JP5745207B2 - セパレータ及び燃料電池 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池用セパレータ及びそのセパレータを用いた燃料電池に関する。

従来から、水素を含有するアノードガスと酸素を含有するカソードガスを反応ガスとして、電気化学反応によって化学エネルギを直接電気エネルギに変換する燃料電池が知られている。このような燃料電池は、電解質の違いにより種々のタイプのものに分類されるが、その一つとして固体高分子電解質膜を用いる燃料電池がある。

特許文献１には、固体高分子電解質膜の両側にアノード電極及びカソード電極を配置した膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly；以下「ＭＥＡ」という。）と、ＭＥＡの両側に配置されるセパレータとを備えた燃料電池単セルを、複数積層して構成される燃料電池スタックが開示されている。
特開２００５−１１６４０４号公報

特許文献１のような燃料電池スタックでは、ＭＥＡやセパレータ等の各部品を接着剤によって接着することで、各部材間におけるシール性を確保する。しかしながら、接着剤は各部材の外縁や反応ガス及び冷却水を流すマニホールドの周囲に配置されるため、部材積層時において接着剤が各部材の外側やマニホールド内にはみ出すおそれがある。このように接着剤がはみ出すと、シール性能が低下したり、部材積層時等に使用される治具に付着して燃料電池スタックの生産効率が悪化したりするという問題がある。

そこで、本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、シール性能を確保するとともに、生産効率の悪化を抑制できるセパレータ及び燃料電池を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明は、燃料電池スタックを構成する燃料電池のセパレータであって、反応ガスや冷却水を流すマニホールドの周囲のマニホールド外縁に位置し、隣接する隣接セパレータと接着剤を介して接合するマニホールド接合部と、マニホールド接合部から内側に向かって隣接セパレータから離れるように屈曲形成され、隣接セパレータとの間に接着剤溜り部を画成するマニホールド開口端と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、セパレータ間に接着剤溜り部を画成するので、燃料電池スタック製造におけるセパレータ間からの接着剤のはみ出しを抑制することができる。したがって、燃料電池スタックの生産効率の悪化やセパレータ間のシール性能の低下を抑制することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における燃料電池スタック１００の概略構成を示す分解図である。

図１（Ａ）に示すように、車両用の燃料電池スタック１００は、固体高分子電解質型の燃料電池である単セル１０を複数積層して構成される。単セル１０は、ＭＥＡ２０の一方の面にアノードセパレータ３０が、他方の面にカソードセパレータ４０が配置される構造である。

ＭＥＡ２０は、図１（Ｂ）に示すように、電解質膜の一方の面にアノード電極を配置し、他方の面にカソード電極を配置した積層体２１と、積層体２１の外周端部に形成される樹脂枠２２とを備える。

ＭＥＡ２０の電解質膜は、フッ素系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る。アノード電極は、電解質膜の側から順に、白金等の合金からなる電極触媒層と、フッ素樹脂等からなる撥水層と、カーボンクロス等からなるガス拡散層とが配置されて構成される。カソード電極も、アノード電極と同様に、電解質膜の側から順に、電極触媒層と、撥水層と、ガス拡散層とが配置されて構成される。

ＭＥＡ２０の樹脂枠２２は、合成樹脂等からなる枠体であって、積層体２１の外周端部に一体形成される。樹脂枠２２はＭＥＡ自体の機械的強度を増加させ、ＭＥＡ２０のハンドリング性を向上させる。

ＭＥＡ２０の一端側（図中左側）の樹脂枠２２には、上から順に、アノードガス供給マニホールド５１Ａ、冷却水供給マニホールド５２Ａ、カソードガス供給マニホールド５３Ａが形成される。また、ＭＥＡ２０の他端側（図中右側）の樹脂枠２２には、上から順に、アノードガス排出マニホールド５１Ｂ、冷却水排出マニホールド５２Ｂ、カソードガス排出マニホールド５３Ｂが形成される。

アノードセパレータ３０は、図１（Ｃ）に示すように金属等の導電性材料で形成された板状部材である。アノードセパレータ３０は、ＭＥＡ側の面にアノードガスを流すアノードガス流路３１を形成し、ＭＥＡ側とは反対側の面に冷却水を流す冷却水流路３２を形成する。

アノードセパレータ３０の一端側には、上から順にアノードガス供給マニホールド５１Ａ、冷却水供給マニホールド５２Ａ、カソードガス供給マニホールド５３Ａが形成される。また、アノードセパレータ３０の他端側には、上から順にアノードガス排出マニホールド５１Ｂ、冷却水排出マニホールド５２Ｂ、カソードガス排出マニホールド５３Ｂが形成される。

アノードガス供給マニホールド５１Ａから供給されたアノードガスは、アノードガス流路３１を通って、アノードガス排出マニホールド５１Ｂに流出する。冷却水供給マニホールド５２Ａから供給された冷却水は、冷却水流路３２を通って、冷却水排出マニホールド５２Ｂに流出する。

カソードセパレータ４０は、図１（Ｄ）に示すように金属等の導電性材料で形成された板状部材である。カソードセパレータ４０は、ＭＥＡ側の面にカソードガスを流すカソードガス流路４１を形成し、ＭＥＡ側とは反対側の面に冷却水を流す冷却水流路４２を形成する。

カソードセパレータ４０の一端側には、上から順にアノードガス供給マニホールド５１Ａ、冷却水供給マニホールド５２Ａ、カソードガス供給マニホールド５３Ａが形成される。また、カソードセパレータ４０の他端側には、上から順にアノードガス排出マニホールド５１Ｂ、冷却水排出マニホールド５２Ｂ、カソードガス排出マニホールド５３Ｂが形成される。

カソードガス供給マニホールド５３Ａから供給されたカソードガスは、カソードガス流路４１を通って、カソードガス排出マニホールド５３Ｂに流出する。冷却水供給マニホールド５２Ａから供給された冷却水は、冷却水流路４２を通って、冷却水排出マニホールド５２Ｂに流出する。

ＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０が積層されて燃料電池スタック１００となった時に、各マニホールド５１Ａ〜５３Ａ、５１Ｂ〜５３Ｂはそれぞれアノードガス、冷却水、カソードガスを積層方向に流す通路として機能する。

次に、図２を参照して、燃料電池スタック１００の製造について説明する。

燃料電池スタック製造では接着剤塗布工程において、ＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０に接着剤６２を塗布する。接着剤６２は、各部材同士を接着するとともに各部材間をシールするシール材として機能する。

図２（Ａ）は、アノードセパレータ３０の上面に接着剤６２を塗布する場合を例示したものである。

図２（Ａ）に示すように、接着剤塗布ノズル６１が、水平に配置されたアノードセパレータ３０の上面に接着剤６２を塗布する。アノードセパレータ３０においては、接着剤６２は、セパレータ外縁や、冷却水供給マニホールド５２Ａ、冷却水排出マニホールド５２Ｂ、カソードガス供給マニホールド５３Ａ及びカソードガス排出マニホールド５３Ｂの周囲に塗布される。

接着剤６２が塗布されたＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０は、図２（Ｂ）に示す積層工程において積層される。

図２（Ｂ）に示すように、運搬装置６３がＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０をベースプレート６６の上側に運搬する。運搬装置６３は、アノードセパレータ３０の上にＭＥＡ２０を配置し、ＭＥＡ２０の上にカソードセパレータ４０を配置し、カソードセパレータ４０の上にアノードセパレータ３０を配置して、単セル１０が複数積層されるように各部材２０、３０、４０を交互に積層する。ＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０は、積層棚としての爪部６４Ａを有する積層バー６４を介して各部材間に所定の隙間を確保しつつ積層される。

各部材積層後、図２（Ｃ）に示す位置決め工程において、ＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０は、水平方向に位置決めされる。

位置決め工程では、位置決めバー６５が、アノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂ内に挿通される。アノードガス供給マニホールド側の位置決めバー６５を基準バーとして固定し、冷却水排出マニホールド側の位置決めバー６５を水平方向に移動させることで、各部材２０、３０、４０の水平方向における位置決めを行う。そして、位置決めバー６５を挿通した状態で押圧工程に移る。

図２（Ｄ）に示す押圧工程では、運搬装置６３によって積層されたＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０を積層方向に押圧する。このとき積層バー６４は運搬装置６３の押圧に応じて下側に移動するとともに外側にも移動するので、所定の隙間を有して積層されていた各部材２０、３０、４０が接着剤６２を介して接着される。これにより、単セル１０が複数積層された燃料電池スタック１００が製造される。

本実施形態においては、一度に複数の単セル１０を形成すると同時に隣接する単セル同士を接合して燃料電池スタック１００を製造するので、燃料電池スタック１００の生産効率を高めることができる。

ところで、燃料電池スタック製造において、接着剤６２は、ＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０の外縁やマニホールド周囲に塗布されるため、積層部材の押圧時に各部材２０、３０、４０の外側やマニホールド内にはみ出すおそれがある。このように接着剤６２がはみ出すと、燃料電池スタック製造に使用される積層バー６４や位置決めバー６５に付着し、それらの作動を阻害して、燃料電池スタック１００の生産効率を悪化させたり、各部材間のシール性能を低下させたりするという問題がある。

そこで、本実施形態では上記問題を解決するため、隣接するアノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との間であって、図３（Ａ）の破線Ｂに示すセパレータ外縁や、一点鎖線Ｃに示す位置決めに使用される冷却水排出マニホールド５２Ｂのマニホールド外縁に、接着剤溜り部を形成する。

なお、図３（Ａ）においては図示されていないが、アノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との間であって、アノードガス供給マニホールド５１Ａのマニホールド周囲にも接着剤溜り部が形成される。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）を参照して、接着剤溜り部７０について説明する。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面であって、燃料電池スタック１００の積層方向の一部断面図である。また、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）のＣ−Ｃ断面であって、燃料電池スタック１００の積層方向の一部断面図である。

図３（Ｂ）に示すように、カソードセパレータ４０は、セパレータ外縁に塗布される接着剤６２を介してアノードセパレータ３０と接着するセパレータ外縁位置Ｐ₁よりも外側のセパレータ端部４３が、接着されるアノードセパレータ３０から離れるように屈曲形成される。カソードセパレータ４０のセパレータ端部４３と、隣接するアノードセパレータ３０とによって形成される空間が、接着剤溜り部７０となる。

アノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との間でセパレータ外縁に塗布された接着剤６２は、押圧工程での押圧時にセパレータ外縁位置Ｐ₁から外側に向かって流れるが、接着剤溜り部７０に蓄えられるので、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０の外側にはみ出ることがない。

なお、カソードセパレータ４０のセパレータ端部４３を屈曲形成したが、アノードセパレータ３０のセパレータ端部を隣接するカソードセパレータ４０から離れるように屈曲形成してもよく、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０のセパレータ端部をともに屈曲形成するようにしてもよい。

一方、アノードセパレータ３０は、図３（Ｃ）に示すように、冷却水排出マニホールド５２Ｂ周囲に塗布される接着剤６２を介してカソードセパレータ４０と接着するマニホールド外縁位置Ｐ₂よりも内側の開口端部３４が、隣接するカソードセパレータ４０から離れるように屈曲形成される。また、アノードセパレータ３０は、アノードガス供給マニホールド５１Ａの開口端部３４についても、隣接するカソードセパレータ４０から離れるように屈曲形成される。

アノードセパレータ３０の開口端部３４と、隣接するカソードセパレータ４０とによって形成される空間が、接着剤溜り部７０となる。

アノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との間においてアノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂのマニホールド周囲に塗布された接着剤６２は、押圧工程での押圧時にマニホールド外縁位置Ｐ₂から内側に向かって流れるが、接着剤溜り部７０に蓄えられるので、マニホールド内にはみ出ることがない。

なお、アノードセパレータ３０ではアノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂの開口端部３４を屈曲形成したが、カソードセパレータ４０のアノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂの開口端部を屈曲形成してもよく、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０の開口端部をともに屈曲形成するようにしてもよい。

以上により、第１実施形態では下記の効果を得ることができる。

カソードセパレータ４０のセパレータ端部４３を屈曲形成し、アノードセパレータ３０のアノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂの開口端部３４を屈曲形成して、隣接するアノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との間に接着剤溜り部７０を形成するので、燃料電池スタック製造において、アノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との間からの接着剤６２のはみ出しを抑制できる。これにより、燃料電池スタック１００の生産効率の悪化やセパレータ間のシール性能の低下を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態における燃料電池スタック製造の位置決め工程では、アノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂを利用して位置決めを行うようにしたが、これに限られるものではない。つまり、図４に示すように、セパレータ隅部側に設けられた４つのアノードガス供給マニホールド５１Ａ、アノードガス排出マニホールド５１Ｂ、カソードガス供給マニホールド５３Ａ及びカソードガス排出マニホールド５３Ｂを利用して位置決めを行い、位置決め精度を向上させるようにしてもよい。この場合には、アノードセパレータ３０はアノードガス供給マニホールド５１Ａ、アノードガス排出マニホールド５１Ｂ、カソードガス供給マニホールド５３Ａ及びカソードガス排出マニホールド５３Ｂの開口端部３４を屈曲形成して、隣接するカソードセパレータ４０との間で接着剤溜り部７０を画成すればよい。

（第２実施形態）
第２実施形態における燃料電池スタック１００は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、アノードセパレータ３０、カソードセパレータ４０及びＭＥＡ２０の構成において一部相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

図５は、第２実施形態における燃料電池スタック１００の積層方向の一部断面図であって、図３（Ｂ）に置き換わるものである。

第２実施形態では、アノードセパレータ３０もカソードセパレータ４０と同様に、セパレータ外縁位置Ｐ₁よりも外側のセパレータ端部３３が、接着されるカソードセパレータ４０から離れるように屈曲形成される。このように屈曲形成されたアノードセパレータ３０のセパレータ端部３３とカソードセパレータ４０のセパレータ端部４３とによって、接着剤溜り部７０がセパレータ外周に亘って画成される。

アノードセパレータ３０は、接着剤６２を介してＭＥＡ２０の樹脂枠２２と接合する位置に、ＭＥＡ側に突出する突出部３５を形成する。

また、カソードセパレータ４０は、接着剤６２を介してＭＥＡ２０の樹脂枠２２と接合する位置であって、アノードセパレータ３０の突出部３５と対応する位置に、隣接するＭＥＡ２０側に突出する突出部４５を形成する。

アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０において、突出部３５、４５の積層方向の突出高さＨ₁、Ｈ₂は、接着剤溜り部７０における屈曲高さＨ₃、Ｈ₄よりも高くなるように設定される。

アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０の突出部３５、４５は図５のようにセパレータ外縁位置Ｐ₁に沿って形成されるが、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０とＭＥＡ２０の樹脂枠２２とが接合する位置であって、アノードガス供給マニホールド５１Ａ及び冷却水排出マニホールド５２Ｂのマニホールド外縁位置Ｐ₂に沿っても形成される。

一方、ＭＥＡ２０の樹脂枠２２のＭＥＡ外周端には、ＭＥＡ外周端側ほど樹脂枠２２の積層方向厚さが薄くなるように、アノードセパレータ側にアノード側傾斜部２２Ａが形成され、カソードセパレータ側にカソード側傾斜部２２Ｂが形成される。そのため、樹脂枠２２のＭＥＡ外周端とアノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０のセパレータ端との間の隙間ｄ₁、ｄ₂が第１実施形態よりも大きくなる。

以上により、第２実施形態では下記の効果を得ることができる。

アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０に突出部３５、４５が形成され、突出部３５、４３の突出高さＨ1、Ｈ₂が屈曲高さＨ₃、Ｈ₄よりも高く設定されるので、突出部３５、４５とＭＥＡ２０の樹脂枠２２との間の接着剤６２が、押圧工程での押圧時にＭＥＡ２０と各セパレータ３０、４０との間から外側やマニホールド内にはみ出すことを抑制できる。これにより、燃料電池スタック１００の生産効率の悪化やセパレータ間のシール性能の低下を抑制することが可能となる。

また、ＭＥＡ２０の樹脂枠２２のＭＥＡ外周端にはアノード側傾斜部２２Ａ及びカソード側傾斜部２２Ｂを形成するので、ＭＥＡ外周端とセパレータ端との間の隙間ｄ₁、ｄ₂を第１実施形態よりも大きくすることができる。ＭＥＡ外周端とセパレータ端との隙間が大きくなると、積層バー６４の爪部６４Ａの出入りが容易になるので、押圧工程での積層バー６４の移動がスムーズとなり、燃料電池スタック１００の生産効率が向上する。

なお、第２実施形態では、ＭＥＡ２０の樹脂枠２２のＭＥＡ外周端にアノード側傾斜部２２Ａ及びカソード側傾斜部２２Ｂを形成するようにしたが、アノード側傾斜部２２Ａ及びカソード側傾斜部２２Ｂのいずれか一方のみを形成するようにしてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態における燃料電池スタック１００は、第２実施形態とほぼ同様の構成であるが、ＭＥＡ２０の構成において一部相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

図６は、第３実施形態における燃料電池スタック１００の積層方向の一部断面図であって、図５に置き換わるものである。

図６に示すように、ＭＥＡ２０の樹脂枠２２には、隣接するアノードセパレータ３０に向かって突出する突起２２Ｃが形成される。突起２２Ｃは、アノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０とが接着剤６２を介して接合する位置と対応する位置に設けられ、例えばセパレータ外縁位置Ｐ₁やマニホールド外縁位置Ｐ₂に沿って形成される。突起２２Ｃは、押圧工程での押圧時にアノードセパレータ３０に当接するように構成される。

以上により、第３実施形態では下記の効果を得ることができる。

ＭＥＡ２０の樹脂枠２２に突起２２Ｃを形成するので、押圧工程の押圧時に突起２２Ｃによってアノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との接合位置を押圧することができ、セパレータ同士の接着性を高めることができる。これによりアノードセパレータ３０とカソードセパレータ４０との接合体の厚みをより均一にすることができ、セパレータ接合体の厚み精度を向上させることが可能となる。

（第４実施形態）
第４実施形態における燃料電池スタック１００は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、燃料電池スタック製造の仕方において相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

第１実施形態では積層された複数のＭＥＡ２０、アノードセパレータ３０及びカソードセパレータ４０を一度に押圧して燃料電池スタック１００を製造したが、第４実施形態では各部材を積層するたびに押圧して燃料電池スタック１００を製造する。

図７（Ａ）〜図７（Ｅ）は、第４実施形態における燃料電池スタック１００の製造について説明する図である。

図７（Ａ）に示すように、第４実施形態における燃料電池スタック製造では、各部材毎に接着剤塗布工程、積層工程、押圧工程、位置決め工程、部材固定工程を繰り返して、燃料電池スタック１００を製造する。

図７（Ｂ）〜図７（Ｅ）を参照して、各工程について説明する。図７（Ｂ）〜図７（Ｅ）はアノードセパレータ３０の上にＭＥＡ２０を積層する場合を例示したものである。

接着材塗布工程については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

図７（Ｂ）に示すように、アノードセパレータ３０は積層バー６４によってベースプレート上に固定される。積層バー６４は、小径部６４Ｂと大径部６４Ｃとを有する棒状部材であって、セパレータ隅部側に設けられたアノードガス供給マニホールド５１Ａ、アノードガス排出マニホールド５１Ｂ、カソードガス供給マニホールド５３Ａ及びカソードガス排出マニホールド５３Ｂ内に配置される。積層バー６４は、大径部６４Ｃに形成される当接面６４Ｄを介して、アノードセパレータ３０を押圧してベースプレート上に固定する。

図７（Ｃ）に示す積層工程では、運搬装置６３によって、接着剤塗布後のＭＥＡ２０がアノードセパレータ３０の上側に積層される。ＭＥＡ積層後の押圧工程では、運搬装置６３がＭＥＡ２０をアノードセパレータ側に押圧する。

押圧後、図７（Ｄ）に示す位置決め工程では、積層バー６４は部材固定位置から各マニホールド内側に向かって移動し、アノードセパレータ３０の固定状態を解く。その後、積層バー６４は、積層方向上側に上昇し、小径部６４Ｂを利用してＭＥＡ２０の位置決めを行う。つまり、マニホールド内に配置された積層バー６４を図７（Ｄ）の矢印に示すように移動させ、積層バー６４の小径部６４Ｂの側面を各マニホールド５１Ａ、５１Ｂ、５３Ａ、５３Ｂに当接させて、ＭＥＡ２０の水平方向の位置決めを行う。

その後、図７（Ｅ）の部材固定工程では、積層バー６４はマニホールド内を下降し、大径部６４Ｃの当接面６４Ｄを介して、ＭＥＡ２０とアノードセパレータ３０の積層部材をベースプレート上に固定する。運搬装置６３は、ＭＥＡ２０への押圧を停止し、次に積層されるカソードセパレータ４０を取りに行く。

本実施形態では、上記した図７（Ｂ）〜図７（Ｅ）の工程を繰り返すことで、燃料電池スタック１００が製造される。

以上により、第４実施形態では下記の効果を得ることができる。

第４実施形態では、マニホールド内に配置された積層バー６４によって位置決めを行うので、位置決めバー６５を別途設ける第１実施形態よりも部品点数を削減でき、簡素な構成で燃料電池スタック１００を製造することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において
種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、第２実施形態ではＭＥＡ２０の樹脂枠２２のＭＥＡ外周端にアノード側傾斜部２２Ａ及びカソード側傾斜部２２Ｂを形成するようにしたが、ＭＥＡ２０の樹脂枠２２のマニホールド外周端にアノード側傾斜部２２Ａ及びカソード側傾斜部２２Ｂを形成するようにしてもよい。このようにＭＥＡ２０を構成すれば、第４実施形態のようにマニホールド内に積層バー６４を配置する場合であっても、積層バー６４の大径部６４Ｃの出入りが容易になるので、積層バー６４の移動がスムーズとなり、燃料電池スタック１００の生産効率が向上する。

第１実施形態における燃料電池スタックの概略構成を示す分解図である。 燃料電池スタック製造について説明する図である。 アノードセパレータ及びカソードセパレータの積層方向の一部断面図である。 位置決め工程の別態様を示す図である。 第２実施形態における燃料電池スタックの積層方向の一部断面図である。 第３実施形態における燃料電池スタックの積層方向の一部断面図である。 第４実施形態における燃料電池スタックの製造について説明する図である

符号の説明

１００ 燃料電池スタック
２０ 膜電極接合体
２２ 樹脂枠
２２Ａ アノード側傾斜部
２２Ｂ カソード側傾斜部
２２Ｃ 突起
３０ アノードセパレータ
３３ セパレータ端部（屈曲部）
３４ 開口端部（屈曲部）
３５ 突出部
４０ カソードセパレータ
４３ セパレータ端部（屈曲部）
４５ 突出部
５１Ａ アノードガス供給マニホールド
５１Ｂ アノードガス排出マニホールド
５２Ａ 冷却水供給マニホールド
５２Ｂ 冷却水排出マニホールド
５３Ａ カソードガス供給マニホールド
５３Ｂ カソードガス排出マニホールド
６２ 接着剤
６３ 運搬装置
６４ 積層バー
６５ 位置決めバー
７０ 接着剤溜り部
Ｐ₁ セパレータ外縁位置（セパレータ接合部）
Ｐ₂ マニホールド外縁位置（セパレータ接合部）

Claims (7)

1. 燃料電池スタックを構成する燃料電池のセパレータであって、
   反応ガスや冷却水を流すマニホールドの周囲のマニホールド外縁に位置し、隣接する隣接セパレータと接着剤を介して接合するマニホールド接合部と、
   前記マニホールド接合部から内側に向かって前記隣接セパレータから離れるように屈曲形成され、前記隣接セパレータとの間に接着剤溜り部を画成するマニホールド開口端と、
   を備えることを特徴とするセパレータ。
2. 請求項１に記載のセパレータであって、
   セパレータ外周端よりも内側のセパレータ外縁に位置し、隣接する隣接セパレータと接着剤を介して接合するセパレータ接合部をさらに備え、
   前記セパレータ外周端は、前記セパレータ接合部から外側に向かって前記隣接セパレータから離れるように屈曲形成され、前記隣接セパレータとの間に接着剤溜り部を画成する、
   ことを特徴とするセパレータ。
3. 請求項１又は２に記載のセパレータであって、
   前記マニホールド開口端は、複数形成される前記マニホールドのうち、燃料電池スタック製造時において位置決めのために使用される位置決め用マニホールドの周囲に形成される、
   ことを特徴とするセパレータ。
4. 請求項３に記載のセパレータであって、
   前記位置決め用マニホールドは、セパレータ両端にそれぞれ３つずつ配置されたマニホールドのうち、両端から一つずつ選択した一対のマニホールドである、
   ことを特徴とするセパレータ。
5. 請求項３に記載のセパレータであって、
   前記位置決め用マニホールドは、セパレータ両端にそれぞれ３つずつ配置されたマニホールドのうち、セパレータ隅部側に配置された４つのマニホールドである、
   ことを特徴とするセパレータ。
6. 請求項２から請求項５のいずれか１つに記載のセパレータであって、
   隣接する膜電極接合体と接着剤を介して接合するとともに、膜電極接合体側に突出形成される突出部を備え、
   前記突出部の突出高さは、前記マニホールド開口端及び前記セパレータ外周端の屈曲高さよりも高くなるように設定される、
   ことを特徴とするセパレータ。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のセパレータを用いた燃料電池であって、
   電解質膜を一対の電極で挟んだ積層体の外周端部に樹脂枠を一体形成した膜電極接合体の両面に前記セパレータを配置する、
   ことを特徴とする燃料電池。
   

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