JP2015018662A - Unit cell structure, manufacturing method for unit cell and unit cell manufactured by that manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池を構成する単セル構造、単セルの製造方法及びその製造方法により製造した単セルに関し、さらには、その単セルを積層して成る燃料電池スタックの製造方法及びその製造方法により製造した燃料電池スタックに関するものである。 The present invention relates to a single cell structure constituting a fuel cell, a method for manufacturing a single cell, and a single cell manufactured by the method, and further, a method for manufacturing a fuel cell stack formed by stacking the single cells, and a method for manufacturing the same. It relates to a fuel cell stack manufactured by
この種の単セル構造としては、例えば、燃料電池の製造方法の名称で特許文献1に記載されているものがある。特許文献1に記載の燃料電池は、電解質膜と電解質膜露出用開口を有する補強フィルムとを接合し、電解質膜露出用開口から露出する部分に触媒を塗布して触媒膜とする。補強フィルムは、PEN、PET、テフロン(登録商標)系PTPE等の素材からなる。
As this type of single cell structure, for example, there is one described in
その後、上記の燃料電池では、触媒膜の補強フィルムに、ガス拡散層を熱圧プレスにより接合して、ガス拡散層を含む膜電極接合体を構成する。そして、上記の燃料電池では、膜電極接合体を一対のガス流路用部材で挟持してセルを構成し、このセルとセパレータとを交互に積層して燃料電池スタックを形成する。 Thereafter, in the above fuel cell, the gas diffusion layer is joined to the reinforcing film of the catalyst membrane by hot press to form a membrane electrode assembly including the gas diffusion layer. In the above fuel cell, the membrane electrode assembly is sandwiched between a pair of gas flow path members to form a cell, and the cell and the separator are alternately stacked to form a fuel cell stack.
しかしながら、上記したような従来の燃料電池の製造方法によって製造した単セル構造では、膜電極接合体が、その周囲に補強フィルムを一体的に有しているが、補強といえども充分な剛性を有するフィルムではないので、他の部材と接合する際にフィルムが変形し、その結果、ガスシール性が損なわれる虞があるという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。 However, in the single cell structure manufactured by the conventional method of manufacturing a fuel cell as described above, the membrane electrode assembly has a reinforcing film integrally therearound. Therefore, there is a problem that the film may be deformed when bonded to another member, and as a result, the gas sealability may be impaired. It is a problem to solve such a problem. It was.
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたものであって、プラスチックフィルムから成るフレームを周囲に有する膜電極接合体を備えた単セル構造において、フレームの変形を防止することができる単セル構造、単セルの製造方法及びその製造方法により製造した単セルを提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described conventional problems, and can prevent deformation of the frame in a single cell structure including a membrane electrode assembly having a frame made of a plastic film around it. It aims at providing the single cell manufactured by the single cell structure, the manufacturing method of the single cell, and its manufacturing method.
本発明に係わる単セル構造は、複数枚のプラスチックフィルムを貼り合わせて成るフレームを周囲に有する膜電極接合体と、フレームに配置した磁性体と、フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータとを備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。 A single cell structure according to the present invention includes a membrane electrode assembly having a frame formed by bonding a plurality of plastic films around, a magnetic body disposed on the frame, an anode side sandwiching the frame and the membrane electrode assembly, and The cathode side separator is provided, and the above configuration is used as means for solving the conventional problems.
本発明に係わる単セルの製造方法は、複数枚のプラスチックフィルムを貼り合わせて成るフレームを周囲に有する膜電極接合体と、フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータとを備えた単セルを製造するに際し、プラスチックフィルム同士の間に磁性体を配置して、そのプラスチックフィルムから成るフレームと膜電極接合体とを一体化する。 A method for producing a single cell according to the present invention comprises a membrane electrode assembly having a frame formed by laminating a plurality of plastic films, and an anode side and cathode side separator sandwiching the frame and the membrane electrode assembly. When manufacturing the provided single cell, a magnetic body is disposed between the plastic films, and the frame made of the plastic film and the membrane electrode assembly are integrated.
その後、単セルの製造方法は、(A)アノード側及びカソード側のいずれか一方側のセパレータの周縁部に接着剤を塗布した後にそのセパレータにフレームを有する膜電極接合体を積層し、(B)フレームの周縁部に接着剤を塗布した後にそのフレーム及び膜電極接合体に他方のセパレータを積層し、(A)及び(B)の少なくとも一方の工程の後に磁性体に対してフレームの厚さ方向に磁場を付与する構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。 Then, the manufacturing method of a single cell is as follows. (A) A membrane electrode assembly having a frame is laminated on the separator after applying an adhesive to the peripheral edge of the separator on either the anode side or the cathode side. ) After applying an adhesive to the peripheral edge of the frame, the other separator is laminated on the frame and membrane electrode assembly, and the thickness of the frame relative to the magnetic material after at least one of the steps (A) and (B) The magnetic field is applied in the direction, and the above structure is a means for solving the conventional problems.
また、本発明に係わる単セルは、上記の単セルの製造方法により製造した単セルであって、複数枚のプラスチックフィルムを貼り合わせて成るフレームを周囲に有する膜電極接合体と、フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータとを備えると共に、フレームを形成するプラスチックフィルム同士の間に磁性体が配置してあることを特徴としている。 A single cell according to the present invention is a single cell manufactured by the above-described method for manufacturing a single cell, and includes a membrane electrode assembly having a frame formed by bonding a plurality of plastic films, a frame and a membrane. A separator is provided on the anode side and the cathode side for sandwiching the electrode assembly, and a magnetic material is disposed between plastic films forming the frame.
ここで、磁性体は、物理学的には、反磁性体、常磁性体及び強磁性体の三つに分けられるが、普通は強磁性体を示す。本発明における磁性体は、要するに、磁石で吸着可能な部材であれば良く、強磁性体や常磁性体を使用することが可能であり、具体的には鋼板等の金属板や金属繊維などを用いることができる。 Here, the magnetic substance is physically divided into three parts, ie, a diamagnetic substance, a paramagnetic substance, and a ferromagnetic substance, but usually indicates a ferromagnetic substance. In short, the magnetic body in the present invention may be any member that can be attracted by a magnet, and a ferromagnetic body or a paramagnetic body can be used. Specifically, a metal plate such as a steel plate or a metal fiber is used. Can be used.
本発明に係わる単セル構造は、磁性体によりフレームの剛性を高めて同フレームの変形を防止することができる。また、単セル構造は、製造時に磁性体に対して磁場を付与し、磁性体を単セルの厚さ方向の中央に維持することで、フレームの変形を防止することができる。 The single cell structure according to the present invention can prevent the deformation of the frame by increasing the rigidity of the frame by the magnetic material. In addition, the single cell structure can prevent the frame from being deformed by applying a magnetic field to the magnetic material during manufacturing and maintaining the magnetic material at the center in the thickness direction of the single cell.
本発明に係わる単セルの製造方法は、プラスチックフィルムから成るフレームを周囲に有する膜電極接合体を備えた単セルを製造するに際し、磁性体を単セルの厚さ方向の中央に保持しながらフレームとセパレータとの接着が行われるので、フレームの変形を防止することができる。 The method of manufacturing a single cell according to the present invention is to manufacture a single cell having a membrane electrode assembly having a frame made of a plastic film around it, while holding the magnetic body at the center in the thickness direction of the single cell. And the separator are bonded to each other, so that the deformation of the frame can be prevented.
また、上記の単セルの製造方法により製造した単セルは、変形の無い良好なフレームを備えたものとなり、フレームの両側の接着剤層の厚さも均一となり、その接着剤層によるシール性も向上する。 In addition, the unit cell manufactured by the above-described unit cell manufacturing method has a good frame without deformation, the thickness of the adhesive layer on both sides of the frame is uniform, and the sealing performance by the adhesive layer is also improved. To do.
以下、図面に基づいて、本発明に係わる単セル構造、単セルの製造方法、及びその製造方法により製造した単セル、並びに、燃料電池スタックの製造方法、及びその製造方法により製造した燃料電池スタックの実施形態を説明する。 Hereinafter, based on the drawings, a single cell structure according to the present invention, a method for manufacturing a single cell, a single cell manufactured by the manufacturing method, a method for manufacturing a fuel cell stack, and a fuel cell stack manufactured by the manufacturing method The embodiment will be described.
本発明において、単セルは、基本構成として、複数枚のプラスチックフィルムを貼り合わせて成るフレームを周囲に有する膜電極接合体と、フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータとを備えた構造である。また、燃料電池スタックは、上記構造の単セルを積層して成るものである。したがって、本発明の燃料電池スタックは、例えば、多数の単セルを積層状態に備えた燃料電池においては、全単セルのうちの一部である積層体、若しくは全部である積層体のいずれもが対象となる。 In the present invention, a single cell has, as a basic configuration, a membrane electrode assembly having a frame formed by laminating a plurality of plastic films, and an anode side and cathode side separator sandwiching the frame and the membrane electrode assembly. It is the structure provided with. The fuel cell stack is formed by stacking single cells having the above structure. Therefore, in the fuel cell stack of the present invention, for example, in a fuel cell provided with a large number of single cells in a stacked state, either a stacked body that is a part of all single cells or a stacked body that is all It becomes a target.
〈第1実施形態〉
図1に示す燃料電池FCは、とくに図1(B)に示すように、複数の単セルCを互いに積層して一体化した少なくとも二つ以上のセルモジュールMと、セルモジュールM同士の間に介装するシールプレートPとを備えている。図示例の単セルC及びシールプレートPは、ほぼ同等の縦横寸法を有する矩形板状を成している。なお、図1(B)には、2つのセルモジュールMと、1つのシールプレートPを示しているが、実際には、それ以上の数のセルモジュールM及びシールプレートPを積層する。
<First Embodiment>
The fuel cell FC shown in FIG. 1 has at least two or more cell modules M in which a plurality of single cells C are stacked and integrated with each other, as shown in FIG. And a seal plate P to be interposed. The single cell C and the seal plate P in the illustrated example have rectangular plate shapes having substantially the same vertical and horizontal dimensions. In FIG. 1B, two cell modules M and one seal plate P are shown, but in reality, a larger number of cell modules M and seal plates P are stacked.
また、燃料電池FCは、セルモジュールMの積層方向の両端部に、エンドプレート56A,56Bを夫々配置し、単セルCの長辺側の積層端面(図1中で上下面)に、締結板57A,57Bが設けてあると共に、短辺側の積層端面に、補強板58A,58Bが設けてある。各締結板57A,57B及び補強板58A,58Bは、セルモジュールM及びシールプレートPから成る積層体Aの積層方向全長にわたる大きさを有し、図示しないボルトにより両エンドプレート56A,56Bに連結する。
Further, in the fuel cell FC,
このようにして、燃料電池FCは、図1(A)に示すようなケース一体型構造となり、各セルモジュールM及びシールプレートPを積層方向に拘束・加圧して個々の単セルCに所定の接触面圧を加え、ガスシール性や導電性等を良好に維持する。 In this way, the fuel cell FC has a case-integrated structure as shown in FIG. 1 (A). Each cell module M and the seal plate P are restrained and pressurized in the stacking direction so that each single cell C has a predetermined structure. Contact surface pressure is applied to maintain good gas sealing and electrical conductivity.
単セルCは、図2に示すように、周囲にフレーム1を有する膜電極接合体2と、フレーム1及び膜電極接合体2を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータ3,4を備えている。電気自動車の車載電源に用いる燃料電池FCは、多数枚の単セルCを必要とするので、単セルCの薄型化が非常に重要である。本発明の単セルCでは、薄型化を図るための一構成として、フレーム1にプラスチックフィルム1Aを用いている。
As shown in FIG. 2, the single cell C includes a
フレーム1は、図3に示すように、複数枚(図示例では2枚)のプラスチックフィルム1A,1Aを貼り合わせて成るものであって、膜電極接合体2の周縁部を挟持しつつ貼り合わせることで膜電極接合体2と一体化される。プラスチックフィルム1Aの材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)などを挙げることができる。
As shown in FIG. 3, the
前記フレーム1は、この実施形態では、膜電極接合体2を中央にして長方形状を成している。また、フレーム1は、短辺側の両端部に、各々三個ずつのマニホールド穴H1〜H6が配列してあり、各マニホールド穴群から膜電極接合体2に至る領域がガスの整流等を行うためのディフューザ領域Dとなる。すなわち、単セルCは、フレーム1とセパレータ3,4との間に、膜電極接合体2に対して反応用ガスを流通させるためのディフューザ領域Dを有している。
In this embodiment, the
膜電極接合体2は、一般に、MEA(Membrane Electrode Assembly)と呼ばれるものであって、例えば固体高分子から成る電解質層を燃料極層(アノード)と空気極層(カソード)とで挟持した構造を有している。この膜電極接合体2は、燃料極層にアノードガス(水素)が供給されると共に、空気極層にカソードガス(水素)が供給されて、電気化学反応により発電をする。
The
各セパレータ3,4は、表裏反転形状を有する金属製の板部材であって、例えばステンレス製であり、プレス加工により適宜の形状に成形することができる。各セパレータ3,4は、膜電極接合体2に対応する中央部分が、短辺方向の断面において波形状に形成してある。この波形状は図示の如く長辺方向に連続している。これにより、各セパレータ3,4は、波形状における膜電極接合体2に対応する中央部分では、各凸部分が膜電極接合体2に接触すると共に、波形状における各凹部分がガス流路となる。また、各セパレータ3A,3Bは、両端部に、フレーム1の各マニホールド穴H1〜H6同等のマニホールド穴H1〜H6を有している。
Each of the
フレーム1及び各セパレータ3,4において、図2の左側に示す各マニホールド穴H1〜H3は、アノードガス供給用(H1)、冷却流体排出用(H2)及びカソードガス排出用(H3)であり、積層方向に互いに連通して夫々の流路を形成する。また、図2の右側に示す各マニホールド穴H4〜H6は、カソードガス供給用(H4)、冷却流体供給用(H5)及びアノードガス排出用(H6)であり、積層方向に互いに連通して夫々の流路を形成する。なお、供給用と排出用は、一部または全部が逆の位置関係でも良い。
In the
また、フレーム1及び各セパレータ3,4の周縁部や、マニホールド穴H1〜H6の周囲には、シール材Sが配置してある。これらのシール材は、接着剤としても機能するもので、フレーム1及び膜電極接合体2とセパレータ3,4とを気密的に接合する。また、マニホールド穴H1〜H6の周囲に配置したシール材Sは、各マニホールドの気密性を維持する一方で、各層間に応じた流体を供給するために該当箇所に開口を有している。
Further, a sealing material S is disposed around the peripheral edge of the
上記の単セルCは、所定枚数を積層してセルモジュールMを形成する。このとき、隣接する単セルC同士の間には、冷却液(例えば水)の流路を形成し、隣接するセルモジュールM同士の間にも冷却液の流路を形成する。したがって、シールプレートPは、セルモジュールM同士の間、すなわち冷却液の流路内に配置されている。 The unit cell C is formed by stacking a predetermined number of cell modules M. At this time, a flow path of the cooling liquid (for example, water) is formed between the adjacent single cells C, and a flow path of the cooling liquid is also formed between the adjacent cell modules M. Therefore, the seal plate P is disposed between the cell modules M, that is, in the flow path of the coolant.
シールプレートPは、導電性の一枚の金属板を成形したものであり、平面視において上記した単セルCとほぼ同じ矩形板状で且つ同じ大きさに形成され、両短辺側には、単セルCと同様のマニホールド穴H1〜H6が形成されている。このシールプレートPは、マニホールド穴H1〜H6の各周囲に、図示しないシール部材を備えると共に、その周縁部分に、外周シール部材51及び内周シール部材52が、全周にわたって平行に設けてあり、外周シール部材51により外部からの雨水等の浸入を防止すると共に、内周シール部材52によりセルモジュールM間の流路を流通する冷却液の漏出を防止する。
The seal plate P is formed by molding a single conductive metal plate, is formed in the same rectangular plate shape and in the same size as the above-described single cell C in plan view, and on both short sides, Manifold holes H1 to H6 similar to the single cell C are formed. This seal plate P is provided with a seal member (not shown) around each of the manifold holes H1 to H6, and an outer
ここで、上記の燃料電池FCを構成する単セルCは、複数枚のプラスチックフィルム1Aを貼り合わせて成るフレーム1を周囲に有する膜電極接合体2と、フレーム1に配置した磁性体5と、フレーム1及び膜電極接合体2を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータ3,4とを備えている。磁性体5は、要するに、磁石で吸着可能な部材であれば良く、強磁性体や常磁性体を使用することが可能であり、具体的には鋼板等の金属板や金属繊維などを用いることができる。
Here, the unit cell C constituting the fuel cell FC includes a
また、単セルCは、より好ましい実施形態として、磁性体5が、フレーム1を構成するプラスチックフィルム1A同士の間に配置してある。さらに、単セルCは、より好ましい実施形態として、フレーム1とセパレータ3,4との間に、膜電極接合体2に対して反応用ガスを流通させるためのディフューザ領域Dを有し、磁性体5が、ディフューザ領域Dに配置してある。
Further, in the single cell C, as a more preferable embodiment, the
さらに、単セルCは、より好ましい実施形態として、フレーム1とセパレータ3,4との間に、シール部材Sを有し、磁性体5が、シール部材Sに対応する位置に配置してあり、また、磁性体5が、プラスチックフィルム1Aに塗布した接着剤31に埋め込まれている構造になっている。
Furthermore, the single cell C has a sealing member S between the
上記構造を有する単セルCは、次に述べる製造方法により製造される。すなわち、単セルCの製造方法は、最初の工程として、プラスチックフィルム1A,1A同士の間に磁性体5を配置して、そのプラスチックフィルム1A,1Aから成るフレーム1と膜電極接合体2とを一体化する。
The single cell C having the above structure is manufactured by the manufacturing method described below. That is, in the manufacturing method of the single cell C, as a first step, the
その後、単セルCの製造方法は、アノード側及びカソード側のいずれか一方側のセパレータ3(4)の周縁部に接着剤を塗布した後にそのセパレータ3(4)にフレーム1を有する膜電極接合体2を積層し(工程A)、フレーム1の周縁部に接着剤を塗布した後にそのフレーム1及び膜電極接合体2に他方のセパレータ4(3)を積層する(工程B)。そして、工程A及び工程Bの少なくとも一方の工程の後に磁性体5に対してフレーム1の厚さ方向に磁場を付与するものとしている。
Thereafter, the manufacturing method of the single cell C is such that the adhesive is applied to the peripheral portion of the separator 3 (4) on either the anode side or the cathode side, and then the membrane electrode bonding having the
上記の単セルの製造方法により製造した単セルCは、先述したように、複数枚のプラスチックフィルム1A,1Aを貼り合わせて成るフレーム1を周囲に有する膜電極接合体2と、フレーム1及び膜電極接合体2を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータ3,4とを備えている。そして、単セルCは、図3(A)及び(B)に示すように、フレーム1を形成するプラスチックフィルム1A,1A同士の間に磁性体5を配置した構成を有している。また、図示の膜電極接合体2の両面には、多孔質材料から成るアノード側及びカソード側のガス拡散層6,7が設けてある。
As described above, the unit cell C manufactured by the above-described unit cell manufacturing method includes a
上記の単セルCの製造方法をより具体的に説明する。フレーム1を形成するプラスチックフィルム1Aは、図3(C)の左側に示すように、ロール状に形成されていて、製造ライン中で上下に配置される。また、プラスチックフィルム1Aには、膜電極接合体2を露出させるための開口部(図示せず)が予め形成されている。
The method for manufacturing the single cell C will be described more specifically. The
図示例の磁性体5は、図3(A)中に点線で示すように、膜電極接合体2を囲繞する枠状を成す部材である。この磁性体5は、磁石で吸着可能な部材であれば良く、材料がとくに限定されるものではないが、例えばSUS400系の鋼板である。この磁性体5の厚さは、図3(B)に示すように、フレーム1とガス拡散層6(7)との段差寸法hなどから決定することができる。
The
そして、単セルCの製造方法は、上下のプラスチックフィルム1A,1Aの間に膜電極接合体2及び磁性体5を配置し、次に、図3(C)の右側に示すように、上下のプラスチックフィルム1A,1Aを接着剤31,31で貼り合わせてフレーム1を形成する。これにより、フレーム1は、膜電極接合体2の周縁部及び磁性体5を挟持した状態にして、膜電極接合体2と一体化される。
And the manufacturing method of the single cell C arrange | positions the
上記のようにフレーム1と膜電極接合体2とを一体化するには、図4に示す幾つかの方法を選択することができる。図4(A)に示す方法は、予め接着剤31を塗布した一方のプラスチックフィルム1A上に、膜電極接合体2及び磁性体5を配置し、その上側に接着剤31を塗布して他方のプラスチックフィルム1Aを積層し、図4(B)に示すようにフレーム1と膜電極接合体2とを一体化する。その後、図4(C)に示すように、フレーム1の一部及び膜電極接合体2の全体にガス拡散層6,7を積層する。
In order to integrate the
図4(D)に示す方法は、予め接着剤31を塗布した一方のプラスチックフィルム1Aと、同じく接着剤31を塗布した他方のプラスチックフィルム1Aとで、膜電極接合体2及び磁性体5を挟持して、図4(B)に示す如くフレーム1と膜電極接合体2とを一体化する。
In the method shown in FIG. 4D, the
図4(E)に示す方法は、予め接着剤31を塗布した一方のプラスチックフィルム1A上に膜電極接合体2及び磁性体5を配置し、その上側に他方のプラスチックフィルム1Aを積層して、膜電極接合体2の周縁部及び磁性体5を接着剤31に埋め込むようにし、図4(B)に示す如くフレーム1と膜電極接合体2とを一体化する。
In the method shown in FIG. 4E, the
上記のように一体化したフレーム1及び膜電極接合体2は、図5及び図6に示す工程を経て、各セパレータ3,4と積層されて単セルCを形成する。なお、以下の工程では、アノード側のセパレータ3を下段にし、カソード側のセパレータ4を上段にして積層するものとするが、当然のことながら、アノード側とカソード側が上下逆でも構わない。
The
すなわち、図5(A)及び図6に示すように、ステップS1において下段セパレータ3に接着剤31を塗布し、ステップS2においてその下段セパレータ3を下側治具41に設置する。このとき、下側治具41上には、適当な箇所に、単セルCの厚さに相当するスペーサ43が配置してある。
That is, as shown in FIGS. 5A and 6, the adhesive 31 is applied to the
次に、図5(B)及び図6に示すように、ステップS3においてフレーム1に接着剤31を塗布し、ステップS4において先の下段セパレータ3上にフレーム1及び膜電極接合体(MEA)2を積層する。次いで、図5(C)及び図6に示すように、ステップS5においてフレーム1及び膜電極接合体2上の上段セパレータ4を積層し、ステップS6において上側治具42を設置する。
Next, as shown in FIGS. 5B and 6, an adhesive 31 is applied to the
その後、図6のステップS7において磁界を発生させることで、図5中の矢印Bで示すように、磁性体5にフレーム1の厚さ方向に磁場を付与し、ステップS8において上下の治具41,42を互いに固定する。これにより、磁性体5は、単セルCの厚さ方向の中央に保持されることとなる。この状態で、ステップS9において接着剤31を硬化させ、接着剤31の硬化後、ステップS10において上下の治具41,42の固定を解除し、ステップS11において単セルCを取り出す。
Thereafter, by generating a magnetic field in step S7 of FIG. 6, a magnetic field is applied to the
上記の単セルCの製造方法によれば、プラスチックフィルム1A,1Aから成るフレーム1を周囲に有する膜電極接合体2を備えた単セルCを製造するに際し、磁性体5に磁場を付与することにより、その磁性体5を単セルCの厚さ方向の中央に保持しながらフレーム1とセパレータ3,4との接着が行われるので、フレーム1の変形を防止することができる。
According to the manufacturing method of the single cell C described above, a magnetic field is applied to the
ところで、磁性体5を用いない製造方法では、上下の治具を用いて、アノード側及びカソード側のセパレータの間に、フレーム及び膜電極接合体を配置して、夫々の間を接着剤で接合するので、フレームの位置が厚さ方向に安定せず、とくに、重力でフレームが下がる場合が多くなる。このため、フレームが変形すると共に、フレームの両側の接着剤層の厚さも異なるものとなる。
By the way, in the manufacturing method not using the
これに対して、本発明の単セル構造、単セルの製造方法により製造した単セルCは、磁性体5によりフレーム1の剛性が高められ、変形の無い良好なフレーム1を備えたものとなり、フレーム1の両側の接着剤層(31)の厚さも均一となり、その接着剤層(31)によるシール性も向上する。
On the other hand, the single cell C manufactured by the single cell structure and the single cell manufacturing method of the present invention has the
〈第2実施形態〉
図7は、本発明に係わる単セルの製造方法の第2実施形態を説明するフローチャートである。この実施形態において、ステップS21〜S24及びステップS28〜S31は、第1実施形態のステップS1〜S4及びステップ8〜11と同じである。
Second Embodiment
FIG. 7 is a flowchart for explaining a second embodiment of the method for producing a single cell according to the present invention. In this embodiment, steps S21 to S24 and steps S28 to S31 are the same as steps S1 to S4 and steps 8 to 11 of the first embodiment.
すなわち、先の第1実施形態(図6参照)では、下段セパレータ3、フレーム1及び膜電極接合体2、並びに上段セパレータ4を積層して磁界を発生させたのに対して、この第2実施形態では、ステップS21〜S24において、下段セパレータ3上にフレーム1及び膜電極接合体2を積層した後、ステップS25で磁界を発生させて、図5中の矢印Bで示すように、磁性体5にフレーム1の厚さ方向の磁場を付与している。その後、ステップS26においてフレーム1及び膜電極接合体2上に上段セパレータ4を積層する。
That is, in the first embodiment (see FIG. 6), the
上記の単セルCの製造方法によっても、磁性体5を単セルCの厚さ方向の中央に保持しながらフレーム1とセパレータ3,4との接着が行われるので、フレーム1の変形を防止することができる。そして、この製造方法により製造した単セルCは、磁性体5によりフレーム1の剛性が高められ、変形の無い良好なフレーム1を備えたものとなり、フレーム1の両側の接着剤層(31)の厚さも均一となり、その接着剤層(31)によるシール性も向上する。
Also by the manufacturing method of the single cell C, the
〈第3実施形態〉
図8(A)及び図9は、本発明の燃料電池スタックの製造方法及びその製造方法により製造した燃料電池スタックの実施形態を説明する図である。なお、先の各実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 8A and FIG. 9 are diagrams for explaining an embodiment of a fuel cell stack according to the present invention and a fuel cell stack manufactured by the method. Note that the same components as those in the previous embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態における燃料電池スタックの製造方法は、図1に示す燃料電池FCを構成するセルモジュールMを製造する場合を例示しており、その製造には、第1実施形態で説明したフレーム1及び膜電極接合体2、すなわちプラスチックフィルム1A,1A同士の間に磁性体5を配置したフレーム1を有する膜電極接合体2を用いる。
The manufacturing method of the fuel cell stack in this embodiment exemplifies the case of manufacturing the cell module M that constitutes the fuel cell FC shown in FIG. 1, and includes the
燃料電池スタックの製造方法は、第1実施形態の図5に示すように、アノード側及びカソード側のいずれか一方側のセパレータ3の周縁部に接着剤31を塗布した後にそのセパレータ3にフレーム1を有する膜電極接合体2を積層し(工程A)、フレーム1の周縁部に接着剤31を塗布した後にそのフレーム1及び膜電極接合体2に他方のセパレータ4を積層する(工程B)。そして、工程A及び工程Bを所定回数繰り返すと共に、工程A及び工程Bの少なくとも一方の工程の後に磁性体5に対してフレーム1の厚さ方向に磁場を付与するものとしている。
As shown in FIG. 5 of the first embodiment, the fuel cell stack is manufactured by applying an adhesive 31 to the peripheral edge of the
上記の製造方法により製造した燃料電池スタック(セルモジュールM)は、図8(A)に示すように、複数枚のプラスチックフィルム1A,1Aを貼り合わせて成るフレーム1を周囲に有する膜電極接合体2と、フレーム1及び膜電極接合体2を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータ3,4とを備えた単セルCを積層した構造である。そして、各単セルCにおけるフレーム1を形成するプラスチックフィルム1A,1A同士の間に磁性体5が配置してある。
As shown in FIG. 8A, the fuel cell stack (cell module M) manufactured by the above manufacturing method has a membrane electrode assembly having a
図8及び図9に基づいて、燃料電池スタックとしてのセルモジュールMの製造方法をより具体的に説明する。すなわち、図9のステップS41において下段セパレータ3に接着剤31を塗布し、ステップS42においてその下段セパレータ3を下側治具41に設置する。なお、下側治具41上には、適当な箇所に、セルモジュールMの厚さに相当するスペーサ44が配置してある。
Based on FIG. 8 and FIG. 9, the manufacturing method of the cell module M as a fuel cell stack is demonstrated more concretely. That is, the adhesive 31 is applied to the
次に、ステップS43においてフレーム1に接着剤31を塗布し、ステップS44において下段セパレータ3上にフレーム1及び膜電極接合体(MEA)2を積層する。その後、ステップS45において磁界を発生させて、図8中の矢印Bで示すように、磁性体5にフレーム1の厚さ方向の磁場を付与し、これにより磁性体5を単セルCの厚さ方向の中央に保持して、同フレーム1の変形を防止する。
Next, the adhesive 31 is applied to the
さらに、ステップS46において上段セパレータ4に接着剤31を塗布し、ステップS47において、そのフレーム1及び膜電極接合体2上に上段セパレータ4を積層する。その後、ステップS48において所定枚数の単セルを積層したか否かを判定し、所定枚数に満たないと判定した場合(NO)には、ステップS41〜S47を繰り返す。このとき、二巡目からは、ステップS42中に括弧書きしたように、上段セパレータ4上に、上側に隣接する単セルCの下段セパレータ3を積層する。
Furthermore, the adhesive 31 is applied to the
また、ステップS48において所定枚数に達したと判定した場合(YES)には、ステップS49において上側治具42を設置し、ステップS50において上下の治具41,42を固定する。その後、ステップS51において接着剤31を硬化させ、接着剤31の硬化後、ステップS52において上下の治具41,42の固定を解除し、ステップS53においてセルモジュール(燃料電池スタック)Mを取り出す。
If it is determined in step S48 that the predetermined number has been reached (YES), the
上記の燃料電池スタックの製造方法によれば、単セルCを積層して成るセルモジュールMを製造するに際し、磁性体5に磁場を付与することにより、磁性体5を各単セルCの厚さ方向の中央に保持しながらフレーム1とセパレータ3,4との接着が行われるので、各単セルにおけるフレーム1の変形を防止することができる。
According to the manufacturing method of the fuel cell stack described above, when manufacturing the cell module M formed by stacking the single cells C, a magnetic field is applied to the
そして、上記の燃料電池スタックの製造方法により製造したセルモジュール(燃料電池スタック)Mは、各々の単セルCにおいて、磁性体5によりフレーム1の剛性が高められ、変形の無い良好なフレーム1を備えたものとなり、各単セルCのフレーム1の両側の接着剤層(31)の厚さも均一となり、その接着剤層(31)によるシール性も向上する。つまり、各単セルCの精度のばらつきが極めて少ない高品質のセルモジュールMを得ることができる。
The cell module (fuel cell stack) M manufactured by the fuel cell stack manufacturing method described above has a
〈第4実施形態〉
図8(B)及び図10は、本発明の燃料電池スタックの製造方法及びその製造方法により製造した燃料電池スタックの第4実施形態を説明する図である。なお、第3実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 8B and FIG. 10 are views for explaining a fuel cell stack manufacturing method of the present invention and a fuel cell stack manufactured by the manufacturing method according to a fourth embodiment. Note that the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施形態における燃料電池スタックの製造方法は、第3実施形態と同様に、セルモジュールMを製造する方法である。この実施形態の製造方法は、アノード側及びカソード側のいずれか一方側のセパレータ3の周縁部に接着剤31を塗布した後にそのセパレータ3にフレーム1を有する膜電極接合体2を積層し(工程A)、フレーム1の周縁部に接着剤31を塗布した後にそのフレーム1及び膜電極接合体2に他方のセパレータ4を積層する(工程B)。
The manufacturing method of the fuel cell stack in this embodiment is a method of manufacturing the cell module M as in the third embodiment. In the manufacturing method of this embodiment, the adhesive 31 is applied to the peripheral edge of the
また、この実施形態の製造方法は、工程A及び工程Bを所定回数繰り返すと共に、工程A及び工程Bの少なくとも一方の工程の後に磁性体5に対してフレーム1の厚さ方向に磁場を付与する。さらに、この実施形態の製造方法では、工程Bにおける他方側のセパレータ4に、次に積層する単セルCの一方側のセパレータ3が予め一体化してある。
In the manufacturing method of this embodiment, Step A and Step B are repeated a predetermined number of times, and a magnetic field is applied to the
すなわち、この実施形態の製造方法では、第1実施形態で説明したフレーム1及び膜電極接合体2と、図8(B)に示す接合セパレータ34を用いる。接合セパレータ34は、単セルCの上段セパレータ4とその上側に隣接する単セルCの下段セパレータ3とを予め一体化したものであり、例えば溶接などの手段により違いに接合固定されている。
That is, in the manufacturing method of this embodiment, the
燃料電池スタックの製造方法は、図10のステップS61において下段セパレータ3に接着剤31を塗布し、ステップS62においてその下段セパレータ3を下側治具41に設置する。次に、ステップS63においてフレーム1に接着剤31を塗布し、ステップS64において下段セパレータ3上にフレーム1及び膜電極接合体(MEA)2を積層する。その後、ステップS65において磁界を発生させて、図8中の矢印Bで示すように、磁性体5にフレーム1の厚さ方向の磁場を付与する。これにより、磁性体5を単セルCの厚さ方向の中央に保持し、フレーム1の変形を防止する。
In the fuel cell stack manufacturing method, the adhesive 31 is applied to the
さらに、この実施形態では、ステップS66において溶接セパレータ34に接着剤31を塗布し、ステップS67において、フレーム1及び膜電極接合体2上に溶接セパレータ34を積層する。次に、ステップS68において所定枚数−1枚の単セルCを積層したか否かを判定し、所定枚数−1枚に満たないと判定した場合(NO)には、ステップS63〜S67を繰り返す。このとき、二巡目からは、ステップS64中に括弧書きしたように、接合セパレータ34上にフレーム1及び膜電極接合体2を積層することとなる。
Furthermore, in this embodiment, the adhesive 31 is applied to the
つまり、この実施形態では、2枚のセパレータ3,4を互いに接合固定した接合セパレータ34を用いているので、最上段の単セルCには、接合セパレータ34ではなく、単体の上段セパレータ4を積層する。このため、ステップS68において単セルCが所定枚数−1枚であるか否かを判定している。
That is, in this embodiment, since the joining
そこで、ステップS68において所定枚数−1枚に達したと判定した場合(YES)には、ステップS69において最後のフレーム(その時点で最上段のフレーム)1に接着剤31を塗布し、ステップS70において溶接セパレータ34上にフレーム1及び膜電極接合体2を積層する。この後、ステップS71において再び磁界を発生させて、最上段のフレーム1おける磁性体5に磁場を付与する。これにより、最上段の単セルCにおいて、磁性体5を厚さ方向の中央に保持し、フレーム1の変形を防止する。
Therefore, if it is determined in step S68 that the predetermined number has reached -1 (YES), the adhesive 31 is applied to the last frame (the uppermost frame at that time) 1 in step S69, and in step S70. The
さらに、ステップS72において上段セパレータ(最上段のセパレータ)4に接着剤31を塗布し、ステップS73においてフレーム1及び膜電極接合体2に上段セパレータ4を積層する。次に、ステップS74において上側治具42を設置し、ステップS75において上下の治具41,42を固定する。その後、ステップS76において接着剤31を硬化させ、接着剤31の硬化後、ステップS77において上下の治具41,42の固定を解除し、ステップS78においてセルモジュール(燃料電池スタック)Mを取り出す。
Further, the adhesive 31 is applied to the upper separator (uppermost separator) 4 in step S72, and the
上記の燃料電池スタックの製造方法によれば、単セルCを積層して成るセルモジュールMを製造するに際し、磁性体5を各単セルCの厚さ方向の中央に保持しながらフレーム1とセパレータ3,4との接着が行われるので、各単セルフレーム1の変形を防止することができる。また、中間層のセパレータ3,4を予め一体化して接合セパレータ34としているので、積層作業の迅速化が実現できる。
According to the fuel cell stack manufacturing method described above, when the cell module M formed by stacking the single cells C is manufactured, the
そして、上記の燃料電池スタックの製造方法により製造したセルモジュール(燃料電池スタック)Mは、各単セルCにおいて、磁性体5によりフレーム1の剛性が高められ、変形の無い良好なフレーム1を備えたものとなり、各単セルCのフレーム1の両側の接着剤層(31)の厚さも均一となり、その接着剤層(31)によるシール性も向上する。つまり、各単セルCの精度のばらつきが極めて少ない高品質のセルモジュールMを得ることができる。また、接合セパレータ34は、2枚のセパレータ3,4を溶接等により互いに接合固定して一体化したので、強固な接合状態が得られ、両セパレータ3,4間の電気的な接触抵抗を小さくし得る。
The cell module (fuel cell stack) M manufactured by the fuel cell stack manufacturing method described above includes a
〈第5実施形態〉
図11は、本発明に係わる単セルの製造方法、及び燃料電池スタックの製造方法に用いる磁性体の他の実施形態を説明する図である。なお、先の実施形態で説明した部位と同一の構成部位は、同一符号を付して説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
FIG. 11 is a diagram for explaining another embodiment of a magnetic body used in the method for producing a single cell and the method for producing a fuel cell stack according to the present invention. Note that the same components as those described in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
すなわち、図11(A)に示す磁性体5は、先の各実施形態でも例示したように、金属製素材を一定厚さの板状に成形した部材である。図11(B)に示す磁性体15は、金属製の多孔質体を一定厚さの板状に成形した部材である。図11(C)に示す磁性体25は、金属製の繊維を織布状、不織布状あるいはこれらの混合物にして、一定厚さの板状に成形した部材である。そして、図11(D)に示す磁性体35は、表裏各面に突部35Aを有し、突部35Aにより部分的に厚肉となる板状の部材である。
That is, the
このように、磁性体は、いずれも金属製であるが、例えば、単セルCの各構成部材のと特性や寸法関係、製造時に付与する磁場の強さ等に応じて、図11に示すように素材の形態や部材の形態を適宜選択することができる。 Thus, although the magnetic bodies are all made of metal, for example, as shown in FIG. 11 according to the characteristics and dimensional relationship with each constituent member of the single cell C, the strength of the magnetic field applied at the time of manufacture, and the like. In addition, the form of the material and the form of the member can be appropriately selected.
〈第6実施形態〉
図12に示す単セルCは、フレーム1とセパレータ3,4との間に、膜電極接合体2に対して反応用ガスを流通させるためのディフューザ領域Dを有している。このディフューザ領域Dは、第1実施形態で説明したもの(図3参照)と同様に、一方側のマニホールド穴H1〜H3から膜電極接合体2に至る領域、及び他方側のマニホールド穴H4〜H5から同じく膜電極接合体2に至る領域である。
<Sixth Embodiment>
A single cell C shown in FIG. 12 has a diffuser region D for flowing a reaction gas to the
また、単セルCは、フレーム1とセパレータ3,4との間にシール部材Sを有している。このシール部材Sは、第1実施形態の図2に示すものと同様に、アノード側及びカソード側の夫々のガス流路と外部との間を密閉するものである。
Further, the single cell C has a seal member S between the
そして、単セルCは、図12(A)中の点線及び図12(B)に示すように、フレーム1におけるディフューザ領域Dに対応する位置に磁性体45が配置してある。この磁性体45は、例えば図11に例示したいずれかの素材形態から成る矩形板状の部材である。また、単セルCは、図12(A)中の点線及び図12(C)に示すように、フレーム1におけるシール部Sに対応する位置に磁性体5が配置してある。この磁性体5は、第1実施形態の図3に示すものと同様に、膜電極接合体2を囲繞する枠状の部材である。
In the single cell C, as shown in the dotted line in FIG. 12A and FIG. 12B, the
上記の単セルCにあっても、第1及び第2の実施形態(図5〜図7)で説明した製造方法により、磁性体4,45に磁場を付与して製造される。この単セルCは、フレーム1におけるディフューザ領域Dに対応する位置に磁性体45が配置してあることから、フレーム1の変形が防止されるうえに、磁性体45が補強部材としても機能する。
Even in the single cell C described above, the
この種の単セルCでは、フレーム1及び各セパレータ3,4の周縁部同士の間にはシール部材Sが介在しており、膜電極接合体2と各セパレータ3,4とはセパレータ3,4の波形凸部で接触しているので、これらの部材同士の位置関係は安定している。ところが、ディフューザ領域Dは、一定の面積を要するうえに、フレーム1とセパレータ3,4との間に介在物が無いので、フレーム1が撓み易くなる。このため、単セルCは、燃料電池の運転中において、アノード側とカソード側のガスに差圧によりフレーム1に撓みが生じ、この撓みを繰り返し受けると、フレーム1と膜電極接合体2との間のような異種材料の接合部分に応力が集中して破損に至るおそれがある。
In this type of single cell C, a seal member S is interposed between the peripheral edges of the
これに対して、この実施形態の単セルCは、フレーム1におけるディフューザ領域Dに対応する部分に磁性体45が配置してあるので、フレーム1の剛性が高められ、磁性体45がフレーム1の補強部材となって運転中におけるフレーム1の撓みを抑制し、これによりフレーム1及び膜電極接合体2の破損を未然に阻止することができる。
On the other hand, in the single cell C of this embodiment, since the
さらに、上記の単セルCは、フレーム1におけるシール部材Sに対応する位置に磁性体5が配置してあるので、シール部材Sによる良好なシール性能を長期にわたって維持することができる。つまり、上記の単セルCは、磁性体5に磁場を付与しながら製造することにより、フレーム1を単セルCの厚さ方向の中央に維持して、変形の無いフレーム1を備えたものとなるので、フレーム1の両側において、シール部材Sによるシール層の間隔や、両シール部材Sに対する圧接力が均等になり、シール部材Sによる良好なシール性能が確保される。
Furthermore, since the
〈第7実施形態〉
図13に示すセルモジュール(燃料電池スタック)Mは、第6実施形態で説明した単セルCを所定枚数積層し、その積層方向の端部に、第1実施形態で説明したシールプレートPを配置したものである。このセルモジュールMは、第4及び第5の実施形態(図8〜図10)で説明した製造方法により製造される。このとき、セルモジュールMは、シールプレートPの外周シール部材51及び内周シール部材52の少なくとも一方に対応する位置に、磁性体5,45が配置してある。
<Seventh embodiment>
In a cell module (fuel cell stack) M shown in FIG. 13, a predetermined number of single cells C described in the sixth embodiment are stacked, and the seal plate P described in the first embodiment is disposed at the end in the stacking direction. It is a thing. The cell module M is manufactured by the manufacturing method described in the fourth and fifth embodiments (FIGS. 8 to 10). At this time, in the cell module M, the
上記のセルモジュールMにあっても、各単セルCにおけるフレーム1の変形が防止されるうえに、夫々のフレーム1に配置した磁性体45が補強部材としても機能する。これにより、セルモジュールMは、各単セルCの精度のばらつきが極めて少ない高品質のものとなり、また、運転中における各単セルCのフレーム1の撓みを抑制して、フレーム1及び膜電極接合体2の破損を未然に阻止する。
Even in the cell module M described above, the deformation of the
さらに、セルモジュールMは、各単セルCにおいてシール部材Sによる良好なシール性能を長期にわたって維持することができ、このような単セルCを積層することで、シールプレートPの外周シール部材51や内周シール部材52に対しても、同様に良好なシール性能を長期にわたって維持することができる。
Further, the cell module M can maintain a good sealing performance by the seal member S in each single cell C over a long period of time, and by laminating such single cells C, the outer
なお、本発明に係わる単セルの製造方法及びその製造方法により製造した単セル、並びに燃料電池スタックの製造方法及びその製造方法により製造した燃料電池スタックは、その構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各実施形態の構成を組み合わせたり、各部材の材料、形状、大きさ及び数などを変更したりすることが可能である。また、上記の実施形態では、燃料電池スタックとしてセルモジュールを例示したが、燃料電池スタックは複数の単セルを積層して成るものであれば良く、セルモジュール以外のものでも構わない。 The configuration of the single cell manufacturing method according to the present invention, the single cell manufactured by the manufacturing method, and the fuel cell stack manufacturing method and the fuel cell stack manufactured by the manufacturing method are limited to the above embodiments only. However, it is possible to combine the configurations of the embodiments and to change the material, shape, size, number, and the like of each member without departing from the gist of the present invention. In the above embodiment, the cell module is exemplified as the fuel cell stack. However, the fuel cell stack may be formed by stacking a plurality of single cells, and may be other than the cell module.
C 単セル
D ディフューザ領域
FC 燃料電池
M セルモジュール(燃料電池スタック)
S シール部材
1 フレーム
1A プラスチックフィルム
2 膜電極接合体
3 アノード側セパレータ
4 カソード側セパレータ
5,15,25,35,45 磁性体
31 接着剤
C Single cell D Diffuser area FC Fuel cell M Cell module (fuel cell stack)
Claims (16)
フレームに配置した磁性体と、
フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータと、
を備えたことを特徴とする単セル構造。 A membrane electrode assembly having a frame formed by bonding a plurality of plastic films around,
A magnetic body arranged in a frame;
An anode-side and cathode-side separator that sandwiches the frame and membrane electrode assembly;
A single cell structure characterized by comprising:
磁性体が、ディフューザ領域に配置してあることを特徴とする請求項1又は2に記載の単セル構造。 Between the frame and the separator, has a diffuser region for flowing the reaction gas to the membrane electrode assembly,
3. The single cell structure according to claim 1, wherein the magnetic body is disposed in the diffuser region.
磁性体が、シール部材に対応する位置に配置してあることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の単セル構造。 Having a seal member between the frame and the separator;
The single cell structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic body is arranged at a position corresponding to the seal member.
プラスチックフィルム同士の間に磁性体を配置して、そのプラスチックフィルムから成るフレームと膜電極接合体とを一体化し、その後、
(A)アノード側及びカソード側のいずれか一方側のセパレータの周縁部に接着剤を塗布した後にそのセパレータにフレームを有する膜電極接合体を積層し、
(B)フレームの周縁部に接着剤を塗布した後にそのフレーム及び膜電極接合体に他方のセパレータを積層し、
(A)及び(B)の少なくとも一方の工程の後に磁性体に対してフレームの厚さ方向に磁場を付与することを特徴とする単セルの製造方法。 When manufacturing a single cell comprising a membrane electrode assembly having a frame formed by laminating a plurality of plastic films, and an anode side and cathode side separator sandwiching the frame and the membrane electrode assembly,
A magnetic body is arranged between plastic films, and the frame made of the plastic film and the membrane electrode assembly are integrated.
(A) After applying an adhesive to the peripheral edge of the separator on either the anode side or the cathode side, laminating a membrane electrode assembly having a frame on the separator,
(B) After applying an adhesive to the peripheral edge of the frame, the other separator is laminated on the frame and membrane electrode assembly,
A method of manufacturing a single cell, comprising applying a magnetic field in the thickness direction of a frame to a magnetic material after at least one of the steps (A) and (B).
フレームにおけるディフューザ領域に対応する位置に磁性体を配置したことを特徴とする請求項5に記載の単セルの製造方法。 The single cell has a diffuser region for flowing a reaction gas to the membrane electrode assembly between the frame and the separator,
6. The method of manufacturing a single cell according to claim 5, wherein a magnetic material is disposed at a position corresponding to the diffuser region in the frame.
フレームにおけるシール部材に対応する位置に磁性体を配置したことを特徴とする請求項6又は7に記載の単セルの製造方法。 The single cell has a seal member between the frame and the separator,
The method of manufacturing a single cell according to claim 6 or 7, wherein a magnetic body is disposed at a position corresponding to the seal member in the frame.
プラスチックフィルム同士の間に磁性体を配置したフレームを周囲に有する膜電極接合体を用い、
(A)アノード側及びカソード側のいずれか一方側のセパレータの周縁部に接着剤を塗布した後にそのセパレータにフレームを有する膜電極接合体を積層し、
(B)フレームの周縁部に接着剤を塗布した後にそのフレーム及び膜電極接合体に他方のセパレータを積層し、
(A)及び(B)の工程を所定回数繰り返すと共に、(A)及び(B)の少なくとも一方の工程の後に磁性体に対してフレームの厚さ方向に磁場を付与することを特徴とする燃料電池スタックの製造方法。 A fuel cell formed by laminating a single cell including a membrane electrode assembly having a frame formed by laminating a plurality of plastic films, and an anode side and cathode side separator sandwiching the frame and the membrane electrode assembly. When manufacturing the stack,
Using a membrane electrode assembly having a frame around which a magnetic material is placed between plastic films,
(A) After applying an adhesive to the peripheral edge of the separator on either the anode side or the cathode side, laminating a membrane electrode assembly having a frame on the separator,
(B) After applying an adhesive to the peripheral edge of the frame, the other separator is laminated on the frame and membrane electrode assembly,
A fuel characterized by repeating steps (A) and (B) a predetermined number of times and applying a magnetic field in the thickness direction of the frame to the magnetic material after at least one of steps (A) and (B). Battery stack manufacturing method.
フレームにおけるディフューザ領域に対応する位置に磁性体を配置したことを特徴とする請求項10又は11に記載の燃料電池スタックの製造方法。 The single cell has a diffuser region for flowing a reaction gas to the membrane electrode assembly between the frame and the separator,
The method for manufacturing a fuel cell stack according to claim 10 or 11, wherein a magnetic body is disposed at a position corresponding to the diffuser region in the frame.
フレームにおけるシール部材に対応する位置に磁性体を配置したことを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の燃料電池スタックの製造方法。 The single cell has a seal member between the frame and the separator,
The method of manufacturing a fuel cell stack according to any one of claims 10 to 12, wherein a magnetic body is disposed at a position corresponding to the seal member in the frame.
複数枚のプラスチックフィルムを貼り合わせて成るフレームを周囲に有する膜電極接合体と、フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータとを備えると共に、フレームを形成するプラスチックフィルム同士の間に磁性体が配置してあることを特徴とする単セル。 A single cell manufactured by the method for manufacturing a single cell according to any one of claims 6 to 9,
A membrane electrode assembly having a frame formed by laminating a plurality of plastic films, and an anode-side and cathode-side separator sandwiching the frame and the membrane-electrode assembly; A single cell characterized in that a magnetic material is disposed between them.
複数枚のプラスチックフィルムを貼り合わせて成るフレームを周囲に有する膜電極接合体と、フレーム及び膜電極接合体を挟持するアノード側及びカソード側のセパレータとを備えた単セルを積層して成り、各単セルにおけるフレームを形成するプラスチックフィルム同士の間に磁性体が配置してあることを特徴とする燃料電池スタック。 A fuel cell stack manufactured by the method for manufacturing a fuel cell stack according to any one of claims 10 to 14,
A single cell comprising a membrane electrode assembly having a frame formed by laminating a plurality of plastic films and a separator on the anode side and cathode side sandwiching the frame and the membrane electrode assembly is laminated. A fuel cell stack, wherein a magnetic material is disposed between plastic films forming a frame in a single cell.
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