JP6368807B2 - Manufacturing method of fuel cell stack and manufacturing method of metal separator for fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、電解質膜の両側に電極が配設される電解質膜・電極構造体と金属セパレータとを有する燃料電池スタックの製造方法及び燃料電池用金属セパレータの製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a fuel cell stack having an electrolyte membrane / electrode structure in which electrodes are disposed on both sides of an electrolyte membrane and a metal separator, and a method of manufacturing a metal separator for a fuel cell.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の一方の面にアノード電極が、他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を備えている。電解質膜・電極構造体は、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持されることにより、発電セルを構成している。燃料電池は、通常、所定の数の発電セルが積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池車両（燃料電池電気自動車等）に組み込まれている。   For example, a polymer electrolyte fuel cell has an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode electrode is disposed on one surface of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface. It has. The electrolyte membrane / electrode structure constitutes a power generation cell by being sandwiched between separators (bipolar plates). A fuel cell is usually incorporated in a fuel cell vehicle (fuel cell electric vehicle or the like) as a vehicle fuel cell stack, for example, by stacking a predetermined number of power generation cells.

燃料電池では、セパレータとして金属セパレータが使用される場合がある。その際、金属セパレータには、酸化剤ガス及び燃料ガスである反応ガスや冷却媒体の漏れを防止するために、シール部材が設けられている。シール部材は、フッ素系やシリコーン等の弾性ゴムシールが使用されており、コストが高騰するという問題がある。   In a fuel cell, a metal separator may be used as a separator. At that time, the metal separator is provided with a seal member in order to prevent leakage of the reaction gas and the cooling medium which are the oxidant gas and the fuel gas. As the sealing member, an elastic rubber seal such as a fluorine-based material or silicone is used, and there is a problem that the cost increases.

そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、弾性ゴムシールに代えて、金属セパレータにシーリングビードを成形する構成が採用されている。シーリングビードは、プレス成形されるため、製造コストが安価になるという利点がある。   Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1, a configuration in which a sealing bead is formed on a metal separator instead of an elastic rubber seal is employed. Since the sealing bead is press-molded, there is an advantage that the manufacturing cost is low.

米国特許第６６０５３８０号明細書US Pat. No. 6,605,380

ところで、上記のシーリングビードでは、外部荷重に対する塑性変形が大きく、金属セパレータの積層方向への荷重変動により、前記シーリングビードに塑性変形が惹起され易い。このため、外乱が取り除かれた際、塑性変形前と同一のシール面圧を発生させることができないという問題がある。   By the way, in the above-mentioned sealing bead, plastic deformation with respect to an external load is large, and plastic deformation is likely to be caused in the sealing bead due to load fluctuation in the stacking direction of the metal separator. For this reason, when a disturbance is removed, there exists a problem that the same sealing surface pressure as before plastic deformation cannot be generated.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、荷重変動に対して塑性変形を惹起することがなく、所望のシール面圧を確実に得ることが可能な燃料電池スタックの製造方法及び燃料電池用金属セパレータの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and is a fuel cell stack capable of reliably obtaining a desired seal surface pressure without causing plastic deformation with respect to load fluctuation in a simple process. An object of the present invention is to provide a method for producing a metal separator for a fuel cell.

本発明に係る製造方法が適用される燃料電池スタックは、電解質膜の両側に電極が配設される電解質膜・電極構造体と金属セパレータとを有する発電セルを備えている。電解質膜・電極構造体と金属セパレータとの間には、一方の電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と他方の電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路とが形成されている。燃料電池スタックは、複数の発電セルが積層されている。   The fuel cell stack to which the manufacturing method according to the present invention is applied includes a power generation cell having an electrolyte membrane / electrode structure in which electrodes are disposed on both sides of the electrolyte membrane, and a metal separator. Between the electrolyte membrane / electrode structure and the metal separator, a fuel gas channel for supplying fuel gas to one electrode and an oxidant gas channel for supplying oxidant gas to the other electrode are formed. . In the fuel cell stack, a plurality of power generation cells are stacked.

燃料電池スタックの製造方法は、金属セパレータをプレス成形することにより、少なくとも燃料ガス流路又は酸化剤ガス流路を周回してシール用ビード部を形成する工程と、一対の前記金属セパレータを、前記シール用ビード部が突出する側の面とは反対側の面同士を当接させた状態で、接合する工程とを有している。さらに、シール用ビード部に予備荷重を付与することにより、前記シール用ビード部を塑性変形させる工程を有している。そして、金属セパレータと電解質膜・電極構造体とを積層し、積層方向に締め付け荷重を付与することにより、燃料電池スタックを組み付ける工程を有している。   The method of manufacturing a fuel cell stack includes a step of forming a bead portion for sealing around at least a fuel gas channel or an oxidant gas channel by press-molding a metal separator, and a pair of the metal separators, And a step of joining in a state where the surfaces opposite to the surface from which the sealing bead portion protrudes are in contact with each other. Furthermore, it has the process of plastically deforming the said bead part for a seal | sticker by providing a preload to the bead part for a seal | sticker. And it has the process of assembling a fuel cell stack by laminating | stacking a metal separator and electrolyte membrane and electrode structure, and giving a clamping load to the lamination direction.

また、この製造方法では、シール用ビード部に付与される予備荷重は、燃料電池スタックの発電中に、積層方向に受ける最大荷重であることが好ましい。また、この製造方法では、前記電解質膜・電極構造体の外周には樹脂枠部材が設けられ、前記金属セパレータの弾性率ｋ１と前記樹脂枠部材の弾性率ｋ２は、ｋ１＞ｋ２の関係を有することが好ましい。また、この製造方法では、前記シール用ビード部の頂部には樹脂材が設けられ、前記弾性率ｋ１と、前記弾性率ｋ２と、樹脂材の弾性率ｋ３とは、ｋ１＞ｋ３＞ｋ２の関係を有することが好ましい。   In this manufacturing method, it is preferable that the preliminary load applied to the sealing bead portion is the maximum load received in the stacking direction during power generation of the fuel cell stack. In this manufacturing method, a resin frame member is provided on the outer periphery of the electrolyte membrane / electrode structure, and the elastic modulus k1 of the metal separator and the elastic modulus k2 of the resin frame member have a relationship of k1> k2. It is preferable. Further, in this manufacturing method, a resin material is provided on the top of the sealing bead portion, and the elastic modulus k1, the elastic modulus k2, and the elastic modulus k3 of the resin material have a relationship of k1> k3> k2. It is preferable to have.

さらにまた、本発明に係る製造方法が適用される燃料電池用金属セパレータは、電解質膜の両側に電極が配設される電解質膜・電極構造体と積層されて発電セルを構成している。金属セパレータには、一方の電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と他方の電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路とが形成されている。   Furthermore, the fuel cell metal separator to which the manufacturing method according to the present invention is applied is laminated with an electrolyte membrane / electrode structure in which electrodes are disposed on both sides of the electrolyte membrane to constitute a power generation cell. The metal separator is formed with a fuel gas channel for supplying fuel gas to one electrode and an oxidant gas channel for supplying oxidant gas to the other electrode.

金属セパレータの製造方法は、金属セパレータをプレス成形することにより、少なくとも燃料ガス流路又は酸化剤ガス流路を周回してシール用ビード部を形成する工程を有している。さらに、シール用ビード部に予備荷重を付与することにより、前記シール用ビード部を塑性変形させる工程を有している。   The metal separator manufacturing method includes a step of forming a bead portion for sealing around at least a fuel gas channel or an oxidant gas channel by press-molding the metal separator. Furthermore, it has the process of plastically deforming the said bead part for a seal | sticker by providing a preload to the bead part for a seal | sticker.

また、この製造方法では、シール用ビード部に付与される予備荷重は、燃料電池の発電中に、金属セパレータの積層方向に受ける最大荷重であることが好ましい。また、この製造方法では、前記金属セパレータは、３枚以上の金属セパレータと２枚以上の電解質膜・電極構造体とを備えたセルユニットにおいて、３枚以上の前記金属セパレータのうち２枚の前記電解質膜・電極構造体の間に配置される金属セパレータであることが好ましい。   In this manufacturing method, it is preferable that the preliminary load applied to the sealing bead portion is the maximum load received in the stacking direction of the metal separator during power generation of the fuel cell. In this manufacturing method, the metal separator is a cell unit including three or more metal separators and two or more electrolyte membrane / electrode structures. The metal separator is preferably disposed between the electrolyte membrane / electrode structure.

本発明によれば、燃料電池スタックの組み付け前に、シール用ビード部に予備荷重を付与することにより、前記シール用ビード部が塑性変形されている。このため、燃料電池スタックとして使用される際、荷重変動が惹起されても、シール用ビード部は、弾性ゴムシールと同様な荷重特性を有することができる。また、一対の金属セパレータを接合した後に予備荷重が付与されるため、当該接合の際の金属セパレータの変形を矯正することができる。   According to the present invention, the sealing bead portion is plastically deformed by applying a preload to the sealing bead portion before assembly of the fuel cell stack. For this reason, when used as a fuel cell stack, even if a load fluctuation is caused, the sealing bead portion can have the same load characteristics as the elastic rubber seal. In addition, since a preliminary load is applied after joining the pair of metal separators, deformation of the metal separator during the joining can be corrected.

従って、シール用ビード部は、簡単な工程で、荷重変動に対して塑性変形を惹起することがなく、所望のシール面圧を確実に得ることが可能になる。   Accordingly, the sealing bead portion can reliably obtain a desired sealing surface pressure by a simple process without causing plastic deformation due to load fluctuation.

本発明に係る製造方法が適用される燃料電池スタックの斜視説明図である。It is a perspective view of a fuel cell stack to which the manufacturing method according to the present invention is applied. 前記燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。FIG. 2 is a partially exploded schematic perspective view of the fuel cell stack. 前記燃料電池スタックの、図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell stack taken along line III-III in FIG. 2. 前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。It is a disassembled perspective explanatory drawing of the electric power generation cell which comprises the said fuel cell stack. 前記発電セルを構成する第１金属セパレータの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the 1st metal separator which comprises the said electric power generation cell. 前記第１金属セパレータ及び第２金属セパレータを成形する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of shape | molding the said 1st metal separator and a 2nd metal separator. 前記第１金属セパレータと前記第２金属セパレータとを溶接して接合セパレータを製造する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of manufacturing a joining separator by welding the said 1st metal separator and the said 2nd metal separator. 前記接合セパレータに樹脂材を設ける際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of providing a resin material in the said joining separator. 前記接合セパレータに予備荷重を付与する予備荷重付与装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the preliminary load provision apparatus which provides a preliminary load to the said joining separator. 前記予備荷重が付与されない接合セパレータにおける運転範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the operation range in the joining separator to which the said preload is not provided. 本発明の第１の実施形態の前記接合セパレータにおける運転範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the operating range in the said joining separator of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の予備荷重付与装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the preliminary load provision apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. 前記第２の実施形態の前記接合セパレータにおける運転範囲の説明図である。It is explanatory drawing of the operating range in the said joining separator of the said 2nd Embodiment.

図１及び図２に示すように、本発明に係る製造方法が適用される燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）又は重力方向（矢印Ｃ方向）に積層された積層体１４を備える。燃料電池スタック１０は、例えば、図示しない燃料電池電気自動車等の燃料電池車両に搭載される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel cell stack 10 to which the manufacturing method according to the present invention is applied has a plurality of power generation cells 12 stacked in the horizontal direction (arrow A direction) or the gravity direction (arrow C direction). The laminated body 14 is provided. The fuel cell stack 10 is mounted on a fuel cell vehicle such as a fuel cell electric vehicle (not shown), for example.

積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１６ａ、インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される（図２参照）。積層体１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１６ｂ、インシュレータ１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。   A terminal plate 16a, an insulator 18a, and an end plate 20a are sequentially arranged at one end in the stacking direction (arrow A direction) of the stacked body 14 (see FIG. 2). A terminal plate 16b, an insulator 18b, and an end plate 20b are sequentially disposed on the other end in the stacking direction of the stacked body 14 toward the outside.

図１に示すように、エンドプレート２０ａ、２０ｂは、横長（縦長でもよい）の長方形状を有するとともに、各辺間には、連結バー２４が配置される。各連結バー２４は、両端をエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面にボルト２６を介して固定され、複数の積層された発電セル１２に積層方向（矢印Ａ方向）の締め付け荷重を付与する。なお、燃料電池スタック１０では、エンドプレート２０ａ、２０ｂを端板とする筐体を備え、前記筐体内に積層体１４を収容するように構成してもよい。   As shown in FIG. 1, the end plates 20 a and 20 b have a horizontally long (or vertically long) rectangular shape, and a connecting bar 24 is disposed between each side. Each connecting bar 24 is fixed at both ends to the inner surfaces of the end plates 20a and 20b via bolts 26, and applies a tightening load in the stacking direction (arrow A direction) to the plurality of stacked power generation cells 12. Note that the fuel cell stack 10 may include a housing having end plates 20a and 20b as end plates, and the stacked body 14 may be accommodated in the housing.

発電セル１２は、図３及び図４に示すように、樹脂フィルム付きＭＥＡ（電解質膜・電極構造体）２８が、第１金属セパレータ３０及び第２金属セパレータ３２により挟持される。第１金属セパレータ３０及び第２金属セパレータ３２は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属薄板の断面を波形にプレス成形して構成される。第１金属セパレータ３０と第２金属セパレータ３２とは、外周を溶接、ろう付け、かしめ等により一体に接合され、接合セパレータ３３を構成する。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the power generation cell 12, an MEA (electrolyte membrane / electrode structure) 28 with a resin film is sandwiched between a first metal separator 30 and a second metal separator 32. The first metal separator 30 and the second metal separator 32 are formed by, for example, pressing a corrugated section of a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plated steel plate, or a metal thin plate having a metal surface subjected to anticorrosion surface treatment. Configured. The first metal separator 30 and the second metal separator 32 are integrally joined to each other by welding, brazing, caulking, or the like to form a joined separator 33.

発電セル１２の長辺方向である矢印Ｂ方向（図４中、水平方向）の一端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂは、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。酸化剤ガス入口連通孔３４ａは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する。冷却媒体入口連通孔３６ａは、冷却媒体を供給し、燃料ガス出口連通孔３８ｂは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。   One end edge of the power generation cell 12 in the direction of the arrow B (the horizontal direction in FIG. 4) communicates with each other in the direction of the arrow A, and the oxidant gas inlet communication hole 34a and the cooling medium inlet communication hole 36a. And a fuel gas outlet communication hole 38b. The oxidant gas inlet communication hole 34a, the cooling medium inlet communication hole 36a, and the fuel gas outlet communication hole 38b are arranged in the direction of arrow C. The oxidant gas inlet communication hole 34a supplies an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas. The cooling medium inlet communication hole 36a supplies a cooling medium, and the fuel gas outlet communication hole 38b discharges a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas.

発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。燃料ガス入口連通孔３８ａは、燃料ガスを供給し、冷却媒体出口連通孔３６ｂは、冷却媒体を排出するとともに、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂは、酸化剤ガスを排出する。酸化剤ガス入口連通孔３４ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂと燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂの配置は、本実施形態に限定されるものではない。要求される仕様に応じて、適宜設定すればよい。   A fuel gas inlet communication hole 38a, a coolant outlet communication hole 36b, and an oxidant gas outlet communication hole 34b communicate with each other in the arrow A direction at the other end edge of the power generation cell 12 in the arrow B direction. Are provided in an array. The fuel gas inlet communication hole 38a supplies fuel gas, the cooling medium outlet communication hole 36b discharges the cooling medium, and the oxidant gas outlet communication hole 34b discharges the oxidant gas. The arrangement of the oxidant gas inlet communication hole 34a, the oxidant gas outlet communication hole 34b, the fuel gas inlet communication hole 38a, and the fuel gas outlet communication hole 38b is not limited to the present embodiment. What is necessary is just to set suitably according to the specification requested | required.

図３に示すように、外周に枠形状の樹脂フィルム４６を有する樹脂フィルム付きＭＥＡ２８は、例えば、水分を含んだパーフルオロスルホン酸の薄膜である固体高分子電解質膜（陽イオン交換膜）４０と、前記固体高分子電解質膜４０を挟持するアノード電極４２及びカソード電極４４とを有する。   As shown in FIG. 3, the MEA 28 with a resin film having a frame-shaped resin film 46 on the outer periphery includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane (cation exchange membrane) 40 that is a thin film of perfluorosulfonic acid containing moisture. And an anode electrode 42 and a cathode electrode 44 that sandwich the solid polymer electrolyte membrane 40.

固体高分子電解質膜４０は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用してもよい。固体高分子電解質膜４０は、アノード電極４２及びカソード電極４４よりも小さな平面寸法（外形寸法）を有する。固体高分子電解質膜４０は、電極外周と重なり部を有する。   The solid polymer electrolyte membrane 40 may use an HC (hydrocarbon) electrolyte in addition to the fluorine electrolyte. The solid polymer electrolyte membrane 40 has a smaller planar dimension (outer dimension) than the anode electrode 42 and the cathode electrode 44. The solid polymer electrolyte membrane 40 has an overlapping portion with the electrode outer periphery.

アノード電極４２は、固体高分子電解質膜４０の一方の面４０ａに接合される第１電極触媒層４２ａと、前記第１電極触媒層４２ａに積層される第１ガス拡散層４２ｂとを設ける。第１電極触媒層４２ａは、第１ガス拡散層４２ｂよりも小さな外形寸法を有するとともに、固体高分子電解質膜４０と同一（又は同一未満）の外形寸法に設定される。なお、第１電極触媒層４２ａは、第１ガス拡散層４２ｂと同一の外形寸法を有してもよい。   The anode electrode 42 includes a first electrode catalyst layer 42a bonded to one surface 40a of the solid polymer electrolyte membrane 40 and a first gas diffusion layer 42b stacked on the first electrode catalyst layer 42a. The first electrode catalyst layer 42 a has an outer dimension smaller than that of the first gas diffusion layer 42 b and is set to the same outer dimension as (or less than) the solid polymer electrolyte membrane 40. The first electrode catalyst layer 42a may have the same outer dimensions as the first gas diffusion layer 42b.

カソード電極４４は、固体高分子電解質膜４０の面４０ｂに接合される第２電極触媒層４４ａと、前記第２電極触媒層４４ａに積層される第２ガス拡散層４４ｂとを設ける。第２電極触媒層４４ａは、第２ガス拡散層４４ｂよりも小さな外形寸法を有するとともに、固体高分子電解質膜４０と同一（又は同一未満）の外形寸法に設定される。なお、第２電極触媒層４４ａは、第２ガス拡散層４４ｂと同一の外形寸法を有してもよい。   The cathode electrode 44 includes a second electrode catalyst layer 44a joined to the surface 40b of the solid polymer electrolyte membrane 40 and a second gas diffusion layer 44b laminated on the second electrode catalyst layer 44a. The second electrode catalyst layer 44a has an outer dimension smaller than that of the second gas diffusion layer 44b and is set to the same outer dimension as (or less than) the solid polymer electrolyte membrane 40. The second electrode catalyst layer 44a may have the same outer dimensions as the second gas diffusion layer 44b.

第１電極触媒層４２ａは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第１ガス拡散層４２ｂの表面に一様に塗布されて形成される。第２電極触媒層４４ａは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第２ガス拡散層４４ｂの表面に一様に塗布されて形成される。第１ガス拡散層４２ｂ及び第２ガス拡散層４４ｂは、カーボンペーパ、カーボンクロス等からなる。第１電極触媒層４２ａ及び第２電極触媒層４４ａは、固体高分子電解質膜４０の両方の面４０ａ、４０ｂに形成される。   The first electrode catalyst layer 42a is formed by, for example, uniformly applying porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface thereof to the surface of the first gas diffusion layer 42b. The second electrode catalyst layer 44a is formed, for example, by uniformly applying porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface thereof to the surface of the second gas diffusion layer 44b. The first gas diffusion layer 42b and the second gas diffusion layer 44b are made of carbon paper, carbon cloth, or the like. The first electrode catalyst layer 42 a and the second electrode catalyst layer 44 a are formed on both surfaces 40 a and 40 b of the solid polymer electrolyte membrane 40.

第１ガス拡散層４２ｂの外周先端縁部と第２ガス拡散層４４ｂの外周先端縁部との間には、枠形状を有する樹脂フィルム４６（樹脂枠部材）が挟持される。樹脂フィルム４６の内周端面は、固体高分子電解質膜４０の外周端面に近接又は当接する。図４に示すように、樹脂フィルム４６の矢印Ｂ方向の一端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが設けられる。樹脂フィルム４６の矢印Ｂ方向の他端縁部には、燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが設けられる。   A resin film 46 (resin frame member) having a frame shape is sandwiched between the outer peripheral front end edge of the first gas diffusion layer 42b and the outer peripheral front end edge of the second gas diffusion layer 44b. The inner peripheral end surface of the resin film 46 is close to or abuts on the outer peripheral end surface of the solid polymer electrolyte membrane 40. As shown in FIG. 4, an oxidant gas inlet communication hole 34a, a cooling medium inlet communication hole 36a, and a fuel gas outlet communication hole 38b are provided at one end edge of the resin film 46 in the arrow B direction. A fuel gas inlet communication hole 38a, a cooling medium outlet communication hole 36b, and an oxidant gas outlet communication hole 34b are provided at the other end edge of the resin film 46 in the arrow B direction.

樹脂フィルム４６は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はｍ−ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）又は変性ポリオレフィンで構成される。なお、樹脂フィルム４６を用いることなく、固体高分子電解質膜４０を外方に突出させてもよい。また、外方に突出した固体高分子電解質膜４０の両側に枠形状のフィルムを設けてもよい。   Examples of the resin film 46 include PPS (polyphenylene sulfide), PPA (polyphthalamide), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), LCP (liquid crystal polymer), PVDF (polyvinylidene fluoride), silicone. Resin, fluororesin, or m-PPE (modified polyphenylene ether resin), PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate) or modified polyolefin. Note that the solid polymer electrolyte membrane 40 may protrude outward without using the resin film 46. Further, a frame-shaped film may be provided on both sides of the solid polymer electrolyte membrane 40 protruding outward.

図４に示すように、第１金属セパレータ３０の樹脂フィルム付きＭＥＡ２８に向かう面３０ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路４８が設けられる。図５に示すように、酸化剤ガス流路４８は、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂに流体的に連通する。酸化剤ガス流路４８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の凸部４８ａ間に直線状流路溝（又は波状流路溝）４８ｂを有する。   As shown in FIG. 4, for example, an oxidant gas channel 48 extending in the direction of arrow B is provided on the surface 30 a of the first metal separator 30 facing the MEA 28 with resin film. As shown in FIG. 5, the oxidant gas flow path 48 is in fluid communication with the oxidant gas inlet communication hole 34 a and the oxidant gas outlet communication hole 34 b. The oxidant gas flow channel 48 has a straight flow channel groove (or a wavy flow channel groove) 48b between a plurality of convex portions 48a extending in the arrow B direction.

酸化剤ガス入口連通孔３４ａと酸化剤ガス流路４８との間には、複数個のエンボス部を有する入口バッファ部５０ａが設けられる。酸化剤ガス出口連通孔３４ｂと酸化剤ガス流路４８との間には、複数個のエンボス部を有する出口バッファ部５０ｂが設けられる。   Between the oxidizing gas inlet communication hole 34a and the oxidizing gas channel 48, an inlet buffer 50a having a plurality of embossed portions is provided. Between the oxidizing gas outlet communication hole 34b and the oxidizing gas channel 48, an outlet buffer 50b having a plurality of embossed portions is provided.

第１金属セパレータ３０の面３０ａには、プレス成形により断面が波形状の酸化剤ガス流路４８、入口バッファ部５０ａ及び出口バッファ部５０ｂと一体（又は個別）に第１シールライン（メタルビードシール）５２が樹脂フィルム付きＭＥＡ２８に向かって膨出成形される。第１シールライン５２は、面３０ａの外周縁部を周回する外側ビード部（シール用ビード部）５２ａを有する。第１シールライン５２の断面形状としては、先端に向かって先細り形状、先端が平坦形状又はＲ形状を有する。第１シールライン５２は、酸化剤ガス流路４８、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂを周回し且つこれらを連通させる内側ビード部（シール用ビード部）５２ｂを有する。   A first seal line (metal bead seal) is formed on the surface 30a of the first metal separator 30 integrally (or individually) with an oxidant gas flow path 48 having a corrugated cross section, an inlet buffer portion 50a, and an outlet buffer portion 50b by press molding. ) 52 is bulged and formed toward the MEA 28 with resin film. The first seal line 52 has an outer bead portion (seal bead portion) 52a that goes around the outer peripheral edge of the surface 30a. As a cross-sectional shape of the first seal line 52, a tapered shape is formed toward the tip, and the tip has a flat shape or an R shape. The first seal line 52 has an inner bead portion (seal bead portion) 52b that circulates and communicates with the oxidant gas flow path 48, the oxidant gas inlet communication hole 34a, and the oxidant gas outlet communication hole 34b.

第１シールライン５２は、さらに燃料ガス入口連通孔３８ａ、燃料ガス出口連通孔３８ｂ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び冷却媒体出口連通孔３６ｂをそれぞれ周回する連通孔ビード部（シール用ビード部）５２ｃを有する。外側ビード部５２ａ、内側ビード部５２ｂ及び連通孔ビード部５２ｃは、面３０ａ側に凸形状を有する。なお、外側ビード部５２ａは、必要に応じて設ければよく、不要にすることもできる。   The first seal line 52 further includes a communication hole bead portion (seal bead portion) 52c that goes around the fuel gas inlet communication hole 38a, the fuel gas outlet communication hole 38b, the cooling medium inlet communication hole 36a, and the cooling medium outlet communication hole 36b. Have The outer bead portion 52a, the inner bead portion 52b, and the communication hole bead portion 52c have a convex shape on the surface 30a side. It should be noted that the outer bead portion 52a may be provided as necessary and may be omitted.

冷却媒体入口連通孔３６ａを周回する連通孔ビード部５２ｃと内側ビード部５２ｂとの間には、入口通路部５４ａが面３０ａ側に膨出形成される。冷却媒体出口連通孔３６ｂを周回する連通孔ビード部５２ｃと内側ビード部５２ｂとの間には、出口通路部５４ｂが面３０ａ側に膨出形成される。入口通路部５４ａ及び出口通路部５４ｂは、面３０ｂ側の冷却媒体流路６６（後述する）に冷却媒体入口連通孔３６ａ及び冷却媒体出口連通孔３６ｂを連通させる通路を構成する。   Between the communication hole bead portion 52c that goes around the cooling medium inlet communication hole 36a and the inner bead portion 52b, an inlet passage portion 54a is formed to bulge toward the surface 30a. Between the communication hole bead portion 52c that circulates around the cooling medium outlet communication hole 36b and the inner bead portion 52b, an outlet passage portion 54b bulges toward the surface 30a. The inlet passage portion 54a and the outlet passage portion 54b constitute a passage that connects the cooling medium inlet communication hole 36a and the cooling medium outlet communication hole 36b to a cooling medium flow channel 66 (described later) on the surface 30b side.

第１シールライン５２では、図３に示すように、外側ビード部５２ａ及び内側ビード部５２ｂの凸部先端面に樹脂材５６ａが印刷又は塗布等により固着される。樹脂材５６ａは、例えば、ポリエステル繊維が使用される。図５に示すように、連通孔ビード部５２ｃの凸部先端面には、樹脂材５６ａが印刷又は塗布等により固着される。なお、外側ビード部５２ａ、内側ビード部５２ｂ及び連通孔ビード部５２ｃの平面形状を打ち抜いたシートを貼ってもよい。   In the first seal line 52, as shown in FIG. 3, the resin material 56a is fixed to the front end surfaces of the convex portions of the outer bead portion 52a and the inner bead portion 52b by printing or coating. For example, polyester fiber is used as the resin material 56a. As shown in FIG. 5, a resin material 56a is fixed to the front end surface of the convex portion of the communication hole bead portion 52c by printing or coating. In addition, you may stick the sheet | seat which punched the planar shape of the outer side bead part 52a, the inner side bead part 52b, and the communicating hole bead part 52c.

図４に示すように、第２金属セパレータ３２の樹脂フィルム付きＭＥＡ２８に向かう面３２ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路５８が形成される。燃料ガス流路５８は、燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂに流体的に連通する。燃料ガス流路５８は、矢印Ｂ方向に延在する複数本の凸部５８ａ間に直線状流路溝（又は波状流路溝）５８ｂを有する。   As shown in FIG. 4, for example, a fuel gas channel 58 extending in the direction of arrow B is formed on the surface 32 a of the second metal separator 32 facing the MEA 28 with resin film. The fuel gas channel 58 is in fluid communication with the fuel gas inlet communication hole 38a and the fuel gas outlet communication hole 38b. The fuel gas channel 58 has a linear channel groove (or wave channel channel) 58b between a plurality of convex portions 58a extending in the arrow B direction.

燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス流路５８との間には、複数個のエンボス部を有する入口バッファ部６０ａが設けられる。燃料ガス出口連通孔３８ｂと燃料ガス流路５８との間には、複数個のエンボス部を有する出口バッファ部６０ｂが設けられる。   Between the fuel gas inlet communication hole 38a and the fuel gas flow path 58, an inlet buffer portion 60a having a plurality of embossed portions is provided. Between the fuel gas outlet communication hole 38b and the fuel gas passage 58, an outlet buffer portion 60b having a plurality of embossed portions is provided.

第２金属セパレータ３２の面３２ａには、プレス成形により断面が波形状の燃料ガス流路５８、入口バッファ部６０ａ及び出口バッファ部６０ｂと一体（又は個別）に第２シールライン（メタルビードシール）６２が樹脂フィルム付きＭＥＡ２８に向かって膨出成形される。第２シールライン６２は、面３２ａの外周縁部を周回する外側ビード部（シール用ビード部）６２ａを有する。第２シールライン６２の断面形状としては、先端に向かって先細り形状、先端が平坦形状又はＲ形状を有する。第２シールライン６２は、燃料ガス流路５８、燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂを周回し且つこれらを連通させる内側ビード部（シール用ビード部）６２ｂを有する。   A second seal line (metal bead seal) is formed on the surface 32a of the second metal separator 32 integrally (or individually) with the fuel gas flow path 58, the inlet buffer portion 60a, and the outlet buffer portion 60b having a corrugated cross section by press molding. 62 is bulged and formed toward the MEA 28 with resin film. The second seal line 62 has an outer bead portion (seal bead portion) 62a that goes around the outer peripheral edge of the surface 32a. As a cross-sectional shape of the second seal line 62, a taper shape toward the tip, and the tip has a flat shape or an R shape. The second seal line 62 has an inner bead portion (seal bead portion) 62b that circulates and communicates with the fuel gas flow path 58, the fuel gas inlet communication hole 38a, and the fuel gas outlet communication hole 38b.

第２シールライン６２は、さらに酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び冷却媒体出口連通孔３６ｂをそれぞれ周回する連通孔ビード部（シール用ビード部）６２ｃを有する。外側ビード部６２ａ、内側ビード部６２ｂ及び連通孔ビード部６２ｃは、面３２ａ側に凸形状を有する。なお、外側ビード部６２ａは、必要に応じて設ければよく、不要にすることもできる。   The second seal line 62 further includes a communication hole bead portion (seal bead portion) that circulates each of the oxidant gas inlet communication hole 34a, the oxidant gas outlet communication hole 34b, the cooling medium inlet communication hole 36a, and the cooling medium outlet communication hole 36b. ) 62c. The outer bead portion 62a, the inner bead portion 62b, and the communication hole bead portion 62c have a convex shape on the surface 32a side. The outer bead portion 62a may be provided as necessary, and may be unnecessary.

冷却媒体入口連通孔３６ａを周回する連通孔ビード部６２ｃと内側ビード部６２ｂとの間には、入口通路部６４ａが面３２ａ側に膨出形成される。冷却媒体出口連通孔３６ｂを周回する連通孔ビード部６２ｃと内側ビード部６２ｂとの間には、出口通路部６４ｂが面３２ａ側に膨出形成される。入口通路部６４ａ及び出口通路部６４ｂは、面３２ｂ側の冷却媒体流路６６（後述する）に冷却媒体入口連通孔３６ａ及び冷却媒体出口連通孔３６ｂを連通させる通路を構成する。   Between the communication hole bead portion 62c that circulates around the cooling medium inlet communication hole 36a and the inner bead portion 62b, an inlet passage portion 64a bulges toward the surface 32a. Between the communication hole bead portion 62c that circulates around the cooling medium outlet communication hole 36b and the inner bead portion 62b, an outlet passage portion 64b bulges toward the surface 32a. The inlet passage portion 64a and the outlet passage portion 64b constitute a passage through which the cooling medium inlet communication hole 36a and the cooling medium outlet communication hole 36b communicate with a cooling medium flow channel 66 (described later) on the surface 32b side.

第２シールライン６２では、図３に示すように、外側ビード部６２ａ及び内側ビード部６２ｂの凸部先端面に樹脂材５６ｂが印刷又は塗布等により固着される。樹脂材５６ｂは、例えば、ポリエステル繊維が使用される。図４に示すように、連通孔ビード部６２ｃの凸部先端面には、樹脂材５６ｂが印刷又は塗布等により固着される。なお、外側ビード部６２ａ、内側ビード部６２ｂ及び連通孔ビード部６２ｃの平面形状を打ち抜いたシートを貼ってもよい。   In the second seal line 62, as shown in FIG. 3, the resin material 56b is fixed to the front end surfaces of the convex portions of the outer bead portion 62a and the inner bead portion 62b by printing or coating. For example, polyester fiber is used as the resin material 56b. As shown in FIG. 4, a resin material 56b is fixed to the front end surface of the convex portion of the communication hole bead portion 62c by printing or coating. In addition, you may stick the sheet | seat which punched the planar shape of the outer side bead part 62a, the inner side bead part 62b, and the communicating hole bead part 62c.

互いに接合される第１金属セパレータ３０の面３０ｂと第２金属セパレータ３２の面３２ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３６ａと冷却媒体出口連通孔３６ｂとに流体的に連通する冷却媒体流路６６が形成される。冷却媒体流路６６は、酸化剤ガス流路４８が形成された第１金属セパレータ３０の裏面形状と、燃料ガス流路５８が形成された第２金属セパレータ３２の裏面形状とが重なり合って形成される。   Between the surface 30b of the first metal separator 30 and the surface 32b of the second metal separator 32 that are joined together, a cooling medium flow that is in fluid communication with the cooling medium inlet communication hole 36a and the cooling medium outlet communication hole 36b. A path 66 is formed. The cooling medium channel 66 is formed by overlapping the back surface shape of the first metal separator 30 in which the oxidant gas channel 48 is formed and the back surface shape of the second metal separator 32 in which the fuel gas channel 58 is formed. The

図２に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂは、電気導電性を有する材料から構成され、例えば、銅、アルミニウム又はステンレススチール等の金属で構成される。ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの略中央には、積層方向外方に延在する端子部６８ａ、６８ｂが設けられる。   As shown in FIG. 2, the terminal plates 16a and 16b are made of an electrically conductive material, and are made of a metal such as copper, aluminum or stainless steel, for example. Terminal portions 68a and 68b extending outward in the stacking direction are provided at substantially the center of the terminal plates 16a and 16b.

端子部６８ａは、絶縁性筒体７０ａに挿入されてインシュレータ１８ａの孔部７２ａ及びエンドプレート２０ａの孔部７４ａを貫通して前記エンドプレート２０ａの外部に突出する。端子部６８ｂは、絶縁性筒体７０ｂに挿入されてインシュレータ１８ｂの孔部７２ｂ及びエンドプレート２０ｂの孔部７４ｂを貫通して前記エンドプレート２０ｂの外部に突出する。   The terminal portion 68a is inserted into the insulating cylinder 70a, passes through the hole 72a of the insulator 18a and the hole 74a of the end plate 20a, and protrudes outside the end plate 20a. The terminal portion 68b is inserted into the insulating cylinder 70b, passes through the hole 72b of the insulator 18b and the hole 74b of the end plate 20b, and protrudes to the outside of the end plate 20b.

インシュレータ１８ａ、１８ｂは、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂等で形成される。インシュレータ１８ａ、１８ｂの中央部には、積層体１４に向かって開口される凹部７６ａ、７６ｂが形成され、前記凹部７６ａ、７６ｂの底面には、孔部７２ａ、７２ｂが設けられる。   The insulators 18a and 18b are formed of an insulating material such as polycarbonate (PC) or phenol resin. In the central portions of the insulators 18a and 18b, recesses 76a and 76b that open toward the laminated body 14 are formed, and holes 72a and 72b are provided on the bottom surfaces of the recesses 76a and 76b.

インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａの矢印Ｂ方向の一端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体入口連通孔３６ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂが設けられる。インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａの矢印Ｂ方向他端縁部には、燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体出口連通孔３６ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが設けられる。   An oxidant gas inlet communication hole 34a, a cooling medium inlet communication hole 36a, and a fuel gas outlet communication hole 38b are provided at one end edge of the insulator 18a and the end plate 20a in the arrow B direction. A fuel gas inlet communication hole 38a, a cooling medium outlet communication hole 36b, and an oxidant gas outlet communication hole 34b are provided at the other edges in the arrow B direction of the insulator 18a and the end plate 20a.

図２及び図３に示すように、インシュレータ１８ａの凹部７６ａには、ターミナルプレート１６ａ及び断熱部材７８ａが収容される一方、インシュレータ１８ｂの凹部７６ｂには、ターミナルプレート１６ｂ及び断熱部材７８ｂが収容される。断熱部材７８ａは、一対の第１断熱部材８０ａ間に第２断熱部材８２ａが配設される。第１断熱部材８０ａは、例えば、平坦な形状を有する多孔性カーボンプレートで構成されるとともに、第２断熱部材８２ａは、断面波板状の金属製のプレートで構成される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the terminal plate 16a and the heat insulating member 78a are accommodated in the recess 76a of the insulator 18a, while the terminal plate 16b and the heat insulating member 78b are accommodated in the recess 76b of the insulator 18b. . In the heat insulating member 78a, a second heat insulating member 82a is disposed between the pair of first heat insulating members 80a. For example, the first heat insulating member 80a is formed of a porous carbon plate having a flat shape, and the second heat insulating member 82a is formed of a metal plate having a corrugated cross section.

なお、第１断熱部材８０ａは、第２断熱部材８２ａと同一の材料で構成してもよい。さらに、断熱部材７８ａは、１枚の第１断熱部材８０ａと１枚の第２断熱部材８２ａとを備える一方、ターミナルプレート１６ａとインシュレータ１８ａの凹部７６ａの底部との間に、樹脂製スペーサ（図示せず）を介装してもよい。   The first heat insulating member 80a may be made of the same material as that of the second heat insulating member 82a. Further, the heat insulating member 78a includes one first heat insulating member 80a and one second heat insulating member 82a, and a resin spacer (see FIG. 5) between the terminal plate 16a and the bottom of the recess 76a of the insulator 18a. (Not shown) may be interposed.

また、断熱部材７８ｂは、上記の断熱部材７８ａと同様に構成されており、同一の構成要素には、同一の参照符号にａに代えてｂを付し、その詳細な説明は省略する。   Moreover, the heat insulation member 78b is comprised similarly to said heat insulation member 78a, replaces a with the same referential mark, and attaches b to the same component, The detailed description is abbreviate | omitted.

次いで、本発明の第１の実施形態に係る接合セパレータ３３及び燃料電池スタック１０の製造方法について、以下に説明する。   Next, a method for manufacturing the joint separator 33 and the fuel cell stack 10 according to the first embodiment of the present invention will be described below.

まず、平板状の厚さ０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の金属薄板（素材）が用意され、この金属薄板がプレス加工されて、それぞれ断面波形状を有する第１金属セパレータ３０及び第２金属セパレータ３２が成形される（図６参照）。   First, a flat metal thin plate (material) having a thickness of about 0.03 mm to 0.3 mm is prepared, and the metal thin plate is pressed to form a first metal separator 30 and a second metal separator each having a cross-sectional wave shape. 32 is formed (see FIG. 6).

図３〜図５に示すように、第１金属セパレータ３０の面３０ａには、酸化剤ガス流路４８を構成する凸部４８ａと第１シールライン５２を構成する外側ビード部５２ａ、内側ビード部５２ｂ及び連通孔ビード部５２ｃとが突出成形される。面３０ａには、冷却媒体連結通路である入口通路部５４ａ及び出口通路部５４ｂが膨出形成される（図４及び図５参照）。   As shown in FIGS. 3 to 5, on the surface 30 a of the first metal separator 30, a convex portion 48 a constituting the oxidant gas flow path 48, an outer bead portion 52 a constituting the first seal line 52, and an inner bead portion. 52b and the communication hole bead portion 52c are projectingly formed. An inlet passage portion 54a and an outlet passage portion 54b, which are cooling medium connection passages, are bulged and formed on the surface 30a (see FIGS. 4 and 5).

図３及び図４に示すように、第２金属セパレータ３２の面３２ａには、燃料ガス流路５８を構成する凸部５８ａと第２シールライン６２を構成する外側ビード部６２ａ、内側ビード部６２ｂ及び連通孔ビード部６２ｃとが突出成形される。面３２ａには、冷却媒体連結通路である入口通路部６４ａ及び出口通路部６４ｂが膨出形成される（図４参照）。   As shown in FIGS. 3 and 4, the surface 32a of the second metal separator 32 has a convex portion 58a constituting the fuel gas flow path 58, an outer bead portion 62a constituting the second seal line 62, and an inner bead portion 62b. And the communication hole bead part 62c is protrudingly formed. An inlet passage portion 64a and an outlet passage portion 64b, which are cooling medium connecting passages, are bulged and formed on the surface 32a (see FIG. 4).

さらに、図７に示すように、第１金属セパレータ３０の面３０ｂ（シール用ビード部が突出する側の面とは反対側の面）と第２金属セパレータ３２の面３２ｂ（シール用ビード部が突出する側の面とは反対側の面）とが当接した状態で、前記第１金属セパレータ３０及び前記第２金属セパレータ３２が配置される。この状態で、面３０ｂの凸部と面３２ｂの凸部とは当接し、第１金属セパレータ３０と第２金属セパレータ３２は、それらの外周縁部と、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂ、燃料ガス入口連通孔３８ａ及び燃料ガス出口連通孔３８ｂの各内周縁部とが、溶接、ろう付け、かしめにより一体化され、接合セパレータ３３が得られる。   Furthermore, as shown in FIG. 7, the surface 30b of the first metal separator 30 (the surface opposite to the surface on which the sealing bead portion protrudes) and the surface 32b of the second metal separator 32 (the sealing bead portion is The first metal separator 30 and the second metal separator 32 are disposed in a state in which the surface on the opposite side to the protruding surface is in contact. In this state, the convex portion of the surface 30b and the convex portion of the surface 32b are in contact with each other, and the first metal separator 30 and the second metal separator 32 have their outer peripheral edge portion, the oxidizing gas inlet communication hole 34a, the oxidizing agent. The inner peripheral edge portions of the gas outlet communication hole 34b, the fuel gas inlet communication hole 38a, and the fuel gas outlet communication hole 38b are integrated by welding, brazing, and caulking to obtain the bonded separator 33.

次に、図８に示すように、第１金属セパレータ３０では、外側ビード部５２ａ及び内側ビード部５２ｂの凸部先端面に、樹脂材５６ａが印刷等で固着される。同様に、図５に示すように、連通孔ビード部５２ｃの凸部先端面に、樹脂材５６ａが印刷等で固着される。   Next, as shown in FIG. 8, in the first metal separator 30, the resin material 56a is fixed to the front end surfaces of the convex portions of the outer bead portion 52a and the inner bead portion 52b by printing or the like. Similarly, as shown in FIG. 5, the resin material 56a is fixed to the front end surface of the convex portion of the communication hole bead portion 52c by printing or the like.

一方、第２金属セパレータ３２では、外側ビード部６２ａ及び内側ビード部６２ｂの凸部先端面に、樹脂材５６ｂが印刷等で固着される。同様に、図４に示すように、連通孔ビード部６２ｃの凸部先端面に樹脂材５６ｂが印刷等で固着される。なお、樹脂材５６ａ、５６ｂは、不要にすることも可能である。また、樹脂フィルム付きＭＥＡ２８の外周樹脂枠の表面に樹脂材５６ａ、５６ｂを設けてもよい。   On the other hand, in the second metal separator 32, the resin material 56b is fixed to the front end surfaces of the convex portions of the outer bead portion 62a and the inner bead portion 62b by printing or the like. Similarly, as shown in FIG. 4, the resin material 56b is fixed to the front end surface of the convex portion of the communication hole bead portion 62c by printing or the like. The resin materials 56a and 56b can be omitted. Moreover, you may provide resin material 56a, 56b in the surface of the outer periphery resin frame of MEA28 with a resin film.

接合セパレータ３３は、図９に示すように、予備荷重付与装置８４に配置される。予備荷重付与装置８４は、接合セパレータ３３を挟んで互いに対向する型部材８６ａ、８６ｂと、前記型部材８６ａ、８６ｂ間に配置されるスペーサ８８とを備える。予備荷重付与装置８４では、型部材８６ａ、８６ｂにより接合セパレータ３３を挟持し、第１シールライン５２及び第２シールライン６２に予備荷重を付与する。予備荷重は、燃料電池スタック１０の発電中に、積層方向（矢印Ａ方向）に受ける最大荷重である。最大荷重は、発電条件、スタック寸法により、適宜設定すればよい。   As shown in FIG. 9, the bonding separator 33 is disposed in the preliminary load applying device 84. The preliminary load applying device 84 includes mold members 86a and 86b facing each other with the joining separator 33 interposed therebetween, and a spacer 88 disposed between the mold members 86a and 86b. In the preliminary load applying device 84, the joining separator 33 is sandwiched between the mold members 86 a and 86 b, and a preliminary load is applied to the first seal line 52 and the second seal line 62. The preliminary load is the maximum load that is received in the stacking direction (arrow A direction) during power generation of the fuel cell stack 10. The maximum load may be appropriately set depending on the power generation conditions and the stack dimensions.

予備荷重が付与された接合セパレータ３３は、図３に示すように、樹脂フィルム付きＭＥＡ２８と交互に積層されて積層体１４が構成される。積層体１４の積層方向一端には、断熱部材７８ａ、ターミナルプレート１６ａ、インシュレータ１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される（図２参照）。積層体１４の積層方向他端には、断熱部材７８ｂ、ターミナルプレート１６ｂ、インシュレータ１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される。   As shown in FIG. 3, the joining separator 33 to which the preload is applied is alternately laminated with the resin film-attached MEA 28 to form the laminated body 14. A heat insulating member 78a, a terminal plate 16a, an insulator 18a, and an end plate 20a are sequentially disposed at one end in the stacking direction of the stacked body 14 (see FIG. 2). At the other end in the stacking direction of the stacked body 14, a heat insulating member 78b, a terminal plate 16b, an insulator 18b, and an end plate 20b are sequentially disposed outward.

図１に示すように、エンドプレート２０ａ、２０ｂに各辺間には、連結バー２４が配置される。各連結バー２４は、両端をエンドプレート２０ａ、２０ｂの内面にボルト２６を介して固定され、積層体１４に積層方向の締め付け荷重が付与され、燃料電池スタック１０が組み付けられる。   As shown in FIG. 1, a connecting bar 24 is disposed between the sides of the end plates 20a and 20b. Both ends of each connecting bar 24 are fixed to the inner surfaces of the end plates 20a and 20b via bolts 26, a tightening load in the stacking direction is applied to the stacked body 14, and the fuel cell stack 10 is assembled.

このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell stack 10 configured as described above will be described below.

まず、図１に示すように、酸素含有ガス等の酸化剤ガス、例えば、空気は、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス入口連通孔３４ａに供給される。水素含有ガス等の燃料ガスは、エンドプレート２０ａの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給される。純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体は、エンドプレート２０ａの冷却媒体入口連通孔３６ａに供給される。   First, as shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas, for example, air is supplied to the oxidant gas inlet communication hole 34a of the end plate 20a. Fuel gas such as hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas inlet communication hole 38a of the end plate 20a. A cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium inlet communication hole 36a of the end plate 20a.

酸化剤ガスは、図４に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３４ａから第１金属セパレータ３０の酸化剤ガス流路４８に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路４８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２８のカソード電極４４に供給される。   As shown in FIG. 4, the oxidant gas is introduced into the oxidant gas flow path 48 of the first metal separator 30 from the oxidant gas inlet communication hole 34 a. The oxidant gas moves in the direction of arrow B along the oxidant gas flow path 48 and is supplied to the cathode electrode 44 of the electrolyte membrane / electrode structure 28.

一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３８ａから第２金属セパレータ３２の燃料ガス流路５８に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路５８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２８のアノード電極４２に供給される。   On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel gas channel 58 of the second metal separator 32 from the fuel gas inlet communication hole 38a. The fuel gas moves in the direction of arrow B along the fuel gas flow path 58 and is supplied to the anode electrode 42 of the electrolyte membrane / electrode structure 28.

従って、各電解質膜・電極構造体２８では、カソード電極４４に供給される酸化剤ガスと、アノード電極４２に供給される燃料ガスとが、第２電極触媒層４４ａ及び第１電極触媒層４２ａ内で電気化学反応により消費されて、発電が行われる。   Accordingly, in each electrolyte membrane / electrode structure 28, the oxidant gas supplied to the cathode electrode 44 and the fuel gas supplied to the anode electrode 42 are in the second electrode catalyst layer 44a and the first electrode catalyst layer 42a. Then, it is consumed by an electrochemical reaction to generate electricity.

次いで、カソード電極４４に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極４２に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。   Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode electrode 44 is discharged in the direction of arrow A along the oxidant gas outlet communication hole 34b. Similarly, the fuel gas consumed by being supplied to the anode electrode 42 is discharged in the direction of arrow A along the fuel gas outlet communication hole 38b.

また、冷却媒体入口連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ３０と第２金属セパレータ３２との間に形成された冷却媒体流路６６に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体２８を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３６ｂから排出される。   In addition, the cooling medium supplied to the cooling medium inlet communication hole 36a is introduced into the cooling medium flow channel 66 formed between the first metal separator 30 and the second metal separator 32, and then flows in the direction of arrow B. To do. After cooling the electrolyte membrane / electrode structure 28, the cooling medium is discharged from the cooling medium outlet communication hole 36b.

この場合、第１の実施形態では、燃料電池スタック１０の組み付け前に、第１金属セパレータ３０の第１シールライン５２及び第２金属セパレータ３２の第２シールライン６２に予備荷重が付与されている（図９参照）。このため、第１シールライン５２及び第２シールライン６２は、第１金属セパレータ３０及び第２金属セパレータ３２の積方向に向かって、予め塑性変形されている。   In this case, in the first embodiment, a preload is applied to the first seal line 52 of the first metal separator 30 and the second seal line 62 of the second metal separator 32 before the assembly of the fuel cell stack 10. (See FIG. 9). For this reason, the first seal line 52 and the second seal line 62 are plastically deformed in advance in the product direction of the first metal separator 30 and the second metal separator 32.

例えば、第１シールライン５２に予備荷重が付与されていない第１金属セパレータ３０では、燃料電池スタック１０に組み込んで使用されると、運転時の荷重変動により、前記第１シールライン５２に塑性変形が惹起され易い。従って、図１０に示すように、荷重を加えた際と荷重を抜いた際で、第１シールライン５２は、塑性変形前の荷重特性線Ｌ１とは異なる荷重特性線Ｌ２上に移動する。これにより、所望のシール面圧を維持するための運転範囲が狭小になってしまい、外乱（温度変化や衝突）に耐える広い運転範囲を得ることができない。なお、図１０では、横軸の発電セル１２の厚さ（セル厚み）と縦軸の第１シールライン５２に加わる圧力（シール圧力）との関係が示されている。また、縦軸には、第１シールライン５２が破損する上限圧力、リークが発生する下限圧力及び所望の締結状態である締結圧力が示されている。   For example, when the first metal separator 30 in which the preload is not applied to the first seal line 52 is used by being incorporated in the fuel cell stack 10, the first seal line 52 is plastically deformed due to a load fluctuation during operation. Is easily triggered. Therefore, as shown in FIG. 10, when the load is applied and when the load is removed, the first seal line 52 moves on a load characteristic line L2 different from the load characteristic line L1 before plastic deformation. As a result, the operating range for maintaining the desired seal surface pressure becomes narrow, and a wide operating range that can withstand disturbances (temperature changes and collisions) cannot be obtained. In FIG. 10, the relationship between the thickness of the power generation cell 12 on the horizontal axis (cell thickness) and the pressure applied to the first seal line 52 on the vertical axis (seal pressure) is shown. The vertical axis shows the upper limit pressure at which the first seal line 52 is broken, the lower limit pressure at which leakage occurs, and the fastening pressure that is the desired fastening state.

これに対して、第１の実施形態では、第１シールライン５２は、予め塑性変形されている。このため、第１シールライン５２は、燃料電池スタック１０の運転時の荷重変動により塑性変形することがなく、図１１に示すように、荷重を加えた際と荷重を抜いた際で、同一の荷重特性線Ｌ３上を移動することができる。従って、運転範囲が拡大し、外乱（温度変化や衝突等）に耐え得る広い荷重特性が得られ、所望のシール面圧を確実に得ることが可能になるという効果がある。また、第１及び第２金属セパレータ３０、３２を接合した後に予備荷重が付与されるため、当該接合の際の第１及び第２金属セパレータ３０、３２の変形を矯正することができる。   On the other hand, in the first embodiment, the first seal line 52 is plastically deformed in advance. For this reason, the first seal line 52 is not plastically deformed due to load fluctuations during operation of the fuel cell stack 10, and as shown in FIG. 11, the same is applied when the load is applied and when the load is removed. It can move on the load characteristic line L3. Therefore, there is an effect that the operating range is expanded, a wide load characteristic that can withstand disturbances (temperature change, collision, etc.) can be obtained, and a desired seal surface pressure can be reliably obtained. In addition, since the preliminary load is applied after the first and second metal separators 30 and 32 are joined, the deformation of the first and second metal separators 30 and 32 during the joining can be corrected.

ここで、第１金属セパレータ３０の弾性率ｋ１、樹脂フィルム４６の弾性率ｋ２及び樹脂材５６ａの弾性率ｋ３は、ｋ１＞ｋ３＞ｋ２の関係を有している。これにより、第１金属セパレータ３０にだけ予備荷重を付与すればよい。なお、樹脂材５６ａを用いない場合は、ｋ１＞ｋ２の関係を有している。   Here, the elastic modulus k1 of the first metal separator 30, the elastic modulus k2 of the resin film 46, and the elastic modulus k3 of the resin material 56a have a relationship of k1> k3> k2. Thereby, it is sufficient to apply the preliminary load only to the first metal separator 30. In addition, when not using the resin material 56a, it has the relationship of k1> k2.

なお、第１の実施形態では、積層前の接合セパレータ３３において、樹脂材５６ａ、５６ｂが設けられた後、予備荷重を付与しているが、これに限定されるものではない。例えば、積層前の接合セパレータ３３において、樹脂材５６ａ、５６ｂが設けられる前に、予備荷重を付与してもよい。   In the first embodiment, the preload is applied after the resin materials 56a and 56b are provided in the bonding separator 33 before lamination, but the present invention is not limited to this. For example, in the bonding separator 33 before lamination, a preliminary load may be applied before the resin materials 56a and 56b are provided.

また、接合セパレータ３３に予備荷重を付与しているが、これに限定されるものではない。第１の実施形態では、２枚の金属セパレータ間に電解質膜・電極構造体を挟持したセルユニットを構成し、各セルユニット間に冷却媒体流路を形成する、所謂、各セル冷却構造を採用している。これに対して、例えば、３枚以上の金属セパレータと２枚以上の電解質膜・電極構造体を備え、前記金属セパレータと前記電解質膜・電極構造体とを交互に積層したセルユニットを構成してもよい。その際、各セルユニット間には、冷却媒体流路が形成される、所謂、間引き冷却構造が構成される。   Moreover, although the preliminary | backup load is provided to the joining separator 33, it is not limited to this. In the first embodiment, a so-called each cell cooling structure is adopted in which a cell unit in which an electrolyte membrane / electrode structure is sandwiched between two metal separators is formed and a cooling medium flow path is formed between each cell unit. doing. On the other hand, for example, a cell unit including three or more metal separators and two or more electrolyte membrane / electrode structures, and alternately stacking the metal separators and the electrolyte membrane / electrode structures is configured. Also good. At that time, a so-called thinning cooling structure is formed in which a cooling medium flow path is formed between the cell units.

間引き冷却構造では、単一の金属セパレータの一方の面に燃料ガス流路が形成され且つ他方の面に酸化剤ガス流路が形成される。従って、１枚の金属セパレータが電解質膜・電極構造体間に配置されるため、前記１枚の金属セパレータに予備荷重を付与してもよい。この場合、予備荷重は、セルユニットを組み立てる前の段階で前記１枚の金属セパレータに付与される。なお、各セル冷却構造のセルユニットの製造（組立て）において、セルユニットを組み立てる前の状態で１枚の金属セパレータに予備荷重を付与してもよい。   In the thinning cooling structure, a fuel gas flow path is formed on one surface of a single metal separator, and an oxidant gas flow path is formed on the other surface. Accordingly, since one metal separator is disposed between the electrolyte membrane / electrode structure, a preload may be applied to the one metal separator. In this case, the preliminary load is applied to the one metal separator at a stage before the cell unit is assembled. In manufacturing (assembling) the cell unit having each cell cooling structure, a preload may be applied to one metal separator in a state before the cell unit is assembled.

次いで、本発明の第２の実施形態に係る製造方法について説明する。   Next, a manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described.

第２の実施形態では、図１２に示すように、接合セパレータ３３は、予備荷重付与装置８４Ａにより予備荷重が付与される。予備荷重付与装置８４Ａでは、接合セパレータ３３を一定の厚さＳに圧縮することにより、前記接合セパレータ３３に予備荷重を付与している。一定の厚さＳは、例えば、燃料電池スタック１０の発電中に接合セパレータ３３が最大荷重を受ける際、前記接合セパレータ３３が圧縮される厚さに相当する。   In the second embodiment, as shown in FIG. 12, the joining separator 33 is given a preliminary load by the preliminary load applying device 84A. In the preliminary load applying device 84 </ b> A, the joint separator 33 is compressed to a certain thickness S to apply a preliminary load to the joint separator 33. The constant thickness S corresponds to a thickness at which the joining separator 33 is compressed when the joining separator 33 receives a maximum load during power generation of the fuel cell stack 10, for example.

このように、第２の実施形態では、接合セパレータ３３に対して、一定寸法（厚さＳ）に応じた予備荷重の付与が行われている。このため、図１３に示すように、第１シールライン５２は、燃料電池スタック１０の運転時の荷重変動により塑性変形することがなく、同一の荷重特性線Ｌ４上を移動する。従って、プレスによる寸法のばらつきによる荷重特性線Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃのばらつきを緩和することが可能になる。   Thus, in the second embodiment, a preload according to a certain dimension (thickness S) is applied to the bonding separator 33. For this reason, as shown in FIG. 13, the first seal line 52 moves on the same load characteristic line L <b> 4 without being plastically deformed due to load fluctuations during operation of the fuel cell stack 10. Therefore, it is possible to reduce variations in the load characteristic lines La, Lb, and Lc due to variations in dimensions due to pressing.

これにより、運転範囲が拡大し、外乱（温度変化や衝突等）に耐え得る広い荷重特性が得られ、所望のシール面圧を確実に得ることが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。   As a result, the operating range is expanded, a wide load characteristic that can withstand disturbances (temperature change, collision, etc.) can be obtained, and a desired seal surface pressure can be reliably obtained. The same effect can be obtained.

１０…燃料電池スタック １２…発電セル
１４…積層体 １６ａ、１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ…インシュレータ ２０ａ、２０ｂ…エンドプレート
２８…樹脂フィルム付きＭＥＡ ３０、３２…金属セパレータ
３３…接合セパレータ ３４ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３４ｂ…酸化剤ガス出口連通孔 ３６ａ…冷却媒体入口連通孔
３６ｂ…冷却媒体出口連通孔 ３８ａ…燃料ガス入口連通孔
３８ｂ…燃料ガス出口連通孔 ４０…固体高分子電解質膜
４２…アノード電極 ４４…カソード電極
４６…樹脂フィルム ４８…酸化剤ガス流路
５２、６２…シールライン ５２ａ、６２ａ…外側ビード部
５２ｂ、６２ｂ…内側ビード部 ５２ｃ、６２ｃ…連通孔ビード部
５４ａ、６４ａ…入口通路部 ５４ｂ、６４ｂ…出口通路部
５６ａ、５６ｂ…樹脂材 ５８…燃料ガス流路
６６…冷却媒体流路 ８４、８４Ａ…予備荷重付与装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fuel cell stack 12 ... Power generation cell 14 ... Laminated body 16a, 16b ... Terminal plate 18a, 18b ... Insulator 20a, 20b ... End plate 28 ... MEA with resin film 30, 32 ... Metal separator 33 ... Joining separator 34a ... Oxidizing agent Gas inlet communication hole 34b ... Oxidant gas outlet communication hole 36a ... Cooling medium inlet communication hole 36b ... Cooling medium outlet communication hole 38a ... Fuel gas inlet communication hole 38b ... Fuel gas outlet communication hole 40 ... Solid polymer electrolyte membrane 42 ... Anode Electrode 44 ... Cathode electrode 46 ... Resin film 48 ... Oxidant gas flow path 52, 62 ... Seal line 52a, 62a ... Outer bead part 52b, 62b ... Inner bead part 52c, 62c ... Communication hole bead part 54a, 64a ... Inlet passage 54b, 64b ... outlet passages 56a, 56b ... resin material 58 ... Fuel gas channel 66 ... Cooling medium channel 84, 84A ... Preloading device

Claims (7)

電解質膜の両側に電極が配設される電解質膜・電極構造体と金属セパレータとを有し、前記電解質膜・電極構造体と前記金属セパレータとの間には、一方の電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と他方の電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路とが形成される発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される燃料電池スタックの製造方法であって、
前記金属セパレータをプレス成形することにより、少なくとも前記燃料ガス流路又は前記酸化剤ガス流路を周回してシール用ビード部を形成する工程と、
一対の前記金属セパレータを、前記シール用ビード部が突出する側の面とは反対側の面同士を当接させた状態で、接合する工程と、
前記シール用ビード部に予備荷重を付与することにより、該シール用ビード部を塑性変形させる工程と、
前記金属セパレータと前記電解質膜・電極構造体とを積層し、積層方向に締め付け荷重を付与することにより、前記燃料電池スタックを組み付ける工程と、
を有することを特徴とする燃料電池スタックの製造方法。 An electrolyte membrane / electrode structure having electrodes disposed on both sides of the electrolyte membrane and a metal separator, and fuel gas is supplied to one electrode between the electrolyte membrane / electrode structure and the metal separator A fuel cell stack including a power generation cell in which a fuel gas flow path and an oxidant gas flow path for supplying an oxidant gas to the other electrode are formed, and a plurality of the power generation cells are stacked,
Forming the bead portion for sealing by orbiting at least the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path by press molding the metal separator;
Joining the pair of metal separators in a state where the surfaces opposite to the surfaces from which the sealing bead portions protrude are in contact with each other;
Applying a preliminary load to the sealing bead portion to plastically deform the sealing bead portion;
The step of assembling the fuel cell stack by laminating the metal separator and the electrolyte membrane / electrode structure, and applying a tightening load in the laminating direction;
A method for manufacturing a fuel cell stack, comprising: 請求項１記載の製造方法であって、前記シール用ビード部に付与される前記予備荷重は、前記燃料電池スタックの発電中に、前記積層方向に受ける最大荷重であることを特徴とする燃料電池スタックの製造方法。   2. The fuel cell according to claim 1, wherein the preliminary load applied to the sealing bead portion is a maximum load received in the stacking direction during power generation of the fuel cell stack. Stack manufacturing method. 請求項１又は２記載の製造方法であって、前記電解質膜・電極構造体の外周には樹脂枠部材が設けられ、
前記金属セパレータの弾性率ｋ１と前記樹脂枠部材の弾性率ｋ２は、ｋ１＞ｋ２の関係を有することを特徴とする燃料電池スタックの製造方法。 It is a manufacturing method of Claim 1 or 2, Comprising: The resin frame member is provided in the outer periphery of the said electrolyte membrane electrode structure,
The method of manufacturing a fuel cell stack, wherein the elastic modulus k1 of the metal separator and the elastic modulus k2 of the resin frame member have a relationship of k1> k2. 請求項３記載の製造方法であって、前記シール用ビード部の頂部には樹脂材が設けられ、
前記弾性率ｋ１と、前記弾性率ｋ２と、前記樹脂材の弾性率ｋ３とは、ｋ１＞ｋ３＞ｋ２の関係を有することを特徴とする燃料電池スタックの製造方法。 It is a manufacturing method of Claim 3, Comprising: The resin material is provided in the top part of the said bead part for a seal | sticker,
The method of manufacturing a fuel cell stack, wherein the elastic modulus k1, the elastic modulus k2, and the elastic modulus k3 of the resin material have a relationship of k1>k3> k2. 電解質膜の両側に電極が配設される電解質膜・電極構造体と積層されて発電セルを構成し、一方の電極に燃料ガスを供給する燃料ガス流路と他方の電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路とが形成される燃料電池用金属セパレータの製造方法であって、
前記金属セパレータをプレス成形することにより、少なくとも前記燃料ガス流路又は前記酸化剤ガス流路を周回してシール用ビード部を形成する工程と、
前記シール用ビード部に予備荷重を付与することにより、該シール用ビード部を塑性変形させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池用金属セパレータの製造方法。 Stacked with an electrolyte membrane / electrode structure in which electrodes are arranged on both sides of the electrolyte membrane to form a power generation cell, a fuel gas flow path for supplying fuel gas to one electrode, and an oxidant gas to the other electrode A method of manufacturing a fuel cell metal separator in which an oxidant gas flow path is formed,
Forming the bead portion for sealing by orbiting at least the fuel gas flow path or the oxidant gas flow path by press molding the metal separator;
Applying a preliminary load to the sealing bead portion to plastically deform the sealing bead portion;
The manufacturing method of the metal separator for fuel cells characterized by having. 請求項５記載の製造方法であって、前記シール用ビード部に付与される前記予備荷重は、燃料電池の発電中に、前記金属セパレータの積層方向に受ける最大荷重であることを特徴とする燃料電池用金属セパレータの製造方法。   6. The manufacturing method according to claim 5, wherein the preliminary load applied to the sealing bead portion is a maximum load received in a stacking direction of the metal separator during power generation of the fuel cell. A method for producing a metal separator for a battery. 請求項５又は６記載の製造方法であって、前記金属セパレータは、３枚以上の金属セパレータと２枚以上の電解質膜・電極構造体とを備えたセルユニットにおいて、３枚以上の前記金属セパレータのうち２枚の前記電解質膜・電極構造体の間に配置される金属セパレータであることを特徴とする燃料電池用金属セパレータの製造方法。   The manufacturing method according to claim 5 or 6, wherein the metal separator is a cell unit including three or more metal separators and two or more electrolyte membrane / electrode structures. A method for producing a metal separator for a fuel cell, wherein the metal separator is disposed between two electrolyte membrane / electrode structures.
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