JP2023167064A - 燃料電池スタック - Google Patents

Abstract

【課題】反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる燃料電池スタックを提供する。【解決手段】一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの反応ガス導出入部は配置されておらず、樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第１リブの両側の付け根部位に当該第１リブとは反対方向に凸状の第２リブを有する、燃料電池スタック。【選択図】図２

Description

本開示は、燃料電池スタックに関する。

燃料電池については、様々な研究がなされている。
例えば特許文献１では、シール部の反力が中間プレートのガス等の流体供給排出路に加わってもその変形を防止でき、圧損バラツキを発生させない燃料電池用セパレータが開示されている。

特開２０１０－１２３５１０号公報

従来技術では、燃料電池の変形による反応ガスの圧損バラツキを抑えるために、補強材として別部材を挿入する必要がある。また、剛性のある別部材を挿入した場合、燃料電池の厚みが増して、燃料電池の体格が大きくなってしまう。
３層構造の樹脂フレームによるセパレータ接着構造において、熱圧着時に反応ガス導出入部で接着剤の流れ込みにより反応ガス導出入部開口面積のバラツキが発生し、反応ガスの圧損バラツキが発生するという問題、及び、熱圧着時に接着剤の流動により接着剤層厚みが薄くなり、一対のセパレータと樹脂フレームとの十分な接着性が確保できないという問題がある。

本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる燃料電池スタックを提供することを主目的とする。

本開示においては、一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する燃料電池スタックであって、
前記燃料電池スタックは、反応ガスマニホールドを有し、
前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ前記反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
前記一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、
前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第１リブの両側の付け根部位に当該第１リブとは反対方向に凸状の第２リブを有する、燃料電池スタックを提供する。

本開示の燃料電池スタックは、反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる。

図１は、本開示の燃料電池スタックの反応ガスマニホールド付近を平面視したときの一例を示す平面模式図である。 図２は、図１のＡ－Ａ断面の一例を示す断面模式図である。 図３は、図１のＡ－Ａ断面の別の一例を示す断面模式図である。

以下、本開示による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄（例えば、本開示を特徴付けない燃料電池スタックの一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
本明細書において数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、数値範囲における上限値と下限値は任意の組み合わせを採用できる。

本開示においては、一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する燃料電池スタックであって、
前記燃料電池スタックは、反応ガスマニホールドを有し、
前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ前記反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
前記一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、
前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第１リブの両側の付け根部位に当該第１リブとは反対方向に凸状の第２リブを有する、燃料電池スタックを提供する。

本開示においては、反応ガス導出入部（くし歯部位）において、樹脂フレームの一対の接着剤層の接着剤が反応ガス流路（溝）部分に流れ込まず、接着側が均一な面となり、適正な厚みの接着層を確保できる形状とする。具体的には、反応ガス導出入部の流路となる第１リブの付け根部位に当該第１リブとは反対方向に凸状の第２リブを設け、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に反応ガス導出入部への接着剤の流れ込みを抑える。これにより、反応ガス導出入部での反応ガスの圧損バラツキの発生を低減し、且つ、一対のセパレータと樹脂フレームとの良好な接着性を確保することができる。
また、本開示によれば、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に接着剤の流動性を低減することができるため、燃料電池スタックの生産性を向上させることができる。

本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめて反応ガスと称する。アノードに供給される反応ガスは、燃料ガスであり、カソードに供給される反応ガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、水素であってもよい。酸化剤ガスは、酸素を含有するガスであり、酸素、空気、及び、乾燥空気等であってもよい。

本開示の燃料電池スタックは、一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する。
本開示においては、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。

セル積層体は、単セルを複数個積層した積層体である。
セル積層体における単セルの積層数は特に限定されず、２～数百個であってもよい。

燃料電池の単セルは、膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ）を備える。
膜電極ガス拡散層接合体は、アノード側ガス拡散層及び、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層及び、カソード側ガス拡散層をこの順に有する。

カソード（酸化剤極）は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード（燃料極）は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、例えば、電気化学反応を促進する触媒金属、プロトン伝導性を有する電解質、及び、電子伝導性を有する担体等を備えていてもよい。
触媒金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。
電解質としては、フッ素系樹脂等であってもよい。フッ素系樹脂としては、例えば、ナフィオン溶液等を用いてもよい。
上記触媒金属は担体上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持した担体（触媒担持担体）と電解質とが混在していてもよい。
触媒金属を担持するための担体は、例えば、一般に市販されているカーボンなどの炭素材料等が挙げられる。

カソード側ガス拡散層及びアノード側ガス拡散層をまとめてガス拡散層と称する。
ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であってもよい。
導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。

電解質膜は、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜（デュポン社製）等であってもよい。

単セルは樹脂フレームを備える。
樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有する。
樹脂フレームは、膜電極ガス拡散層接合体の外周に配置され、且つ、カソードセパレータとアノードセパレータとの間に配置される。
樹脂フレームは、骨格部と、開口部と、孔を有していてもよい。
骨格部は、膜電極ガス拡散層接合体と接続する樹脂フレームの主要部分である。
開口部は、膜電極ガス拡散層接合体の保持領域であり、膜電極ガス拡散層接合体を収納するために骨格部の一部を貫通する領域である。開口部は、樹脂フレームにおいて、膜電極ガス拡散層接合体の周囲（外周部）に骨格部が配置される位置に配置されていればよく、樹脂フレームの中央に有していてもよい。
樹脂フレームの孔は、反応ガス、及び、冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させる。樹脂フレームの孔は、セパレータの孔と連通するように位置合わせされて配置されていてもよい。
コア層は、枠状であってもよく、コア層の両面に設けられた二つの接着剤層、すなわち、第１接着剤層と第２接着剤層もコア層と同様の枠状であってもよい。すなわち、第１接着剤層及び第２接着剤層は、コア層と同様に、コア層の両面に枠状に設けられていてもよい。

コア層は、ガスシール性、絶縁性を有する構造部材であればよく、燃料電池の製造工程での熱圧着時の温度条件下でも構造が変化しない材料により形成されていてもよい。具体的には、コア層の材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、シクロオレフィン、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、エポキシ樹脂等の樹脂等であってもよい。コア層の材料は、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、フッ素系ゴム、シリコン系ゴム等のゴム材であってもよい。
コア層の厚さは、絶縁性を担保する観点から、５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、１００μｍ以下であってもよく、９０μｍ以下であってもよい。

第１接着剤層及び第２接着剤層は、コア層とアノードセパレータ及びカソードセパレータとを接着してシール性を確保するために、他の物質との接着性が高く、熱圧着時の温度条件下で軟化し、コア層よりも粘度及び融点が低い性質を有していてもよい。具体的には、第１接着剤層及び第２接着剤層は、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂である熱硬化性樹脂であってもよい。
第１接着剤層を構成する樹脂と第２接着剤層を構成する樹脂とは、同種の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよい。コア層の両面に接着剤層を設けることで、樹脂フレームと２つのセパレータとの間の加熱プレスによる接着が容易になる。
第１接着剤層及び第２接着剤層のそれぞれの接着剤層の厚さは、接着性を担保する観点から、５μｍ以上であってもよく、３０μｍ以上であってもよく、セル厚さを低減する観点から、１００μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよい。

樹脂フレームにおいて、第１接着剤層及び第２接着剤層は、それぞれアノードセパレータ及びカソードセパレータと接着する部分にのみに設けられていてもよい。コア層の一方の面に設けられた第１接着剤層は、カソードセパレータと接着していてもよい。コア層の他方の面に設けられた第２接着剤層は、アノードセパレータと接着していてもよい。そして、樹脂フレームは、一対のセパレータにより挟持されてもよい。

単セルは、樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体を挟持する一対のセパレータを備える。一対のセパレータは、一方がアノードセパレータであり、もう一方がカソードセパレータである。本開示では、アノードセパレータとカソードセパレータとをまとめてセパレータという。
セパレータは、反応ガス及び冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔等の孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、反応ガス流路、冷媒流路等の流路を構成するリブを有していてもよい。
セパレータは、少なくとも冷媒流路側の面に供給孔及び排出孔等の孔を囲いシールシートのシールラインと位置合わせされたリブ（以下、シールラインリブと称する場合がある）を有していてもよい。シールラインリブは、平面視したときに、供給孔及び排出孔等の孔を囲うように配置されていてもよく、これらの複数の孔を全て囲うようにセパレータの外周縁部に沿って配置されていてもよい。また、シールラインリブは、シールシートのシールラインと位置合わせされて配置されていてもよい。
アノードセパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面に燃料ガス流路を有していてもよい。また、アノードセパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
カソードセパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面に酸化剤ガス流路を有していてもよい。また、カソードセパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、熱硬化樹脂、熱可塑樹脂、及び、樹脂繊維等の樹脂材、カーボン粉末、及び、カーボン繊維等のカーボン材を圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等）板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
セパレータの形状は、長方形、横長６角形、横長８角形、円形、及び、長丸形状等であってもよい。

一対のセパレータは膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有する。
反応ガス導出入部の流路の本数は、特に限定されず、反応ガス流路の本数と同じであってもよい。
反応ガス導出入部は、平面視において反応ガスマニホールドを囲うように配置されるセパレータのシールラインリブを、反応ガス流路（及びガス分配部）と反応ガスマニホールドが連通するように、セパレータの面方向に貫通することにより設けられていてもよい。
反応ガス導出入部は、反応ガス流路が酸化剤ガス流路の場合は、酸化剤ガスマニホールドと連通する酸化剤ガス導出入部であり、反応ガス流路が燃料ガス流路の場合は、燃料ガスマニホールドと連通する燃料ガス導出入部である。反応ガス導出入部は、反応ガスマニホールドが反応ガス供給マニホールドの場合は、反応ガス導入部であり、反応ガスマニホールドが反応ガス排出マニホールドの場合は、反応ガス導出部である。

反応ガス導出入部は、平面視において反応ガスマニホールド近傍且つ当該反応ガスマニホールドの膜電極ガス拡散層接合体側の領域の所定の領域に配置されていてもよい。
なお、反応ガス導出入部は、反応ガスマニホールドの膜電極ガス拡散層接合体側の領域においては、平面視においてシールラインを横断するように、シールラインリブ構造内のセパレータのシールラインリブの反応ガスマニホールド側の側面と膜電極ガス拡散層接合体側の側面の両方をセパレータの面方向に貫通して、反応ガスマニホールドと反応ガス流路が連通するように配置されていてもよい。
反応ガスマニホールドは、膜電極ガス拡散層接合体側の領域と、膜電極ガス拡散層接合体側の領域と対向する側の領域を有していてもよい。膜電極ガス拡散層接合体側の領域と対向する側の領域とは、単セルの面方向の外側の領域であってもよい。
膜電極ガス拡散層接合体側の領域の所定の領域は、膜電極ガス拡散層接合体側の領域の少なくとも一部の領域であればよい。

セパレータは、反応ガス流路及び反応ガス導出入部と連通するガス分配部を有していてもよい。ガス分配部は、平面方向において、反応ガス導出入部の反応ガスマニホールドとは反対側の領域に隣接して配置され、反応ガスマニホールドから発電領域へガス流れを広げるか又は発電領域から反応ガスマニホールドへガス流れを収束させる部分である。ガス分配部は、反応ガスの入り口側ではガス流れを広げる構造を有する。ガス分配部は、反応ガスの出口側では、ガス流れを収束させる構造を有する。発電領域は、膜電極ガス拡散層接合体が配置されている領域である。

燃料電池スタックは、各供給孔が連通した供給マニホールド、及び、各排出孔が連通した排出マニホールド等の各孔が連通したマニホールドを有していてもよい。
供給マニホールドは、燃料ガス供給マニホールド、酸化剤ガス供給マニホールド、及び、冷媒供給マニホールド等が挙げられる。
排出マニホールドは、燃料ガス排出マニホールド、酸化剤ガス排出マニホールド、及び、冷媒排出マニホールド等が挙げられる。
本開示においては、燃料ガス供給マニホールド、及び、酸化剤ガス供給マニホールドをまとめて反応ガス供給マニホールドという。
本開示においては、燃料ガス排出マニホールド、及び、酸化剤ガス排出マニホールドをまとめて反応ガス排出マニホールドという。
本開示においては、燃料ガス供給マニホールド、及び、燃料ガス排出マニホールドをまとめて燃料ガスマニホールドという。
本開示においては、酸化剤ガス供給マニホールド、及び、酸化剤ガス排出マニホールドをまとめて酸化剤ガスマニホールドという。
本開示においては、燃料ガスマニホールド、及び、酸化剤ガスマニホールドをまとめて反応ガスマニホールドという。
本開示においては、冷媒供給マニホールド、及び、冷媒排出マニホールドをまとめて冷媒マニホールドという。
燃料電池スタックは、少なくとも反応ガスマニホールドを有し、通常さらに冷媒マニホールドを有する。

燃料電池スタックは、隣り合う単セル間にシールシートを有していてもよい。
シールシートは、隣り合う単セル間に配置され、隣り合う単セルのシール部材として用いられる。
シールシートは、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂である熱硬化性樹脂であってもよい。
シールシートの形状は、枠状であってもよい。シールシートのシールラインとなる枠は、セパレータのシールラインリブと位置合わせされていてもよい。シールシートは、セパレータの孔を除くセパレータの一面全体を覆う形状であってもよい。すなわち、シールシートは、セパレータの孔を除くセパレータの一面全体を覆っていてもよい。
シールシートのシールラインとなる枠の幅は、セパレータのシールラインリブの幅と同じであってもよく、セパレータのシールラインリブの幅よりも大きくてもよい。
シールシートは、平面視において反応ガスマニホールドを囲いシールし、且つ、平面視において一対のセパレータの内の一方のセパレータの反応ガス導出入部を横断し、且つ、セパレータのシールラインリブ上に配置されるシールラインを有していてもよい。
ここでいう反応ガスマニホールドは、燃料ガスマニホールドであってもよく、酸化剤ガスマニホールドであってもよく、両方のマニホールドであってもよい。ここでいう燃料ガスマニホールドは、燃料ガス供給マニホールドであってもよく、燃料ガス排出マニホールドであってもよく、両方のマニホールドであってもよい。ここでいう酸化剤ガスマニホールドは、酸化剤ガス供給マニホールドであってもよく、酸化剤ガス排出マニホールドであってもよく、両方のマニホールドであってもよい。

一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの反応ガス導出入部は配置されていない。
反応ガス導出入部が配置される領域において、一対のセパレータは、樹脂フレームの一対の接着剤層により接着されている。

本開示の第１実施形態においては、一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第１リブの両側の付け根部位に当該第１リブとは反対方向に凸状の第２リブを有する。
第２リブの高さは、第１リブの高さ未満であってもよい。
第２リブを設けることにより、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に反応ガス導出入部への接着剤の流れ込みを抑えることができる。

本開示の第２実施形態においては、第１セパレータが反応ガス導出入部を有する領域において、第２セパレータは、第１セパレータの反応ガス導出入部の第１リブと対向しない領域に、第１リブと同じ方向に凸状の第３リブを有していてもよい。
第３リブの高さは、第１リブの高さ未満であってもよい。
本開示においては、樹脂フレームを挟んで反応ガス導出入部を有する第１セパレータと対向する第２セパレータにおいて、反応ガス導出入部を有する第１セパレータの第１リブと対向しない領域に第１リブと同じ方向に凸状の第３リブを設けることで、一対のセパレータと樹脂フレームとの熱圧着時に接着剤層の押しつぶしによる接着剤の外部への流れ出しを抑制することができ、接着剤層厚みを確保できる。ここでいう外部とは、一対のセパレータと樹脂フレームとの接着面となる領域の外部を意味する。

本開示の第３実施形態においては、第１セパレータが反応ガス導出入部を有する領域において、第２セパレータは、第１セパレータの反応ガス導出入部の第１リブ及び第２リブと対向しない領域に、第１リブと同じ方向に凸状の第３リブを有していてもよい。

本開示の第４実施形態においては、第１セパレータが反応ガス導出入部を有する領域において、第２セパレータは、平面視において第１セパレータの反応ガス導出入部の流路方向と交差する方向に、第１リブと同じ方向に凸状の第３リブを有していてもよい。
第３リブによる接着剤層厚みの確保は、平面視において第３リブを第１セパレータの反応ガス導出入部の流路と交差させて配置した場合でも有効である。

図１は、本開示の燃料電池スタックの反応ガスマニホールド付近を平面視したときの一例を示す平面模式図である。
図１で示すように第１セパレータ２０は反応ガス導出入部２１を有する。
反応ガスマニホールド１０は、燃料ガスマニホールドであってもよく、酸化剤ガスマニホールドであってもよい。
本開示の燃料電池スタックは、平面視において反応ガスマニホールド１０を囲いシールするシールシートのシールライン１１を有していてもよい。

図２は、図１のＡ－Ａ断面の一例を示す断面模式図である。図２においては便宜のため単セルを１つのみ示したが、単セルが複数個積層されていてもよい。
図２で示すように、本開示の燃料電池スタックの単セルは、反応ガスマニホールド１０付近においては、第１セパレータ２０と第２セパレータ２２と、第１セパレータ２０と第２セパレータ２２の間に配置された樹脂フレーム２３とを有する。
樹脂フレーム２３は、第１接着剤層２４と、第２接着剤層２５と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層２６の３層構造を有する。
第１セパレータ２０は、反応ガス導出入部２１の流路となる第１リブ３０の両側の付け根部位に当該第１リブ３０とは反対方向に凸状の第２リブ３１を有する。
これにより、一対のセパレータと樹脂フレーム２３との熱圧着時の第１接着剤層２４の第１リブ３０への流れ込みを抑制することができ、第１接着剤層２４の厚みを確保することができる。
第１セパレータ２０が反応ガス導出入部２１を有する領域において、第２セパレータ２２は、反応ガス導出入部２１を有さず、第１セパレータ２０の反応ガス導出入部２１の第１リブ３０及び第２リブ３１と対向しない領域に、第１リブ３０と同じ方向に凸状の第３リブ３２を有する。
これにより、一対のセパレータと樹脂フレーム２３との熱圧着時の一対の接着剤層の押しつぶしによる接着剤の外部への流れ出しを抑制することができ、一対の接着剤層の厚みを確保することができる。
なお、図２において、第３リブ３２は、第２リブ３１と対向する領域に配置されていてもよい。

図３は、図１のＡ－Ａ断面の別の一例を示す断面模式図である。図３において図２と同じ構成については同じ符号を用い、その説明は省略する。図３においては便宜のため単セルを１つのみ示したが、単セルが複数個積層されていてもよい。
図３で示すように、第１セパレータ２０が反応ガス導出入部２１を有する領域において、第２セパレータ２２は、反応ガス導出入部２１を有さず、第１セパレータ２０の反応ガス導出入部２１の流路方向と交差する方向（図３においてＡ－Ａ断面に沿う方向）に、第１リブ３０と同じ方向に凸状の第３リブ３２を有する。
これにより、一対のセパレータと樹脂フレーム２３との熱圧着時の一対の接着剤層の押しつぶしによる接着剤の外部への流れ出しを抑制することができ、一対の接着剤層の厚みを確保することができる。

１０ 反応ガスマニホールド
１１ シールライン
２０ 第１セパレータ
２１ 反応ガス導出入部
２２ 第２セパレータ
２３ 樹脂フレーム
２４ 第１接着剤層
２５ 第２接着剤層
２６ コア層
３０ 第１リブ
３１ 第２リブ
３２ 第３リブ

Claims (1)

1. 一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体とを備えた単セルを複数積層したセル積層体を有する燃料電池スタックであって、
   前記燃料電池スタックは、反応ガスマニホールドを有し、
   前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ前記反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
   前記一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
   前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、
   前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
   前記一対のセパレータは、反応ガス導出入部の流路となる第１リブの両側の付け根部位に当該第１リブとは反対方向に凸状の第２リブを有する、燃料電池スタック。