JP4835029B2 - Manufacturing method of fuel cell - Google Patents
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Description
本発明は燃料電池の製造方法に係り、特に、セパレータで狭持されたセルの加熱方法の改良に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a fuel cell, and more particularly to an improvement in a method for heating a cell held by a separator.
燃料電池に使用されるセルは、高分子膜がセパレータで狭持されて構成されている。このセパレータは接着剤で貼り合わせられている。
従来、セルの製造方法として、例えば、特開平6−119928号公報に開示されているように、固体高分子膜をガスセパレータに挟み込み、ホットプレス等で固体高分子膜をガスセパレータに直接癒着させることが知られていた(特許文献1)。
Conventionally, as a manufacturing method of a cell, for example, as disclosed in JP-A No. 6-119928, a solid polymer film is sandwiched between gas separators, and the solid polymer film is directly adhered to the gas separator by hot pressing or the like. It was known (Patent Document 1).
しかしながら、ホットプレスによるセパレータの加熱接着では、加圧プレートに接する部分に比べ、セルのスタックの中央付近に近づくほど温度が低くなるため、接着強度にむらが生じてしまっていた。また、ホットプレスではプレート自体の昇温に時間を要していた。 However, in the heat bonding of the separator by hot pressing, the temperature becomes lower as it approaches the center of the cell stack as compared with the portion in contact with the pressure plate, resulting in uneven bonding strength. Further, in the hot press, it takes time to raise the temperature of the plate itself.
そこで本発明は、燃料電池のセパレータをむら無く接着可能な燃料電池の製造方法及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a fuel cell and a method for manufacturing the same that can adhere a fuel cell separator evenly.
上記目的を達成するために、本発明の導電性材料で形成された板部材に接着剤で接着させたセルを備える燃料電池の製造方法は、上記板部材の周囲に接着剤を付着させるステップと、上記接着剤を付着させた上記セルを複数積層して誘導コイルの内部に配置するステップと、上記誘導コイルに電流を印加し、上記誘導コイル内に生じた磁界により上記板部材の各々に渦電流を発生させ、上記渦電流によって発生する熱で上記接着剤を硬化させるステップと、を備え、上記硬化させるステップでは、上記接着剤を付着させた上記板部材の周囲において上記渦電流によって発生する熱により上記接着剤の硬化可能な温度以上となるように上記誘導コイルに印加する上記電流を制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a fuel cell including a cell bonded to a plate member formed of a conductive material of the present invention with an adhesive includes attaching an adhesive around the plate member; A step of stacking a plurality of the cells to which the adhesive has been attached and arranging the cells inside the induction coil; and applying a current to the induction coil, and vortexing each of the plate members by a magnetic field generated in the induction coil. Generating an electric current and curing the adhesive with heat generated by the eddy current, and the curing step generates the eddy current around the plate member to which the adhesive is attached. The current applied to the induction coil is controlled so that the temperature is higher than the temperature at which the adhesive can be cured by heat.
上記方法によれば、誘導コイルの内部には均一な磁界が発生するので、セルが複数積層されていたとしても、中程に位置するセルにも、端部に位置するセルと同等の磁界が及ぼされる。このため板部材に発生する渦電流の量も同等の電流量となり、従って、発生する熱もほぼ等しくなる。このため、積層したセル間で接着剤の硬化の程度に差異が生じることを抑制できる。そしてセルを積層して配置しても、接着剤を均一に硬化させることができるので、生産性を高めることができる。 According to the above method, since a uniform magnetic field is generated inside the induction coil, even if a plurality of cells are stacked, a magnetic field equivalent to the cell located at the end is also applied to the cell located in the middle. Affected. For this reason, the amount of eddy current generated in the plate member is also equal to the amount of current, and thus the generated heat is substantially equal. For this reason, it can suppress that a difference arises in the grade of the hardening of an adhesive agent between the laminated | stacked cells. And even if it arrange | positions by laminating | stacking a cell, since an adhesive agent can be hardened uniformly, productivity can be improved.
ここで、「導電性材料で形成された板部材」に限定はなく、磁界の供給により渦電流を生じうる程度に導電性を備えていればよい。純粋な金属である場合も導電性材料を混入させた部材であってもよい。
接着剤は、一対の板部材間を接着して一つのセルを形成するために付着されるものでもよいが、二つのセルを互いに接着するためにセル間に付着されるものでもよい。
Here, there is no limitation on the “plate member formed of a conductive material”, and it is only necessary to have conductivity to such an extent that an eddy current can be generated by supplying a magnetic field. Even a pure metal may be a member mixed with a conductive material.
The adhesive may be attached to bond a pair of plate members to form one cell, but may be attached between the cells to bond two cells to each other.
「誘導コイル」は、例えばソレノイド型コイルであり、必ずしも円筒型である必要はない。鉄心、フェライト等の磁性体を備えていてもよい。 The “induction coil” is, for example, a solenoid type coil and does not necessarily have to be a cylindrical type. You may provide magnetic bodies, such as an iron core and a ferrite.
本発明において、誘導コイルによる加熱後に、積層されたセルを積層方向に加圧しながら加熱することは好ましい。積層されたセルの各々にはほぼ同等の渦電流が流れるため、渦電流による発熱量もほぼ等しいが、端部のセルは熱が逃げやすく、逆に中程のセルに比べて温度上昇が少なくなる場合がある。この点、本発明によれば、誘導加熱後に、積層されたセルの両側から加圧加熱されるので、端部に近い領域のセルに対し加熱を行え、総てのセルにおける接着剤をむら無く硬化させることができる。 In the present invention, after heating by the induction coil, it is preferable to heat the stacked cells while pressurizing them in the stacking direction. Since almost the same eddy current flows in each of the stacked cells, the amount of heat generated by the eddy current is almost the same, but the heat at the end cell is easy to escape, and conversely the temperature rise is less than that of the middle cell. There is a case. In this regard, according to the present invention, after induction heating, pressure is heated from both sides of the stacked cells, so that the cells in the region near the end can be heated, and the adhesive in all the cells is not uneven. It can be cured.
また、本発明の燃料電池の製造方法は、導電性材料で形成された板部材に接着剤を付着させたセルを複数積層して誘導コイルの内部に配置するステップと、上記誘導コイルに電流を印加し、上記誘導コイル内に生じた磁界により上記板部材の各々に渦電流を発生させ、該渦電流によって発生する熱で該接着剤を硬化させるステップと、を備え、上記硬化させるステップでは、上記接着剤を付着させた上記板部材の周囲において上記渦電流によって発生する熱により上記接着剤の硬化可能な温度以上となるように上記誘導コイルに印加する上記電流を制御し、上記誘導コイルによる加熱と併行して、上記積層されたセルを積層方向に加圧しながら加熱することを特徴とする。 The method of manufacturing a fuel cell according to the present invention includes a step of stacking a plurality of cells each having an adhesive attached to a plate member made of a conductive material and placing the cells inside the induction coil, and supplying a current to the induction coil. Applying and generating an eddy current in each of the plate members by a magnetic field generated in the induction coil, and curing the adhesive with heat generated by the eddy current, and in the curing step, The current applied to the induction coil is controlled by the heat generated by the eddy current around the plate member to which the adhesive is adhered so that the temperature is higher than the temperature at which the adhesive can be cured. Along with the heating, the stacked cells are heated while being pressed in the stacking direction.
以上本発明によれば、中程に位置するセルにも、端部に位置するセルと同等の磁界が及ぼされるので、セルを積層することで生産性を高めながらも、積層されたセル間で接着剤をむら無く硬化させることができる。 As described above, according to the present invention, since the magnetic field equivalent to the cell located at the end is exerted on the cell located in the middle, the productivity is increased by stacking the cells. The adhesive can be cured without unevenness.
(実施形態1)
本発明の実施形態1は、燃料電池のセルを形成の接着に誘導コイルを利用する具体例に関する。図1に、実施形態1の誘導加熱装置100の概略斜視図を示す。図2に誘導加熱装置100の中心軸を含む切断面における概略断面図を示す。
図1に示すように、誘導加熱装置100は、誘導コイル1と交流電源装置2とを備えている。図1及び図2に示されるセル31〜3n(3xで代表する)は、誘導コイル1内におけるセルの配置を例示したものである。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
誘導コイル1は、導電線をソレノイド状に密集して回旋させて構成される。その巻き方に限定は無いが、セルを収容する空間において均一な磁界が生じるような巻き方が好ましい。例えば、無限長ソレノイドコイルは、その巻数をn、コイルに流す電流をIとすれば、内部に発生する磁界φは、
φ=nI
となり、コイルの内部に配置されている限り、中心軸からの変位によらず均一の磁界となる。このため、ある程度の長さのソレノイドコイル内にセルを配置するように誘導加熱装置100の誘導コイル1を構成することは好ましい。
The
φ = nI
As long as it is arranged inside the coil, a uniform magnetic field is obtained regardless of the displacement from the central axis. For this reason, it is preferable to configure the
誘導コイル1を構成する導電線に限定は無いが、当該誘導コイル1では相当に高い磁界を生じさせるため、コイル内部を流れる電流量も多くなると予測される。このため、電気抵抗は極力小さく、かつ、コイル内部で発生する熱に耐えうるような材料、例えば銅やアルミニウムで構成される。また、導電線の径も、誘導コイル1に流す最大電流値に対し余裕のある電流容量を呈する径とする。
Although there is no limitation on the conductive wire constituting the
また誘導コイル1は、全体として角柱状を呈するように、すなわち軸芯に垂直な断面形状が方形となるように構成されている。このような形状に回旋しておけば、加熱対象となるセル3xが平置き可能となり、容積効率がよい。但し、誘導コイル1をその他の形状、例えば、円筒形を呈するように、軸芯に垂直な断面形状が円形となるように構成してもよい。
In addition, the
交流電源装置2は、所定の周波数、例えば商用電源の周波数である50Hzまたは60Hzの交流電流を誘導コイル1に流すことが可能な電源装置である。その電流量は、被加熱物(セル)に発生させたい熱量に応じて定められる。
The AC power supply device 2 is a power supply device that can pass an AC current of a predetermined frequency, for example, 50 Hz or 60 Hz, which is a frequency of a commercial power supply, to the
図3に示すように、本発明の誘導加熱装置100では、被加熱物であるセルに磁界を印加し、渦電流を生じさせ、その渦電流に応じて発生する熱で接着剤32を硬化させるものである。接着剤32に及ぼしたい熱量と実際に誘導コイル1に供給する電流との関係から、接着剤32を硬化させるために足りる、誘導コイル1中の電流量を定め、その電流量で交流電流を供給するように、交流電源装置2の出力を設定する。すなわち、誘導コイル1に供給する交流電流と最終的に接着剤32に及ぼされる熱との間では、交流電流→誘導コイル1内に発生する磁界→その磁界により生じる渦電流→渦電流に応じて生じる熱、というエネルギー変換過程を経る。中間のエネルギー状態である磁界や渦電流の量を直接的に把握する必要はなく、入力である交流電流と出力であるセパレータ30で発生する熱との関係が把握されていればよい。このため、例えば交流電源装置2から誘導コイル1への印加電流と、内部に配置された金属板の表面温度との関係を実測することで、本実施形態の場合に誘導コイル1に印加すべき交流電流が把握できる。
As shown in FIG. 3, in the
図示しないが、誘導コイル1の内部には、積層されたセル3xを安定して載置可能なような、絶縁物で形成されたケーシングやガイドが設けられる。また、誘導コイル1の内部にセル3xを搬入したり、誘導コイル1の内部からセル3xを搬出したりするための搬入出装置(アーム等)が設けられる。
Although not shown, a casing and a guide made of an insulator are provided in the
なお、図2に示すように、一つのセル3xは、燃料電池の発電を担う発電体31を一対のセパレータ30で狭持し、それらの周囲を接着剤32で封止して構成されている。具体的には、発電体31の周囲を、図示しない樹脂フレーム(ガスケット)を介して接着剤32で封止することによって構成されるものである。本発明は、この接着剤32の効果的な加熱方法に関する。
As shown in FIG. 2, one
発電体31としては、例えば、MEA構造、すなわち高分子電解質膜の両側に、多孔質支持層に触媒を担持させた触媒電極が形成された積層構造である。この発電体31の構造は、対象となる燃料電池の方式によりその他種々のオプションが考えられる。例えば、固体酸化物形燃料電池であれば、ジルコニア等の電解質をランタンマンガナイト等のカソード極とニッケル等のアノード極との間に挟み込んだものが基本構造となる。溶融炭酸塩形燃料電池であれば、炭酸塩をLiAlO2等の保持材にしみこませた電解質板をアノード極とカソード極との間に挟み込んだもの、リン酸形燃料電池であれば、リン酸を電解質としてアノード極とカソード極との間に挟み込んだもの、高分子電解質形燃料電池であれば、フッ素系イオン交換膜等の高分子電解質含んだ電解質膜をアノード極とカソード極との間に挟み込んだ構造を備えるものが適用可能である。
The
図3に示すように、セパレータ30は、上記発電体31のカソード極側とアノード極側のそれぞれに酸化ガスや水素ガスを供給するために、発電領域35のほぼ全面に流路30が配置された構造を備えている。セパレータの素材や構造に限定はないが、金属セパレータといわれるステンレス金属(SUS)の平体またはステンレス表面に導電性材と耐食材とを得したもの、カーボンセパレータといわれるカーボンと樹脂とで構成されたもの等がある。加工しやすい金属材料、例えばアルミニウム、鉄、チタン、ステンレスなどにカーボンを含有させたものが利用される。特に、本発明では、誘導加熱によりこのセパレータ30に渦電流を生じさせる必要があるため、導電性材料で形成されていることを要する。本実施形態では、金属セパレータを利用するものとする。セパレータ30の厚みは、0.05〜0.3mm程度となり、多数積層するためには0.1mm以下の厚みであることが好ましい。
As shown in FIG. 3, the
セパレータ30の発電領域35には、流路構造34が形成されている。この流路構造34は、発電体31に対向したアノード側のセパレータ30の面では、燃料ガスである水素ガスの流路を提供し、カソード側のセパレータ30の面では、酸化ガスである空気の流路を提供するようになっている。また、セル3xの外側におけるセパレータ30の面は、冷却液の流路を提供するようになっている。また、流路構造34を流れる水素ガス、空気、冷却液は、セパレータ30の発電領域35の周囲に設けられた複数のマニホールド33のいずれかから供給されるようになっている。
A
ここで、セル3xは、その表面が磁界の方向に垂直になるように配置されるものとする。また、セル(セパレータ)の幾何学的中心と誘導コイル1の軸芯とが一致するように配置されるものとする。
Here, the
上記誘導加熱装置100の構成において、図2に示すように、金属で形成されたセル3xが積層されて誘導コイル1の内部に配置され、交流電源装置2から誘導コイル1に交流電流が供給されると、誘導コイル1の内外に磁界を生じる。上記したように、誘導コイル1の内部ではこの磁界が一定になっている。金属製のセパレータ30に磁界が貫くと、図3に示すように、磁界の向きに応じて定まる渦電流EDが流れる。この渦電流EDが流れると熱を生じる。本実施形態では、この渦電流EDに対応して発生した熱により、接着剤32を硬化させるのである。
In the configuration of the
図4に、所定の電流を流した場合における、誘導コイル1の内部におけるセパレータ30表面の位置と、その位置における温度との関係を示す、表面温度分布図を示す。図4に示すように、金属板であるセパレータ30に、その幾何学的中心(重心)を中心として渦電流EDが発生する。周囲に行くほど、発熱量が高くなる。図4が、加工時に流す交流電流量における温度分布図であるとし、Tmaxはセパレータ30の周辺における最高温度であり、Tctrは接着剤32が硬化可能な制御温度であるとする。接着剤32は、セパレータ30の周囲を封止するため、セパレータの周囲に塗布されている。この接着剤32により接着される領域を接着領域とすると、セパレータ30の周囲の接着剤32が塗布される接着領域のほぼ全域において、この制御温度Tctr以上に制御されるよう、交流電流の電流量が制御されれば、接着剤32は確実に接着されることになる。
FIG. 4 is a surface temperature distribution diagram showing the relationship between the position of the surface of the
次に、図5のフローチャート及び図6・7を参照しながら、本実施形態1における燃料電池の製造方法を説明する。
まず、最初のステップ(S1)として、図6に示すように、一つのセルを構成することになる一対のセパレータ間に接着剤を付着させる。またセル同士も接着させた積層体を製造する場合には、セル間にも接着剤を付着させる。例えば、ディスペンサ5等の塗布手段を用いて、一対のセパレータ30の各々の塗布面に硬化前の接着剤32を塗布する。塗布する領域は、発電領域35の周囲の領域である。接着剤32の種類に限定は無いが、本実施形態では、昇温により接着剤を硬化させる必要があることから、熱硬化性樹脂等、熱によって硬化する接着剤を利用する。この接着剤は無論、燃料電池で使用される水素ガス、冷却液、空気(酸素)等に対する化学的な安定性を有することが好ましい。例えばエポキシ系樹脂を適用可能である。接着剤32は、一対のセパレータ30の片方、または、双方に塗ることができる。ここで、接着剤32の他にスペーサを介して一対のセパレータ30を貼り合わせるようにしてもよい。
Next, a method for manufacturing the fuel cell according to
First, as a first step (S1), as shown in FIG. 6, an adhesive is attached between a pair of separators constituting one cell. Moreover, when manufacturing the laminated body which also made cells adhere | attach, an adhesive agent is made to adhere also between cells. For example, the
次のステップ(S2)として、図7の模式図に示すように、アノード極側のセパレータ30とカソード極側のセパレータ30とで、発電体1を位置合わせしながら挟み込む。このようにして一対のセパレータ30を貼り合わせて、セル3xの構造が形成される。このようなセル3xを複数形成しておく。セル間に接着剤を付着させた場合には、接着剤を一方または双方のセパレータ表面に付着させた後、それらセル同士を位置合わせして積層させる。
As the next step (S2), as shown in the schematic diagram of FIG. 7, the
次のステップ(S3)として、誘導加熱装置100により加熱可能な程度に、当該セル3xを積層して、図示しないアーム等により、誘導加熱装置100の誘導コイル1の内部に配置する。このとき、積層されたセル3xの幾何学的中心が、誘導コイル1の軸芯にほぼ一致するようにして、配置する(図1参照)。
As the next step (S3), the
次のステップ(S4)として、交流電源装置2から交流電流を誘導コイル1に流し始める。このとき、誘導コイル1の内部には、交流電流に応じ、各セル3xを貫いて磁界を生じる(図2参照)。各セル3xのセパレータ30は、金属で形成されているため、図3に示すような渦電流EDを生じ、図4の特性に応じてセパレータ30の周辺部を中心に加熱され、接着剤32が硬化していく。
As the next step (S4), an alternating current starts to flow from the alternating current power supply device 2 to the
接着剤32が硬化するのに足りる時間を待って(S5:NO)、接着剤32がほぼ硬化したと想定される時間T0が経過したら(S5:YES)、交流電流の印加が停止される。そして、次のステップ(S6)として、図示しないアーム等により積層されたセル3xが搬出される。
Waiting for a sufficient time for the adhesive 32 to be cured (S5: NO), and when the time T0 when the adhesive 32 is assumed to be substantially cured has elapsed (S5: YES), the application of the alternating current is stopped. Then, as the next step (S6), the
以上、本実施形態1の製造方法によれば、誘導コイル1の内部には均一な磁界が発生するので、セル3xを複数積層したままでも、各セルに同一の磁界が及ぼされ、同様の渦電流を生じさせ、同様に発熱させることができる。このため、積層したセル3x間で接着剤32の硬化の程度を均一にさせることが可能である。また、複数のセル3xを積層したまま加熱加工ができるので、生産性を高めることができる。
As described above, according to the manufacturing method of the first embodiment, a uniform magnetic field is generated inside the
また本実施形態1の製造方法によれば、誘導加熱によりセル自体が発熱して加熱されるので、定盤を接触させる加熱方法に比べ、定盤の昇温時間を短縮できる。 Further, according to the manufacturing method of the first embodiment, since the cell itself generates heat by induction heating and is heated, the heating time of the platen can be shortened compared to the heating method in which the platen is brought into contact.
特に、誘導加熱では、導体中の高周波電流は表面で多く,導体の内部に行くにしたがって指数関数的に減少する電流が流れる表皮効果を生じるので、セパレータ表面において高温となり、表面に塗布されている接着剤32を硬化する方法として適する。 In particular, in induction heating, a high-frequency current in the conductor is large on the surface, and a skin effect occurs in which a current that decreases exponentially as it goes inside the conductor, resulting in a high temperature on the separator surface that is applied to the surface. It is suitable as a method for curing the adhesive 32.
(実施形態2)
本発明の実施形態2は、燃誘導コイルと加圧プレートを併用した誘導加熱装置の具体例に関する。図8に、実施形態2の誘導加熱装置102の概略斜視図を示す。図9に誘導加熱装置102の中心軸を含む切断面における概略断面図を示す。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of this invention is related with the specific example of the induction heating apparatus which used a fuel induction coil and the pressurization plate together. In FIG. 8, the schematic perspective view of the
図8及び図9に示すように、誘導加熱装置102は、誘導コイル1と交流電源装置2とを備えている点は、実施形態1と同様であるが、さらに加圧プレート4A及び4Bを備えている点で異なっている。誘導コイル1、交流電源装置2、セル3xの構成については、実施形態1と同様であり説明を省略する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
加圧プレート4A及び4Bは、いわゆる加熱プレス装置(ホットプレート)を構成しており、誘導コイル1の軸方向から誘導コイル1の内部に配置されたセル3xの積層体を加圧・加熱可能に設けられている。加圧プレート4A及び4Bは、図示しない移動機構により、図の矢印方向またはその逆方向に搬送可能に設けられている。この加圧プレート4A及び4Bは、水平に外形形状が誘導コイル1の内部に挿入可能な形状と大きさを備えており、かつ、被加圧体であるセル3x全体を加圧可能な形状と大きさを備えている。従って、当該加圧プレート4A及び4Bは、平面上、セル3xより大きく、誘導コイル1の内周より小さく形成されている。このような構造を備えることにより、加圧プレート4A及び4Bは、誘導コイル1の軸方向から搬送され誘導コイル1の内部に挿入され、セル3xの積層体を加圧可能になっている。
The pressurizing
また、加圧プレート4A及び4Bは、図示しないヒータにより加圧面が加熱されるように構成されている。加圧プレート4A及び4Bと接触する、加圧された被加圧物は、熱伝導により熱が伝搬し、加熱されるようになっている。
The
次に、図10のフローチャートを参照しながら、本実施形態2における燃料電池の製造方法を説明する。
まず、実施形態1と同様に、ディスペンサ5等の塗布手段を用いて、一対のセパレータ30の各々の塗布面に接着剤32を塗布する(図6参照:S10)。次いで、アノード極側のセパレータ30とカソード極側のセパレータ30とで、発電体1を位置合わせしながら挟み込む(図7参照:S11)。次いで、誘導加熱装置102により加熱可能な程度に、当該セル3xを積層して、図示しないアーム等により、誘導加熱装置102の誘導コイル1の内部に配置する(図9参照:S12)。そして、実施形態1と同様に、交流電源装置2から交流電流を誘導コイル1に流し、セパレータ30の表面に渦電流EDを生じさせ、接着剤32を硬化させていく(S13)。そして、接着剤32が硬化するのに足りる時間を待って(S14:NO)、接着剤32がほぼ硬化したと想定される時間T1が経過したら(S14:YES)、交流電流の印加が停止される(S15)。
Next, a fuel cell manufacturing method according to Embodiment 2 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, as in the first embodiment, the adhesive 32 is applied to each application surface of the pair of
さて、誘導加熱により、セル3xの積層体の中程に狭持されるセパレータ30に対しても端部に配置されたセパレータと同様の電流を生じ、加熱が行われる一方、端部のセパレータは、空気と接しているため、内部のセパレータに比べ放熱により表面温度が低下し易い。このため、端部に配置されるセパレータ30に接する接着剤32の方が、中程に配置されるセパレータ30に接する接着剤32より、温度上昇が低く、硬化が十分に行われないことが考えられる。
Now, by induction heating, a current similar to that of the separator disposed at the end is generated for the
本実施形態2では、これに対応するため、端部に配置されるセパレータ30を加熱プレート4A及び4Bでさらに加熱するようになっている。図8及び図9に示すように、誘導加熱の終了後、加熱プレート4A及び4Bを誘導コイル1の内部に搬送して、セル3xの積層体を狭持させる(S16)。そして、ヒータを加熱状態として加熱プレート4A及び4Bの表面温度を上昇させて(S17)、端部におけるセパレータにも熱が与えられるまでプレス・加熱を継続する(S18:NO)。端部のセパレータ30を加熱し、接着剤32を硬化させるに十分な時間T2が経過したら(S18:YES)、加熱プレート4A及び4Bを図8及び図9の矢印とは逆方向に搬送してから、図示しないアーム等によりセル3xの積層体が搬出される(S19)。
In the second embodiment, to cope with this, the
なお、上記製造方法では、誘導加熱の後にプレス加熱を実施していたが、誘導コイル1に発生する磁界によって発生する渦電流で、加熱プレート4A及び4B自体が発熱しても問題無い構造としてある場合には、上記誘導加熱と加圧加熱とを同時並行して実施してもよい。すなわち、交流電源装置2から電流を誘導コイル1に供給しながら、加熱プレート4A及び4Bによる加圧・加熱を実施するのである。
In the above manufacturing method, press heating is performed after induction heating, but there is no problem even if the
以上、本実施形態2の加熱装置及び加熱方法によれば、誘導加熱後に、積層されたセル3xの両側から加熱プレート4A及び4Bによって加圧加熱されるので、端部に近い領域のセルに対しても十分な加熱を行え、総てのセルにおける接着剤をむら無く硬化させることができる。誘導加熱と加圧加熱とを同時併用しても前述したような効果を奏する。
As described above, according to the heating device and the heating method of the second embodiment, after induction heating, pressure heating is performed by the
(その他の変形例)
本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々に変更して適用することが可能である。
例えば、上記実施形態における誘導加熱装置では、フェライトや鉄心等の磁束誘導手段を設けていなかったが、誘導コイル1の周辺にこれら磁束誘導手段を設けてもよい。このような磁束誘導手段を設けることにより、磁束の漏れを無くし、効果的に誘導コイル1に流れる電気エネルギーを磁束に変換し、セパレータ表面の渦電流に変換することが可能である。
(Other variations)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied with various modifications.
For example, in the induction heating device in the above embodiment, magnetic flux induction means such as ferrite and iron core is not provided, but these magnetic flux induction means may be provided around the
また、実施形態2において、磁束誘導手段を誘導コイル1の内部で可動とし、さらにヒータによる直接加熱が可能に構成することで、実施形態2における加熱プレート4A及び4Bを、磁束誘導手段と兼用させることも可能である。
In the second embodiment, the magnetic flux guiding means is movable inside the
1 誘導コイル、2 交流電源装置、3、3x、31〜3n セル、5 ディスペンサ、31 発電体、32 接着剤、33 マニホールド、34 流路構造、35 発電領域、100、102 誘導加熱装置
1 induction coil, 2 AC power supply, 3,3x, 3 1 ~3 n cell, 5
Claims (3)
前記板部材の周囲に接着剤を付着させるステップと、
前記接着剤を付着させた前記セルを複数積層して誘導コイルの内部に配置するステップと、
前記誘導コイルに電流を印加し、前記誘導コイル内に生じた磁界により前記板部材の各々に渦電流を発生させ、前記渦電流によって発生する熱で前記接着剤を硬化させるステップと、を備え、
前記硬化させるステップでは、前記接着剤を付着させた前記板部材の周囲において前記渦電流によって発生する熱により前記接着剤の硬化可能な温度以上となるように前記誘導コイルに印加する前記電流を制御すること、
を特徴とする燃料電池の製造方法。 A method of manufacturing a fuel cell comprising a cell bonded with an adhesive to a plate member formed of a conductive material,
Adhering an adhesive around the plate member;
Placing inside the induction coil the cells with attached the adhesive by stacking a plurality of,
It said induction coil a current is applied to the by a magnetic field generated in the induction coil to generate an eddy current in each of said plate member, and a step of curing the adhesive by heat generated by the eddy currents,
In the curing step, the current applied to the induction coil is controlled so that the temperature of the adhesive can be set to be higher than the temperature at which the adhesive can be cured by heat generated by the eddy current around the plate member to which the adhesive is adhered. To do,
A method for producing a fuel cell, characterized by comprising:
前記誘導コイルによる加熱後に、前記積層されたセルを積層方向に加圧しながら加熱する、燃料電池の製造方法。 A method of manufacturing a fuel cell according to claim 1,
A method for manufacturing a fuel cell, comprising heating the stacked cells while pressing them in the stacking direction after heating by the induction coil.
導電性材料で形成された板部材に接着剤を付着させたセルを複数積層して誘導コイルの内部に配置するステップと、
前記誘導コイルに電流を印加し、前記誘導コイル内に生じた磁界により前記板部材の各々に渦電流を発生させ、該渦電流によって発生する熱で該接着剤を硬化させるステップと、を備え、
前記硬化させるステップでは、
前記接着剤を付着させた前記板部材の周囲において前記渦電流によって発生する熱により前記接着剤の硬化可能な温度以上となるように前記誘導コイルに印加する前記電流を制御し、
前記誘導コイルによる加熱と併行して、前記積層されたセルを積層方向に加圧しながら加熱すること、
を特徴とする燃料電池の製造方法。 A fuel cell manufacturing method comprising:
A step of stacking a plurality of cells each having an adhesive attached to a plate member made of a conductive material and arranging the cells inside the induction coil;
Said induction coil a current is applied to the by a magnetic field generated in the induction coil to generate an eddy current in each of said plate members, comprising the steps of Ru curing the adhesive by heat generated by the eddy currents, the ,
In the curing step,
Controlling the current to be applied to the induction coil so that the temperature of the adhesive is not less than the temperature at which the adhesive can be cured by heat generated by the eddy current around the plate member to which the adhesive is attached;
In parallel with the heating by the induction coil, it is heated under pressure the laminated cell in the lamination direction,
A method for producing a fuel cell, characterized by comprising:
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