JPH0160901B2 - - Google Patents
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- JPH0160901B2 JPH0160901B2 JP57136315A JP13631582A JPH0160901B2 JP H0160901 B2 JPH0160901 B2 JP H0160901B2 JP 57136315 A JP57136315 A JP 57136315A JP 13631582 A JP13631582 A JP 13631582A JP H0160901 B2 JPH0160901 B2 JP H0160901B2
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- Japan
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- manifold
- battery stack
- insulating member
- battery
- fuel cell
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は電池積層体と反応ガス供給容器との絶
縁及び気密構造を改良した燃料電池に関する。
縁及び気密構造を改良した燃料電池に関する。
従来、燃料の有している化学エネルギーを直接
電気エネルギーに変換する装置として燃料電池
（以下電池と記す）が知られている。この燃料電
池は通常電解質を挾んで一対の多孔質の電極を配
置するとともに、一方の電極の背面に水素ガスを
含む燃料ガスを接触させ、他方の電極の背面に空
気などの酸素ガスを含む酸化剤ガス接触させ、こ
の時に起る電気化学的反応を利用して両電極間か
ら電気エネルギーを取出すことができるものであ
る。
電気エネルギーに変換する装置として燃料電池
（以下電池と記す）が知られている。この燃料電
池は通常電解質を挾んで一対の多孔質の電極を配
置するとともに、一方の電極の背面に水素ガスを
含む燃料ガスを接触させ、他方の電極の背面に空
気などの酸素ガスを含む酸化剤ガス接触させ、こ
の時に起る電気化学的反応を利用して両電極間か
ら電気エネルギーを取出すことができるものであ
る。
ところで、上記の原理にもとずく、特にりん酸
（H3PO4）を電解質とした電池は、電解質を含浸
したマトリツクスを中央に挾むようにして両側に
多孔質の電極を配設する。またこれらの両電極の
マトリツクスに接する側には夫々触媒層が形成さ
れて素電池を構成する。この素電池の両電極の背
面に配置され、燃料ガス及び酸化剤ガスの夫々の
流路をもつリブ付きプレート（以下インターコネ
クタと記す）がある。このインターコネクタのリ
ブ加工は両面に互に直交するように形成されてい
る。そして素電池の両側にインターコネクタを配
置した単位電池が形成される。この単位電池を複
数個積層して一体として電池積層体が形成され
る。この電池積層体の側面には夫々対向して絶縁
及び気密を保持した状態で反応ガス供給容器（以
下マニホールドと記す）が取付けられる。
（H3PO4）を電解質とした電池は、電解質を含浸
したマトリツクスを中央に挾むようにして両側に
多孔質の電極を配設する。またこれらの両電極の
マトリツクスに接する側には夫々触媒層が形成さ
れて素電池を構成する。この素電池の両電極の背
面に配置され、燃料ガス及び酸化剤ガスの夫々の
流路をもつリブ付きプレート（以下インターコネ
クタと記す）がある。このインターコネクタのリ
ブ加工は両面に互に直交するように形成されてい
る。そして素電池の両側にインターコネクタを配
置した単位電池が形成される。この単位電池を複
数個積層して一体として電池積層体が形成され
る。この電池積層体の側面には夫々対向して絶縁
及び気密を保持した状態で反応ガス供給容器（以
下マニホールドと記す）が取付けられる。
従来の電池積層体の側面とマニホールドとの接
合部分は第１図に示す通りである。金属部材によ
つて形成されたマニホールド１の端部周辺に突起
部２を一体に形成する。この突起部２はシート状
の絶縁パツキング３を介して電池積層体５の側面
に当接して、マニホールド１と電池積層体５との
絶縁及び気密を保持するように構成される。
合部分は第１図に示す通りである。金属部材によ
つて形成されたマニホールド１の端部周辺に突起
部２を一体に形成する。この突起部２はシート状
の絶縁パツキング３を介して電池積層体５の側面
に当接して、マニホールド１と電池積層体５との
絶縁及び気密を保持するように構成される。
電池は運転温度が170℃ないし200℃の高温にな
るので、絶縁パツキング３と金属部材からなるマ
ニホールド１の突起部２との材質的な熱膨張係数
の相異によつて、突起部２と絶縁パツキング３と
の当接する部分において、すれ合いが起り、経時
変化により絶縁パツキング３に亀裂が入り、その
ために気密性及び絶縁性が保持できなくなる。ま
た、電解質がりん酸（H3PO4）であるため、反
応発生水分がマニホールド１の内面に付着し、こ
の反応発生水分中にりん酸の蒸気が少量含まれて
いる。このためマニホールド１の内面が酸性で何
時もぬれており、また高温状態となり、内面腐食
を発生し、さらには絶縁低下により腐食が促進さ
れ、かつ電気的短絡などの危険性を増すおそれが
あつた。
るので、絶縁パツキング３と金属部材からなるマ
ニホールド１の突起部２との材質的な熱膨張係数
の相異によつて、突起部２と絶縁パツキング３と
の当接する部分において、すれ合いが起り、経時
変化により絶縁パツキング３に亀裂が入り、その
ために気密性及び絶縁性が保持できなくなる。ま
た、電解質がりん酸（H3PO4）であるため、反
応発生水分がマニホールド１の内面に付着し、こ
の反応発生水分中にりん酸の蒸気が少量含まれて
いる。このためマニホールド１の内面が酸性で何
時もぬれており、また高温状態となり、内面腐食
を発生し、さらには絶縁低下により腐食が促進さ
れ、かつ電気的短絡などの危険性を増すおそれが
あつた。
本発明は上記の点を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、電池積層体とマニホー
ルドとの絶縁及び気密を長期にわたり保持し、ま
たマニホールド内面の腐食を防止する信頼性の高
い燃料電池を提供することにある。
その目的とするところは、電池積層体とマニホー
ルドとの絶縁及び気密を長期にわたり保持し、ま
たマニホールド内面の腐食を防止する信頼性の高
い燃料電池を提供することにある。
かゝる目的を達成するため、本発明は電池積層
体側面と当接するマニホールドの端部面に耐熱性
及び耐薬品性の優れた突起部を有する第１の絶縁
部材を固着して一体とし、この突起部を第２の絶
縁部材を介して電池積層体側面に当接することを
その特徴とする。尚、マニホールド内面に耐熱性
及び耐薬品性の優れた第３の絶縁部材を被覆する
とさらに好適である。
体側面と当接するマニホールドの端部面に耐熱性
及び耐薬品性の優れた突起部を有する第１の絶縁
部材を固着して一体とし、この突起部を第２の絶
縁部材を介して電池積層体側面に当接することを
その特徴とする。尚、マニホールド内面に耐熱性
及び耐薬品性の優れた第３の絶縁部材を被覆する
とさらに好適である。
以下本発明の燃料電池の一実施例を図面を参照
して説明する。第２図において、単位電池１０は
電解質を含浸したマトリツクス１１を境にして、
この両側にアノード電極及びカソード電極に相当
する多孔質の電極１２，１２ａを夫々配設する。
これら両電極１２，１２ａは多孔質な炭素部材か
ら形成され、マトリツクス１１に接する側に触媒
層が形成されている。また両電極１２，１２ａの
夫々マトリツクス１１側と反対には夫々リブ１
５，１５ａを有するプレート状に形成されたイン
ターコネクタ１６を配設する。そして、インター
コネクタ１６の夫々電極１２，１２ａに接する側
にはリブ１５，１５ａが互いに直交するように形
成されるとともに、これらのリブ１５，１５ａの
夫々の間には溝１７，１７ａが形成される。これ
らの溝１７，１７ａは夫々燃料ガス及び酸化剤ガ
スを供給するための通路となつている。このよう
にして形成された単位電池１０を必要な個数だけ
積層し、上部及び下部には電力をとり出す端子と
なる集電板１９を配設し、これを更に図示しない
締付板で適当な圧力に締付けて電池積層体２０を
形成する。なお集電板１９に当接しているインタ
ーコネクタ１６にはリブ１５及び溝１７だけ形成
されている。
して説明する。第２図において、単位電池１０は
電解質を含浸したマトリツクス１１を境にして、
この両側にアノード電極及びカソード電極に相当
する多孔質の電極１２，１２ａを夫々配設する。
これら両電極１２，１２ａは多孔質な炭素部材か
ら形成され、マトリツクス１１に接する側に触媒
層が形成されている。また両電極１２，１２ａの
夫々マトリツクス１１側と反対には夫々リブ１
５，１５ａを有するプレート状に形成されたイン
ターコネクタ１６を配設する。そして、インター
コネクタ１６の夫々電極１２，１２ａに接する側
にはリブ１５，１５ａが互いに直交するように形
成されるとともに、これらのリブ１５，１５ａの
夫々の間には溝１７，１７ａが形成される。これ
らの溝１７，１７ａは夫々燃料ガス及び酸化剤ガ
スを供給するための通路となつている。このよう
にして形成された単位電池１０を必要な個数だけ
積層し、上部及び下部には電力をとり出す端子と
なる集電板１９を配設し、これを更に図示しない
締付板で適当な圧力に締付けて電池積層体２０を
形成する。なお集電板１９に当接しているインタ
ーコネクタ１６にはリブ１５及び溝１７だけ形成
されている。
第３図において、電池積層体２０は、両端の集
電板１９に夫々絶縁板２１を介して締付板２２を
締付部材（図示しない）によつて適当に押圧力と
なるように締付けて一体に形成される。また、図
示しないが電池積層体２０の側面に夫々対向して
マニホールド２３が取付けられ、一方供給されて
インターコネクターの溝を通つた燃料ガスは対向
した側のマニホールドから排出される。酸化剤ガ
ス側についても同様である。
電板１９に夫々絶縁板２１を介して締付板２２を
締付部材（図示しない）によつて適当に押圧力と
なるように締付けて一体に形成される。また、図
示しないが電池積層体２０の側面に夫々対向して
マニホールド２３が取付けられ、一方供給されて
インターコネクターの溝を通つた燃料ガスは対向
した側のマニホールドから排出される。酸化剤ガ
ス側についても同様である。
再び第３図において、何れか一方のマニホール
ド２３が電池積層体２０の一方の側面に当接し、
図面の正面側のマニホールドは除去した状態を示
している。このマニホールド２３の端部周辺に設
けられる絶縁部材２５は絶縁パツキング２６と当
接して絶縁及び気密を保持している。なおマニホ
ールド２３に傾斜して取付られた締付部材２７は
図示しない互に隣接したマニホールドの締付部材
と夫々の孔２７ａに例えばスタツドを挿入して締
付けることによつて、電池積層体２０の全側面に
マニホールドを押圧するようにして固着してい
る。なお、マニホールド２３の頂部にガスを供給
あるいは排出するパイプの取付口２３ａが設けら
れている。
ド２３が電池積層体２０の一方の側面に当接し、
図面の正面側のマニホールドは除去した状態を示
している。このマニホールド２３の端部周辺に設
けられる絶縁部材２５は絶縁パツキング２６と当
接して絶縁及び気密を保持している。なおマニホ
ールド２３に傾斜して取付られた締付部材２７は
図示しない互に隣接したマニホールドの締付部材
と夫々の孔２７ａに例えばスタツドを挿入して締
付けることによつて、電池積層体２０の全側面に
マニホールドを押圧するようにして固着してい
る。なお、マニホールド２３の頂部にガスを供給
あるいは排出するパイプの取付口２３ａが設けら
れている。
第４図において、マニホールド２３は金属部材
例えばステンレス部材からなり、中央に凹部を、
また周辺を内側に折り返えし端部２８を形成し、
頂部にはパイプの取付口２３ａを設ける。端部２
８の電池積層体２０と対向する面にテフロン樹脂
（商品名）のような耐熱性及び耐薬品性に優れた
絶縁部材から形成された突起部２５ａを有する絶
縁部材２５を固着する。そして、この絶縁部材２
５に対向して位置するように電池積層体２０の側
面全周にわたりシート状の絶縁パツキング２６を
装着する。この絶縁パツキング２６に絶縁部材２
５の突起部２５ａを当接し、前述のようにしてマ
ニホールド２３を締付け押圧して電池積層体２０
に接合させる。
例えばステンレス部材からなり、中央に凹部を、
また周辺を内側に折り返えし端部２８を形成し、
頂部にはパイプの取付口２３ａを設ける。端部２
８の電池積層体２０と対向する面にテフロン樹脂
（商品名）のような耐熱性及び耐薬品性に優れた
絶縁部材から形成された突起部２５ａを有する絶
縁部材２５を固着する。そして、この絶縁部材２
５に対向して位置するように電池積層体２０の側
面全周にわたりシート状の絶縁パツキング２６を
装着する。この絶縁パツキング２６に絶縁部材２
５の突起部２５ａを当接し、前述のようにしてマ
ニホールド２３を締付け押圧して電池積層体２０
に接合させる。
このように絶縁部材２５を配設することによ
り、電池の運転温度である170℃ないし200℃のよ
うな高温度においても、絶縁部材２５と絶縁パツ
キング２６との当接部分において、両者の熱膨張
係数の相異は極めて少ないため、熱膨張収縮に伴
なう従来のような不具合いは発生しない。したが
つて経時変化に伴う従来のような絶縁パツキング
の損傷を防ぎ、絶縁性及び気密性が低下するとい
うおそれを全く除くことができる。
り、電池の運転温度である170℃ないし200℃のよ
うな高温度においても、絶縁部材２５と絶縁パツ
キング２６との当接部分において、両者の熱膨張
係数の相異は極めて少ないため、熱膨張収縮に伴
なう従来のような不具合いは発生しない。したが
つて経時変化に伴う従来のような絶縁パツキング
の損傷を防ぎ、絶縁性及び気密性が低下するとい
うおそれを全く除くことができる。
さらに、マニホールド２３の凹部内壁全面にわ
たり、耐熱性及び耐薬品性の優れた絶縁部材２
９、例えばテフロンコーテイングを被覆する。こ
のようにマニホールド２３の内壁にテフロンコー
テイングを施すことによつて、りん酸蒸気による
マニホールド２３内壁の腐食を防止することがで
きる。
たり、耐熱性及び耐薬品性の優れた絶縁部材２
９、例えばテフロンコーテイングを被覆する。こ
のようにマニホールド２３の内壁にテフロンコー
テイングを施すことによつて、りん酸蒸気による
マニホールド２３内壁の腐食を防止することがで
きる。
以上説明したように本発明の燃料電池によれ
ば、マニホールドと電池積層体との接合部分にお
いて、絶縁パツキングを損傷することなく、また
マニホールド内壁の腐食を防止して長期にわたり
信頼性を向上させることができる。
ば、マニホールドと電池積層体との接合部分にお
いて、絶縁パツキングを損傷することなく、また
マニホールド内壁の腐食を防止して長期にわたり
信頼性を向上させることができる。
第１図は従来の燃料電池におけるマニホールド
の接合状態を示す部分断面図、第２図は通常の燃
料電池の単位電池を積層した状態を示す斜視図、
第３図は本発明の燃料電池のマニホールドを取付
けた状態を示す側面図、第４図は第３図のマニホ
ールドの接合状態を示す部分断面図、である。 １０…単位電池、１１…マトリツクス、１２，
１２ａ…電極、１５，１５ａ…リブ、１７，１７
ａ…溝、１９…集電板、２０…電池積層体、２３
…マニホールド、２５，２９…絶縁部材、２５ａ
…突起部、２６…絶縁パツキング、２８…端部。
の接合状態を示す部分断面図、第２図は通常の燃
料電池の単位電池を積層した状態を示す斜視図、
第３図は本発明の燃料電池のマニホールドを取付
けた状態を示す側面図、第４図は第３図のマニホ
ールドの接合状態を示す部分断面図、である。 １０…単位電池、１１…マトリツクス、１２，
１２ａ…電極、１５，１５ａ…リブ、１７，１７
ａ…溝、１９…集電板、２０…電池積層体、２３
…マニホールド、２５，２９…絶縁部材、２５ａ
…突起部、２６…絶縁パツキング、２８…端部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の単位電池を積重ねて形成した電池積
層体の側面にマニホールドを絶縁及び気密を保持
して装着してなるものにおいて、前記電池積層体
側面と対向する前記マニホールド端部面に突起部
を有する耐熱性及び耐薬品性の優れた第１の絶縁
部材を固着するとともに、第２の絶縁部材を介し
て前記電池積層体側面に気密に当接するようにし
たことを特徴とする燃料電池。 ２ マニホールドの内面に耐熱性及び耐薬品性の
優れた絶縁部材を被覆した特許請求の範囲第１項
記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57136315A JPS5927470A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57136315A JPS5927470A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5927470A JPS5927470A (ja) | 1984-02-13 |
| JPH0160901B2 true JPH0160901B2 (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=15172330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57136315A Granted JPS5927470A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927470A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6102887B2 (ja) | 2014-11-05 | 2017-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | インシュレータおよび燃料電池装置 |
-
1982
- 1982-08-06 JP JP57136315A patent/JPS5927470A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5927470A (ja) | 1984-02-13 |
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