃料電池。
The fuel cell according to claim 7 or 8, wherein
The frame body is provided with a positioning convex portion provided in the vicinity of the outer periphery of the power generation body and protruding toward the other gas separator side to a height that overlaps the cross section of the power generation body.
請求項1ないし9いずれか記載の燃料電池であって、
前記発電体は、さらに、前記電極上に配置される多孔質体から成るガス拡散層を備える
燃料電池。
The fuel cell according to any one of claims 1 to 9,
The power generation body further includes a gas diffusion layer made of a porous body disposed on the electrode.
請求項1ないし10いずれか記載の燃料電池であって、さらに、
多孔質体から成り、前記発電体と前記ガスセパレータとの間に配置される一対のガス流路形成部を備え、
少なくとも、前記一方のガスセパレータと接する前記ガス流路形成部は、前記発電体と共に前記シール部と一体で形成されている
燃料電池。
The fuel cell according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
A porous body comprising a pair of gas flow path forming portions disposed between the power generation body and the gas separator;
At least the gas flow path forming portion in contact with the one gas separator is formed integrally with the seal portion together with the power generator.
表面に電極を形成した電解質膜を備える発電体と、ガスセパレータとを積層して成る燃料電池の製造方法であって、
金型内に、一方の面の外周近傍部において凸部が形成された前記ガスセパレータを、該セパレータの他方の面が前記金型と接するように配置する第1の工程と、
前記発電体の外周部が前記凸部と接するように、前記発電体を前記ガスセパレータ上に配置する第2の工程と、
前記金型内に成形材料を投入することによって、前記発電体の外周部を内包すると共に、前記発電体と前記ガスセパレータとの間の空間が前記成形材料によって埋められるように形成されたシール部を、前記発電体の外周部において前記発電体および前記ガスセパレータと一体成形する第3の工程と
を備える燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell comprising a power generator including an electrolyte membrane having an electrode formed on a surface and a gas separator,
A first step of disposing the gas separator in which a convex portion is formed in the vicinity of the outer periphery of one surface in a mold so that the other surface of the separator is in contact with the mold;
A second step of disposing the power generator on the gas separator such that an outer peripheral portion of the power generator is in contact with the convex portion;
A sealing portion is formed so as to enclose the outer peripheral portion of the power generator by filling the mold with a molding material and to fill the space between the power generator and the gas separator with the molding material. A third step of integrally forming the power generator and the gas separator at the outer periphery of the power generator.
請求項12記載の燃料電池の製造方法であって、
前記凸部は、前記第2の工程において前記発電体を配置したときに、該発電体が全体として、前記ガスセパレータから一定の距離だけ離間した平坦面を形成可能となる高さを有する
燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell according to claim 12, comprising:
The convex portion has a height that enables the power generating body to form a flat surface separated from the gas separator by a certain distance as a whole when the power generating body is disposed in the second step. Manufacturing method.
請求項12または13記載の燃料電池の製造方法であって、さらに、
前記第2の工程に先立って、前記ガスセパレータ上に、多孔質体から成るガス流路形成部を配置する第4の工程を備え、
前記第2の工程は、前記ガス流路形成部上に前記発電体を配置する工程である
燃料電池の製造方法。
The method for producing a fuel cell according to claim 12 or 13, further comprising:
Prior to the second step, comprising a fourth step of disposing a gas flow path forming portion made of a porous body on the gas separator,
The second step is a step of disposing the power generation body on the gas flow path forming part. A method for manufacturing a fuel cell.
表面に電極を形成した電解質膜を備える発電体と、ガスセパレータとを積層して成る燃料電池の製造方法であって、
金型内に、前記ガスセパレータを配置する第1の工程と、
前記ガスセパレータの外周近傍部上にスペーサを配置する第2の工程と、
前記ガスセパレータ上に、外周部において前記スペーサと接するように前記発電体を配置する第3の工程と、
前記金型内に成形材料を投入することによって、前記発電体の外周部を内包すると共に、前記発電体と前記ガスセパレータとの間において前記スペーサの周囲に形成される空間が前記成形材料によって埋められるように形成されたシール部を、前記発電体の外周部において前記発電体および前記ガスセパレータと一体成形する第4の工程と
を備える燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell comprising a power generator including an electrolyte membrane having an electrode formed on a surface and a gas separator,
A first step of disposing the gas separator in a mold;
A second step of disposing a spacer on the vicinity of the outer periphery of the gas separator;
A third step of disposing the power generator on the gas separator so as to be in contact with the spacer at the outer periphery;
By introducing a molding material into the mold, the outer periphery of the power generator is enclosed, and a space formed around the spacer is filled with the molding material between the power generator and the gas separator. A fuel cell manufacturing method comprising: a fourth step of integrally molding the seal portion formed in such a manner that the seal portion is integrally formed with the power generator and the gas separator at an outer peripheral portion of the power generator.
請求項15記載の燃料電池の製造方法であって、
前記スペーサは、複数の粒状体である
燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell according to claim 15, comprising:
The spacer is a plurality of granular bodies. A method for manufacturing a fuel cell.
請求項15記載の燃料電池の製造方法であって、
前記スペーサは、前記ガスセパレータの外周近傍部と重なって形成され、前記発電体と接する第1の凸部、および、前記ガスセパレータと接する第2の凸部を備える枠体である、
燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell according to claim 15, comprising:
The spacer is a frame including a first convex portion that is formed so as to overlap with a peripheral portion of the gas separator, and that contacts the power generator, and a second convex portion that contacts the gas separator.
Manufacturing method of fuel cell.
請求項15ないし17いずれか記載の燃料電池の製造方法であって、
前記スペーサは、前記第3の工程において前記発電体を配置したときに、該発電体が全体として、前記ガスセパレータから一定の距離だけ離間した平坦面を形成可能となる高さを有する
燃料電池の製造方法。
A method for producing a fuel cell according to any one of claims 15 to 17,
The spacer has a height such that when the power generation body is disposed in the third step, the power generation body as a whole can form a flat surface separated from the gas separator by a certain distance. Production method.
請求項15ないし18いずれか記載の燃料電池の製造方法であって、さらに、
前記第4工程の後に、前記シール部と一体形成された前記発電体と前記ガスセパレータとの間から、前記スペーサを除去する第5の工程を備える
燃料電池の製造方法。
The method for producing a fuel cell according to any one of claims 15 to 18, further comprising:
A method for manufacturing a fuel cell, comprising a fifth step of removing the spacer from between the gas generator and the power generator integrally formed with the seal portion after the fourth step.
請求項15ないし19いずれか記載の燃料電池の製造方法であって、さらに、
前記第3の工程に先立って、前記ガスセパレータ上に、多孔質体から成るガス流路形成部を配置する第6の工程を備え、
前記第3の工程は、前記ガス流路形成部上に前記発電体を配置する工程である
燃料電池の製造方法。
The method for producing a fuel cell according to any one of claims 15 to 19, further comprising:
Prior to the third step, comprising a sixth step of disposing a gas flow path forming portion made of a porous body on the gas separator,
The third step is a step of disposing the power generator on the gas flow path forming part. A method for manufacturing a fuel cell.
請求項12ないし20いずれか記載の燃料電池の製造方法であって、
前記発電体は、さらに、前記電極上に配置される多孔質体から成るガス拡散層を備える
燃料電池の製造方法。
A method of manufacturing a fuel cell according to any one of claims 12 to 20,
The power generation body further includes a gas diffusion layer made of a porous body disposed on the electrode.
請求項12ないし21いずれか記載の燃料電池の製造方法によって製造された燃料電池。   A fuel cell manufactured by the method for manufacturing a fuel cell according to any one of claims 12 to 21. 複数個積層されることにより燃料電池を構成する燃料電池用積層部材であって、
ガスセパレータと、
前記ガスセパレータの一方の面側に配置され、電解質膜と、該電解質膜の両面に形成された一対の電極と、を備える発電体と、
前記発電体の外周部において、該発電体と前記ガスセパレータとの間に配置され、前記発電体と前記一方のガスセパレータとの間の距離を高さとして形成された支持部と、
前記ガスセパレータの外周部上における前記支持部が形成された領域を含む領域に設けられ、前記発電体の外周部を内包し、前記支持部の周囲に形成される空間を埋めるように、前記ガスセパレータおよび前記発電体と一体で形成されたシール部と
を備える燃料電池用積層部材。
A laminated member for a fuel cell that constitutes a fuel cell by being laminated in a plurality,
A gas separator;
A power generator that is disposed on one side of the gas separator and includes an electrolyte membrane and a pair of electrodes formed on both sides of the electrolyte membrane;
A support portion that is disposed between the power generation body and the gas separator at the outer peripheral portion of the power generation body, and is formed with a distance between the power generation body and the one gas separator as a height;
The gas is provided in a region including the region where the support portion is formed on the outer peripheral portion of the gas separator, includes the outer peripheral portion of the power generator, and fills a space formed around the support portion. A fuel cell laminate member comprising: a separator; and a seal portion formed integrally with the power generator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010055770A (en) * 2008-08-26 2010-03-11 Toyota Motor Corp Fuel cell separator and fuel cell using the same
JP2012123949A (en) * 2010-12-06 2012-06-28 Toyota Motor Corp Fuel battery cell
JP2015201341A (en) * 2014-04-08 2015-11-12 トヨタ自動車株式会社 Resin frame manufacturing method for fuel battery

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