JP2019192326A - 燃料電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を、より効率化する。【解決手段】燃料電池の製造方法は、膜電極接合体１０に樹脂フレーム２５を接合してセルフレーム接合体２０を得る第１工程と、一対のガスセパレータを用意する第２工程と、セルフレーム接合体を一対のガスセパレータで挟持した後、セルフレーム接合体および一対のガスセパレータを第１型７１および第２型７０の間に配置し、荷重および熱を加えて樹脂フレームとガスセパレータとを接着させて単セル１００を得る第３工程と、を備える。第２工程で用意する一方のガスセパレータ５０には、隣接する単セルとの間をシールするセル間シール部材６０が接着されており、第３工程において、第１型は、一対のヘッド部７２，７３によってセル間シール部材を間に挟みつつ一方のガスセパレータに接触し、第２型は、第１型から見たときに一対のヘッド部の双方と重なるように、他方のガスセパレータ４０と連続して接する。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池の製造方法に関する。

燃料電池は、一般に、電解質膜の表面に電極を形成した膜電極接合体を含む部材を一対のガスセパレータで挟持して単セルを作製し、複数の単セルを積層することによって製造される。このような燃料電池の製造方法として、従来、膜電極接合体を挟持する一対のセパレータ間に、液状の接着性材料を注入して硬化させることにより、膜電極接合体と一対のガスセパレータとを一体化すると共に単セル内のシール性を確保する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２３８９９７号公報

しかしながら、上記のように液状の接着性材料を硬化させて単セル内のシールを行なう場合には、上記した硬化の工程に時間を要するため、製造工程の更なる効率化が求められていた。

本発明は、上述の課題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。

本発明の一形態によれば、燃料電池の製造方法が提供される。この燃料電池の製造方法は、電解質膜の両面に電極層が形成された膜電極接合体の外周部に樹脂フレームを接合してセルフレーム接合体を得る第１工程と；一対のガスセパレータを用意する第２工程と；前記セルフレーム接合体を前記一対のガスセパレータで挟持した後、前記セルフレーム接合体および前記一対のガスセパレータを第１型および第２型の間に配置し、前記第１型および第２型の間に荷重および熱を加えて前記樹脂フレームと前記一対のガスセパレータとを接着させて単セルを得る第３工程と；を備える。前記第２工程で用意する前記一対のガスセパレータのうちの一方のガスセパレータには、前記第３工程で前記セルフレーム接合体と接触させる面の裏面において、前記単セルを複数積層したときに隣接する単セルとの間をシールするセル間シール部材が接着されており；前記第３工程において、前記第１型は、一対のヘッド部を備え、前記一対のヘッド部によって前記セル間シール部材を間に挟みつつ、前記一対のヘッド部において前記一方のガスセパレータに接触し、前記第２型は、前記第１型から見たときに前記一対のヘッド部の双方と重なるように、前記一対のガスセパレータのうちの他方のガスセパレータと連続して接する。
この形態の燃料電池の製造方法によれば、第１型および第２型の間に荷重および熱を加えて樹脂フレームと一対のガスセパレータとを接着させるため、接着性材料の硬化等を行なう必要がなく、硬化等にかかる時間が不要となり、製造工程を短縮し、効率化することができる。また、上記接着の際に用いる第２型は、第１型から見たときに第１型の一対のヘッド部の双方と重なるように、他方のガスセパレータと連続して接するため、他方のガスセパレータの変形を抑えることができる。その結果、熱圧着により得られた単セルを積層する際に、セル間シール部材による単セル間のシール性を確保するために要求される位置合わせの精度を抑制し、製造工程を、より効率化することができる。

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、燃料電池や、セルフレーム接合体とガスセパレータとを熱圧着するための装置などの形態で実現することが可能である。

単セルの構成の概略を表わす分解斜視図である。 単セルの概略構成を表わす断面模式図である。 燃料電池の製造方法を表わす説明図である。 ガスセパレータの平面図である。 ステップＳ１２０の様子を模式的に表わす断面図である。 熱圧着した後の様子を模式的に表わす断面図である。 単セルを積層する様子を模式的に表わす断面図である。 比較例の熱圧着の様子を模式的に表わす断面図である。 比較例の単セルを積層する様子を模式的に表わす断面図である。 第２実施形態の製造方法を模式的に表わす断面図である。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ−１）燃料電池の全体構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての燃料電池が備える燃料電池セル（単セル）１００の構成の概略を表わす分解斜視図である。また、図２は、単セル１００の概略構成を表わす断面模式図である。以下では、図１および図２に基づいて、本実施形態の燃料電池の構成を説明する。本実施形態の燃料電池は、単セル１００を複数積層したスタック構造を有している。本願明細書では、単セル、および、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ。本実施形態の燃料電池は、固体高分子形燃料電池であるが、固体酸化物形燃料電池等、他種の燃料電池とすることもできる。

燃料電池セル１００は、膜電極接合体１０（Membrane Electrode Assembly１０、以後、ＭＥＡ１０と呼ぶ）と、ガス拡散層１５，１７と、第１および第２ガスセパレータ４０，５０と、樹脂フレーム２５と、を備えている。図２示すように、ＭＥＡ１０は、電解質膜１２と、電解質膜１２の各々の面に形成された触媒電極層であるアノード１４およびカソード１６と、を備える。ＭＥＡ１０は、ガス拡散層１５，１７によって挟持されている。ＭＥＡ１０にガス拡散層１５，１７が積層された構造を、膜電極ガス拡散層接合体（Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly：ＭＥＧＡ）１８とも呼ぶ。ＭＥＡ１０の外周部には、樹脂フレーム２５が接合されている。ＭＥＡ１０に樹脂フレーム２５が接合された構造を、セルフレーム接合体２０とも呼ぶ。本実施形態では、セルフレーム接合体２０は、ガス拡散層１５，１７を含む。セルフレーム接合体２０は、さらに両側から第１および第２ガスセパレータ４０，５０によって挟持されている。第２ガスセパレータ５０において、セルフレーム接合体２０に接する面の裏面には、ガスケット６０が配置されている。ガスケット６０は、セル間シール部材とも呼ぶ。

電解質膜１２は、高分子電解質材料、例えばフッ素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、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す。アノード１４およびカソード１６は、気孔を有する多孔質体であり、例えば白金、あるいは白金合金等の触媒を担持した導電性粒子、例えばカーボン粒子を、プロトン伝導性を有する高分子電解質で被覆して形成される。アノード１４およびカソード１６が備える高分子電解質は、電解質膜１２を構成する高分子電解質と同種のポリマであっても良く、異種のポリマであっても良い。

ガス拡散層１５，１７は、ガス透過性および電子伝導性を有する部材によって構成されており、例えば、発泡金属や金属メッシュなどの金属製部材、あるいは、カーボンクロスやカーボンペーパなどのカーボン製部材により形成することができる。

第１および第２ガスセパレータ４０，５０は、ガス不透過な導電性部材、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン等のカーボン製部材や、プレス成形したステンレス鋼などの金属製部材により形成されている。第１および第２ガスセパレータ４０，５０において、ＭＥＧＡ１８と対向する面には、電気化学反応に供される反応ガスが流れる流路溝２８，２９が形成されている。流路溝２８は、第１ガスセパレータ４０とアノード１４との間で、水素を含む燃料ガスが流れるセル内燃料ガス流路を形成する。流路溝２９は、第２ガスセパレータ５０とカソード１６との間で、酸素を含む酸化ガスが流れるセル内酸化ガス流路を形成する。なお、図１では、第１ガスセパレータ４０の表面において、流路溝２８の記載は省略している。また、第１および第２ガスセパレータ４０，５０とガス拡散層１５，１７との間に、セル内ガス流路を形成するための多孔質体を配置しても良く、この場合には、流路溝２８，２９を省略しても良い。第２ガスセパレータ５０は、一方のガスセパレータとも呼び、第１ガスセパレータ４０は、他方のガスセパレータとも呼ぶ。

樹脂フレーム２５は、熱可塑性樹脂等の樹脂を用いて枠状に成形され、その中央の開口部２５ａをＭＥＡ１０（ＭＥＧＡ１８）の保持領域とする。樹脂フレーム２５を構成する材料としては、例えば、官能基の導入により接着性が付与された変成ポリプロピレン等の変成ポリオレフィン（例えば、三井化学株式会社製のアドマー；アドマーは登録商標）を用いることができる。樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０との間は、後述するように熱圧着によって接着される。樹脂フレーム２５を、上記にように接着性が付与された変成ポリオレフィンで形成することにより、樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０との間の熱圧着による接着が、容易になる。あるいは、樹脂フレーム２５を、特段の接着性を有しない樹脂により形成する場合には、例えば、樹脂フレーム２５の表面に、熱圧着により接着性を発揮する接着剤の層を設ければよい。この場合には、樹脂フレーム２５は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）から選択される樹脂を用いることができる。樹脂フレーム２５の表面に設ける接着剤の層は、例えば、シランカップリング剤を含むこととすればよい。樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０との熱圧着の動作、および、樹脂フレーム２５とＭＥＡ１０（ＭＥＧＡ１８）との接合部の態様については、後に詳しく説明する。

ガスケット６０は、既述したように、第２ガスセパレータ５０の表面に設けられており、複数の単セル１００を積層したときに、隣り合う一方の単セル１００の第２ガスセパレータ５０と他方の単セル１００の第１ガスセパレータ４０との間に形成される流路（セル間冷媒流路６５）をシールする。ガスケット６０は、例えば、ゴムや熱可塑性エラストマによって構成することができる。

また、第１および第２ガスセパレータ４０，５０および樹脂フレーム２５には、各々の外周近傍において、ＭＥＡ１０や第１および第２ガスセパレータ４０，５０を含む部材の積層方向（単セル１００の積層方向でもあり、単に積層方向とも呼ぶ）に互いに重なる位置に、マニホールドを形成するためのマニホールド孔３１〜３６が設けられている。具体的には、マニホールド孔３１，３６は、セル内酸化ガス流路との間で酸化ガスを供給・排出するための酸化ガスマニホールドを形成し、マニホールド孔３３，３４は、セル内燃料ガス流路との間で燃料ガスを供給・排出するための燃料ガスマニホールドを形成する。また、マニホールド孔３２，３５は、セル間冷媒流路６５との間で冷媒を供給・排出するための冷媒マニホールドを形成する。

（Ａ−２）燃料電池の製造方法：
図３は、本実施形態の燃料電池の製造方法を表わす説明図である。図４は、第２ガスセパレータ５０の平面図であって、本実施形態の燃料電池において形成されるシールラインの位置を示す。本実施形態の燃料電池では、シールラインとして、セル内シールライン８２，８３と、セル間シールライン８１とを含むシールラインが形成されている。本実施形態において、シールラインとは、隣り合って配置される第１および第２ガスセパレータ４０，５０間で、流体をシールするための構造が線状につながって形成された箇所を示す。セル内シールライン８２，８３は、単セル１００内で第１および第２ガスセパレータ４０，５０間をシールするための構造が形成された箇所である。また、セル間シールライン８１は、隣り合って積層される単セル１００間をシールするための構造が形成された箇所である。図４では、これらのシールラインを積層方向から見た位置を、第２ガスセパレータ５０上に重ねて示している。

以下では、図３に基づいて、これらのシールラインの形成に係る工程を説明する。なお、図４では、セル内シールライン８２の外側に、燃料ガスマニホールドを形成するマニホールド孔３３，３４と、酸化ガスマニホールドを形成するマニホールド孔３１，３６とが形成されている。本実施形態の樹脂フレーム２５には、各マニホールド孔の近傍において、樹脂フレーム２５を貫通する図示しないスリットであって、その一部がいずれかのマニホールド孔と積層方向に重なる複数のスリットが形成されている。これらのスリットによって、各ガスマニホールドとセル内ガス流路とが連通されている。また、図４では、第２ガスセパレータ５０の表面でセル間冷媒流路６５を形成するための凹凸が記載されているが、図１では、これらの記載は省略している。

燃料電池を製造する際には、まず、セルフレーム接合体２０を作製する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００は、第１工程とも呼ぶ。セルフレーム接合体２０は、ＭＥＡ１０とガス拡散層１５，１７とをプレス接合して得られるＭＥＧＡ１８と、樹脂フレーム２５とを接合することにより作製する。本実施形態のＭＥＧＡ１８では、電解質膜１２の外周部において、カソード１６およびガス拡散層１７に覆われずに露出する領域が設けられている。そして、樹脂フレーム２５において、中央に設けられた開口部２５ａを形成する内側周縁には、段差底面２５ｂおよび段差側面２５ｃを有する段差部が形成されている。ＭＥＧＡ１８は、この段差内に嵌め込まれており、電解質膜１２の外周部における既述した露出領域は、上記段差底面２５ｂに接合されている。このように、電解質膜１２の外周部の露出領域と、樹脂フレーム２５の段差底面２５ｂとが接合されることにより、セル内燃料ガス流路とセル内酸化剤ガス流路との間がガスシールされる。電解質膜１２の上記露出領域と、樹脂フレーム２５の上記段差底面２５ｂとの間の接合は、例えば、樹脂フレーム２５上に、ＵＶ（紫外線）硬化型の接着剤を含む接着層を設け、ＵＶ照射することにより行なえばよい。ＵＶ硬化型の接着剤としては、例えば、ポリイソブチレンやブチルゴムを含む接着剤を用いることができる。

また、第１および第２ガスセパレータ４０，５０を用意する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０は、第２工程とも呼ぶ。ステップＳ１１０で用意するガスセパレータのうちの第２ガスセパレータ５０の表面には、既述したように、ガスケット６０が配置されている。ガスケット６０は、例えば接着剤を用いて、第２ガスセパレータ５０上に接着すればよい。

次に、第１ガスセパレータ４０と第２ガスセパレータ５０とによってセルフレーム接合体２０を挟持して、第１および第２ガスセパレータ４０，５０とセルフレーム接合体２０とを、第１型７１および第２型７０の間に配置する（ステップＳ１２０）。

図５は、ステップＳ１２０の様子を模式的に表わす断面図である。図５に示すセルフレーム接合体２０における断面の位置は、図４において５−５断面として示している。ステップＳ１２０で用いる第１型７１は、一対のヘッド部７２，７３を備える。ステップＳ１２０において、第１型のヘッド部７２は、図４に示すセル内シールライン８２が形成される位置で第２ガスセパレータ５０に接するように配置されている。また、ヘッド部７３は、図４に示すセル内シールライン８３が形成される位置において第２ガスセパレータ５０に接するように配置されている。なお、ヘッド部７２およびヘッド部７３は、別個の部材であってもよく、連続して形成された単一の部材であってもよい。

また、ガスケット６０は、第２ガスセパレータ５０上において、図４に示すセル間シールライン８１が形成される位置に配置されている。そして、後述する単セル１００の積層工程において、ガスケット６０の先端が、隣接する単セル１００の第１ガスセパレータ４０に接触して、積層方向に押圧力が加えられることにより、セル間シールライン８１におけるシールが実現される。図５に示すように、ヘッド部７２とヘッド部７３とは、積層方向に垂直な方向において、ガスケット６０を間に挟む位置に設けられている。

第２型７０は、第１型７１から見たときに一対のヘッド部７２，７３の双方と重なるように、第１ガスセパレータ４０と連続して接する。第２型７０における第１ガスセパレータ４０と接する部位は、凹凸のない平坦面として形成されている。図５では、第２ガスセパレータ５０において、ヘッド部７２と接する部位のうちの第２ガスセパレータ５０の中央に最も近い位置から、ヘッド部７３と接する部位のうちの第２ガスセパレータ５０の外周に最も近い位置までの範囲を、範囲α_１として示している。後述する（１）式では、範囲α_１の積層面方向の長さ（範囲α_１の幅）も、α_１として示す。また、図５では、第１ガスセパレータ４０において、第２型７０と接する部位のうちの第１ガスセパレータ４０の中央部に最も近い位置から、第１ガスセパレータ４０の外周に最も近い位置までの範囲を、範囲β_１として示している。後述する（１）式では、範囲β_１の積層面方向の長さ（範囲β_１の幅）も、β_１として示す。本実施形態では、積層方向において範囲α_１は範囲β_１に完全に重なっており、以下の（１）式が成立する。

α_１≦β_１ … （１）

ステップＳ１２０で、第１型７１および第２型７０の間に各部材を配置した後、第１型７１および第２型７０の間に荷重および熱を加えて樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０とを接着させて、単セル１００を得る（ステップＳ１３０）。すなわち、ステップＳ１３０では、熱圧着によって、樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０とを接着させる。既述したステップＳ１２０およびステップＳ１３０は、合わせて第３工程とも呼ぶ。

図６は、ステップＳ１３０において、樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０とを熱圧着した後の様子を模式的に表わす断面図である。ヘッド部７２と第２型７０とに挟まれた部位は、セル内シールライン８２となり、ヘッド部７３と第２型７０とに挟まれた部位は、セル内シールライン８３となる。既述したように、本実施形態では、積層方向において範囲α_１と範囲β_１とは完全に重なっているため（図５参照）、ヘッド部７２，７３の各々が第２ガスセパレータ５０に接していた領域のほぼ全体が、セル内シールライン８２，８３を構成する。ここで、第２ガスセパレータ５０において、ヘッド部７２，７３が接していた部位は、熱圧着時の押圧方向に凹となる。これに対して、第１ガスセパレータ４０では、ヘッド部７２，７３の双方と積層方向に重なる領域であって、第２型７０が接していた領域全体が、特別な凹凸が形成されない平坦面となっている。

ステップＳ１３０の後、セル内シールライン８２，８３が形成された単セル１００を複数積層して（ステップＳ１４０）、燃料電池を完成する。なお、図４では、第１ガスセパレータ４０においてセル内シールライン８２よりも中央部寄りに設けられた凸部４２（図６参照）と、第２ガスセパレータ５０において凸部４２と積層方向に重なる位置に設けられた凸部５２（図６参照）とが、単セル１００を積層したときに互いに重なる位置を、接触ライン８４として示している。また、第１ガスセパレータ４０においてセル内シールライン８３よりも外周寄りに設けられた凸部４３（図６参照）と、第２ガスセパレータ５０において凸部４３と積層方向に重なる位置に設けられた凸部５３（図６参照）とが、単セル１００を積層したときに互いに重なる位置を、接触ライン８５として示している。

以上のように構成された本実施形態の燃料電池の製造方法によれば、第１型７１と第２型７０とを用いて、熱圧着によって、樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０とを接着している。そのため、樹脂フレーム２５と第１および第２ガスセパレータ４０，５０とを接着させる際に、接着性材料の硬化等を行なう必要がなく、硬化等にかかる時間が不要となり、製造工程を短縮し、効率化することができる。

また、本実施形態によれば、熱圧着時の押圧方向においてヘッド部７２，７３の双方と重なるように、第１ガスセパレータ４０と連続して接する第２型７０を用いるため、第１ガスセパレータ４０の変形を抑えることができる。特に、本実施形態では、第２型７０において第１ガスセパレータ４０と接する部位は、凹凸のない平坦面として形成されているため、熱圧着後の第１ガスセパレータ４０において、第２型７０と接していた部位は、平坦面となる。その結果、熱圧着により得られた単セル１００を積層する際に、ガスケット６０による単セル１００間のシール性を確保するために要求される位置合わせの精度を抑制し、製造工程を短縮して、より効率化することができる。

図７は、複数の単セル１００（図７では、３つの単セル１００ａ〜１００ｃを示す）を積層する様子を模式的に表わす断面図である。本実施形態の燃料電池では、第１ガスセパレータ４０の変形が抑えられているため、単セル１００を積層したときに、各単セル１００間に配置されるガスケット６０の位置が、積層方向に完全に一致していなくても（積層面方向に多少ずれていても）、隣り合う一方の単セル１００の第１ガスセパレータ４０と、他方の単セル１００の第２ガスセパレータ５０との間の、ガスケット６０の設置箇所における距離が、ほぼ一定に保たれる。すなわち、図７では、単セル１００ａと単セル１００ｂとの間の距離Ａ_１と、単セル１００ｂと単セル１００ｃとの間の距離Ｂ_１とが、ほぼ一定に保たれる。

図８は、比較例としての燃料電池の製造方法における熱圧着の様子を、図５と同様に模式的に表わす断面図である。また、図９は、図８に示す比較例の方法により得られた複数の単セル２００（図９では、３つの単セル２００ａ〜２００ｃを示す）を積層する様子を、図７と同様に模式的に表わす断面図である。図８および図９では、第１実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明は省略する。

図８に示す比較例の製造方法では、第１型７１として、第１実施形態と同様の第１型７１を用いている。しかしながら、第２型７６として、ヘッド部７２に対向する位置に配置されたヘッド部７４と、ヘッド部７３に対向する位置に配置されたヘッド部７５と、を備える第２型７６を用いている。そのため、第１型７１と第２型７６とを用いて熱圧着すると、第２ガスセパレータ５０だけでなく、第１ガスセパレータ４０においても、ヘッド部７４，７５と接した部位が、熱圧着の押圧方向に凹となる。このようにして得られた単セル２００を積層すると、図９に示すように、各単セル２００間に配置されるガスケット６０の位置が積層方向に一致していない場合には、隣り合う一方の単セル２００の第１ガスセパレータ４０と、他方の単セル２００の第２ガスセパレータ５０との間の、ガスケット６０の設置箇所における距離が、互いに異なることになる。すなわち、図９では、ガスケット６０の設置箇所において、単セル２００ａと単セル２００ｂとの間の距離Ａ_２と、単セル２００ｂと単セル２００ｃとの間の距離Ｂ_２とが、異なる。その結果、例えば、単セル２００間の距離がより大きな距離Ｂ_２となる箇所では、ガスケット６０によるシール性が不十分になり得る。第１実施形態の製造方法によれば、第１ガスセパレータ４０の変形が抑えられるため、このような不都合を抑制することができ、単セル１００間のシール性を確保するために要求される位置合わせの精度を抑えることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図１０は、本発明の第２実施形態としての燃料電池の製造方法を、図５と同様に模式的に表わす断面図である。第２実施形態において、第１実施形態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。第２実施形態では、第２ガスセパレータ５０において、ヘッド部７２と接する部位のうちの第２ガスセパレータ５０の中央に最も近い位置から、ヘッド部７３と接する部位のうちの第２ガスセパレータ５０の外周に最も近い位置までの範囲（範囲α_２）と、第１ガスセパレータ４０において、第２型７０と接する部位のうちの第１ガスセパレータ４０の中央部に最も近い位置から、第１ガスセパレータ４０の外周に最も近い位置までの範囲（範囲β_２）との関係が、第１実施形態とは異なっている。第２実施形態では、以下の（２）式が成立している。なお、（２）式では、範囲α_２、β_２の積層面方向の長さ（範囲α_２、β_２の幅）を、α_２、β_２として示している。

α_２＞β_２ … （２）

このような構成としても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、第２実施形態では、ヘッド部７２，７３の各々が第２ガスセパレータ５０に接する領域の一部は、熱圧着時において、第２型７０によって支えられることがなく、熱圧着により形成されるセル内シールライン８２，８３の幅が，より狭くなる。そのため、セル内シールライン８２，８３におけるシール性能の信頼性をより高める観点からは、（１）式が成立する第１実施形態の方が、より望ましい。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…膜電極接合体
１２…電解質膜
１４…アノード
１５，１７…ガス拡散層
１６…カソード
１８…ＭＥＧＡ
２０…セルフレーム接合体
２５…樹脂フレーム
２５ａ…開口部
２５ｂ…段差底面
２５ｃ…段差側面
２８，２９…流路溝
３１〜３６…マニホールド孔
４０…第１ガスセパレータ
４２，４３…凸部
５０…第２ガスセパレータ
５２，５３…凸部
６０…ガスケット
６５…セル間冷媒流路
７０，７６…第２型
７１…第１型
７２，７３…ヘッド部
７４，７５…ヘッド部
８１…セル間シールライン
８２，８３…セル内シールライン
８４，８５…接触ライン
１００，１００ａ〜１００ｃ，２００，２００ａ〜２００ｃ…単セル

Claims (1)

1. 燃料電池の製造方法であって、
   電解質膜の両面に電極層が形成された膜電極接合体の外周部に樹脂フレームを接合してセルフレーム接合体を得る第１工程と、
   一対のガスセパレータを用意する第２工程と、
   前記セルフレーム接合体を前記一対のガスセパレータで挟持した後、前記セルフレーム接合体および前記一対のガスセパレータを第１型および第２型の間に配置し、前記第１型および第２型の間に荷重および熱を加えて前記樹脂フレームと前記一対のガスセパレータとを接着させて単セルを得る第３工程と、
   を備え、
   前記第２工程で用意する前記一対のガスセパレータのうちの一方のガスセパレータには、前記第３工程で前記セルフレーム接合体と接触させる面の裏面において、前記単セルを複数積層したときに隣接する単セルとの間をシールするセル間シール部材が接着されており、
   前記第３工程において、前記第１型は、一対のヘッド部を備え、前記一対のヘッド部によって前記セル間シール部材を間に挟みつつ、前記一対のヘッド部において前記一方のガスセパレータに接触し、前記第２型は、前記第１型から見たときに前記一対のヘッド部の双方と重なるように、前記一対のガスセパレータのうちの他方のガスセパレータと連続して接する
   燃料電池の製造方法。

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