JPH03155055A - 燃料電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セルスタックとその外周面に配置されたマ
ニホールドとの間の絶縁構成を改良した燃料電池に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第８図は例えば特開昭６３−２０５０８０号公報に示さ
れた従来の燃料電池のシール部を示す平断面図であり、
図において、（１）は図示しない素電池とセパレート板
とを組合せた１個の単位電池を複数個積層し、上下に集
電板を配置して角柱状に構成されてなるセルスタック、
（２）はセルスタック（１）の外周面に各々取付けられ
反応ガスを供給および排出するための金属製マニホール
ド、（３）は断面四角形状のマニホールド〈２）の端部
に形成された取付ｔ、ψ部、（４）はシールパツキン（
５）および（６）の間に介在したシール講付フッ素樹脂
板である。

従来の燃ｆ＋電池のシール部は上記のように構成され、
反応ガス供給用のマニホールド（２）から燃ｖ１ガスお
よび酸化剤ガスがセルスタック（１）に供給され、セル
スタック（１）は電気化学的反応を起し発電する０反応
に寄与しなかったガスや反応で生成されたガスはセルス
タック（１）から排出用マニホールド（２）へ排出され
る。この時、セルスタック（１）には発電により電圧が
印加されるが、フッ素樹脂板（４）によりマニホールド
（２）　とセルスタツクク１）との間は電気的絶縁が行
われており、またフッ素樹脂板（４）はリン酸に対して
防蝕性を保持し、シールパツキン（５〉および（６）は
マニホールド（２ン内のガス気密性を保持している。ま
た、セルスタック（１）とマニホールド（２）との熱膨
張の差異によりシールパツキン（５）および（６）はフ
ッ素樹脂板（４）の面で摺動するように構成され、セル
スタック（１）やマニホールド（２）に過大な熱応力が
発生しないようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来の燃料電池では、その燃Ｔ１７１：ｈ
池のシール部がマニホールド（２）コーナ一部（例えば
反応ガス供給用のマニホールド（２）の四隅）において
絶縁不良とならないようにシール溝付フッ素樹脂板（４
）を継ぎ構造にしなければならず、そのためその継ぎ目
のコーナ一部におけるセルスタック（１）とマニホール
ド（２）　との間の絶縁が難しいという問題点があった
。

また、フッ素樹脂板（４）による−重砲縁構造であるた
め、フッ素樹脂板（４）の損傷やマニホールド（２）内
のリン酸溜まりなどが−ケ所でも発生すると絶縁が破壊
されるという問題点もあった。

さらに、金属製マニホールド（２）とフッ素樹脂板（４
）　との熱り張の差異により、フッ素樹脂板（４）をそ
の熱膨張差異分だけ取付縁部（３）より大きくする必要
があり、この結果、シール幅を大きくしなければならず
Ｓセルスタック（１）のセパレータ板（図示せず）に設
けられたガス流路溝の領域が制約される問題点もあった
。

また、フッ素樹脂板（４）のクリープ量が大きく、これ
に伴うシール面圧力の低下を招きマニホールド（２）内
の気密性の信顆がぼれるという問題点もあった。

この発明は、上記のような１問題点を解消するためにな
されたもので、セルスタック（１）とマニホールド（２
）との絶縁信顆性を高め、その絶縁部の熱Ｕｊ　１１差
異を無くしたシール部を構成してなる燃料電池を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る燃料電池のシール材は、額縁状の金属基
板の表面にフッ素樹脂を被覆してなる絶縁体と、マニホ
ールドと前記絶縁体との間および、前記絶縁体とセルス
タックとの間にある柔軟性のシールパツキンとから構成
されてなるものである。

〔作　用〕

この発明においては、額縁状の金属基板の表面にフッ素
樹脂を被覆したので、マニホールドのコーナ一部の絶縁
が確実となり、また前記金属基板とマニホールドとを同
一材料を用いれば熱膨張による伸びの差異がなくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す要部の断面図であり
、第８図と同一または相当部分は同一符号を付し、その
説明は省略する。

図において、（７）はセルスタック〈１）の−平面輪郭
に沿って形成され、また四隅が第２図のように形成され
、相対する両面にシール７Ｒ（７ａ）　、　（７ｂ）を
形成した金属基板、（８）は額縁形状をした金属基板（
７）の全表面に加熱融着したフッ素樹脂であり、このフ
ッ素樹脂（８）を加熱融着した金属基板（７）によりセ
ルスタック（１）　とマニホールド（２）との間を絶縁
する絶縁体（９）を構成する。

前記フッ素樹脂（８）は厚み０．５醜−乃至４．０−鯵
程度のシート状フッ素樹脂で、金属基板（７）に第３図
に示した治具（１１）を用いて隙間なく重ね合わされ、
第４因の炉（１２）によッテ約３００−４００”Ｃの温
度に加ｆｉ後冷却して融着される。この際、金属基板（
７）には融着促進剤（１０）が塗布される。

マニホール・ド（２）の取付縁部（３）は曲げ加工によ
り絶縁体（９）をシールパツキン（６）を介して支持し
ている。即ち、この曲げ加工は絶縁体（９）の平面およ
びその一側面の一部に対応するようにＬ字形に曲げ加工
され、そのＬ字形に曲げ加工された取付縁部（３）と絶
縁体（９）との間にシールパツキン（６）が介在された
簡単な構成で組み立てられる。

以上の構成において、額縁状の金属基板（７）の表面に
フッ素樹脂（８）を融着したので、マニホールド（２）
のコーナ一部の絶縁は確保される。また、金属基板（７
）はマニホールド（２）の金属材質と同じ材料で作られ
ており、両者間において熱膨張の差異はない、さらに、
絶縁体（９）は金属基板（７）によって強度が増大し、
また金属基板（７）の上、下面がフッ素樹脂（８）で二
重絶縁されており、絶縁機能が増大する。また、フッ素
樹脂（８）は薄肉であって、フッ素樹脂特有なりリープ
を微小なものとし、シール面圧低下によるマニホールド
（２）内のガス気密性の低下をも防ぐことになる。

なお、上記実施例ではマニホールド（２）の取付縁部（
３）を曲げ加工した例を示したが、これは第５図に示し
たように従来と同様の形でもよい、また、絶縁体（９）
の断面形状を両面に溝（７ｍ）、　（７ｂ）を形成して
Ｈ型のものを示したが、これに限定されるものではなく
、凹型や口型およびその他の形でも同様の効果が得られ
るものであればいかなる断面形状であってもよい、また
、金属基板（７）の表面全面にフッ素樹脂（８）を融着
した例を示したが、例えば第６図、第７図に示すように
、セルスタック（１）とマニホールド（２）が電気的に
絶縁できるものであれば局部融着のものでもよいことは
勿論である。さらに、上記実施例ではシート状のフッ素
樹脂（８）を用いたものを示したが、チューブ状のフッ
素樹脂を用いてもよい、さらに、フッ素樹脂を加熱融着
として説明したが、これに限ることなく、フッ素樹脂の
吹き付けにより金属基板〈７）にフッ素樹脂を約０．１
〜２＋ｕ＊程度にコーティングしても同等の効果を得る
ことができることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の・燃料電池によれば、
セルスタックとマニホールドとの間の絶縁体として額縁
状の金属基板の表面にフッ素樹脂を被覆したので、前記
絶縁体のコーナ一部の隅々まで行き互って絶縁が確実と
なり、また絶縁体の基材を前記金属基板としたので強度
が向上するという効果がある。また、金属基板とマニホ
ールドとを同一金属を用いた場合には、両者間の熱膨張
の差異がなくなるので、マニホールドのシール幅が削減
され、セパレータのガス流路領域を広くすることができ
、電極有効面積も大きくでき、これにより単位電池の数
を低減し、セルスタックのコンパクト化、コストの低減
化が可能となるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるシール部の平断面図
、第２図は第１図の金属基板の部分斜視図、第３図およ
び第４図は第１図のシール部の製造途中を示す平面図、
第５図はこの発明の他の実施例を示すシール部の平断面
図、第６図および第７図は絶縁体の他の実施形態を示す
断面図、第８図は従来の燃料電池のシール部の一例を示
す平断面図である。 （１）はセルスタック、（２）はマニホールド、（３）
はマニホールドの取付縁部、（５）および（６）はシー
ルパツキン、（７）は金属基板、（８）はフッ素樹脂、
（９）は絶縁体である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セルスタックの外周面に反応ガス供給用および反応ガス
   排出用のマニホールドをそれぞれ配置するに際し、前記
   セルスタックの外周面と前記マニホールドとの周縁部と
   の間にシール部を介在してなる燃料電池において、前記
   シール部は、額縁状の金属基板の表面にフッ素樹脂を被
   覆してなる絶縁体と、前記マニホールドと前記絶縁体と
   の間および前記絶縁体と前記セルスタックとの間に介在
   された柔軟性のシールパッキンとから構成されてなるこ
   とを特徴とする燃料電池。