JP4483289B2 - Fuel cell stack - Google Patents

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Description

本発明はメタルセパレータを含むセルを積層した燃料電池スタックに関する。 The present invention relates to a fuel cell stack formed by stacking the cell containing the main barrel separator.

特開平１１−３５４１４２号公報は、メタルセパレータを用いた燃料電池において、メタルセパレータ表面に耐食性・導電性のコーティングを施したものを開示している。
また、セパレータとＭＥＡを積層してスタックを構成することを開示している。
特開平１１−３５４１４２号公報 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-354142 discloses a fuel cell using a metal separator in which a metal separator surface is coated with a corrosion-resistant and conductive coating.
Moreover, it discloses that a separator and MEA are stacked to form a stack.
JP 11-354142 A

しかし、従来のコーティングを施したメタルセパレータを積層した燃料電池にはつぎの問題がある。
１）コーティングが不均一な場合は、燃料電池スタックの締結荷重を一定にするため、ばね等の構造材が必要で、コスト、重量、体格アップ等の要因となっている。
２）コーティングが不均一な場合は、電極への面圧が不均一になり、電池性能の低下、耐久性の低下を引き起こす。
３）セル面内に生成水が溜まると発電有効面積が減少し、性能低下を引き起こす。 However, a conventional fuel cell in which metal separators with coatings are stacked has the following problems.
1) When the coating is non-uniform, a structural material such as a spring is required to make the fastening load of the fuel cell stack constant, which causes cost, weight, and buildup.
2) If the coating is non-uniform, the surface pressure on the electrode will be non-uniform, leading to degradation of battery performance and durability.
3) If the generated water accumulates in the cell surface, the effective power generation area decreases, causing a decrease in performance.

本発明の第１の目的は、スタックの締結荷重を一定にするためのばね等を不要とするメタルセパレータを含む燃料電池スタックを提供することにある。
本発明の第２の目的は、第１の目的に加えて電極への面圧を均一化できるメタルセパレータを含む燃料電池スタックを提供することにある。
本発明の第３の目的は、第１の目的または第２の目的に加えてセル面内に生成水が溜まることを抑制できるメタルセパレータを含む燃料電池スタックを提供することにある。 A first object of the present invention is to provide a fuel cell stack including a Rume barrel separator to eliminate the need for a spring or the like for the fastening load of the stack constant.
A second object of the present invention is to provide a fuel cell stack including a Rume barrel separator can be made uniform surface pressure to the electrode in addition to the first object.
A third object of the present invention is to provide a first purpose or a fuel cell stack comprising Rume barrel separator can prevent the generated water is accumulated in the second addition cell surface to the purpose.

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） メタルセパレータを含むセルを積層した燃料電池スタックであって、前記メタルセパレータの表面に導電性および耐食性を有するコートを形成し、、該コートは電極または拡散層と接触する部分を含んでおり、前記コートに０．１〜１０ＭＰａの弾性率をもたせ、前記燃料電池スタックの端部からスタック締結荷重を一定にするためのばねを除去した燃料電池スタック。
（２） 前記コートをセパレータに塗布形成後該コートを形成したメタルセパレータを再プレスしてガス拡散層に接触する面の平面度を再プレス前より高くした請求項１記載の燃料電池スタック。
（３） 前記メタルセパレータに複数の孔を形成し、前記メタルセパレータの孔形成領域の表面に導電性および耐食性を有する前記コートを形成し、該コートに水透過性をもたせた請求項１または請求項２記載の燃料電池スタック。 The present invention for achieving the above object is as follows.
(1) A fuel cell stack in which cells including a metal separator are stacked, wherein a coat having conductivity and corrosion resistance is formed on the surface of the metal separator, and the coat includes a portion in contact with an electrode or a diffusion layer A fuel cell stack in which an elastic modulus of 0.1 to 10 MPa is applied to the coat and a spring for removing a stack fastening load from the end of the fuel cell stack is removed.
(2) the fuel cell stack according to claim 1, wherein the coating was higher than re before pressing the flatness of the surface and re-pressing the metal separators forming the coat after coating formed in the separator in contact with the gas diffusion layer.
(3) A plurality of holes are formed in the metal separator, the coating having conductivity and corrosion resistance is formed on a surface of a hole forming region of the metal separator, and the coating has water permeability. Item 3. The fuel cell stack according to Item 2.

上記（１）の燃料電池スタックによれば、第１の効果として、コートに弾性をもたせたので、スタック締結荷重を一定にするばねが不要となり、締結荷重を一定にするために燃料電池スタック端部に従来設けていたばねが不要となる。その結果、ばね分、コスト、重量、体格を低減できる。
上記（２）の燃料電池スタックによれば、第１の効果に加えて、第２の効果として、コートをセパレータに塗布形成後該コートを形成したメタルセパレータを再プレスしてガス拡散層に接触する面の平面度を再プレス前より高くしたので、電極への面圧が均一化され、電池性能が向上し、耐久性も向上する。
上記（３）の燃料電池スタックによれば、第１の効果または第１、第２の効果に加えて、第３の効果として、メタルセパレータに複数の孔を形成し、メタルセパレータに形成されるコートに水透過性をもたせたので、酸化剤ガスの流路の下流部分で生成された水がコートとメタルセパレータの孔を通してセパレータの裏側のガス流路（冷却水流路とは分離され冷却水流路からシールされているガス流路）に排出され、酸化剤ガス流路下流部のフラッディングを抑制するとともに、排出されたガス流路から必要に応じて酸化剤ガス流路の上流側に戻されることにより、酸化剤ガス入口の乾きを抑制することができる。 According to the fuel cell stack of the above (1), as a first effect, since the elasticity is given to the coat, a spring for making the stack fastening load constant becomes unnecessary, and the end of the fuel cell stack is made to make the fastening load constant. This eliminates the need for a spring that is conventionally provided in the section. As a result, the amount of spring, cost, weight, and physique can be reduced.
According to the fuel cell stack of the above (2), in addition to the first effect, as a second effect, after the coating is applied to the separator, the metal separator on which the coat is formed is re-pressed to contact the gas diffusion layer Since the flatness of the surface to be worked is made higher than before re-pressing, the surface pressure on the electrode is made uniform, the battery performance is improved, and the durability is also improved.
According to the fuel cell stack of the above (3), in addition to the first effect or the first and second effects, as a third effect , a plurality of holes are formed in the metal separator to form the metal separator. Since the water permeability of the coat is provided, the water generated in the downstream portion of the oxidant gas flow path is separated from the gas flow path on the back side of the separator through the hole of the coat and the metal separator (the cooling water flow path is separated from the cooling water flow path). To the gas flow path that is sealed from the exhaust gas) to suppress flooding in the downstream portion of the oxidant gas flow path and to return to the upstream side of the oxidant gas flow path as necessary from the discharged gas flow path. Thus, drying of the oxidant gas inlet can be suppressed.

以下に、本発明の燃料電池スタックを、図１〜図８を参照して説明する。
図中、図１〜図３は本発明の実施例１を示し、図４〜図６は本発明の実施例２を示し、図７、図８は本発明の実施例３を示す。本発明の実施例１〜実施例３にわたって共通する、または類似する部分には、本発明の実施例１〜実施例３にわたって同じ符号を付してある。
まず、本発明の実施例１〜実施例３にわたって共通する、または類似する部分を、たとえば図１〜図３を参照して、説明する。 Hereinafter, the fuel cell stack of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 to 3 show Embodiment 1 of the present invention, FIGS. 4 to 6 show Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. 7 and 8 show Embodiment 3 of the present invention. Portions common to or similar to the first to third embodiments of the present invention are denoted by the same reference numerals throughout the first to third embodiments of the present invention.
First, parts common to or similar to the first to third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の燃料電池スタックが適用される燃料電池は、積層型燃料電池であり、たとえば、積層型の固体高分子電解質型燃料電池１０である。該燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
固体高分子電解質型燃料電池１０は、膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータ１８との積層体からなる。積層方向は上下方向に限るものではなく、任意の方向でよい。
膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜１１とこの電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）１７とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層が設けられる。 Fuel cell fuel cell stack of the present invention is applied is a stacked fuel cell, for example, a solid polymer electrolyte fuel cell 10 of the multilayer. The fuel cell 10 is mounted on, for example, a fuel cell vehicle. However, it may be used other than an automobile.
The solid polymer electrolyte fuel cell 10 is composed of a laminate of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator 18. The stacking direction is not limited to the vertical direction, and may be any direction.
The membrane-electrode assembly includes an electrolyte membrane 11 made of an ion exchange membrane, an electrode (anode, fuel electrode) 14 made of a catalyst layer disposed on one surface of the electrolyte membrane, and a catalyst layer disposed on the other surface of the electrolyte membrane. It consists of electrodes (cathode, air electrode) 17. Between the membrane-electrode assembly and the separator 18, diffusion layers are provided on the anode side and the cathode side, respectively.

セパレータ１８には、アノード１４、カソード１７に燃料ガス（水素）および酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための反応ガス流路２７、２８（燃料ガス流路２７、酸化ガス流路２８）と、その裏面に冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６が形成されている。また、セパレータ１８には、燃料ガス流路２７に燃料ガスを供給、排出するための燃料ガスマニホールド３０、酸化ガス流路２８に酸化ガスを供給、排出するための酸化ガスマニホールド３１、冷媒流路２６に冷媒を供給、排出するための冷媒マニホールド２９が形成されている。   In the separator 18, reaction gas channels 27 and 28 (fuel gas channel 27, oxidizing gas channel 28) for supplying fuel gas (hydrogen) and oxidizing gas (oxygen, usually air) to the anode 14 and cathode 17. ) And a refrigerant flow path 26 for flowing a refrigerant (usually cooling water) is formed on the back surface thereof. Further, the separator 18 has a fuel gas manifold 30 for supplying and discharging fuel gas to and from the fuel gas channel 27, an oxidizing gas manifold 31 for supplying and discharging oxidizing gas to the oxidizing gas channel 28, and a refrigerant channel. A refrigerant manifold 29 for supplying and discharging refrigerant is formed at 26.

膜−電極アッセンブリとセパレータ１８を重ねて単位燃料電池（「単セル」ともいう）１９を構成し、少なくとも１つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）、ボルト・ナット２５により固定して、燃料電池スタック２３を構成する。   A unit fuel cell (also referred to as “single cell”) 19 is configured by stacking the membrane-electrode assembly and the separator 18, a module is configured from at least one cell, and the module is stacked to form a cell stack. Terminals 20, insulators 21 and end plates 22 are arranged at both ends of the cell stacking direction, the cell stack is clamped in the cell stacking direction, and a fastening member (for example, a tension plate 24) extending in the cell stacking direction outside the cell stack, The fuel cell stack 23 is configured by fixing with bolts and nuts 25.

各セル１９の、アノード側１４では、水素を水素イオン（プロトン）と電子にする電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜１１中をカソード側に移動し、カソード１７側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる）から水を生成する反応が行われ、かくして発電が行われる。
アノード側：Ｈ2 →２Ｈ+ ＋２ｅ-
カソード側：２Ｈ+ ＋２ｅ- ＋（１／２）Ｏ2 →Ｈ2 Ｏ An ionization reaction that converts hydrogen into hydrogen ions (protons) and electrons is performed on the anode side 14 of each cell 19, and the hydrogen ions move to the cathode side through the electrolyte membrane 11, and oxygen, hydrogen ions, and Reaction to generate water from electrons (electrons generated at the anode of the adjacent MEA come through the separator, or electrons generated at the anode of the cell at one end in the cell stacking direction come to the cathode of the other end cell through an external circuit) Thus, power generation is performed.
Anode side: H 2 → 2H + + 2e −
Cathode side: 2H + + 2e − + (1/2) O 2 → H 2 O

セパレータ１８は、メタルセパレータであってもよいし、メタルセパレータと樹脂フレームの組合せであってもよい。
メタルセパレータ１８は、金属板１８ａ（たとえば、ステンレス板）と、金属板１８ａの少なくとも一面（両面でもよい）の表面に塗布、形成されたコート１８ｂ（コーティング層）とからなる。コート１８ｂは、導電性と耐食性を有する。コート１８ｂは、たとえば、導電性フィラー（たとえば、固体である、Ｃ粉、天然黒鉛粉、金属粉など）を混入した、樹脂、ゴム（たとえば、ＳＢＲ）を液状で塗布し、固化したものである。コート１８ｂは、ＭＥＡまたは拡散層に接触される。コート１８ｂは、反応ガス流路２７、２８の表面を形成しており、燃料ガス、酸化剤ガスはコート１８ｂに接触する。隣り合うセルの金属板１８ａの間には、冷却水流路２６が形成され、金属板１８ａは冷却水に接触する。 The separator 18 may be a metal separator or a combination of a metal separator and a resin frame.
The metal separator 18 includes a metal plate 18a (for example, a stainless steel plate) and a coat 18b (coating layer) applied and formed on at least one surface (or both surfaces) of the metal plate 18a. The coat 18b has conductivity and corrosion resistance. The coat 18b is obtained by, for example, applying resin and rubber (for example, SBR) mixed with a conductive filler (for example, solid, C powder, natural graphite powder, metal powder, etc.) in a liquid state and solidifying. . The coat 18b is in contact with the MEA or the diffusion layer. The coat 18b forms the surfaces of the reaction gas flow paths 27 and 28, and the fuel gas and the oxidant gas are in contact with the coat 18b. A cooling water channel 26 is formed between the metal plates 18a of adjacent cells, and the metal plate 18a contacts the cooling water.

上記の構成の作用・効果については、メタルセパレータ１８がコート１８ｂを有し、該コート１８ｂが導電性、耐食性を有するので、電極からの電子を隣り合うセパレータ間に流すことができるとともに、反応ガスに微量含まれるフッ酸や硫酸などの酸成分から金属板１８ａを保護することができる。   Regarding the operation and effect of the above configuration, the metal separator 18 has the coat 18b, and the coat 18b has conductivity and corrosion resistance, so that electrons from the electrodes can flow between the adjacent separators and the reaction gas. The metal plate 18a can be protected from acid components such as hydrofluoric acid and sulfuric acid contained in a small amount.

つぎに、本発明の各実施例の構成、作用・効果を説明する。
〔実施例１〕
本発明の実施例１では、図１〜図３に示すように、メタルセパレータ１８のコート１８ｂは、弾性を付与され、「弾性コート」１８ｂとなっている。コート１８ｂの弾性率は、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａとされ、従来のコートに比べて柔らかく、また、ステンレスの弾性率２×１０5 ＭＰａに比べて柔らかい。この弾性率は、コート１８ｂ中のゴム（たとえば、ＳＢＲ）の割合を選定する（従来に比べて増やす）ことにより、得られる。コート１８ｂは、厚さ方向に均一な弾性をもつ単一層である。
また、コート１８ｂの厚さは１００μｍ以下とされ、たとえば、１０〜１００μｍ、より望ましくは、５０〜１００μｍとされ、従来に比べて厚い。コート１８ｂは、塗布、スプレー、ディッピングなどにより形成される。 Next, the configuration, operation and effect of each embodiment of the present invention will be described.
[Example 1]
In Example 1 of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 3, the coating 18 b of the metal separator 18 is given elasticity and becomes an “elastic coating” 18 b. The elastic modulus of the coat 18b is 0.1 MPa to 10 MPa, which is softer than that of the conventional coat and softer than the elastic modulus of stainless steel 2 × 10 5 MPa. This elastic modulus can be obtained by selecting the ratio of rubber (for example, SBR) in the coat 18b (increasing as compared with the prior art). The coat 18b is a single layer having uniform elasticity in the thickness direction.
The thickness of the coat 18b is 100 μm or less, for example, 10 to 100 μm, more preferably 50 to 100 μm, which is thicker than the conventional one. The coat 18b is formed by coating, spraying, dipping or the like.

実施例１の作用・効果については、コート１８ｂに弾性をもたせることによって、セパレータ１８に弾性を付与する。これによって、スタック２３の端部に従来設けていた、締結荷重を一定にするためのばねが不要となり、ばね除去分、低コスト、軽量なスタックを構成できる。   As for the operation and effect of the first embodiment, the separator 18 is given elasticity by giving the coat 18b elasticity. This eliminates the need for a spring that is conventionally provided at the end of the stack 23 so as to make the fastening load constant, and allows the stack to be removed at a low cost and at a low cost.

〔実施例２〕
本発明の実施例２では、図４〜図６に示すように、メタルセパレータ１８の金属板１８ａに導電性、耐食性のコート１８ｂを塗布、形成後、コート１８ｂを形成したメタルセパレータ１８を再プレスして、拡散層に接する側の面１８ｃ（ガス流路２７、２８となる溝をもつ面の場合は、溝と溝との間のリブの頂面１８ｃ）の平面度の高いセパレータ１８を形成する。
すなわち、コート１８ｂを塗布、形成した状態では、コート１８ｂの表面は図４に示すように、凹凸があるが、これを型によりプレスすることにより、図５に示すように、面１８ｃの平面度を図４のコート表面の平面度より高くする。 [Example 2]
In Example 2 of the present invention, as shown in FIGS. 4 to 6, after applying and forming a conductive and corrosion-resistant coat 18b on the metal plate 18a of the metal separator 18, the metal separator 18 having the coat 18b formed thereon is re-pressed. Then, the separator 18 having a high flatness is formed on the surface 18c on the side in contact with the diffusion layer (in the case of a surface having grooves to be the gas flow paths 27 and 28, the top surface 18c of the rib between the grooves). To do.
That is, in the state in which the coat 18b is applied and formed, the surface of the coat 18b is uneven as shown in FIG. 4, but by pressing this with a mold, the flatness of the surface 18c is shown in FIG. Is higher than the flatness of the coat surface in FIG .

再プレスの場合、流路溝付き型によりプレスすることにより、コート１８ｂに、面１８ｃの平面度を高くすると同時に、流路溝２７、２８を形成することができる。流路溝２７、２８を形成する場合、図５に示すように、金属板１８ａは平板のままとすると、コート１８ｂの厚さは、流路溝２７、２８の深さ以上でなければならない。
また、流路溝２７、２８を形成する場合、図６に示すように、金属板１８ａも屈曲させるようにすると、コート１８ｂの厚さは、図５に比べて、薄くてよい。 In the case of re-pressing, by pressing with a channel grooved die, the flatness of the surface 18c can be increased on the coat 18b and at the same time the channel grooves 27 and 28 can be formed. When forming the channel grooves 27 and 28, as shown in FIG. 5, if the metal plate 18a remains a flat plate, the thickness of the coat 18b must be equal to or greater than the depth of the channel grooves 27 and 28.
Further, when forming the channel grooves 27 and 28, if the metal plate 18a is also bent as shown in FIG. 6, the thickness of the coat 18b may be smaller than that of FIG.

実施例２の作用・効果については、再プレスにより、コート１８ｂの拡散層またはＭＥＡ接触面の平面１８ｃの平面度が均一化、かつ高くされ、拡散層またはＭＥＡとの接触率が向上し、均一当たりが実現される。これによって、接触抵抗が低減し、電池性能が向上し、膜や電極の耐久性が向上する。
また、コート１８ｂにガス流路２７、２８を成形型にて形成する場合は、メタルセパレータは複雑な成形が不要となり、プレスコストが低減する。また、セパレータ金属材種の選択の自由度が上がり、低コスト化をはかることができる。 Regarding the operation and effect of Example 2, by re-pressing, the flatness of the flat surface 18c of the diffusion layer or MEA contact surface of the coat 18b is made uniform and high, and the contact ratio with the diffusion layer or MEA is improved and uniform. Winning is realized. This reduces contact resistance, improves battery performance, and improves the durability of the membrane and electrode.
Further, when the gas flow paths 27 and 28 are formed in the coat 18b with a molding die, the metal separator does not require complicated molding, and the press cost is reduced. Moreover, the freedom degree of selection of a separator metal material kind goes up and it can achieve cost reduction.

〔実施例３〕
本発明の実施例３では、図７、図８に示すように、メタルセパレータ１８の金属板１８ａに複数（多数）の孔１８ｄを形成し、燃料電池用メタルセパレータの孔１８ｄ形成領域の表面に導電性および耐食性を有するコート１８ｂを形成し、該コート１８ｂに水透過性をもたせる。コート１８ｂに水透過性をもたせるには、コート１８ｂをポーラス状に形成することなどにより行う。
孔１８ｄ形成領域は、酸化剤ガス流路２８の下流領域、すなわち、フラッディングを起こしやすい領域とし、酸化剤ガス流路２８のセパレータを隔てた背面側には、冷却水流路２６とセル面内方向にシール材２８Ｂにより遮断されたガス流路２８Ａを形成しておく。図７は、メタルセパレータ１８を、コート１８ｂを除去し金属板１８ａだけの状態で示してある。 Example 3
In Example 3 of the present invention, as shown in FIGS. 7 and 8, a plurality (a large number) of holes 18d are formed in the metal plate 18a of the metal separator 18, and the hole 18d formation region of the fuel cell metal separator is formed on the surface. A coat 18b having conductivity and corrosion resistance is formed, and the coat 18b has water permeability. In order to impart water permeability to the coat 18b, the coat 18b is formed in a porous shape.
The hole 18d formation region is a downstream region of the oxidant gas flow channel 28, that is, a region where flooding is likely to occur. On the back side of the oxidant gas flow channel 28 across the separator, the cooling water flow channel 26 and the in-cell direction A gas flow path 28A blocked by the sealing material 28B is formed in advance. FIG. 7 shows the metal separator 18 with the coat 18b removed and only the metal plate 18a.

実施例３の作用・効果については、セパレータ発電面で生成された水が、孔１８ｄ形成領域において、コート１８ｂの透過性部分と金属板１８ａの孔１８ｄを透過して背面側のガス流路２８Ａに抜け、酸化剤ガス流路２８の下流領域でのフラッディングが防止される。フラッディング防止により、生成水によって発電面積が縮小することがなく、安定した運転が可能になる。また、背面側に抜けた水を酸化剤ガスの上流側に戻すことにより、セルの酸化剤ガス入口部での電解質膜の乾燥を抑制でき、安定した燃料電池の運転を可能にする。   Regarding the operation and effect of the third embodiment, the water generated on the separator power generation surface permeates the permeable portion of the coat 18b and the hole 18d of the metal plate 18a in the hole 18d formation region, and the gas flow path 28A on the back side. And flooding in the downstream region of the oxidant gas flow path 28 is prevented. By preventing flooding, the generated water is not reduced by the generated water, and stable operation is possible. Further, by returning the water that has escaped to the back side to the upstream side of the oxidant gas, drying of the electrolyte membrane at the oxidant gas inlet of the cell can be suppressed, and stable fuel cell operation is enabled.

本発明の実施例１、実施例２、実施例３は、互いに独立に実施されてもよいし、２以上の実施例が互いに組み合わせて実施されてもよい。   The first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment of the present invention may be implemented independently of each other, or two or more embodiments may be implemented in combination with each other.

本発明の実施例１の燃料電池メタルセパレータを具備した燃料電池スタックの側面図である。It is a side view of a fuel collector ikesu tack provided with the fuel cell metal separator of the first embodiment of the present invention. 図１の燃料電池の一部の断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the fuel cell of FIG. 1. 図１の燃料電池のメタルセパレータの正面図である。It is a front view of the metal separator of the fuel cell of FIG. 本発明の実施例２の燃料電池スタックのメタルセパレータのコート形成後の斜視図である。It is a perspective view after the coat formation of the metal separator of the fuel cell stack of Example 2 of the present invention. 図４のメタルセパレータの再プレス後の斜視図である。It is a perspective view after the re-pressing of the metal separator of FIG. 図５のメタルセパレータで金属板の屈曲される場合の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view when a metal plate is bent by the metal separator of FIG. 5. 本発明の実施例３の燃料電池スタックのメタルセパレータの金属板１８ａの一部分の斜視図である。It is a perspective view of a part of the metal plate 18a of the metal separator of the fuel cell stack of Example 3 of the present invention. 本発明の実施例３の燃料電池スタックのメタルセパレータの正面図である。It is a front view of a metal separator for a fuel cell stack of Example 3 of the present invention.

１０ （固体高分子電解質型）燃料電池
１１ 電解質膜
１４ 電極（アノード、燃料極）
１７ 電極（カソード、空気極）
１８ メタルセパレータ
１８ａ 金属板
１８ｂ コート
１８ｃ 面
１８ｄ 孔
１９ セル
２０ ターミナル
２１ インシュレータ
２２ エンドプレート
２３ 燃料電池スタック
２４ 締結部材（テンションプレート）
２５ ボルト
２６ 冷媒流路
２７ 燃料ガス流路
２８ 酸化ガス流路
２８Ａ 背面側のガス流路
２８Ｂ シール材
２９ 冷媒マニホールド
３０ 燃料ガスマニホールド
３１ 酸化ガスマニホールド 10 (solid polymer electrolyte type) fuel cell 11 electrolyte membrane 14 electrode (anode, fuel electrode)
17 electrodes (cathode, air electrode)
18 Metal separator 18a Metal plate 18b Coat 18c Surface 18d Hole 19 Cell 20 Terminal 21 Insulator 22 End plate 23 Fuel cell stack 24 Fastening member (tension plate)
25 Bolt 26 Refrigerant channel 27 Fuel gas channel 28 Oxidizing gas channel 28A Gas channel 28B on the back side Seal material 29 Refrigerant manifold 30 Fuel gas manifold 31 Oxidizing gas manifold

Claims (3)

メタルセパレータを含むセルを積層した燃料電池スタックであって、前記メタルセパレータの表面に導電性および耐食性を有するコートを形成し、該コートは電極または拡散層と接触する部分を含んでおり、前記コートに０．１〜１０ＭＰａの弾性率をもたせ、前記燃料電池スタックの端部からスタック締結荷重を一定にするためのばねを除去した燃料電池スタック。 A fuel cell stack in which cells including a metal separator are stacked, wherein a coat having conductivity and corrosion resistance is formed on a surface of the metal separator, and the coat includes a portion in contact with an electrode or a diffusion layer. A fuel cell stack in which an elastic modulus of 0.1 to 10 MPa is provided and a spring for removing a stack fastening load from the end of the fuel cell stack is removed. 前記コートをセパレータに塗布形成後該コートを形成したメタルセパレータを再プレスしてガス拡散層に接触する面の平面度を再プレス前より高くした請求項１記載の燃料電池スタック。   The fuel cell stack according to claim 1, wherein after the coating is applied to the separator, the metal separator on which the coating is formed is re-pressed so that the flatness of the surface in contact with the gas diffusion layer is higher than before the re-pressing. 前記メタルセパレータに複数の孔を形成し、前記メタルセパレータの孔形成領域の表面に導電性および耐食性を有する前記コートを形成し、該コートに水透過性をもたせた請求項１または請求項２記載の燃料電池スタック。   3. A plurality of holes are formed in the metal separator, the coating having conductivity and corrosion resistance is formed on a surface of a hole forming region of the metal separator, and the coating has water permeability. Fuel cell stack.
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