JPH0249360A - 積層燃料電池 - Google Patents
積層燃料電池Info
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- JPH0249360A JPH0249360A JP63200551A JP20055188A JPH0249360A JP H0249360 A JPH0249360 A JP H0249360A JP 63200551 A JP63200551 A JP 63200551A JP 20055188 A JP20055188 A JP 20055188A JP H0249360 A JPH0249360 A JP H0249360A
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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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ】 産業上の利用分野
本発明は積層燃料電池のスタック締付構成に関するもの
である。
である。
（ロ）従来の技術
燃料電池は正極、電解質、負極よりなる単セルと、各極
背面に反応ガスの供給空間を形成するバイポーラプレー
トとを交互に多数積重してなる電池スタックを積重方向
に締付けて構成される。この締付圧力が低下するとセル
間の接触抵抗が増大して電池特性が低下すると共に、ス
タック周辺シール部よりガスリークが生ずる。一方締付
圧力が増大すると電池構成材の損傷を起しガスのクロス
リークが生ずるなどの問題がある。
背面に反応ガスの供給空間を形成するバイポーラプレー
トとを交互に多数積重してなる電池スタックを積重方向
に締付けて構成される。この締付圧力が低下するとセル
間の接触抵抗が増大して電池特性が低下すると共に、ス
タック周辺シール部よりガスリークが生ずる。一方締付
圧力が増大すると電池構成材の損傷を起しガスのクロス
リークが生ずるなどの問題がある。
りん酸型燃料電池の作動温度は１７０〜２２０℃、溶融
炭酸塩型燃料電池の作動温度は約６５０℃であり、運転
停止のサイクルに伴う温度変化あるいは長期間の運転に
伴う電池構成材の変形、収縮などにより電池締付圧が変
化する。
炭酸塩型燃料電池の作動温度は約６５０℃であり、運転
停止のサイクルに伴う温度変化あるいは長期間の運転に
伴う電池構成材の変形、収縮などにより電池締付圧が変
化する。
従来、この電池締付圧力急の変化を吸収するため、コイ
ルバネ、皿バネなどの緩衝性を利用していた。しかしこ
れらバネは変位に比例して荷重が変化するためりん酸型
電池のように電池構成材に比較的弾力性のある部材（シ
ム、電極、マ） ＩＪフックスを用いるものに対して成
程度の効果はあるが溶融炭酸塩型電池の場合電池構成材
が金属やセラミックスなどの剛性部材であるため、実質
的に効果は少なかった。
ルバネ、皿バネなどの緩衝性を利用していた。しかしこ
れらバネは変位に比例して荷重が変化するためりん酸型
電池のように電池構成材に比較的弾力性のある部材（シ
ム、電極、マ） ＩＪフックスを用いるものに対して成
程度の効果はあるが溶融炭酸塩型電池の場合電池構成材
が金属やセラミックスなどの剛性部材であるため、実質
的に効果は少なかった。
そのため溶融炭酸塩型電池では、締付圧力を一定に保つ
ためエアシリンダーなどが用いられていたが、装置が大
型になると共に空気圧力制御の補機動力を要してコスト
的にも不利である。
ためエアシリンダーなどが用いられていたが、装置が大
型になると共に空気圧力制御の補機動力を要してコスト
的にも不利である。
？Ｓ 発明が解決しようとする課題
この発明は前記問題点を解決し、比較的簡単な装置によ
って電池の締付圧力を一定に維持する本のである。
って電池の締付圧力を一定に維持する本のである。
に）課題を解決するための手段
この発明は電池スタックの上下端板間に定荷重バネを張
架してスタックの締付を行うものである。
架してスタックの締付を行うものである。
（ホ）作 用
定荷重バネは変位によらず常に一定の荷重を得ることが
できるので、電池の起動停止のサイクルによみ温度変化
や長時間の運転によ♂電池構成部材の変形収縮に対して
も常時一定の締付圧力を維持する。
できるので、電池の起動停止のサイクルによみ温度変化
や長時間の運転によ♂電池構成部材の変形収縮に対して
も常時一定の締付圧力を維持する。
（へ）実施例
以下本発明の実施例を溶融炭酸塩型電池について説明す
る。
る。
第１図は本発明電池の締付構成を示す外観斜視図、ｇＪ
２図は縦断面図である。
２図は縦断面図である。
単セルとバイポーラプレート（いづれも図示せず）を交
互に積重した電池スタック（１）には、その上下にヒー
ター板を兼ねる内部当板（２）、セラミフクスからなる
硬質断熱材（３）及びステンレス鋼製端板（４）を順次
重ね、この上下端板（４）（４）間に複数個の定荷重バ
ネ（５）を張架して、電池スタック（１）を積重方向に
締付ける。
互に積重した電池スタック（１）には、その上下にヒー
ター板を兼ねる内部当板（２）、セラミフクスからなる
硬質断熱材（３）及びステンレス鋼製端板（４）を順次
重ね、この上下端板（４）（４）間に複数個の定荷重バ
ネ（５）を張架して、電池スタック（１）を積重方向に
締付ける。
定荷重バネ（５）は第３図に示すよう帯状バネ鋼（６）
をドラム（７）に密着重ね巻きしたもので、下方の端板
（４）の各周面に、ドラム（７）の軸（７）′を固定し
、ドラム（７）から引出された帯状バネ鋼（６）の先端
を上方の端板（４）の各局面にボルト（８）で固定すふ
。定荷重バネの取付時上方端板（４）に規定の締付圧を
加えた状恵で行い、取付後前記締付圧を除去すれば定荷
重バネ（５）によりこの締付圧を維持する。ついで電池
スタック（１）の各局面に反応ガスの給排用マニホルド
（９）を取付けて後その周囲を断熱材αＯで覆う。定荷
重バネ（５）は各面に一対計８ヶ用いたが、電池スタッ
ク（１）の温度変化等によるスタックの膨張・収縮に関
係なく常時一定の締付圧を保つ。
をドラム（７）に密着重ね巻きしたもので、下方の端板
（４）の各周面に、ドラム（７）の軸（７）′を固定し
、ドラム（７）から引出された帯状バネ鋼（６）の先端
を上方の端板（４）の各局面にボルト（８）で固定すふ
。定荷重バネの取付時上方端板（４）に規定の締付圧を
加えた状恵で行い、取付後前記締付圧を除去すれば定荷
重バネ（５）によりこの締付圧を維持する。ついで電池
スタック（１）の各局面に反応ガスの給排用マニホルド
（９）を取付けて後その周囲を断熱材αＯで覆う。定荷
重バネ（５）は各面に一対計８ヶ用いたが、電池スタッ
ク（１）の温度変化等によるスタックの膨張・収縮に関
係なく常時一定の締付圧を保つ。
尚、溶融炭酸塩型燃料電池の作動温度は約６５０℃であ
るが、各定荷重バネは、断熱材（３）及び００により電
池からの伝導熱及び輻射熱が遮断されているため、電池
作動中の温度上昇はわづかであって、バネの特性に影響
を及ぼさない。
るが、各定荷重バネは、断熱材（３）及び００により電
池からの伝導熱及び輻射熱が遮断されているため、電池
作動中の温度上昇はわづかであって、バネの特性に影響
を及ぼさない。
本発明締付方式の電池と、従来のタイバー・タイロッド
及びコイルバネで締付けた電池との特性比較試験を行っ
た。
及びコイルバネで締付けた電池との特性比較試験を行っ
た。
第４図は電池昇温時の締付圧力の変化を歪みゲージ式の
荷重変換器を用いて測定した特性図を示し、本発明電池
囚の締付圧力は温度上昇にか＼わらず４．８に９／ｄの
は望一定値であるが、従来電池βは４．４ｋｑ／ｄから
５．０＆ｆ／ｄと約１２％締付圧力が変化した。
荷重変換器を用いて測定した特性図を示し、本発明電池
囚の締付圧力は温度上昇にか＼わらず４．８に９／ｄの
は望一定値であるが、従来電池βは４．４ｋｑ／ｄから
５．０＆ｆ／ｄと約１２％締付圧力が変化した。
また第５図は運転起動の熱サイクルを繰り返した場合の
電池特性低下率を測定したものであり、熱サイクル１０
回当りの特性低下率は、本発明電池（３）では約０．５
％と良好であったが、従来電池（Ｂｌでは約２％と大き
い低下が見られた。
電池特性低下率を測定したものであり、熱サイクル１０
回当りの特性低下率は、本発明電池（３）では約０．５
％と良好であったが、従来電池（Ｂｌでは約２％と大き
い低下が見られた。
以上の実施例は溶融炭酸塩型電池について説明したが、
その他りん酸型電池などの積層燃料電池の締付部材とし
ても使用可能である。
その他りん酸型電池などの積層燃料電池の締付部材とし
ても使用可能である。
（ト）発明の効果
本発明によれば、電池スタックの締付部材として定荷重
バネを用いたので、電池の起動・停止による温度変化や
長時間運転による電池構成部材の変形・収縮に対しても
常時一定の締付圧を維持しその結果、電池内部抵抗の増
大やスタック周辺シール部からのガスリークを防止して
電池特性の改善と寿命の向上が達成される。
バネを用いたので、電池の起動・停止による温度変化や
長時間運転による電池構成部材の変形・収縮に対しても
常時一定の締付圧を維持しその結果、電池内部抵抗の増
大やスタック周辺シール部からのガスリークを防止して
電池特性の改善と寿命の向上が達成される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明積層電池の外観斜視図、第２図は同上の
縦断面図、第３図は本発明に用いた主荷重バネの斜面図
、第４図は本発明電池の昇温過程における締付圧力の変
化を示す特性図、第５図は同じく起動・停止のサイクル
による電池性能の低化率を示す特性図である。 １・・・電池スタック、２・・・内部当板、３．１０・
・・断熱材、４・・・端板、５・・・定荷重バネ。
縦断面図、第３図は本発明に用いた主荷重バネの斜面図
、第４図は本発明電池の昇温過程における締付圧力の変
化を示す特性図、第５図は同じく起動・停止のサイクル
による電池性能の低化率を示す特性図である。 １・・・電池スタック、２・・・内部当板、３．１０・
・・断熱材、４・・・端板、５・・・定荷重バネ。
Claims (1)
- （１）単セルとバイポーラプレートとを交互に積重して
なる電池スタックの上下端板間に定荷重バネを張架して
前記スタックを積重方向に締付けたことを特徴とする積
層燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200551A JPH0249360A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 積層燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63200551A JPH0249360A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 積層燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249360A true JPH0249360A (ja) | 1990-02-19 |
Family
ID=16426193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63200551A Pending JPH0249360A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 積層燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0249360A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996041392A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell assembly with compliant compression mechanism |
| WO1998022990A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-28 | Ballard Power Systems Inc. | Electrochemical fuel cell stack with compression bands |
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Citations (3)
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| JPH01266330A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-24 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | 定荷重ぜんまい機構 |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63200551A patent/JPH0249360A/ja active Pending
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