JP2015149265A - 単セルの積層方法、積層治具、および燃料電池スタックの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】単セルの積層の誤りを抑制する技術を提供する。【解決手段】燃料電池を構成する単セルを積層する方法であって、平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の単セルを複数枚用意し、単セルの上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備えた積層治具を用意し、積層治具の積層方向ガイド部材に、単セルの基準部を適合させつつ、複数枚の単セルを積層治具に順次積層する。【選択図】図2
Description
本発明は、燃料電池の単セルを積層する積層方法に関する。
膜電極接合体をセパレータで挟持して成る単セルを、数十〜数百枚、積層して構成される燃料電池スタックが知られている。燃料電池スタックを製造する場合、各単セルの位置決めをするための積層治具が用いられる(特許文献1)。特許文献1では、燃料電池スタックを構成する部材を同一の平面形状に形成し、積層治具の位置決めガイドに各部材の端面を沿わせることにより、各部材のずれを抑制して適切な位置に各部材を積層している。
従来は、燃料電池スタックを製造する場合、上記の単セルを積層する工程において、作業者による目視にて単セルの積層方向の判断しているため、単セルの表裏、上下左右を誤って積層する恐れがある。そこで、単セルの積層の誤りを抑制する技術が望まれていた。そのほか、従来の積層方法においては、低コスト化、省資源化、製造の容易化、性能の向上等が望まれていた。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、燃料電池を構成する単セルを積層する方法が提供される。この積層方法は、平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の前記単セルを複数枚用意し、前記単セルの前記上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備えた積層治具を用意し、前記積層治具の前記積層方向ガイド部材に、前記単セルの前記基準部を適合させつつ、前記複数枚の単セルを前記積層治具に順次積層してもよい。
この単セルの積層方法によれば、単セルが備える基準部の、上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備える積層治具を用いて、複数の単セルを積層する。基準部は、単セルの平面形状が上下左右非対称となるように設けられているため、この方法で単セルを積層する際に、単セルの積層方向(表裏、上下左右)を間違えると、基準部を積層方向ガイド部材に嵌合することができないため、適切な積層位置に単セルを積層できない。したがって、作業者は単セルの積層方向(表裏、上下左右)を誤ったことに気づくことができ、単セルの積層方向の誤りを抑制することができる。
また、このような形態によれば、低コスト化、省資源化、製造の容易化、性能の向上等の種々の課題の少なくとも1つを解決することができる。
(2)本発明の他の形態によれば、上記形態の積層方法に用いる積層治具が提供される。この積層治具は、平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の前記単セルを適切な積層位置に案内するガイド部材を備える積層治具であり、前記ガイド部材の少なくとも一部は、前記単セルの前記上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材として構成されてもよい。
この形態の積層治具は、単セルが備える基準部の、上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備える。基準部は、単セルの平面形状が上下左右非対称となるように設けられているため、この形態の積層治具を用いて単セルを積層する際に、単セルの積層方向(表裏、上下左右)を間違えると、基準部を積層方向ガイド部材に嵌合することができないため、適切な積層位置に単セルを積層できない。したがって、作業者は単セルの積層方向(表裏、上下左右)を誤ったことに気づくことができるため、単セルの積層方向の誤りを抑制することができる。
(3)上記形態の積層治具において、前記基準部は、前記単セルの外周を切り欠くことにより形成されてよい。このようにすると、例えば、基準部を孔形状に形成する場合に比べて、単セルを容易に積層することができる。
(4)上記形態の積層治具において、前記基準部は、複数設けられ、前記積層方向ガイド部材は、前記基準部と同数設けられてもよい。このようにしても、単セルの積層方向の誤りを抑制することができる。
(5)上記形態の積層治具において、前記ガイド部材の全てが前記積層方向ガイド部材として構成されてもよい。このようにすると、単セルを適切な積層位置に案内する部材を、積層方向ガイド部材と別体として設けなくてもよいため、積層治具の構成を簡単にすることができ、低コスト化、省資源化、製造の容易化に資する。
(6)本発明の他の形態によれば、燃料電池を構成する単セルを複数積層して燃料電池スタックを製造する方法が提供される。この燃料電池スタックの製造方法は、平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の前記単セルを複数枚用意する工程と、前記単セルの前記上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備えた積層治具を用意する工程と、前記積層治具の前記ガイド部材に、前記単セルの前記基準部を適合させつつ、前記複数枚の単セルを前記積層治具に順次積層する工程と、前記複数枚の前記単セルが積層された積層体の両側に、集電板、絶縁板、エンドプレートを積層して、所定の荷重で締結する工程と、を備えてよい。このようにすると、単セルの積層方向が正しい燃料電池スタックを容易に製造することができる。
(7)上記形態の燃料電池スタックの製造方法において、前記燃料電池スタックのシール性を検査する工程と、前記燃料電池スタックの発電性能を検査する工程と、を備えてよい。このようにすると、十分なシール性と発電性能を備えた燃料電池スタックを製造することができる。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、積層治具の使用方法、燃料電池の製造方法、燃料電池などの種々の形態で実現することができる。
A.実施形態:
(A1)単セルの構成:
本発明の一実施形態としての積層治具の説明に先立って、本実施形態の積層治具を用いて積層する単セルの構成について説明する。単セルは、電解質膜の両面に電極触媒層とガス拡散層とを接合した膜電極接合体をアノード側セパレータとカソード側セパレータとで挟持して構成される。
(A1)単セルの構成:
本発明の一実施形態としての積層治具の説明に先立って、本実施形態の積層治具を用いて積層する単セルの構成について説明する。単セルは、電解質膜の両面に電極触媒層とガス拡散層とを接合した膜電極接合体をアノード側セパレータとカソード側セパレータとで挟持して構成される。
図1は、単セルを平面視で示す説明図である。図1では、単セル2のアノード側セパレータの冷却水流路90が形成された面(以下、冷却面ともいう)を示している。図示するように、単セル2は、平面視略長方形を成す。単セル2の図面上方の二隅は、平面視略長方形に切り欠かれて、切欠部42,44が形成されている。単セル2の図面下方の二隅は、平面視略長方形に切り欠かれて、基準部52,56が形成されている。
切欠部42,44および基準部56は、同一の略長方形に切り欠かれており、基準部52は、基準部56よりも小さい略長方形に切り欠かれている。セル2の図面下方の辺の中央付近は、平面視略半円形に切り欠かれて、基準部54が形成されている。基準部52,54,56が形成されていることにより、単セル2の外形は、上下左右非対称になっている。なお、切欠部42,44は、単セル2を積層して燃料電池スタックを構成する際に、締結部材を配置するために形成されている。基準部52,56にも、同様に、締結部材を配置できるように、締結部材が構成されている。
複数の単セル2を積層して燃料電池スタックを構成する場合、作業者は、単セル2の基準部54が形成された長辺と基準部56が形成された単辺とを、後述する積層治具の積層位置ガイド部材に沿わせると共に、単セル2に形成された基準部52,54,56を、後述する積層治具の積層方向ガイド部材に嵌合しながら積層する。
単セル2は、その周縁に、燃料ガス供給用貫通孔62と、燃料ガス排出用貫通孔64と、7つの酸化剤ガス供給用貫通孔82と、6つの酸化剤ガス排出用貫通孔84と、3つの冷却水供給用貫通孔72と、3つの冷却水排出用貫通孔74と、を備える。単セルを複数積層して、燃料電池スタックを構成すると、これらの貫通孔により、各単セルに燃料ガス、酸化剤ガス、および冷却水を供給するマニホールドや、各単セルから燃料ガス、酸化剤ガス、および冷却水を排出させるマニホールドが形成される。
燃料電池スタックの発電時には、燃料ガス供給用貫通孔62を介して燃料ガスがアノードに供給され、発電に使用されなかった燃料ガス等が燃料ガス排出用貫通孔64を介して燃料電池スタック外に排出される。酸化剤ガス供給用貫通孔82を介して酸化剤ガスがカソードに供給され、発電に使用されなかった酸化剤ガス等が酸化剤ガス排出用貫通孔84を介して燃料電池スタック外に排出される。
アノード側セパレータは、チタン製の薄板鋼板であり、上記の各貫通孔で囲まれる領域には、冷却水流路90がプレス加工により形成されている。本実施形態では、アノード側セパレータとして、流路が形成されているものを例示しているが、流路が形成されておらず、別部材として構成された流路部材を介して単セル、燃料電池スタックを構成してもよい。
(A2)積層治具の構成:
図2は、実施形態の積層治具の構成を概略的に斜視で示す説明図である。図3は、実施形態の積層治具の構成を概略的に平面視で示す説明図である。図2,3では、積層治具1を用いて、単セル2が積層されている状態を示している。図示するように、積層治具1は、台座10と、位置決めガイド部材22,24,26と、積層方向ガイド部材32,34,36とを備える。
図2は、実施形態の積層治具の構成を概略的に斜視で示す説明図である。図3は、実施形態の積層治具の構成を概略的に平面視で示す説明図である。図2,3では、積層治具1を用いて、単セル2が積層されている状態を示している。図示するように、積層治具1は、台座10と、位置決めガイド部材22,24,26と、積層方向ガイド部材32,34,36とを備える。
台座10は、平面形状が、単セル2の外形よりも大きい略長方形を成す平板であり、単セル2が積層される台座である。位置決めガイド部材22,24,26は、断面略長方形の四角柱状に形成されており、台座10から突設されている。位置決めガイド部材22,24は、台座10の一の長辺(図3では下辺に相当)に沿わせて所定の距離を空けて配置されている。位置決めガイド部材26は、台座10の位置決めガイド部材22が設けられている辺と直交する短辺(図3では右辺に相当)に沿わせて設けられている。
図3に示すように、単セル2の長辺を位置決めガイド部材22,24に沿わせ、単セル2の短辺を位置決めガイド部材26に沿わせて、単セル2を積層すると、積層位置が定まり、積層された単セル間のズレが抑制される。
図3に示すように、積層方向ガイド部材32は、単セル2の基準部52と嵌合可能な四角柱状に形成されている。積層方向ガイド部材36は、単セル2の基準部52とは嵌合せず、基準部56と嵌合可能な四角柱状に形成されている。積層方向ガイド部材32,36は、台座10の位置決めガイド部材22,24が設けられている辺の付近で、位置決めガイド部材22,24よりも内側に突設されている。
積層方向ガイド部材34は、単セル2の基準部54と嵌合可能な円柱状に形成され、台座10の位置決めガイド部材22,24が設けられている辺の中央付近に突設されている。単セル2の基準部54が形成されている長辺を位置決めガイド部材22,24に沿わせ、単セル2の基準部56が形成されている短辺を位置決めガイド部材26に沿わせて、単セル2を台座10上に載せると、積層方向ガイド部材32,34,36は、それぞれ、単セル2の基準部52,54,56に嵌合する。
本実施形態において、積層方向ガイド部材32,34,36は、それぞれ、その断面形状が、単セル2の基準部52,54,56と略同一に形成されており、基準部52,54,56に嵌合する。積層方向ガイド部材32,34,36の断面形状は、これに限定されず、単セルの平面形状の上下左右の非対称性に寄与している部分に嵌まればよい。例えば、基準部52、56は、単セル2を左右非対称にするために設けられているが、単セル2の中心点を通り、短辺に平行な直線を対称の軸として、対称の軸を折り目にして折った時に、重ならない部分が、左右対称に寄与している部分である。上下方向の非対称性についても同様である。すなわち、積層方向ガイド部材32、積層方向ガイド部材36に換えて、基準部56の単セルの平面形状の上下左右の非対称性に寄与している部分だけにに嵌まる積層方向ガイド部材を設けてもよい。
(A3)燃料電池スタックの製造工程:
図4は、実施形態の積層治具を用いた燃料電池スタックの製造工程を示すフローチャートである。まず、膜電極接合体をアノード側セパレータとカソード側セパレータとで挟持して、単セル2を製造する(ステップS1)。単セル2の外観(傷、汚れ、破損等)を黙視にて検査すると共に、積層方向を確認する(ステップS4)。ここで、積層方向とは、単セル2を積層する際の単セルの向き(上下左右、表裏)をいう。本実施形態において、単セル2は、その外形が上下左右非対称であるため、黙視による積層方向の誤認を抑制することができる。
図4は、実施形態の積層治具を用いた燃料電池スタックの製造工程を示すフローチャートである。まず、膜電極接合体をアノード側セパレータとカソード側セパレータとで挟持して、単セル2を製造する(ステップS1)。単セル2の外観(傷、汚れ、破損等)を黙視にて検査すると共に、積層方向を確認する(ステップS4)。ここで、積層方向とは、単セル2を積層する際の単セルの向き(上下左右、表裏)をいう。本実施形態において、単セル2は、その外形が上下左右非対称であるため、黙視による積層方向の誤認を抑制することができる。
ステップS4にて外観に問題がなかった単セル2を、積層治具1を用いて積層する(ステップS6)。具体的には、図3に示すように、単セル2の基準部54が形成されている長辺を、位置決めガイド部材22,24に沿わせると共に、基準部56が形成されている短辺を位置決めガイド部材26に沿わせて、台座10上に積層していく。
このとき、積層方向(表裏、上下左右)に誤りがなければ、単セル2の基準部52,54,56がそれぞれ積層方向ガイド部材32,34,36に嵌合し、単セル2を適切な位置に積層することができる。一方、積層方向が誤っていると、積層方向ガイド部材32,34,36により、単セル2を適切な位置に積層することができない。
例えば、積層方向の左右が誤っていると(表裏の誤りによる左右の誤りを含む)、単セル2の基準部52が基準部56よりも小さいため、作業者は、基準部52,56をそれぞれ、積層方向ガイド部材36,52に適切に嵌合できず、単セル2を適切な位置に積層することができない。積層方向の左右が誤っている単セル2は、既に積層されている他の単セル2とずれて積層されてしまう。
また、積層方向の上下が誤っていると(表裏の誤りによる左右の誤りを含む)、基準部54が形成されていない長辺が積層方向ガイド部材34と接触して、単セル2を適切な位置に積層することができず、その単セル2は、既に積層されている他の単セル2とずれて積層されてしまう。本実施形態では、基準部54が形成されているため、基準部56と同一の形状の切欠部42,44が形成されていても、積層方向の上下を誤った場合に、単セル2を適切な位置に積層することができない。
このように単セル2の積層方向が誤っていると既に積層されている他の単セル2とずれて積層されてしまうため、作業者は、単セル2の積層方向の誤りに気づいて、積層方向を正して積層し直すことができる。ステップS2〜6を、単セル2が500枚積層されるまで繰り返す。本実施形態において、単セル2を500枚積層して燃料電池スタックを構成する場合を例示しているが、積層する枚数は本実施形態に限定されず、10枚,100枚,400枚,1000枚等、必要な出力に応じて適宜定めれば良い。
500枚の単セル2が積層されると、その積層体の両側に、集電板、絶縁板、エンドプレートを積層し、締結部材にて、所定の荷重で積層体を締結する(ステップS8)。これにより、燃料電池スタックが完成する。
完成した燃料電池スタックを用いて、単セル2と単セル2の間、単セル2と集電板の間のシール性の検査(ガス漏れ検査)を行う(ステップS10)。ステップS10において、シール性がOKとなると、発電検査を行う(ステップS14)。ステップS14において、発電性能がOKとなると、燃料電池スタックの製造工程は終了する。ステップS10,14において、NGとなった場合には、それぞれ、NGの箇所を特定し、分解、修復後再組み付けする等、NG処理を行う(ステップS12,16)。燃料電池スタックの製造工程としては、上記の全ての工程を実施しなくてもよい。例えば、ステップS6,8のみを実施してもよい。
(A4)実施形態の効果:
本実施形態の積層治具1は、位置決めガイド部材22,24,26と、積層方向ガイド部材32,34,36と、を備える。単セル2を、積層治具1を用いて積層すると、位置決めガイド部材22,24,26により、適切な積層位置に案内されるため、積層される各単セルの位置のズレが抑制され、適切な位置に単セル2が積層される。
本実施形態の積層治具1は、位置決めガイド部材22,24,26と、積層方向ガイド部材32,34,36と、を備える。単セル2を、積層治具1を用いて積層すると、位置決めガイド部材22,24,26により、適切な積層位置に案内されるため、積層される各単セルの位置のズレが抑制され、適切な位置に単セル2が積層される。
単セル2は、基準部52,54,56により外形が上下左右非対称に形成されており、積層方向ガイド部材32,34,36は、単セル2が積層方向に誤りなく適切な積層位置に積層された場合に、各基準部が嵌合するような形状と位置に設けられている。位置決めガイド部材22,24,26に単セル2を沿わせて積層する際に、単セル2の積層方向に誤りがあると、適切な積層位置からずれて積層されるため、積層作業を行う作業者が積層方向の誤りに気づいて、積層方向を正して積層し直すことができ、単セル2の積層方向を誤ったまま積層されることを抑制することができる。
B.変形例:
この発明は上記の実施形態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。
この発明は上記の実施形態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。
(B1)変形例1:
積層方向ガイド部材の形状、数は上記実施形態に限定されない。例えば、以下の変形例のように構成してもよい。
図5は、変形例の積層治具1Aの概略構成を平面視で示す説明図である。図5では、変形例の積層治具1Aに単セル2Aが積層された状態を示している。変形例の単セル2Aは、平面視略長方形を成し、4隅のうち1隅だけが切り欠かれて基準部58が形成されている。これにより、単セル2Aの外形は、上下左右非対称に形成されている。
積層方向ガイド部材の形状、数は上記実施形態に限定されない。例えば、以下の変形例のように構成してもよい。
図5は、変形例の積層治具1Aの概略構成を平面視で示す説明図である。図5では、変形例の積層治具1Aに単セル2Aが積層された状態を示している。変形例の単セル2Aは、平面視略長方形を成し、4隅のうち1隅だけが切り欠かれて基準部58が形成されている。これにより、単セル2Aの外形は、上下左右非対称に形成されている。
積層治具1Aは、上記実施形態の積層治具1と同様に、台座10と位置決めガイド部材22,24,26を備える。そして、積層方向ガイド部材32,34,36に代えて積層方向ガイド部材38を備える。図示するように、積層方向ガイド部材38は単セル2Aの基準部58と嵌合する形状に形成されている。単セル2Aは、上下左右非対称の形状であるため、このようにしても、単セル2Aの積層方向を誤ったまま積層されることを抑制することができる。
図6は、変形例の積層治具1Bの概略構成を平面視で示す説明図である。図6では、変形例の積層治具1Bに単セル2Bが積層された状態を示している。変形例の単セル2Bは、平面視略長方形を成し、1隅に円形孔状の基準部59が形成されている。単セル2Bの中心点を対象の中心とした場合に、基準部59の点対称となる位置には、基準部59と同一形状の孔は設けられていない。すなわち、基準部は、単セル2Bの平面形状が、単セル2Bの中心点を対象の中心として点対称とならないように形成されてもよい。
積層治具1Bは、上記実施形態の積層治具1と同様に、台座10と位置決めガイド部材22,24,26を備える。そして、積層方向ガイド部材32,34,36に代えて積層方向ガイド部材39を備える。図示するように、積層方向ガイド部材39は単セル2Bの基準部59と嵌合する形状に形成されている。このようにしても、単セル2Bの積層方向を誤ったまま積層されることを抑制することができる。
また、例えば、上記実施形態の燃料ガス供給用貫通孔62を基準部として、燃料ガス供給用貫通孔62に嵌合する積層方向ガイド部材を備える構成にしてもよい。単セル2に基準部52,54,56を形成せず、積層治具1が積層方向ガイド部材32,34,36を備えなくてもよい。このようすると、単セルの形状を変更することなく、単セル2の積層方向を誤ったまま積層されることを抑制することができる。
図7は、変形例の積層治具1Cの概略構成を平面視で示す説明図である。図7では、変形例の積層治具1Cに単セル2Cが積層された状態を示している。変形例の単セル2Cは、平面視略長方形を成し、4辺のうち一の長辺が2箇所切り欠かれ、基準部51,53が形成されており、一の短辺が1箇所切り欠かれ、基準部55が形成されている。
積層治具1Cは、上記実施形態の積層治具1と同様に、台座10を備える。そして、積層方向ガイド部材32,34,36に代えて積層方向ガイド部材41,43,45を備える。上記実施形態の積層治具1と異なり、位置決めガイド部材22,24,26を備えず、位置決めガイド部材22,24,26が設けられていたのとほぼ同じ位置に、積層方向ガイド部材41,43,45が設けられている。図示するように、積層方向ガイド部材41,43,45は、それぞれ、単セル2Cの基準部51,53,55と嵌合する形状に形成されている。
単セル2Cは、上下左右非対称の形状であるため、このようにしても、単セル2Cの積層方向を誤ったまま積層されることを抑制することができる。さらに、変形例の積層治具1Cは、積層方向ガイド部材が位置決めガイド部材の機能も兼ね備える。すなわち、単セル2Cを積層方向ガイド部材41,43,45に沿わせて積層することにより、適切な積層位置に積層することができる。このようにすると、積層治具の構成を簡単にすることができ、低コスト化、省資源化、製造の容易化に資する。
(B2)変形例2:
上記実施形態では、積層治具1を用いて単セル2を積層し、燃料電池スタックを製造する工程を例示したが、積層する対象は、単セル2に限定されず、種々のもの積層してよい。例えば、積層治具1を用いて、膜電極接合体、セパレータを積層して単セルを構成してもよいし、燃料電池スタックを複数連結させる場合に、燃料電池スタックを積層してもよい。
上記実施形態では、積層治具1を用いて単セル2を積層し、燃料電池スタックを製造する工程を例示したが、積層する対象は、単セル2に限定されず、種々のもの積層してよい。例えば、積層治具1を用いて、膜電極接合体、セパレータを積層して単セルを構成してもよいし、燃料電池スタックを複数連結させる場合に、燃料電池スタックを積層してもよい。
(B3)変形例3:
上記実施形態では、位置決めガイド部材22,24,26が、単セル2の一の長辺および一の短辺に沿うように設けられる構成を例示したが、位置決めガイド部材の形状、数は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態の図3における単セル2の上辺および左辺に接する位置に位置決め部材を加えて、単セル2の4辺全てに対して、位置決めガイド部材を設けても良い。また、上記実施形態の図3における単セル2の上辺と同じ長さの面状の位置決めガイド部材を加えて設けてもよい。このような構成にすると、単セル2の積層方向(表裏、上下左右)を誤ると、積層することができない。そのため、より確実に、積層方向の誤りを抑制することができる。
上記実施形態では、位置決めガイド部材22,24,26が、単セル2の一の長辺および一の短辺に沿うように設けられる構成を例示したが、位置決めガイド部材の形状、数は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態の図3における単セル2の上辺および左辺に接する位置に位置決め部材を加えて、単セル2の4辺全てに対して、位置決めガイド部材を設けても良い。また、上記実施形態の図3における単セル2の上辺と同じ長さの面状の位置決めガイド部材を加えて設けてもよい。このような構成にすると、単セル2の積層方向(表裏、上下左右)を誤ると、積層することができない。そのため、より確実に、積層方向の誤りを抑制することができる。
1,1A,1B,1C…積層治具
2,2A,2B,2C…単セル
10…台座
22,24,26…位置決めガイド部材
32,34,36,38,39,41,43,45…積層方向ガイド部材
42,44…切欠部
51,52,53,54,55,56,58,59…基準部
62…燃料ガス供給用貫通孔
64…燃料ガス排出用貫通孔
72…冷却水供給用貫通孔
74…冷却水排出用貫通孔
82…酸化剤ガス供給用貫通孔
84…酸化剤ガス排出用貫通孔
90…冷却水流路
2,2A,2B,2C…単セル
10…台座
22,24,26…位置決めガイド部材
32,34,36,38,39,41,43,45…積層方向ガイド部材
42,44…切欠部
51,52,53,54,55,56,58,59…基準部
62…燃料ガス供給用貫通孔
64…燃料ガス排出用貫通孔
72…冷却水供給用貫通孔
74…冷却水排出用貫通孔
82…酸化剤ガス供給用貫通孔
84…酸化剤ガス排出用貫通孔
90…冷却水流路
Claims (7)
- 燃料電池を構成する単セルを積層する方法であって、
平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の前記単セルを複数枚用意し、
前記単セルの前記上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備えた積層治具を用意し、
前記積層治具の前記積層方向ガイド部材に、前記単セルの前記基準部を適合させつつ、前記複数枚の単セルを前記積層治具に順次積層する
燃料電池用単セルの積層方法。 - 請求項1記載の積層方法に用いる積層治具であって、
平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の前記単セルを、適切な積層位置に案内するガイド部材を備える積層治具であり、
前記ガイド部材の少なくとも一部は、前記単セルの前記上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材として構成された
積層治具。 - 請求項2に記載の積層治具において、
前記基準部は、前記単セルの外周を切り欠くことにより形成される
積層治具。 - 請求項2または請求項3に記載の積層治具において、
前記基準部は、複数設けられ、
前記積層方向ガイド部材は、前記基準部と同数設けられる
積層治具。 - 請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載の積層治具において、
前記ガイド部材の全てが前記積層方向ガイド部材として構成される
積層治具。 - 燃料電池を構成する単セルを複数積層して燃料電池スタックを製造する方法であって、
平面形状を上下左右非対称とする基準部を備えた略矩形形状の前記単セルを複数枚用意する工程と、
前記単セルの前記上下左右の非対称性に寄与している部分に適合する積層方向ガイド部材を備えた積層治具を用意する工程と、
前記積層治具の前記積層方向ガイド部材に、前記単セルの前記基準部を適合させつつ、前記複数枚の単セルを前記積層治具に順次積層する工程と、
前記複数枚の前記単セルが積層された積層体の両側に、集電板、絶縁板、エンドプレートを積層して、所定の荷重で締結する工程と、
を備える、燃料電池スタックの製造方法。 - 請求項6に記載の燃料電池スタックの製造方法において、
前記燃料電池スタックのシール性を検査する工程と、
前記燃料電池スタックの発電性能を検査する工程と、
を備える、燃料電池スタックの製造方法。
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