JP2023148445A - 接合セパレータ及び燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】複数の凸部を有しても外周側ビード部の反力を確保できる接合セパレータを提供する。【解決手段】燃料電池スタック及び接合セパレータ２０において、第１、第２金属セパレータ１６は、電解質膜・電極構造体に向けて突出して反応ガスの迂回を阻止する複数の凸部７０ａを有する。凸部７０ａの間に平坦部７０ｃが形成される。平坦部７０ｃは接合領域８５を有し、第２接合ライン１２４の接合部は接合領域８５に形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、２枚の金属セパレータを接合した接合セパレータ及び燃料電池スタックに関する。

固体高分子型燃料電池は、固体高分子電解質膜にアノード電極とカソード電極とを積層した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備える。によって挟持される。発電セルは、ＭＥＡを一対の金属セパレータ（バイポーラプレート）で挟持した構造を有する。積層された複数の発電セルは、燃料電池スタックを構成する。

燃料電池スタックにおいて、隣接する発電セルの間には、２枚の金属セパレータが隣接する。これらの金属セパレータは、溶接又は接着により一体的に接合されることで、接合セパレータとして１部品を構成する（特許文献１）。

接合セパレータは、反応ガス流路の周囲を囲むことで、反応ガスの漏洩を防ぐビード部を有する（特許文献２）。特許文献２は、ＭＥＡの電極部分の縁とビード部との隙間を通じた反応ガスの迂回を防止するために複数の凸部を設ける技術を開示する。

特開２０１９－０７１２５２号公報 特開２０２０－０１３７４２号公報

ビード部は、締結荷重を支えるため、十分な反力が求められる。ところが、複数の凸部を有する接合セパレータでは、ビード部の近傍の空きスペースが限られており、ビード部に十分な反力を与える構造を配置することが困難である。

本発明は、上記した課題を解決することを目的とする。

以下の開示の一観点は、第１金属セパレータ及び第２金属セパレータを積層して接合した接合セパレータであって、電極又は電極保持枠に向かい合う部分に形成され、反応ガスを流す反応ガス流路と、前記反応ガス流路を囲み、前記電極又は前記電極保持枠に向けて突出して前記反応ガスの漏洩を阻止するビード部と、前記反応ガス流路の流路幅方向の両端部と前記ビード部との間に形成され、前記電極又は前記電極保持枠に向けて突出して前記反応ガスの前記反応ガス流路の迂回を抑制する複数の凸部と、前記ビード部の外周側に位置し、前記ビード部に沿って延びる第１接合ラインと、前記ビード部の内周側に位置し、前記ビード部に沿って、分断して延びる第２接合ラインと、前記複数の凸部の間に形成された複数の平坦部と、を備え、前記第２接合ラインの接合部は、前記複数の平坦部に形成される、接合セパレータにある。

別の一観点は、上記観点の接合セパレータと、電解質膜・電極構造体と、を有し、前記接合セパレータと前記電解質膜・電極構造体とが交互に複数積層された、燃料電池スタックにある。

上記観点の接合セパレータ及び燃料電池スタックは、ビード部に反力を与える構造として、第２接合ラインの接合部を設ける。接合セパレータ及び燃料電池スタックは、複数の凸部の間の平坦部に第２接合ラインの接合部を形成するため、複数の凸部を有しても外周側ビード部の反力を確保できる。

図１は、実施形態に係る燃料電池スタックの分解斜視図である。 図２は、接合セパレータの要部を拡大した平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 図５Ａは、ステッチ溶接部に使用する治具の押さえ部の形状を示す平面図あり、図５Ｂは溶接部分の形状を示す説明図である。 図６Ａは、実施形態に係る接合セパレータの作用説明図であり、図６Ｂは比較例に係る接合セパレータの作用説明図である。

本発明の一実施形態に係る燃料電池スタック１０は、図１に示す発電セル１２を複数有する。燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が矢印Ａ方向に積層されて形成される。燃料電池スタック１０には、複数の発電セル１２の積層方向に圧縮荷重が付与される。燃料電池スタック１０は、例えば、燃料電池電気自動車（図示せず）に搭載される。

発電セル１２は、横長の長方形状を有する。発電セル１２は、電解質膜・電極構造体（以下、「ＭＥＡ１４」という）と、第１金属セパレータ１６と、第２金属セパレータ１８とを有する。ＭＥＡ１４は、外周部に電極保持枠としての樹脂枠２４を有する。第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、ＭＥＡ１４の両側に配設される。

第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８は、金属薄板をプレス成形して作製される。第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８の素材は、例えば、ステンレス鋼板の表面に防食用の表面処理を施した金属薄板である。第１金属セパレータ１６と第２金属セパレータ１８とは、後述する接合ライン１２０により互いに接着又は溶接により接合されて接合セパレータ２０を形成する。

ＭＥＡ１４は、電解質膜・電極構造体（以下、「ＭＥＡ２２」という）と、ＭＥＡ２２の外周部から外方に突出した樹脂枠２４（樹脂フィルム）とを備える。ＭＥＡ２２は、電解質膜２６と、カソード電極２８と、アノード電極３０とを有する。カソード電極２８は、電解質膜２６の一方の面に配置され、アノード電極３０は、電解質膜２６の他方の面に配置される。電解質膜２６は、例えば、固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）である。

図１に示すように、樹脂枠２４は、ＭＥＡ２２の外周部に接合されるとともに該外周部を囲むように延在している。図３に示すように、樹脂枠２４は、第１枠状シート４０と、第２枠状シート４２とを有する。第１枠状シート４０は、ＭＥＡ２２の外周部に接合される。第２枠状シート４２は、接着剤からなる接着層４４により、第１枠状シート４０に接合される。

第１枠状シート４０の内周部は、カソード電極２８とアノード電極３０との間に配置される。第１枠状シート４０の内周部は、電解質膜２６とアノード電極３０との間に挟持される。樹脂枠２４は、接着層４４を介して電解質膜２６と接合される。

図１に示すように、各発電セル１２は、長辺方向の一端縁部（矢印Ｂ１方向の端縁部）に、酸化剤ガス供給連通孔４８ａ、冷却媒体供給連通孔５０ａ、燃料ガス排出連通孔５２ｂを有する。酸化剤ガス供給連通孔４８ａ、冷却媒体供給連通孔５０ａ、燃料ガス排出連通孔５２ｂは、発電セル１２の短辺方向（矢印Ｃ方向）に並ぶ。

酸化剤ガス供給連通孔４８ａには、一方の反応ガスである酸化剤ガス（例えば、酸素含有ガス）が矢印Ａ２方向に向かって流通する。冷却媒体供給連通孔５０ａには、冷却媒体（例えば、純水、エチレングリコール、オイル等）が矢印Ａ２方向に向かって流通する。燃料ガス排出連通孔５２ｂには、他方の反応ガスである燃料ガス（例えば、水素含有ガス）が矢印Ａ１方向に向かって流通する。

各発電セル１２は、長辺方向の他端縁部（矢印Ｂ２方向の端縁部）に、燃料ガス供給連通孔５２ａ、冷却媒体排出連通孔５０ｂ、酸化剤ガス排出連通孔４８ｂを有する。燃料ガス供給連通孔５２ａ、冷却媒体排出連通孔５０ｂ、及び酸化剤ガス排出連通孔４８ｂは、矢印Ｃ方向に並ぶ。

燃料ガス供給連通孔５２ａには、燃料ガスが矢印Ａ２方向に向かって流通する。冷却媒体排出連通孔５０ｂには、冷却媒体が矢印Ａ１方向に向かって流通する。酸化剤ガス排出連通孔４８ｂには、酸化剤ガスが矢印Ａ１方向に向かって流通する。

上記した連通孔（酸化剤ガス供給連通孔４８ａ等）の配置、形状及び大きさは、本実施形態に限定されるものではなく、要求される仕様に応じて、適宜設定すればよい。

第１金属セパレータ１６は、長方形状の形状を有する。第１金属セパレータ１６は、ＭＥＡ１４に向かう表面１６ａに酸化剤ガス流路５４を有する。酸化剤ガス流路５４（反応ガス流路）は、矢印Ｂ方向に延在する。酸化剤ガス流路５４は、酸化剤ガス供給連通孔４８ａと酸化剤ガス排出連通孔４８ｂとに流体的に連通する。酸化剤ガス流路５４は、カソード電極２８に酸化剤ガスを供給する。

酸化剤ガス流路５４は、矢印Ｂ方向に延在する複数の第１流路溝５６を有する。これらの第１流路溝５６は、複数の第１流路突起５８の間に形成される。第１流路突起５８及び第１流路溝５６は、矢印Ｂ方向に波状に延在する。

図１に示すように、第１金属セパレータ１６は、表面１６ａに反応ガス（酸化剤ガス）の漏出を防止するための第１ビード部６０を有する。図３に示すように、第１ビード部６０は、樹脂枠２４の第２枠状シート４２に当接する。図１に示すように、第１ビード部６０は、セパレータ厚さ方向（矢印Ａ方向）から見て、波状に延在する。

第１ビード部６０は、複数の連通孔（酸化剤ガス供給連通孔４８ａ等）を個別に囲む複数の連通孔ビード部６２と、第１金属セパレータ１６の外周部を囲むビード部６４とを有する。図１に示す例では、第１ビード部６０は、６つの連通孔に対応して６つの連通孔ビード部６２を有する。

図３に示すように、第１ビード部６０は、ＭＥＡ１４に向かって突出する。第１ビード部６０の横断面形状は、矩形状又は頂部に向けて先細りの台形形状である。第１ビード部６０は、頂部に樹脂材６８を有する。樹脂材６８は、第１ビード部６０に印刷又は塗布等で固着されたゴムシールである。第１ビード部６０は、矢印Ａ方向の圧縮荷重によって弾性変形する。

図２に示すように、第１金属セパレータ１６は、酸化剤ガス流路５４の流路幅方向端部に、バイパス防止構造７０を有する。バイパス防止構造７０は、端部突起５８ａとビード部６４との間に位置する。端部突起５８ａは、酸化剤ガス流路５４の端部に位置する突起である。バイパス防止構造７０は、酸化剤ガス供給連通孔４８ａから酸化剤ガス排出連通孔４８ｂへの酸化剤ガスの迂回を防止する。

図３に示すように、バイパス防止構造７０は、第１金属セパレータ１６と一体的に形成される。バイパス防止構造７０は、第１金属セパレータ１６からＭＥＡ１４に向かって突出する。バイパス防止構造７０の横断面形状は、矩形状又は頂部に向けて先細りとなる台形形状である。

図２に示すように、バイパス防止構造７０は、複数の凸部７０ａを有する。複数の凸部７０ａの間には、ＭＥＡ１４の撓みを防止するための島部７０ｂを有してもよい。各々の凸部７０ａは、流路幅方向に延在する。図３に示すように、凸部７０ａは、カソード電極２８に当接することで、酸化剤ガスのバイパスを阻止する。図２に示すように、凸部７０ａは、流路の延在方向（矢印Ｂ方向）に一定の間隔を空けて複数配置される。

ビード部６４は、外方に湾曲する外方湾曲部６４ａと、内方に湾曲する内方湾曲部６４ｂとを交互に有する波形状に形成される。凸部７０ａは、外方湾曲部６４ａの位置（矢印Ｂ方向の位置）に配置される。凸部７０ａと、端部突起５６ａと、ビード部６４との間に、平坦部７０ｃが形成される。互いに隣接する凸部７０ａの間に１つの平坦部７０ｃが形成される。平坦部７０ｃは、酸化剤ガス流路５４から孤立しており、酸化剤ガスの流れが抑制された部分である。島部７０ｂは、平坦部７０ｃの内側に配置される。

１つの平坦部７０ｃには、３つの島部７０ｂが形成されている。３つの島部７０ｂは、矢印Ｂ方向に並ぶ。各々の島部７０ｂは、概ね流路幅方向（矢印Ｃ方向）に長手方向を有する。島部７０ｂは、ビード部６４及び、端部突起５６ａから離れている。島部７０ｂは、積層方向から見て、カソード電極２８と重なる位置に配置される。図４に示すように、島部７０ｂは、第１金属セパレータ１６の接合領域（基準面）からＭＥＡ１４に向けて突出する。島部７０ｂは、ＭＥＡ２２の外周部を支持する。

平坦部７０ｃは、接合領域８５を有する。接合領域８５は、ビード部６４の内方湾曲部６４ｂの近傍に配置される。接合領域８５は、島部７０ｂが形成されていない部分である。接合領域８５と重なる部分は、島部７０ｂを構成する凸状の構造が形成されていない。本実施形態の接合領域８５は、１つの平坦部７０ｃに属する３つの島部７０ｂの中で中央に位置する島部７０ｂに隣接する部分に形成されている。

図４に示すように、接合領域８５は、第２金属セパレータ１８と面接触する。接合領域８５には、ステッチ溶接部８６が形成される。ステッチ溶接部８６は、後述される。

図１に示すように、第２金属セパレータ１８は、長方形状に形成されている。第２金属セパレータ１８は、ＭＥＡ１４に向かう表面１８ａに、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路９２（反応ガス流路）を有する。燃料ガス流路９２は、燃料ガス供給連通孔５２ａと燃料ガス排出連通孔５２ｂとに流体的に連通する。燃料ガス流路９２は、アノード電極３０に燃料ガスを供給する。

第２金属セパレータ１８は、表面１８ａ側に突出した複数の第２流路突起９４を有する。第２流路突起９４は、矢印Ｂ方向に延在する。複数の第２流路突起９４は、その間に複数の第２流路溝９６を形成する。燃料ガス流路９２は、第２流路溝９６を有し、矢印Ｂ方向に波状に延在する。

複数の第２流路突起９４のうち、流路幅方向の両端に位置するものが端部突起９４ａである。図３に示すように、端部突起９４ａは、アノード電極３０の外周端よりも内側に位置する。

第２金属セパレータ１８は、表面１８ａに、燃料ガスの漏出を防止するための第２ビード部９８を有する。図３に示すように、第２ビード部９８は、ＭＥＡ１４の第１枠状シート４０に当接する。図１に示すように、第２ビード部９８は、セパレータ厚さ方向（矢印Ａ方向）から見て、波状に延在する。

第２ビード部９８は、複数の連通孔（酸化剤ガス供給連通孔４８ａ等）を個別に囲む複数の連通孔ビード部１００と、第２金属セパレータ１８の外周部に設けられたビード部１０２とを有する。図３に示すように、第２ビード部９８は、第１ビード部６０に重なる位置に配置される。第２ビード部９８は、ＭＥＡ１４に向かって突出する。第２ビード部９８は、頂部に樹脂材１０６を有する。樹脂材１０６は、樹脂材６８と同様である。

第２金属セパレータ１８は、端部突起９４ａとビード部１０２との間に、バイパス防止構造１０８を有する。バイパス防止構造１０８は、端部突起９４ａとビード部１０２との間の燃料ガスのバイパスを防止する。図示を省略するが、バイパス防止構造１０８は、バイパス防止構造７０と同様に構成される。バイパス防止構造１０８は、図４に示すように、接合領域８５に当接する部分に、接合領域１１０を有する。図４に示すように、接合領域１１０と接合領域８５とは、ステッチ溶接部８６によって接合される。

図２に示すように、接合セパレータ２０は、接合ライン１２０を有する。接合ライン１２０は、第１金属セパレータ１６と、第２金属セパレータ１８とを互いに接合する溶接部分であり、ビード部６４、１０２に沿って延在する。接合ライン１２０は、ビード部６４、１０２の外周側に配置された第１接合ライン１２２と、ビード部６４、１０２の内周側に配置された第２接合ライン１２４とを有する。第１接合ライン１２２は、継ぎ目なく線状に溶接又は接着により接合された部分である。本実施形態において、第１接合ライン１２２は、例えば溶接された部分として構成される。第１接合ライン１２２は、接合セパレータ２０の内部空間を閉塞することで、冷媒の流出を防止する。第２接合ライン１２４は、複数の接合部を有する。本実施形態において、第２接合ライン１２４の接合部は、間欠的に溶接されたステッチ溶接部８６である。

ステッチ溶接部８６は、ビード部６４、１０２の内周側に隣接して配置される。図５Ｂに示すように、各々のステッチ溶接部８６は、延在方向に細長い形状を有する。幅Ｗに対する延在方向の長さＬは、例えば１０倍程度と細長い形状を有する。ステッチ溶接部８６は、ビード部６４、１０２の近傍の第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８の変形を阻止することで、ビード部６４、１０２の反力を高める。十分な反力を確保する観点から、ステッチ溶接部８６は、長さＬは、例えば１～３ｍｍとすることが好ましい。また、ＭＥＡ１４の劣化防止の観点から、ステッチ溶接部８６の幅Ｗは、０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。

このような、ステッチ溶接部８６は、図５Ａに示す溶接治具９９を用いて形成される。溶接治具９９は、接合領域８５、１１０に当接する当接部９９ａと、当接部９９ａの中央に形成された開口部９９ｂとを有する。一対の溶接治具９９は、当接部９９ａで接合領域８５、１１０を挟み込んで押圧した状態で配置される。開口部９９ｂにレーザビームが照射されることで、開口部９９ｂに露出する接合領域８５、１１０に線状の溶接パターンよりなるステッチ溶接部８６が形成される。

本実施形態の燃料電池スタック１０及び接合セパレータ２０は以上のように構成される。燃料電池スタック１０及び接合セパレータ２０において、ステッチ溶接部８６は以下のように作用する。

図６Ａに示すように、ステッチ溶接部８６は、外周側の第１接合ライン１２２とともに、ビード部６４、１０２を流路幅方向から挟み込む。このうち、ステッチ溶接部８６は、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８の変形を阻止する拘束点となることで、ビード部６４、１０２の剛性を高める。

図６Ｂの比較例に示すように、ステッチ溶接部８６が無い場合には、燃料電池スタック１０の締め込み荷重が付加されると、図示のように第１金属セパレータ１６と第２金属セパレータ１８とが離れるように変形し、ビード部６４、１０２が撓んで、十分な反力を発揮できない。

これに対し、図６Ａに示すように、本実施形態の燃料電池スタック１０及び接合セパレータ２０は、バイパス防止構造７０の内部に、ステッチ溶接部８６を有するため、反応ガスのバイパスを防止しつつも、ビード部６４、１０２の反力を確保できる。

また、接合ライン１２０の溶接部は、防食のための被覆層から露出する。第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８がステンレス鋼である場合には、水分を含む反応ガスとの接触により、露出した溶接部から鉄イオンら流出するおそれがある。第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８から溶出した鉄イオンは、ＭＥＡ１４を劣化させ、燃料電池スタック１０の寿命を短くする可能性がある。特に、第１ビード部６０及び第２ビード部９８の内側に配置されるステッチ溶接部８６については、鉄イオンの流出防止が求められる。

本実施形態では、ステッチ溶接部８６は、レーザ溶接により形成され、その幅Ｗは、０．１５ｍｍ以下に設定される。このようなステッチ溶接部８６は、溶接部分の成分の偏りを防ぐことができる。そのため、ステッチ溶接部８６は、成分の偏りによる部分電池反応による腐食の進行を防止でき、鉄イオンの流出を抑制できる。

また、本実施形態では、図２、図３に示すように、ステッチ溶接部８６が、反応ガスの流れが少ない平坦部７０ｃに配置されることで、ステッチ溶接部８６からの鉄イオンの流出を抑制できる。さらに、ステッチ溶接部８６は、図４に示すように、ＭＥＡ２２の外側に位置するため、鉄イオンがＭＥＡ２２に回り込みにくくなっているため、発電性能の低下をより効果的に抑制できる。

本実施形態は、以下のようにまとめられる。

一観点は、第１金属セパレータ１６及び第２金属セパレータ１８を積層して接合した接合セパレータ２０であって、電極又は電極保持枠に向かい合う部分に形成され、反応ガスを流す反応ガス流路と、前記反応ガス流路を囲み、前記電極又は前記電極保持枠に向けて突出して前記反応ガスの漏洩を阻止するビード部６４、１０２と、前記反応ガス流路の流路幅方向の両端部と前記ビード部との間に形成され、前記電極又は前記電極保持枠に向けて突出して前記反応ガスの前記反応ガス流路の迂回を抑制する複数の凸部７０ａと、前記ビード部の外周側に位置し、前記ビード部に沿って延びる第１接合ライン１２２と、前記ビード部の内周側に位置し、前記ビード部に沿って、分断して延びる第２接合ライン１２４と、前記複数の凸部の間に形成された複数の平坦部７０ｃと、を備え、前記第２接合ラインの接合部は、前記複数の平坦部に形成される、接合セパレータにある。

上記の接合セパレータは、ビード部に反力を与える構造として、第２接合ラインの接合部を設ける。そして、上記の接合セパレータは、複数の凸部の間の平坦部に第２接合ラインの接合部を形成するため、反応ガスのバイパスを防止しつつも、外周側ビード部の反力を確保できる。

上記の接合セパレータにおいて、前記第１接合ラインは、連続的に繋がって延びており、前記第１金属セパレータ及び前記第２金属セパレータの内部の流路を封止してもよい。この接合セパレータは、第１接合ラインで冷媒流路を封止できる。

上記の接合セパレータにおいて、前記反応ガス流路の延在方向の前記第１接合ラインの接合部分の長さは、前記反応ガス流路の延在方向の前記第２接合ラインの前記接合部の長さの和よりも長くてもよい。上記の接合セパレータは、バイパス防止構造により限られたスペースに第２接合ラインの接合部を配置できる。

上記の接合セパレータにおいて、前記複数の平坦部の各々に複数の島部７０ｂが形成され、前記第２接合ラインの前記接合部は、前記島部の間に配置されてもよい。この接合セパレータは、島部を配置してＭＥＡの撓みを防ぎつつも、ビード部の反力を確保できる。

上記の接合セパレータにおいて、前記ビード部は、内方に突出した内方湾曲部６４ｂと、外方に突出した外方湾曲部６４ａとを交互に有する波形状を有し、前記第２接合ラインの前記接合部は、前記内方湾曲部に隣接して配置されてもよい。この接合セパレータは、波形状のビード部に対して、少数のステッチ溶接で反力を確保できる。

上記の接合セパレータにおいて、前記第１金属セパレータ及び前記第２金属セパレータは、ステンレス鋼よりなり、前記第２接合ラインの前記接合部は、幅０．１５ｍｍ以下のステッチ溶接部８６であってもよい。この接合セパレータは、溶接部の成分の偏りを防ぐことにより、鉄イオンの流出を抑制できるため、燃料電池スタックの長寿命化を可能とする。

別の一観点は、上記の接合セパレータと、電解質膜・電極構造体１４と、を有し、前記接合セパレータと前記電解質膜・電極構造体とが交互に複数積層された、燃料電池スタック１０にある。この燃料電池スタックは、ビード部の反力を確保できるため、反応ガスのシール性に優れる。

上記の燃料電池スタックにおいて、前記電解質膜・電極構造体は、電極と、前記電極の外周に接合された枠状の電極保持枠と、を有し、前記複数の凸部は、前記電極の外方に延在し、前記第２接合ラインの前記接合部は、前記電極よりも外方に位置してもよい。この燃料電池スタックは、接合部をステッチ溶接部とした場合において、鉄イオンの流出の可能性のあるステッチ溶接部を電解質膜の外方に配置できるため、電解質膜の劣化を抑制できる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得る。

１０…燃料電池スタック １６…第１金属セパレータ
１８…第２金属セパレータ ２０…接合セパレータ
２４…樹脂枠 ２６…電解質膜
６４、１０２…ビード部 ７０、１０８…バイパス防止構造
８５、１１０…接合領域 ８６…ステッチ溶接部
１２２…第１接合ライン １２４…第２接合ライン

Claims (8)

1. 第１金属セパレータ及び第２金属セパレータを積層して接合した接合セパレータであって、
   電極又は電極保持枠に向かい合う部分に形成され、反応ガスを流す反応ガス流路と、
   前記反応ガス流路を囲み、前記電極又は前記電極保持枠に向けて突出して前記反応ガスの漏洩を阻止するビード部と、
   前記反応ガス流路の流路幅方向の両端部と前記ビード部との間に形成され、前記電極又は前記電極保持枠に向けて突出して前記反応ガスの前記反応ガス流路の迂回を抑制する複数の凸部と、
   前記ビード部の外周側に位置し、前記ビード部に沿って延びる第１接合ラインと、
   前記ビード部の内周側に位置し、前記ビード部に沿って、分断して延びる第２接合ラインと、
   前記複数の凸部の間に形成された複数の平坦部と、を備え、
   前記第２接合ラインの接合部は、前記複数の平坦部に形成される、接合セパレータ。
2. 請求項１記載の接合セパレータであって、前記第１接合ラインは、連続的に繋がって延びており、前記第１金属セパレータ及び前記第２金属セパレータの内部の流路を封止する、接合セパレータ。
3. 請求項１又は２記載の接合セパレータであって、前記反応ガス流路の延在方向の前記第１接合ラインの接合部分の長さは、前記反応ガス流路の延在方向の前記第２接合ラインの前記接合部の長さの和よりも長い、接合セパレータ。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の接合セパレータであって、前記複数の平坦部の各々に複数の島部が形成され、前記第２接合ラインの前記接合部は、前記複数の島部の間に配置される、接合セパレータ。
5. 請求項４記載の接合セパレータであって、前記ビード部は、内方に突出した内方湾曲部と、外方に突出した外方湾曲部とを交互に有する波形状を有し、前記第２接合ラインの前記接合部は、前記内方湾曲部に隣接して配置される、接合セパレータ。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の接合セパレータであって、前記第１金属セパレータ及び前記第２金属セパレータは、ステンレス鋼よりなり、前記第２接合ラインの前記接合部は、幅０．１５ｍｍ以下のステッチ溶接部である、接合セパレータ。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の接合セパレータと、
   電解質膜・電極構造体と、を有し、
   前記接合セパレータと前記電解質膜・電極構造体とが交互に複数積層された、燃料電池スタック。
8. 請求項７記載の燃料電池スタックであって、前記電解質膜・電極構造体は、電極と、前記電極の外周に接合された枠状の電極保持枠と、を有し、前記複数の凸部は、前記電極の外方に延在し、前記第２接合ラインの前記接合部は、前記電極よりも外方に位置する、燃料電池スタック。

Images