JP6064969B2 - 燃料電池用集電板、および燃料電池スタック - Google Patents
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Description
A1.燃料電池スタックの構成:
図1は本発明の一実施形態としての燃料電池スタックの構成を示す概略斜視図である。燃料電池スタック10は、一つの発電単位としての燃料電池100をz方向(以下、「積層方向」とも称する。)に複数積層した積層体12を、集電板160F,160E、絶縁板165F,165Eを介して、エンドプレート170F,170Eで挟持したスタック構造を有している。燃料電池100と、集電板160F,160Eと、絶縁板165F,165E、およびエンドプレート170F,170Eは、それぞれ、略矩形状の外形を有するプレート構造を有しており、長辺がx方向(水平方向)で短辺がy方向(垂直方向,鉛直方向)に沿うように配置されている。以下の説明において、図1におけるz軸プラス方向を前、z軸マイナス方向を後ろと表現する。
図3は、本発明の一実施形態としての集電板を平面視で示す説明図である。図3では、前端側の集電板160Fの絶縁板165Fと接触する面を示している。図4は、集電板の断面構成を示す説明図である。図4では、図3におけるA−A断面を模式的に図示している。本実施形態の集電板160Fは、集電端子161を有するアルミニウム製の第1の金属板181の両面に、チタン製の第2,3の金属板182,183を積層した3層構造の金属板である。本実施形態において、第1の金属板181は、板厚を約1.0mm、第2,3の金属板182,183は、板厚を約0.2mmとしている。
図5,6は、本発明の一実施形態としての集電板の効果を説明するための説明図である。図5は、集電板を平面視して示す図、図6は、集電板を断面視して示す図である。本実施形態の集電板160Fは、外周の端面と、各給排孔の孔壁面とが接着シール材184によって被覆されて接着されている。一方、空気抜き孔190の孔壁面は何にも被覆されておらず、封止されていない。上述の通り、集電板160Fを製造する場合は、積層された第1,2,3の金属板181,182,183に接着シール材184を装着した上で押圧し、所定時間加熱後、冷却することにより、接着シール材184によって、第1,2,3の金属板181,182,183が接着される。空気抜き孔190は、その孔壁面が封止されないため、図5,6に示すように、第1の金属板181と第2の金属板182との間の空気、第1の金属板181と第3の金属板183との間の空気を、空気抜き孔190を介して集電板160F外へ逃すことができる(空気の流れを、図5,6中矢印で示す)。そのため、集電板160Fを製造する際、接着シール材184の硬化中(上述の冷却中)に、第1の金属板181と第2の金属板182との間の空気、または第1の金属板181と第3の金属板183との間の空気が、接着シール材184と第2の金属板182または第3の金属板183との間から外へ流出することによる接着不良を抑制することができる。その結果、集電板160Fの外周の端面や各給排孔の孔壁面は、接着シール材184によって良好に封止され、集電板160Fの外周の端面や各給排孔の孔壁面に湿気が入り込むことによる、集電板160Fの腐食を抑制することができる。なお、本実施形態において、集電板160は、空気中で製造され、第1の金属板181と第2の金属板182との間、または第1の金属板181と第3の金属板183との間に空気が存在する場合を例示したが、第1の金属板181と第2の金属板182との間、または第1の金属板181と第3の金属板183との間に存在する流体は、空気に限定されず、水蒸気、他の気体等、種々の流体でもよい。
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば次のような変形も可能である。
102IN…燃料ガス供給孔
102OT…燃料ガス排出孔
104IN…酸化剤ガス供給孔
104OT…酸化剤ガス排出孔
106IN…冷却水供給孔
106OT…冷却水排出孔
120…アノード側セパレータ
130…カソード側セパレータ
160,160E,160F…集電板
161…集電端子
162IN…燃料ガス供給孔
162OT…燃料ガス排出孔
164IN…酸化剤ガス供給孔
164OT…酸化剤ガス排出孔
165E,165F…絶縁板
166IN…冷却水供給孔
166OT…冷却水排出孔
170E,170F…エンドプレート
172IN…燃料ガス供給孔
172OT…燃料ガス排出孔
174IN…酸化剤ガス供給孔
174OT…酸化剤ガス排出孔
176IN…冷却水供給孔
176OT…冷却水排出孔
181…第1の金属板
182…第2の金属板
183…第3の金属板
184,189…接着シール材
190,194…空気抜き孔
192…位置決め用貫通孔
Claims (4)
- 端子部を有する導電性の第1の金属板と、前記第1の金属板より耐食性の高い金属板であって、前記第1の金属板を挟持する第2と第3の金属板と、を備える、燃料電池用の集電板であって、
前記集電板は、
前記第1の金属板と前記第2の金属板と前記第3の金属板とを貫通し、前記第1の金属板と前記第2の金属板との間、および前記第1の金属板と前記第3の金属板との間の少なくともいずれか一方に存在する流体を前記集電板外へ導くための第1の貫通孔と、
前記集電板の外周の端面を封止する第1のシール材と、
を備え、
前記第1の貫通孔の孔壁面は、封止されていない、集電板。 - 請求項1に記載の集電板であって、
前記集電板は、
前記第1の金属板と前記第2の金属板と前記第3の金属板とを貫通し、前記燃料電池用の反応ガスまたは冷媒を供給または排出する第2の貫通孔と、
前記第2の貫通孔の孔壁面を封止する第2のシール材と、
を備える、集電板。 - 燃料電池スタックであって、
複数の燃料電池を積層した積層体と、
請求項1または請求項2に記載の集電板と、
前記集電板より外側に配置され、前記第1の貫通孔と対応する位置に、貫通孔を備えない板と、
を備える、燃料電池スタック。 - 請求項3に記載の燃料電池スタックであって、
前記複数の燃料電池は、
前記集電板の前記第1の貫通孔と連通する第3の貫通孔を備える、
燃料電池スタック。
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