JP2015522914A - 燃料電池アセンブリおよび対応する組み立て方法 - Google Patents

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Abstract

燃料電池板アセンブリを組み立てる方法であって、この方法は、双極板を構築ポイントプラットフォーム（１６０２）上に配置することと、予備加工された第１の流体拡散層を双極板（１６０６）上に配置し、該双極板と整列させることと、双極板および第１の流体拡散層（１６１０）の周辺縁の双方に隣接して、第１の接着剤のトラックを分注することと、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層を、第１の接着剤のトラックと密封係合させて配置し、それによって、双極板と、第１の流体拡散層およびＭＥＡの周辺縁と、第２の流体拡散層（１６１２）との間に密封を形成することと、を含み、この方法は、配置または分注ステップ（１３０２、１６０６、１６１０、１６１２）のいずれかまたは全ての前または後に、構築ポイントプラットフォーム（１６０４、１６０８）を下げることを含む。

Description

本発明は、燃料電池板アセンブリ、および燃料電池板アセンブリを組み立てる方法の分野に関し、具体的には、限定されるものではないが、組み立てて、燃料電池スタックを形成することができる燃料電池板アセンブリ、および燃料電池スタックを組み立てる方法に関する。
従来の電気化学燃料電池は、燃料および酸化体を、一般にこれら両方ともにガス流の形態で、電気エネルギーおよび反応生成物に変換する。水素と酸素を反応させるための一般的な種類の電気化学燃料電池は、高分子イオン（陽子）移動膜を備え、燃料および空気がその膜の各側面上を通過する。陽子（すなわち、水素イオン）は、その膜を通って伝導され、燃料電池のアノードおよびカソードに接続する回路を通って伝導される電子によってバランスが保たれている。利用可能な電圧を増加させるために、別個のアノードおよびカソード流体流路とともに配置されたいくつかの膜を備えるスタックが形成され得る。そのようなスタックは、典型的には、スタックのいずれかの端部で終板によって一緒に保持された多数の個別の燃料電池板を備えるブロックの形態である。
燃料および酸化体の反応は、熱ならびに電力を発生させるので、燃料電池スタックは、動作温度に到達した時点で冷却する必要がある。冷却は、空気をカソード流体流路に強制的に通すことによって達成され得る。開いたカソードスタックでは、酸化体流路および冷却液路が同じであり、すなわち、空気をスタックに強制的に通すことは、カソードへの酸化体の供給およびスタックの冷却の双方を行う。
本発明の第１の態様に従って、燃料電池板アセンブリを組み立てる方法が提供され、この方法は、
双極板を構築ポイントプラットフォーム上に配置することと、
随意に、構築ポイントプラットフォームを下げることと、
予備加工された第１の流体拡散層を双極板上に配置し、該双極板と整列させることと、
随意に、構築ポイントプラットフォームを下げることと、
双極板および第１の流体拡散層の周辺縁の双方に隣接して、第１の接着剤のトラックを分注することと、
予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層を、第１の接着剤のトラックと密封係合させて配置し、それによって、双極板と、第１の流体拡散層およびＭＥＡの周辺縁と、第２の流体拡散層との間に密封を形成することと、
随意に、構築ポイントプラットフォームを下げることと、を含み、
この方法は、配置または分注ステップのいずれかまたは全ての前および／または後に、構築ポイントプラットフォームを下げることを含む。
そのような方法は、単一の構築ポイントでの好都合かつ効率的な組み立てを可能にし、また、顕著な量のヒトの介在を必要としない。また、コンポーネント配置動作の間に構築ポイントプラットフォームを下げることによって、一貫した組み立てプラトーを提供するのに好都合である。
この方法は、自動化され得る。
この方法はさらに、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層を第１の接着剤のトラック上に配置し、該第１の接着剤のトラックと密封係合させることを含み得、よって、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層の表面は、第１の接着剤のトラックと密封係合する。
接着剤を分注することは、接着剤をスクリーン印刷すること、および／または転写テープを使用して半流動体接着剤を所望の場所に配置することを含み得る。
燃料電池スタックを組み立てる方法が提供され得、この方法は、
第１の終板を構築ポイントプラットフォーム上に配置することと、
構築ポイントプラットフォームを下げることと、
複数の燃料電池板アセンブリを第１の終板上に組み立てるために、燃料電池板アセンブリを組み立てるいずれかの方法を繰り返し行い、構築ポイントプラットフォームを下げることと、
第２の終板を複数の燃料電池板アセンブリ上に配置することと、を含む。
この方法はさらに、第１の終板、複数の燃料電池板アセンブリ、および第２の終板を圧縮することを含み得る。好都合なことに、この圧縮することは、構築ポイントプラットフォーム上の構築ポイントで行うことができる。
この方法はさらに、第１の終板、複数の燃料電池板アセンブリ、および第２の終板を圧縮した状態で固定することを含み得る。好都合なことに、この固定することは、構築ポイントプラットフォーム上の構築ポイントで行うことができる。
双極板は、第１および／または第２のポートを有し得る。この燃料電池板アセンブリを組み立てる方法はさらに、
双極板の第１のポートの周囲のループとして、第２の接着剤のトラックを分注することと、および／または
双極板の第２のポートの周囲のループとして、第３の接着剤のトラックを分注することと、を含み得る。
第２および第３の接着剤のトラックは、燃料電池スタックの中の隣接する双極板のそれぞれのポートの間に密封を提供し得る。このようにして、燃料電池板アセンブリのそれぞれに流体を提供するために、流体連通ギャラリーを、燃料電池スタックの厚みを通して提供することができる。
この方法はさらに、接着剤の１つ以上のトラックを紫外光に曝露して、接着剤を硬化させることを含み得る。構築ポイントで有益な時間を無駄にしないように、燃料電池スタックが組み立てられた後に接着剤を硬化させるのに好都合である。これは、燃料電池スタックあたりの製造時間を改善することができ、また、この組み立て方法の増加したスループットを提供することができる。
本発明のさらに別の態様に従って、燃料電池板アセンブリが提供され、この燃料電池板アセンブリは、
双極板と、
双極板上に位置され、該双極板と整列される、予備加工された第１の流体拡散層と、
双極板および第１の流体拡散層の周辺縁の双方に隣接して位置される、第１の接着剤のトラックと、
第１の接着剤のトラックと密封係合させ、それによって、双極板と、第１の流体拡散層の周辺縁と、ＭＥＡとの間に密封を形成する、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層と、を備える。
燃料電池スタックが提供され得、この燃料電池スタックは、
第１の終板と、
第１の終板上位置される、本明細書で開示される複数の燃料電池板アセンブリと、
複数の燃料電池板アセンブリ上に位置される、第２の終板と、を備える。
双極板は、第１および／または第２のポートを有し得る。燃料電池板アセンブリはさらに、
双極板の第１のポートの周囲にループを提供するように構成される、第２の接着剤のトラック、および／または
双極板の第２のポートの周囲にループを提供するように構成される、第３の接着剤のトラックを備え得る。
第２および第３の接着剤のトラックは、燃料電池スタックの中の隣接する双極板のそれぞれのポートの間に密封を提供するように構成され得る。
ここで、添付の図面を参照して、ほんの一例として説明する。
本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを構築することができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを構築することができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを構築することができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを構築することができるのかを概略的に示す。 図４の燃料電池板アセンブリの頂部に位置付けられる第２の双極板の断面図を示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池スタックを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の別の実施形態に従って、どのように燃料電池スタックを組み立てることができるのかを概略的に示す。 本発明の実施形態に従う、燃料電池スタックを例示する。 本発明の実施形態に従う、方法を例示する。
本明細書で開示される１つ以上の実施形態は、燃料電池板アセンブリおよび燃料電池スタックを、構築ポイントプラットフォーム上の単一の構築ポイントで組み立てる方法に関する。この方法は、自動化することができ、また、顕著な、またはいかなる人間の介在も必要としない、効率的かつ好都合な組み立て方法を提供することができる。好都合なことに、構築ポイントプラットフォームは、一貫した位置を提供するために、コンポーネント配置動作後に下げることができる。
図１〜図４は、本発明の一実施形態に従って、どのように燃料電池板アセンブリを構築することができるのかを示す。図１は、双極板１０２を示す。図２は、双極板の上に配置される、予備加工された第１の流体拡散層２１０を示す。図３は、双極板１０２および予備加工された第１の流体拡散層２１０の上に分注される接着剤３１４、３１６を示す。図４は、ラミネート層４１８を示し、該ラミネート層は、予備加工された第１の流体拡散層および接着剤３１６の上に配置される、膜電極アセンブリおよび第２の流体拡散層を含む。さらなる詳細は、下で提供される。
図１は、本発明の実施形態に従って、燃料電池板アセンブリの部品を提供することができる、双極板１０２の一方の端部を示す。図１で示される双極板１０２の端部は、ポート１０４を有する。図６で示されるように、双極板１０２のもう一方の端部もポートを有することができることが認識されるであろう。ポート１０４は、電極の活性領域に提供される水素等の流体を受容するためのものである。電極自体は示されていないが、電極の活性領域のフットプリントは、図１において参照番号１０５で示される。電極は、図４を参照して下でさらに詳細に説明される。
活性領域１０５は、膜を通した陽子の交換を促進するために必要な反応ガスが電極に提供されるように電極表面と接触している、ガス拡散層（ＧＤＬ）のフットプリント／領域とみなすことができる。
ポート１０４は、双極板１０２の厚さを通る方向で、流体を受容する。流体を電極に提供することに加えて、ポート１０４はまた、スタックが構築されたときに双極板のポートが整列されると、燃料電池スタックの中の隣接する燃料電池アセンブリに流体を通す。
この実施例において、双極板１０２は複数の流体流動チャネル１０６を有し、該流体流動チャネルは、不連続であり、双極板１０２の横幅全体にわたって延在する。このようにして、流体が流体流動チャネル１０６に進入すると、流体は、活性領域１０５の幅を横断して横方向に分散することができる。
下でさらに詳細に論じるように、流体は、ガス拡散層を通して双極板１０２の縦方向の長さに沿って通る。しかしながら、１つ以上の任意のポートチャネル１０８は、ポート１０４と活性領域１０５との間の流体接続を提供することができる。ポートチャネル１０８は、双極板１０２の溝として提供することができる。ポートチャネル１０８と流体拡散層との関係は、図２を参照して下でさらに詳細に説明される。
加えて、１つ以上の随意の接続チャネル１０７も、双極板１０２の長さに沿って、連続する流体流動チャネル１０６の間で流体を輸送することができる。そのような接続チャネル１０７はまた、双極板１０２の溝としても提供することができる。接続チャネル１０７は、双極板１０２の縦方向の長さに沿って、屈曲したまたは相互嵌合した経路を提供するように、流体流動チャネル１０６の異なる端部の間で交互に接続し得る。これは、流体が電極に均一に提供されるように、流体拡散層の大部分に浸透するのを助長することができる。
図２は、図１の双極板１０２上に位置される、予備加工された第１の流体拡散層２１０を示す。流体拡散層は、典型的に、ガス拡散層（ＧＤＬ）として知られており、この実施例では、電極のアノード側の活性領域にガスを提供するので、アノードＧＤＬ２１０と称される。
アノードＧＤＬ２１０は、双極板１０２のポート１０４と活性領域１０５との間に延在する、延在領域２１２を有する。タブ２１２は、活性領域１０５のフットプリントの外側にある。延在領域は、タブ２１２と称される。タブ２１２は、アノードＧＤＬ２１０の本体から延在し、この実施例では、全般的に、活性領域１０５と並置される。アノードＧＤＬのタブ２１２は、ポート１０４で受容される水素を活性領域１０５に連通することができる。上で識別されるように、図１で示されるポートチャネル１０８はまた、ポート１０４から活性領域１０５に水素を連通することもできる。しかしながら、水素の輸送は、単にアノードＧＤＬ２１０だけを通して行うことができるので、これらのポートチャネル１０８は、随意であることが認識されるであろう。同様に、アノードＧＤＬ２１０は、流体流動チャネル１０６間で水素を連通するための唯一の手段とすることができるので、図１の接続チャネル１０７も随意である。
他の実施形態において、ポートチャネル１０８は、ポート１０４と活性領域１０５との間で流体を連通するために使用することができるので、タブ２１２は、随意であるとみなすことができる。
図３は、図２の双極板１０２およびアノードＧＤＬ２１０上に堆積される、２つの接着剤のトラック３１４、３１６を示す。第２の接着剤のトラック３１４は、ポート１０４の周囲に連続ループを提供し、アノードＧＤＬ２１０のタブ２１２の上を通る。第１の接着剤のトラック３１６は、アノードＧＤＬ２１０の外側周囲で双極板１０２上に堆積され、同じく、アノードＧＤＬ２１０のタブ２１２上を通る。このようにして、第１の接着剤のトラック３１６は、膜電極アセンブリが部分燃料電池板アセンブリ上に位置するときに、アノードＧＤＬ２１０の周囲に密封を提供するように位置付けられる。第１の接着剤のトラック３１６は、双極板１０２およびアノードＧＤＬ２１０の双方の周辺縁に隣接して位置する。
接着剤は、アノードＧＤＬ２１０のタブ２１２の中への接着剤の浸透が最小であるように選択され、それによって、アノードＧＤＬ２１０通した流体の輸送を著しく妨げない。
図４は、ラミネート層４１８が図３の部分的な燃料電池板アセンブリに加えられた、燃料電池板アセンブリ４００を示す。ラミネート層は、４層膜電極アセンブリ（ＭＥＡ）であり、また、カソード流体拡散層と、第１の触媒層と、電極膜と、第２の触媒層とを備える。２つの触媒層および電極膜は、まとめて、電極を備える膜電極アセンブリ、または代替として、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層と称することができる。
４層ＭＥＡ４１８は、第１の接着剤のトラック３１６の上に位置付けられる。図４から、第１の接着剤のトラック３１６が、第２の接着剤のトラック３１４と当接し、それによって、ポート１０４の外側にあるアノードＧＤＬ２１０のタブ２１２の周囲に密封を提供するように、移動され、広げられたことが分かる。また、２つの移動された接着剤トラック３１４、３１６は、タブ２１２の表面で接触し、それによって、アノードの囲い込みを完成し、電池のための全体的なアノードの密封を提供する。
このようにして、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層４１８は、分注された接着剤３１６と密封係合して配置され、それによって、双極板１０２と、第１の流体拡散層２１０の周辺縁と、ＭＥＡおよび第２の流体拡散層４１８との間に密封を形成する。いくつかの実施例において、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層４１８の底面は、分注された接着剤３１６と密封係合することができる。
活性領域は、４層ＭＥＡ４１８の外側帯が接着剤３１６の上に位置付けられるので、４層ＭＥＡ４１８の外周の内側に定義され、アノードガス（水素）の電極への輸送を防止する。接着剤の配置は、意図する活性領域１０５の中への接着剤の移動を最小にするように制御できることが認識されるであろう。
図５は、図４の燃料電池板アセンブリ４００の頂部に位置付けられる、第２の双極板５０２の断面図を示す。当技術分野で知られているように、複数の燃料電池板アセンブリ４００を構築して、燃料電池スタックを形成することができる。
図５で示されるように、第２の双極板５０２が燃料電池４００の頂部に位置付けられると、該双極板は、第１の双極板１０２のポート１０４の周囲の第２の接着剤のトラック３１４に接触する。したがって、この第２の接着剤のトラック３１４は、２つの双極板のポートの周囲に密封を生じさせ、その下をアノードＧＤＬ２１０のタブ２１２が通る。双極板１０２がポートチャネル（参照番号１０８で図１に示される）を含む場合、アノードＧＤＬ２１０のタブ２１２は、ポートチャネルの溝に落ち込むのを防止するのに十分な剛性とすることができる。これは、電極と関連するサブガスケットが溝より上に位置され、溝の中へ垂下する可能性がある、従来技術の燃料電池とは対照的であり得る。
図６〜図１２は、本発明の実施形態に従って、燃料電池板アセンブリを、どのように構築ポイントプラットフォーム（図示せず）上に構築することができるのかを概略的に示す。構築ポイントプラットフォームは、構築ポイントが構築プロセス中に実質的に同じ高さであるように、コンポーネントが燃料電池板アセンブリに加えられた後に下げることができる。
図６は、構築ポイントに提供される、帯状の双極板１０２を例示する。この実施例では、双極板１０２が２つのポート１０４、６２２を有することが分かる。上で詳細に論じられるように、第１のポート１０４は、入口である。第２のポート６２２は、出口または入口とすることができる。いくつかの実施形態において、燃料電池における水素との反応の化学量論的効率は、１よりも大きく、したがって、第２のポート６２２は、製品の水分管理のための貫流を提供するために、出口として使用すべきである。他の実施形態において、第２のポート６２２はまた、化学量論的効率および／または水分管理技術が許容するのであれば、入口とすることもできる。
双極板は、双極板１０２が構築ポイントに進入する直前に、単にともに結合される、例えば抵抗、レーザー、または接着剤でともに接合される、別個のアノードシート６０２ａおよびカソードシート６０２ｂを備え得る。これは、図６において、アノードシート６０２ａおよびカソードシート６０２ｂが最初に別個に供給されているように示される。
構築ポイントの両側には、アノードＧＤＬ２１０のスタックおよび４層ＭＥＡ４１８のスタックが位置する。
図７は、アノードＧＤＬ２１０と称される、予備加工された第１の流体拡散層がスタックから取り出されて、図２で示されるものと同じように、双極板上に位置付ける準備のできた状態にあることを示す。この動作、およびそれに続く動作は、自動化できることが認識されるであろう。図８は、双極板１０２上の適所に位置され、該双極板と整列される、アノードＧＤＬ２１０を示す。
図９は、アノードＧＤＬ２１０および双極板１０２の上側の適所にある接着剤分注器９３０を示す。
図１０は、接着剤分注器９３０によって分注された、３つの接着剤のトラック３１４、３１６、１０４０を示す。第１のトラック３１６は、双極板およびアノードＧＤＬの周辺縁の双方に隣接する位置に分注される。第２のトラック３１４は、第１のポート１０４の周囲に連続ループを提供する。第１のトラック３１６および第２のトラック３１４は、図３を参照して説明されるものと同じである。図１０にはまた、第２のポート６２２の周囲に連続ループを提供する、第３の接着剤のトラック１０４０も示される。これは、第２の接着剤のトラック３１４が第１のポート１０４の周囲に連続ループを提供するのと同じ方法である。
図１１は、予備加工された４層ＭＥＡおよび第２の拡散層４１８がスタックから取り出されて、図４で示されるものと同じように、双極板１０２およびアノードＧＤＬ２１０の上に位置付ける準備のできた状態にあることを示す。図１２は、双極板１０２およびアノードＧＤＬ２１０上の適所に位置される、４層ＭＥＡおよび第２の拡散層４１８を示す。
図６〜図１２で例示される構築ステップのそれぞれは、構築ポイントプラットフォームを配置動作の間に下げるときに、同じ構築ポイントプラットフォーム上で行うことができることが認識されるであろう。
図１３は、燃料電池スタックを構築ポイントプラットフォーム（図示せず）上で組み立てることができるように、図６〜図１２によって例示される構築方法を発展させている。図１３は、図６〜図１２で例示されるものと同じである、帯状の双極板１０２、アノードＧＤＬ２１０のスタック、および４層ＭＥＡ４１８のスタックを例示する。加えて、図１３は、燃料電池スタックの頂部／第２の終板のための２つのコンポーネントのスタック１３５０、１３５２、および燃料電池スタックの底部／第１の終板のための２つのコンポーネントのスタック１３５４、１３５６を示す。底部終板のためのスタック１３５４、１３５６からの板は、燃料電池板アセンブリの構築が開始される前に、構築ポイントプラットフォーム上に配置される。頂部終板のためのスタック１３５０、１３５２からの板は、燃料電池スタックが所望のサイズに構築されたときに、構築ポイントで、燃料電池板アセンブリの頂部に配置される。次いで、燃料電池スタックは、構築ポイントプラットフォームから、図１３において参照番号１３６２で示される位置まで移動させることができる。
第１の終板１３５４、１３５６、複数の燃料電池板アセンブリ、および第２の終板１３５０、１３５２は、コンポーネントを作業寸法に圧縮するために、構築ポイントまたは他の場所で圧縮することができる。あるいは、コンポーネントは、クリップ１３５８、１３６０を好都合に板に取り付けて、燃料電池アセンブリをともに固定することができるように、作業寸法よりも若干小さい寸法に圧縮され得る。
クリップ１３５８、１３６０は、完成した燃料電池スタック１３６１を提供するために、燃料電池板アセンブリをともに意図する作業寸法に保つように、燃料電池スタック１３６２の両側に取り付けることができる。クリップ１３５８、１３６０は、燃料電池スタック１３６２をその元々の構築ポイントから移動させる前に、またはその後に、該燃料電池スタックに取り付けることができる。
いくつかの実施例において、分注された接着剤は、燃料電池スタックが組み立てられる間、またはその後に、硬化環境に曝露することができる。好適な硬化環境は、燃料電池スタックを紫外線光および／または好適な硬化温度に曝露することによって提供され得る。この実施形態の燃料電池板の構造は、スタックした燃料電池板アセンブリの間から各接着剤のトラックの少なくとも一部分を曝露することができるので、紫外線光への曝露に十分に適したものとすることができる。
図１４は、本発明の実施形態に従って燃料電池スタックを構築するための代替の方法を例示する。この実施例において、アノードＧＤＬ、４層ＭＥＡ、および終板のためのコンポーネントは、ピックアンドプレースプロセスの直前にストリップ供給（ｓｔｒｉｐ ｓｕｐｐｌｙ）され、分割される帯状部である。
図１５は、本発明の実施形態に従う、燃料電池スタック１５００を例示する。燃料電池スタックの頂部終板１５７０は、燃料電池板アセンブリの各端部でそれぞれがポート（図１５には示さず）と流体接続している、２つの開口部１５７２、１５７４を含む。必要に応じて、類似する開口部が、底部終板１５７６に提供され得ることが認識されるであろう。
図１６は、本発明の実施形態に従って燃料電池板アセンブリを組み立てる方法を例示する。
この方法は、双極板を構築ポイントプラットフォーム上に配置することによって、ステップ１６０２から始まる。いくつかの実施形態では、次いで、ステップ１６０４で、構築プラットフォームを下げることができ、よって、双極板の頂部は、構築プラットフォームの元々の高さと同じ高さになる。すなわち、構築プラットフォームは、双極板の厚さに等しい距離だけ下げられ得る。
ステップ１６０６で、このアセンブリ方法は、予備加工された第１の流体拡散層を双極板上に配置し、該双極板と整列させることによって継続する。次いで、ステップ１６０８で、構築プラットフォームを下げることができ、よって、例えば、予備加工された第１の流体拡散層の頂部は、構築プラットフォームの元々の高さと同じ高さになる。すなわち、構築プラットフォームは、予備加工された第１の流体拡散層の厚さに等しい距離だけ下げられ得る。
ステップ１６１０で、この方法は、双極板および第１の流体拡散層の周辺縁の双方に隣接して、第１の接着剤のトラックを分注することによって継続する。いくつかの実施例において、方法ステップ１６１０はまた、双極板の第１のポートの周囲のループとして第２の接着剤のトラックを分注すること、および／または双極板の第２の部分を周囲のループとして第３の接着剤のトラックを分注することも含み得る。
接着剤は、液体接着剤をスクリーン印刷することによって、または転写テープを使用して所望の位置に半流動体接着剤を配置することによって分注することができる。
ステップ１６１２で、この方法は、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層を、第１の接着剤のトラックと密封係合させて配置することによって継続する。これは、双極板と、第１の流体拡散層の周辺縁およびＭＥＡと、第２の流体拡散層との間に密封を形成することができる。
いくつかの実施例において、配置および分注ステップ１６０２、１６０６、１６１０、１６１２のいずれかまたは全ての前または後に、構築ポイントプラットフォームを下げることができるが、必ずしもそうである必要はないことが認識されるであろう。構築ポイントプラットフォームを下げる特定の増加量は、異なる下降動作に対して異ならせることができる。構築ポイントプラットフォームを下げる特定の増加量は、必ずしも配置されるコンポーネント毎に関連させる必要はない。
図１６の方法は、燃料電池スタックを組み立てるために繰り返すことができる。そのような実施例において、第２および第３の接着剤のトラックは、隣接する双極板の第１および第２のポートのそれぞれの周囲の密封を提供することができる。
本明細書で開示される「予備加工された」層は、単一の構成要素として構築ポイントに提供することができる、一体的な自立層とみなされ得る。

Claims (18)

  1. 燃料電池板アセンブリを組み立てる方法であって、
    双極板を構築ポイントプラットフォーム上に配置することと、
    予備加工された第１の流体拡散層を前記双極板上に配置し、該双極板と整列させることと、
    前記双極板および前記第１の流体拡散層の周辺縁の双方に隣接して、第１の接着剤のトラックを分注することと、
    予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層を、前記第１の接着剤のトラックと密封係合させて配置し、それによって、前記双極板と、前記第１の流体拡散層および前記ＭＥＡの前記周辺縁と、第２の流体拡散層との間に密封を形成することと、を含み、
    前記方法は、前記配置および分注ステップのいずれかまたは全ての前または後に、前記構築ポイントプラットフォームを下げることを含む、方法。
  2. 前記双極板を前記構築ポイントプラットフォーム上に配置した後に、前記構築ポイントプラットフォームを下げることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記予備加工された第１の流体拡散層を前記双極板上に配置し、該双極板と整列させた後に、前記構築ポイントプラットフォームを下げることを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
  4. 前記予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層を、前記第１の接着剤のトラックと密封係合させて配置した後に、前記構築ポイントプラットフォームを下げることを含む、いずれかの先行する請求項に記載の方法。
  5. 前記方法は、自動化される、いずれかの先行する請求項に記載の方法。
  6. 前記予備加工されたＭＥＡおよび前記第２の流体拡散層を前記第１の接着剤のトラック上に配置し、該第１の接着剤のトラックと密封係合させることを含み、よって、前記予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層の表面は、前記第１の接着剤のトラックと密封係合する、いずれかの先行する請求項に記載の方法。
  7. 接着剤を分注することは、前記接着剤をスクリーン印刷することを含む、いずれかの先行する請求項に記載の方法。
  8. 接着剤を分注することは、転写テープを使用して半流動体接着剤を所望の場所に配置することを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
  9. 燃料電池スタックを組み立てる方法であって、
    第１の終板を構築ポイントプラットフォーム上に配置することと、
    前記構築ポイントプラットフォームを下げることと、
    複数の燃料電池板アセンブリを前記第１の終板上に組み立てるために、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を繰り返し行い、前記構築ポイントプラットフォームを下げることと、
    第２の終板を前記複数の燃料電池板アセンブリ上に配置することと、を含む、方法。
  10. 前記第１の終板、複数の燃料電池板アセンブリ、および第２の終板を圧縮することと、
    前記第１の終板、複数の燃料電池板アセンブリ、および第２の終板を前記圧縮した状態で固定することと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記双極板は、第１および第２のポートを有し、前記燃料電池板アセンブリを組み立てる方法はさらに、
    前記双極板の前記第１のポートの周囲のループとして、第２の接着剤のトラックを分注することと、
    前記双極板の前記第２のポートの周囲のループとして、第３の接着剤のトラックを分注することと、を含み、
    よって、前記第２および第３の接着剤のトラックが、前記燃料電池スタックの中の隣接する双極板のそれぞれのポートの間に密封を提供する、請求項９または請求項１０に記載の方法。
  12. 前記１つ以上の接着剤のトラックを前記紫外光に曝露して、前記接着剤を硬化させることをさらに含む、いずれかの先行する請求項に記載の方法。
  13. 燃料電池板アセンブリであって、
    双極板と、
    前記双極板上に位置され、該双極板と整列される、予備加工された第１の流体拡散層と、
    前記双極板および前記第１の流体拡散層の周辺縁の双方に隣接して位置される、第１の接着剤のトラックと、
    前記第１の接着剤のトラックと密封係合させ、それによって、前記双極板と、前記第１の流体拡散層の前記周辺縁と、前記ＭＥＡとの間に密封を形成する、予備加工されたＭＥＡおよび第２の流体拡散層と、を備える、燃料電池板アセンブリ。
  14. 燃料電池スタックであって、
    第１の終板と、
    前記第１の終板上に位置される、請求項１３に記載の複数の燃料電池板アセンブリと、
    前記複数の燃料電池板アセンブリ上に位置される、第２の終板と、を備える、燃料電池スタック。
  15. 前記双極板は、第１および第２のポートを有し、前記燃料電池板アセンブリはさらに、
    前記双極板の前記第１のポートの周囲にループを提供するように構成される、第２の接着剤のトラックと、
    前記双極板の前記第２のポートの周囲にループを提供するように構成される、第３の接着剤のトラックと、を備え、
    前記第２および第３の接着剤のトラックは、前記燃料電池スタックの中の隣接する双極板のそれぞれのポートの間に密封を提供するように構成される、請求項１４に記載の燃料電池のスタック。
  16. 実質的に本明細書に説明され、かつ添付の図面に図解される方法。
  17. 実質的に本明細書に説明され、かつ添付の図面に図解される燃料電池板アセンブリ。
  18. 実質的に本明細書に説明され、かつ添付の図面に図解される燃料電池板スタック。
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