JP5915971B2 - 燃料電池スタック - Google Patents

燃料電池スタック Download PDF

Info

Publication number
JP5915971B2
JP5915971B2 JP2012099661A JP2012099661A JP5915971B2 JP 5915971 B2 JP5915971 B2 JP 5915971B2 JP 2012099661 A JP2012099661 A JP 2012099661A JP 2012099661 A JP2012099661 A JP 2012099661A JP 5915971 B2 JP5915971 B2 JP 5915971B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
cell stack
separator
holding
spring function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012099661A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013229159A (ja
Inventor
陽介 福山
陽介 福山
桂太 入月
桂太 入月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2012099661A priority Critical patent/JP5915971B2/ja
Priority to US14/394,365 priority patent/US9929426B2/en
Priority to CN201280072678.XA priority patent/CN104247116B/zh
Priority to EP12875418.1A priority patent/EP2843741B1/en
Priority to PCT/JP2012/083790 priority patent/WO2013161130A1/ja
Priority to CA2869840A priority patent/CA2869840C/en
Publication of JP2013229159A publication Critical patent/JP2013229159A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5915971B2 publication Critical patent/JP5915971B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、固体高分子型燃料電池(PEFC)などの燃料電池に関し、とくに、積層した単セル同士の間に冷却液を流通させる構造を有する燃料電池スタックに関するものである。
従来において、上記したような燃料電池スタックとしては、例えば特許文献1に燃料電池として記載されているものがある。特許文献1に記載の燃料電池は、複数枚の燃料電池セルを積層したものである。燃料電池セルは、MEA(膜電極接合体)の両側に、断面凹凸形状を有する水素極と、同じく断面凹凸形状の排水層を含む酸素極とを備えると共に、水素極及び酸素極との間に水素流路及び酸素流路を夫々形成する平板セパレータを備えている。また、燃料電池は、酸素極側に冷媒流路部を備えている。
冷媒流路部は、2枚の平板セパレータと、その間に挟まれた予圧プレートを備え、両平板セパレータの間を冷却水の流路としている。予圧プレートは、断面波形状を成しており、燃料電池の各構成部品の形状誤差により局所的に生じた荷重を分散することによって、各構成部品に均等な荷重を印加するものである。
特許第4432518号公報
ところで、この種の燃料電池スタックは、自動車等の車両の電源として用いる場合、搭載スペースが狭く限られているので小型化も非常に重要である。ところが、上記したような従来の燃料電池スタック(燃料電池)では、単セル(燃料電池セル)が、断面凹凸形状を有する電極と、平板セパレータと、与圧プレートの組み合わせであることから、変位吸収機能を維持しつつ単セルを薄型にすることが難しく、燃料電池スタックの小型化を困難にしていた。
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、積層した単セル同士の間に冷却液を流通させる構造を有する燃料電池スタックであって、単セル間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる燃料電池スタックを提供することを目的としている。
本発明に係る燃料電池スタックは、膜電極接合体を一対のセパレータで挟持して成る単セルを複数枚積層して構成されるものである。この燃料電池スタックは、隣接する単セル同士の間に、冷却液の流通空間を形成すると共に、この流通空間に配置して単セル間の変位を吸収する変位吸収部材を備えている。そして、燃料電池スタックは、セパレータが、断面凹凸形状を冷却液の流通方向に連続的に有すると共に、流通空間側の各凹部のうちから選択した凹部に、流通空間側に突出して変位吸収部材の落ち込みを抑制する保持部を備えている構成としており、上記構成を従来の課題を解決するための手段としている。
本発明に係る燃料電池スタックは、積層した単セル同士の間に冷却液を流通させる構造を有する燃料電池スタックにおいて、単セル間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる。
単セルの構成を説明する分解状態の平面図(A)、及び組立て後を示す平面図(B)である。 燃料電池スタックを説明する分解状態の斜視図(A)、及び組立て後を示す斜視図(B)である。 本発明に係る燃料電池スタックの一実施形態を説明する断面図(A)、及び変位吸収部材の斜視図(B)である。 図3とともに燃料電池スタックの一実施形態を説明する斜視図である。 本発明に係る燃料電池スタックの他の実施形態を説明する斜視図である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図(A)及び要部の拡大斜視図(B)である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図(A)及び要部の拡大断面図(B)である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する斜視図である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を示す説明図である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する断面図である。 本発明に係る燃料電池スタックのさらに他の実施形態を説明する断面図である。
本発明に係る燃料電池スタックは、図1に示す単セルCを発電要素とし、この単セルCを複数枚積層したものである。燃料電池セルCは、膜電極接合体1を一対のセパレータ2,2で挟持した構造を有している。また、図示例の膜電極接合体1は、その外周部に樹脂製のフレーム51を一体的に有するものである。
膜電極接合体1は、一般に、MEA(Membrane Electrode Assembly)と呼ばれるものであって、例えば固体高分子から成る電解質層を一対の電極層である空気極層(カソード)と燃料極層(アノード)とで挟持した構造を有している。この膜電極接合体1は、空気極層に他方の反応用ガスであるカソードガス(酸素含有ガス・空気)が供給されると共に、燃料極層に一方の反応用ガスであるアノードガス(水素含有ガス)が供給されて、電気化学反応により発電をする。なお、膜電極接合体1としては、空気極層と燃料極層の表面に、カーボンペーパや多孔質体等から成るガス拡散層を備えたものも含まれる。
フレーム51は、樹脂成形(例えば射出成形)により膜電極接合体1と一体化してあり、この実施形態では、膜電極接合体1を中央にして長方形状を成している。また、フレーム51は、両端部に、各々三個ずつのマニホールド穴H1〜H6が配列してあり、各マニホールド穴群から膜電極接合体1に至る領域がディフューザ部Dとなる。このフレーム51及び両セパレータ2,2は、いずれもほぼ同等の縦横寸法を有する長方形状である。
さらに、フレーム51は、ディフューザ部Dに、円形状の複数の突部52が縦横に配列してある。これらの突部52は、膜電極接合体1の経時変化などによって単セルCに厚さ方向の変位が生じた際に、セパレータ2,2に接触して反応用ガスの流通空間を維持するものである。
各セパレータ2は、例えばステンレス製であって、少なくとも膜電極接合体1に対応する中央部分が断面凹凸形状に形成してある。このセパレータ2は、断面凹凸形状を長辺に沿う方向、すなわち冷却液の流通方向(図1において左右方向)に連続的に有しており、膜電極接合体1との間に、波形の凹部によりアノードガス及びカソードガスのガス流路(図3中の符号3)を形成する。また、各セパレータ2は、両端部に、フレーム51の各マニホールド穴H1〜H6同等のマニホールド穴H1〜H6を有している。
上記のフレーム51及び膜電極接合体1と両セパレータ2,2は、重ね合わせて単セルCを構成する。このとき、単セルCは、とくに図1(B)に示すように、中央に、膜電極接合体1の領域である発電部Gを備えている。そして、発電部Gの両側に、反応用ガスの供給及び排出を行うマニホールド部Mと、各マニホールド部Mから発電部Gに至る反応用ガスの流通領域であるディフューザ部Dを備えている。
図1(B)の左側に示す一方のマニホールド部Mにおいて、各マニホールド穴H1〜H3は、カソードガス供給用(H1)、冷却流体供給用(H2)及びアノードガス供給用(H3)であり、積層方向に互いに連通して夫々の流路を形成する。また、図1(B)の右側に示す他方のマニホールド部Mにおいて、各マニホールド穴H4〜H6は、アノードガス排出用(H4)、冷却流体排出用(H5)及びカソードガス排出用(H6)であり、積層方向に互いに連通して夫々の流路を形成する。なお、供給用と排出用は、一部または全部が逆の位置関係でも良い。
さらに、単セルCは、図1に示すように、フレーム51と各セパレータ2の縁部同士の間や、マニホールド穴H1〜H6の周囲に、ガスシールSLが設けてある。また、単セルCを複数枚積層した状態では、単セルC同士すなわち隣接するセパレータ2同士の間にもガスシールSLを設ける。この実施形態では、後述するように、隣接するセパレータ2,2間に冷却液を流通させる構造である。
上記のガスシールSLは、個々の層間において、カソードガス、アノードガス及び冷却液の夫々の流通域を気密的に分離すると共に、その層間に所定の流体が流れるように、マニホールド穴H1〜H6の周縁部の適当な箇所に開口を設ける。
上記構成を備えた単セルCは、複数枚積層して、図2に示すような燃料電池スタックFSを構成する。
燃料電池スタックFSは、図2(A)に示すように、単セルCの積層体Aに対し、積層方向の一端部(図2中で右側端部)に、集電板54A及びスペーサ55を介してエンドプレート56Aが設けてあると共に、他端部に、集電板54Bを介してエンドプレート56Bが設けてある。また、燃料電池スタックFSは、積層体Aに対し、単セルCの長辺側となる両面(図2中で上下面)に、締結板57A,57Bが設けてあると共に、短辺側となる両面に、補強板58A,58Bが設けてある。
そして、燃料電池スタックFSは、各締結板57A,57B及び補強板58A,58BをボルトBにより両エンドプレート56A,56Bに連結する。このようにして、燃料電池スタックFSは、図2(B)に示すようなケース一体型構造となり、積層体Aをその積層方向に拘束・加圧して個々の単セルCに所定の接触面圧を加え、ガスシール性や導電性等を良好に維持する。
上記のように構成された燃料電池スタックFSは、図3(A)に示すように、隣接する単セルC同士の間に、冷却液の流通空間Fを形成すると共に、前記流通空間Fに配置して単セルC間の変位を吸収する変位吸収部材10を備えている。
先に述べた各セパレータ2は、表裏反転形状を有している。したがって、各セパレータ2は、膜電極構造体1側に開放された凹部が、その反対側の流通空間F側では凸部となり、膜電極構造体1側に突出する凸部が、その反対側の流通空間F側では凹部となる。このようなセパレータ2は、例えばプレス加工によって製造することができ、その凹凸形状により、機械的強度が増すうえに、両面側に流路を形成することができるので、膜電極接合体1の薄型化や単セルCの薄型化を実現し得るものである。
変位吸収部材10は、概略的には、厚さ方向の変形に伴ってセパレータ2との接触部分が面内方向に移動する部材である。この変位吸収部材10は、接触部分の移動方向がセパレータ2の凹凸の配列方向(図3Aにおいて左右方向)となるように配置してある。
この実施形態の変位吸収部材10は、図3(B)に示すように、薄い金属プレートを素材とし、単セルC間のコネクタを兼用するために導電性を有し、基板10Aの片面に多数のばね機能部10Bを縦横に配列した構造である。ばね機能部10Bは、基端を基板10Aへの固定端とし且つ先端側を自由端とした片持ち梁構造の舌片状を成しており、基板10Aから切り起した状態に形成してある。
図示例の変位吸収部材10は、図3(B)中に矢印で示す冷却液の流通方向を縦方向とした場合、自由端を右側にした横配列と、自由端を左側にした横配列とが、縦方向に交互に配置してある。この変位吸収部材10は、厚さ方向に変形すると、ばね機能部10Bの角度が変化するので、自由端の接触部分がセパレータ2の凹凸の配列方向に移動することとなる。
ところで、上記のような断面凹凸形状のセパレータ2と変位吸収部材10との組み合わせでは、図3(A)に矢印Pで示すように、ばね機能部10Bの自由端がセパレータ2の凹部に落ち込む箇所が発生する。この場合、セパレータ2の凸部と変位吸収部材10のばね機能部10Bとの位置を合わせれば、自由端の落ち込みは解消されるのであるが、アノードガス又はカソードガスの適切な流量、冷却液の適切な流量、及び変位吸収部材10の適切なばね特性の全てを満足させたうえで、凸部とばね機能部10Bの配置を合わせるのは設計上非常に難しい。
そこで、燃料電池スタックFSは、図4に示すように、セパレータ2が、流通空間F側の各凹部のうちから選択した凹部2Aに、流通空間F側に突出して変位吸収部材10の落ち込みを抑制する保持部5を備えている。なお、図4は、理解し易くする都合上、図3に示すセパレータ2と変位吸収部材10との位置関係を上下逆にして、変位吸収部材10のばね機能部10Bのみを示している。
図示例の保持部5は、立方体型であるが、その形状がとくに限定されるものではなく、変位吸収部材10のばね機能部10Bの配置に対応して、選択した凹部2Aの一部に形成してある。このような保持部5は、例えばセパレータ2をプレス成形する際に同時成形することができる。したがって、保持部5の裏側は凹状になっている。
この実施形態の保持部5は、変位吸収部材10のばね機能部10Bの落ち込みを抑制するのであるから、隣接するセパレータ2同士において、ばね機能部10Bの自由端側に配置されるセパレータ2の凹部2Aに設けてある。なお、保持部5は、膜電極接合体1のアノード側のセパレータ2に設けるのがより望ましい。
上記構成を備えた燃料電池スタックFSは、単セルCが、断面凹凸形状及び保持部5を有するセパレータ2と、変位吸収部材10の組合わせであるから、ガス流路3や冷却液の流通空間Fが所定の流路面積で効率的に配置され、単セルCの薄型化を実現する。また、変位吸収部材10により単セルC間の変位を吸収し、この際、セパレータ2の保持部5により、変位吸収部材10のばね機能部10Bの自由端がセパレータ2の凹部2Aに落ち込むのを抑制するので、変位吸収部材10による変位吸収機能を充分に発揮させることができる。
このようにして、燃料電池スタックFSは、積層した単セルC同士の間に冷却液を流通させる構造を有すると共に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる。また、燃料電池スタックFSは、セパレータ2の凸部とばね機能部10Bとの位置を合わせる必要が無いので、アノードガス又はカソードガスや冷却液の流量設定に左右されずに、変位吸収部材10のばね機能を独立設計することができる。
さらに、上記の燃料電池スタックFSは、変位吸収部材10が、薄い金属プレートを素材とし、基板10Aの片面に、片持ち梁構造のばね機能部10Bを有すると共に、ばね機能部10Bが冷却液の流通方向に対して横向きとなるように配置してある。これにより、積層時に隣接するセパレータ同士のうちの片側のセパレータ2に保持部5を形成すれば良く、しかも、変位吸収部材10が冷却液の流通を極力妨げない構造になる。また、保持部5をアノード側のセパレータ2に設けることで、発電性能へ影響を極力少なくすることができる。これは、カソード側に比べて、活性の高い水素含有ガスを流通させるアノード側の方が設計上の自由度が高い(余裕がある)からである。
図5〜図13は、本発明の燃料電池スタックの他の実施形態を説明する図である。なお、以下の各実施形態において、先の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、図5〜図10では、図4と同様に変位吸収部材10のばね機能部10Bのみを示している。
図5に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、保持部5が、流通空間F側の凸部2Bと同じ突出高さを有しており、保持部5の上面と凸部2Bの上面とが同一平面状に連続している。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、変位吸収部材10のばね機能部10Bの可動範囲が広い場合にも容易に対処することができる。
図6(A)(B)に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、保持部5が、凹部2Aの幅W1よりも小さい幅W2を有している。図示例では、凹部2Aの断面中央に、凸部2Bよりも低い保持部5が設けてあり、保持部5の両側には一定幅W3の隙間が形成されている。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、ばね機能部10Bの凹部2Aへの落ち込みを最小限の保持部5で抑制し得ると共に、流通空間Fにおける冷却液の圧力損失を低減することができる。
図7に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、保持部5が、各凹部2Aにおいて規則的に配置してあると共に、いずれも同形状である。図示例では、凹部2Aの断面中央に、凸部2Bと同じ高さを有し且つ凹部2Aの幅よりも小さい幅を有する保持部5が設けてある。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、各凹部2Aにおける冷却液の圧力損失が同等になり、各凹部2A間の配流を改善することができる。
図8(A)(B)に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、保持部5が、凹部2Aの連続方向(長手方向)に沿って左右交互に所定間隔で配置してある。図示例のセパレータ2は、先の実施形態に比べて凹部2Aの幅が大きく、その凹部2Aに複数の保持部5を配置している。なお、図示例では、凹部2Aの長手方向に配置した保持部5の列を、凹部2Aの幅方向に二列配置した場合を示したが、二列以上配置することも可能である。その場合には、隣接する列同士で保持部5が左右交互となるように配置、すなわち凹部2Aの連続方向にずれるように配置する。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、図中矢印で示す凹部2A内の冷却液の流れにおいて淀む点が少なくなり、冷却液の圧力損失を低減することができる。
図9に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、保持部5が、凹部2Aの連続方向(長手方向)において、変位吸収部材10のばね機能部10Bの幅方向両側に対応する位置に夫々設けてある。図示例では、先の実施形態に比べてばね機能部10Bの幅が大きいものとなっている。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、セパレータ2が表裏反転形状である場合に、ガス流路側への影響を最小限にし、ガス流路3と冷却液の流通空間Fとの流路比率の低下を最小限にしたうえで、ばね機能部10Bの凹部2Aへの落ち込みを防ぐことができる。
図10に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、保持部5が、凹部2Aの連続方向(長手方向)において、変位吸収部材10のばね機能部10Bの幅Wsよりも大きい幅Whを有している。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、ばね機能部10Bの凹部2Aへの落ち込みを確実に阻止することができる。
図11に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、凹部2Aの連続方向において、所定間隔で配置した保持部5のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部10Bのピッチとが同等である。ここで、保持部5のピッチとは、保持部5の幅と隣接する保持部5間の幅とをあわせた1周期分の長さである。同じく、ばね機能部10Bのピッチとは、ばね機能部10Bの幅と隣接するばね機能部10B間の幅とをあわせた1周期分の長さである。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、凹部2Aの連続方向においては、ばね機能部10Bが必ず保持部5に接することとなり、ばね機能部10Bの凹部2Aへの落ち込みを確実に阻止することができる。
図10に示す燃料電池スタックのセパレータ2は、凹凸の配列方向において、所定間隔で配置した保持部5のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部10Bのピッチとが同等である。先の実施形態のピッチは、凹部2Aの連続方向における1周期分の長さであったが、この実施形態のピッチは、凹凸の配列方向における1周期分の長さである。
上記のセパレータ2を備えた燃料電池スタックは、先の実施形態と同様に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができるうえに、凹凸の配列方向においては、ばね機能部10Bが必ず保持部5に接することとなり、ばね機能部10Bの凹部2Aへの落ち込みを確実に阻止することができる。
また、燃料電池スタックは、図11及び図12に示す実施形態を組み合わせることができる。すなわち、凹部2Aの連続方向及び凹部の配列方向の両方向において、保持部5のピッチとばね機能部10Bのピッチを合わせれば、各保持部5と各ばね機能部10Bとの配置が対応したものとなり、ばね機能部10Bの凹部2Aへの落ち込みを確実に阻止することができる。
図13に示す燃料電池スタックFSは、先の実施形態では、基板10Aの片側に多数のばね機能部10Bを配列した変位吸収部材10を採用したのに対して、断面波形状の変位吸収部材20を採用している。この変位吸収部材20にあっても、厚さ方向の変形に伴ってセパレータ2との接触部分が面内方向に移動することとなる。
そこで、燃料電池スタックFSは、積層時に隣接する単セルC同士のセパレータ2において、流通空間F側の各凹部2Aのうちから選択した凹部2Aに、流通空間F側に突出して変位吸収部材20の落ち込みを抑制する保持部5を備えている。この燃料電池スタックFSにあっても、積層した単セルC同士の間に冷却液を流通させる構造を有すると共に、単セルC間の変位吸収機能を良好に維持しつつ小型化を実現することができる。
なお、本発明に係る燃料電池スタック及び変位吸収部材は、その構成が上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の細部を適宜変更することが可能である。
C 単セル
F 流通領域
FS 燃料電池スタック
1 膜電極接合体
2 セパレータ
2A 凹部
2B 凸部
5 保持部
10 変位吸収部材
10A 基板
10B ばね機能部
20 変位吸収部材

Claims (13)

  1. 膜電極接合体を一対のセパレータで挟持して成る単セルを複数枚積層して構成される燃料電池スタックであって、
    隣接する単セル同士の間に、冷却液の流通空間を形成すると共に、この流通空間に配置して単セル間の変位を吸収する変位吸収部材を備えており、
    セパレータが、断面凹凸形状を冷却液の流通方向に連続的に有すると共に、流通空間側の各凹部のうちから選択した凹部に、流通空間側に突出して変位吸収部材の落ち込みを抑制する保持部を備えていることを特徴とする燃料電池スタック。
  2. 前記変位吸収部材が、厚さ方向の変形に伴ってセパレータとの接触部分が面内方向に移動する部材であると共に、接触部分の移動方向がセパレータの凹凸の配列方向となるように配置してあることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池スタック。
  3. 前記変位吸収部材が、基板の片面に多数のばね機能部を配列した構造を有すると共に、ばね機能部が、基端を基板への固定端とし且つ先端を自由端とした片持ち梁構造であり、 前記保持部が、ばね機能部の自由端側に配置されるセパレータの凹部に設けてあることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池スタック。
  4. 前記保持部を設けたセパレータが、膜電極接合体のアノード側のセパレータであることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池スタック。
  5. 前記保持部が、セパレータの流通空間側の凸部と同じ突出高さを有していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  6. 前記保持部が、セパレータの凹部の幅よりも小さい幅を有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  7. 前記保持部が、セパレータの各凹部において規則的に配置してあると共に、いずれも同形状であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  8. 前記保持部が、セパレータの凹部の連続方向に沿って左右交互に所定間隔で配置してあることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  9. 前記保持部が、セパレータの凹部の連続方向において、変位吸収部材のばね機能部の幅方向両側に対応する位置に夫々設けてあることを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  10. 前記保持部が、セパレータの凹部の連続方向において、変位吸収部材のばね機能部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  11. セパレータの凹部の連続方向において、所定間隔で配置した保持部のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部のピッチとが同等であることを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  12. セパレータの凹凸の配列方向において、所定間隔で配置した保持部のピッチと、所定間隔で配置したばね機能部のピッチとが同等であることを特徴とする請求項3〜11のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
  13. セパレータが、表裏反転形状を有していることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の燃料電池スタック。
JP2012099661A 2012-04-25 2012-04-25 燃料電池スタック Active JP5915971B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012099661A JP5915971B2 (ja) 2012-04-25 2012-04-25 燃料電池スタック
US14/394,365 US9929426B2 (en) 2012-04-25 2012-12-27 Fuel cell stack
CN201280072678.XA CN104247116B (zh) 2012-04-25 2012-12-27 燃料电池堆
EP12875418.1A EP2843741B1 (en) 2012-04-25 2012-12-27 Fuel cell stack
PCT/JP2012/083790 WO2013161130A1 (ja) 2012-04-25 2012-12-27 燃料電池スタック
CA2869840A CA2869840C (en) 2012-04-25 2012-12-27 Fuel cell stack with spring plate in cooling channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012099661A JP5915971B2 (ja) 2012-04-25 2012-04-25 燃料電池スタック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013229159A JP2013229159A (ja) 2013-11-07
JP5915971B2 true JP5915971B2 (ja) 2016-05-11

Family

ID=49676610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012099661A Active JP5915971B2 (ja) 2012-04-25 2012-04-25 燃料電池スタック

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5915971B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019205564A1 (de) * 2019-04-17 2020-10-22 Audi Ag Bipolarplatte für Brennstoffzellen, Brennstoffzellenstapel mit solchen Bipolarplatten sowie Fahrzeug mit einem solchen Brennstoffzellenstapel

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0193061A (ja) * 1987-10-02 1989-04-12 Hitachi Ltd 溶融炭酸塩型燃料電池
JPH01246766A (ja) * 1988-03-29 1989-10-02 Toshiba Corp 燃料電池用冷却板
US4983472A (en) * 1989-11-24 1991-01-08 International Fuel Cells Corporation Fuel cell current collector
JPH0439868A (ja) * 1990-06-06 1992-02-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 溶融炭酸塩型燃料電池用セパレータ
JPH05335024A (ja) * 1992-03-31 1993-12-17 Toshiba Corp 燃料電池
JP2000517466A (ja) * 1996-09-04 2000-12-26 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 2つの部材を熱的、電気的および機械的に結合するための中間部材
JP2001068132A (ja) * 1999-08-25 2001-03-16 Tokyo Gas Co Ltd 集電板およびそれを用いた固体電解質燃料電池
JP2002184422A (ja) * 2000-12-14 2002-06-28 Honda Motor Co Ltd 燃料電池のセパレータ
US6815116B2 (en) * 2001-03-08 2004-11-09 The Regents Of The University Of California Flexible interconnects for fuel cell stacks
JP3842109B2 (ja) * 2001-11-09 2006-11-08 本田技研工業株式会社 燃料電池
JP2004311087A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Seiko Instruments Inc 固体高分子電解質型燃料電池
DE10328039B4 (de) * 2003-06-18 2012-08-02 Reinz-Dichtungs-Gmbh Elektrochemische Anordnung mit elastischer Verteilungsstruktur
JP2006156048A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Toyota Motor Corp 燃料電池およびその製造方法
JP4899339B2 (ja) * 2005-05-16 2012-03-21 トヨタ自動車株式会社 燃料電池のセパレータ
JP5224649B2 (ja) * 2006-03-29 2013-07-03 日本碍子株式会社 導電性接続部材および固体酸化物形燃料電池
JP5365896B2 (ja) * 2008-04-24 2013-12-11 日産自動車株式会社 燃料電池ユニット
JP5472674B2 (ja) * 2008-12-09 2014-04-16 日産自動車株式会社 燃料電池用集電体及び固体電解質型燃料電池
JP5648378B2 (ja) * 2010-09-06 2015-01-07 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
JP5796879B2 (ja) * 2010-09-06 2015-10-21 日産自動車株式会社 燃料電池スタック及び燃料電池スタックに用いる変形吸収部材

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013229159A (ja) 2013-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6085946B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池スタック
JP5133616B2 (ja) 燃料電池
JP6064027B2 (ja) 燃料電池スタック
US10320009B2 (en) Deformation absorption member and fuel cell
WO2013161130A1 (ja) 燃料電池スタック
US20090098434A1 (en) Fuel cell and method for producing the same
US20120258377A1 (en) Fuel cell
JPWO2007105740A1 (ja) セル積層体およびこれを備えた燃料電池
JP2008171615A (ja) シール一体型膜電極接合体
JP5910751B2 (ja) 燃料電池スタック
JPWO2014174944A1 (ja) 絶縁構造体、燃料電池及び燃料電池スタック
JP5144226B2 (ja) 燃料電池
JP5786419B2 (ja) 燃料電池セル
JP2015069968A (ja) 燃料電池用セパレーターと燃料電池
JP6150040B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池スタック
JP4957091B2 (ja) 燃料電池
JP2008192366A (ja) 燃料電池
JP2006302702A (ja) セパレータのシール構造およびシール付きセパレータの製造方法
JP2015060716A (ja) 燃料電池スタック
JP5915971B2 (ja) 燃料電池スタック
JP2019186052A (ja) 燃料電池用セパレータ
JP5958746B2 (ja) 燃料電池スタック
US11996591B2 (en) Attachment structure for deformation absorption member and attachment method
JP6656596B2 (ja) 燃料電池の単セル構造
JP2012182057A (ja) 燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160314

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5915971

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160327