JPH0572069B2 - - Google Patents

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JPH0572069B2
JPH0572069B2 JP59055703A JP5570384A JPH0572069B2 JP H0572069 B2 JPH0572069 B2 JP H0572069B2 JP 59055703 A JP59055703 A JP 59055703A JP 5570384 A JP5570384 A JP 5570384A JP H0572069 B2 JPH0572069 B2 JP H0572069B2
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電気化学反応によつて直接電気エネ
ルギーを発電する燃料電池に係り、特に燃料が酸
化剤供給路に流出することを防止すると共に、燃
料電池から外部に流出することを防止するシール
構造を有し、多数個の単電池を容易に積層するこ
とを可能とする環境上安全な燃料電池に関するも
のである。
〔発明の背景〕
燃料電池は、第１図に示すように、酸化剤室
１、カソード極２、電解質３、アノード極４およ
び燃料室５からなり、酸化剤室１に酸化剤系路６
および排出系路７が、燃料室５に燃料供給路８お
よび燃料排出路９がそれぞれ連結されている。そ
して燃料を燃料供給路８から燃料室５を介してア
ノード極４に供給すると共に、酸化剤を酸化剤供
給路６から酸化剤室１を介してカソード極２に供
給し、カソード極２およびアノード極４の触媒に
よつて、電気化学反応を生じさせて、直接電気エ
ネルギーを発電するものである。
一般の燃料電池は、上記のような単電池を複数
個積層して形成される。このような積層型燃料電
池にあつては、第２図に示すように燃料をアノー
ド極４に供給するため、カソード極２およびアノ
ード極４の外周部を支持する集電体２ａ，４ａの
一部に貫通孔を設けて燃料供給路８が形成されて
いる。単セルはカソード極２とアノード極４との
間に電解質３を介在させて構成されており、この
両極の集電体２ａ，４ａ間には電子の伝導を阻止
すると同時に、電解液が漏れないように絶縁物１
０，１１が介在されている。この絶縁物１０，１
１においても、第２図Ｂに示す如く、両極の集電
体と同一に位置して貫通孔が穿設されて燃料供給
路８が形成されている。
一方、単電池を直列に積層する場合には、第２
図に示したように、各単電池を構成する要素ごと
にパツキングを介在する必要があると共に、カソ
ード極２に酸化剤を供給する酸化剤室１およびア
ノード極４に燃料を供給する燃料室４を積層間で
形成するために集電体２ａ，４ａを酸化剤室１お
よび燃料室の厚さ分だけ厚くする必要がある。そ
のため、従来の積層型燃料電池はコンパクト化す
ることができないという問題点がある。
また、単電池を積層する際に、第１の単電池の
カソード極の集電体２ａと第２の単電池のアノー
ド極の集電体４ａとは電気的に接続するため、燃
料が流出するのを防止するパツキング材を介在す
る必要がある。
さらに、従来の燃料電池では、電池を構成する
要素ごとにパツキングを介在したりあるいは接着
剤で固着した場合に、何らかの方法で外部におい
て電気的に接続する必要がある。
このように従来の積層型燃料電池においては、
集電体が厚くなると共に重量が大きくなり電池
構造をコンパクトにできない、パツキング材や
接着剤を用いる方法では外部で電気的接続する工
程が増加すると共に、シール構造が複数になり、
電池のコンパクト化が図れないと同時に、製造工
数が増加し製造原価が上昇するという問題点を有
していた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電池枠に電池を構成する部品
を嵌め込んだ単電池を複数積層する燃料電池にお
いて、燃料供給路から供給される燃料が酸化剤系
路や電池の外部に流出することを完全に防止する
ことができる安価で且つ簡単なシール構造を備え
た燃料電池を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、酸化剤供給路及び酸化剤排出路が接
続されるカソード極と燃料供給路及び燃料排出路
が接続されるアノード極との間に電解質を介在さ
せた単セルと、セパレータとを嵌装した電池枠を
積層した燃料電池であつて、前記電池枠の外周側
に前記燃料供給路と前記燃料排出路を厚み方向に
貫通して形成し、前記電池枠の内周側の端部の厚
み方向両面に環状段部を形成し、該環状段部の両
面に密着させたゴムまたは熱可塑性プラスチツク
の内部遮断パツキングと、該内部遮断パツキング
を介して一方の面の前記環状段部に前記単セル
が、他方の面の前記環状段部に前記セパレータが
組み込まれ、前記電池枠の何れか一方の面に前記
燃料供給路と燃料排出路より外周側で前記電池枠
の周方向に連続するゴムまたは熱可塑性プラスチ
ツクの外部遮断パツキングとを備えたことを特徴
としている。
このように内部しや断パツキングおよび外部し
や断パツキングを介設した電池枠に単セルおよび
セパレータをそれぞれ嵌め込んで単電池とし、こ
の単電池を複数積層することにより、燃料が酸化
剤供給路あるいは電池の外部に流出することを完
全に防止することができる燃料電池を得ることが
できる。
〔発明の実施例〕
次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第３図は、本発明の燃料電池における電池枠に
内部しや断パツキングおよび外部しや断パツキン
グを各々介設した状態を示す一部切欠斜視図であ
る。１２はプラスチツクス材料からなる電池枠で
あつて、電池枠１２には枠体の厚み方向に貫通す
る燃料供給路１３が形成され、燃料供給路１３と
アノード極に接する燃料室に燃料を供給するよう
に燃料分岐路１４が形成されている。さらに電池
枠１２の内周端部の厚さ方向における前端部およ
び後端部に環状段部１５，１６がそれぞれ形成さ
れている。また、この両環状段部１５，１６に挾
まれる端面の相対向する面１７，１８にカソード
極に酸化剤を供給する酸化剤供給系路１９および
カソード極で生成される物質と余つた酸化剤を排
出する排出系路２０が一部をくりぬいて形成され
ている。
この電池枠１２の前環状段部に単セルおよびセ
パレータを嵌め込んた状態で、これらの外周縁と
環状段部１５，１６の内面との間にそれぞれ内部
しや断パツキング２１ａ，２１ｂが介設されてい
る。この内部しや断パツキングとしては、ゴム、
熱可塑性プラスチツクス等のシート状あるいはひ
も状のものからなつている。
さらに電池枠１２の前面または後面のいずれか
一方の面に少なくとも前記燃料供給路１３および
図示しない生成物排出路よりも電池枠１２の外周
端に位置しかつ電池枠１２の周方向に連続する外
部パツキング溝２２を刻設すると共にこの外部パ
ツキング溝２２には外部しや断パツキング２３が
埋設されている。この外部しや断パツキング２３
は各電池枠１２に単セルおよびセパレータをそれ
ぞれ組み込んで単電池とし、この単電池を積層す
る際に、燃料供給路１３と外部とをしや断する役
割をはたす。なお、電池枠１２の外周部に設けた
多数の貫通孔２４は単電池を多数積層する際の締
付ボルト穴である。
第４図に単セルを示し、この単セル２５はカソ
ード極２６とアノード極２７との間に電解質２８
を介在させて構成されている。
第５図にはセパレータの外観を示し、セパレー
タ２９は黒鉛などの導電性物質からなり、両側に
多数の溝３０，３１が刻設されて突起部３２，３
３が形成されている。この溝３０は電池枠１２に
単セル２５とセパレータ２９を嵌め込んだ状態
で、単セル２５のアノード極２７とセパレータ２
９との間の燃料室となり、一方、溝３１はセパレ
ータ２９と単セル２５のカソード極２６との間の
酸化剤室になる。
第６図は各電池枠に単セルおよびセパレータを
組み込んだ単電池を２個積層した状態を示す一部
切欠斜視図である。積層した状態でセパレータ２
９は燃料室３０と酸化剤室３１とを有し酸化剤室
３１には第３図に示した如く電池枠１２の酸化剤
供給系路１９を経由して電池枠１２の外部から空
気等の酸化剤を入れてカソード極２６に供給する
とともに、カソード極２６で生成される物質たと
えばメタノールを燃料とする燃料電池の場合には
水等を排出系路２０を経て電池枠１２の外部に排
出する。一方、セパレータ２９の燃料室３０には
電池枠１２の燃料供給路１３から燃料分岐路１４
を経て燃料が送られるとともにアノード極２７に
供給される。このアノード極２７で生成した物
質、例えばメタノールを燃料とする燃料電池では
炭酸ガス燃料室３０および図示しない燃料供給路
１３と対称の位置に設けてある生成物排出路を経
て電池枠１２の外部に排出されるようになつてい
る。
このようにセパレータ２９の両面は溝状となつ
ており燃料室３０ならびに酸化剤室３１が形成さ
れ、セパレータ２９の突起部３２および３３は、
アノード極２７およびカソード極２７にそれぞれ
電気的に結合されている。
第６図に示した電池枠１２が、第３図に示した
電池枠と異なる点は燃料供給路１３および燃料排
出路１３ａを電池枠１２にそれぞれ２個所設けて
あることと、電池枠に形成される外部しや断パツ
キング２３の形状を枠寸法が小さくなるようにし
たことであり、機能的には第３図に示した電池枠
と異なるところはない。
次に内部しや断パツキング２１ａ，２１ｂおよ
び外部しや断パツキング２３による燃料のシーリ
ング効果を図によつて説明する。
燃料は電池枠１２の燃料供給路１３から燃料分
岐路１４を経て燃料室３０に入り、アノード極２
７に供給される。この燃料供給路１３の燃料の電
池枠１２の積層間からの洩れは、外部しや断パツ
キング２３によつて阻止される。また、燃料の酸
化剤室３１への洩れは内部しや断パツキング２１
ａ，２１ｂによつて阻止することができる。した
がつて、燃料が電池の外部に洩れたり、酸化剤系
路へ混入することがない。
本実施例の外部しや断パツキング２３および内
部しや断パツキング２１ａ，２１ｂのいずれか一
方あるいは両方のパツキングを接着剤に置き替え
ても燃料の洩れ、酸化剤系路への混入を阻止する
作用には本質的に変わるものでない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、電池枠に単セル、燃料室、酸化剤などの単電
池の構成部品を予め嵌め込んだ単電池を、多数個
積層することが容易であるとともに、積層電池の
燃料供給路も積層方向に貫通して形成できると同
時に、燃料の電池外部への洩れおよび燃料の酸化
剤系路への混入を完全に防止し、軽量、安価で且
つ安全性の高い燃料電池を容易に提供する効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は燃料電池の原理図、第２図Ａ，Ｂは従
来の積層型燃料電池の分解説明図および一部拡大
図、第３図は本発明による電池枠の構成を示す一
部切断斜視図、第４図は本発明による単セルの構
成図、第５図Ａ，Ｂは本発明によるセパレータの
一例を示す斜視図および横断面図、第６図は本発
明による電池枠に単セルおよびセパレータを嵌め
込んだ状態を示す一部切断斜視図である。 １２……電池枠、１３……燃料供給路、１３ａ
……燃料排出路、１４……燃料分岐路、１９……
酸化剤系路、２０……排出系路、２１ａ，２１ｂ
……内部しや断パツキング、２３……外部しや断
パツキング、２４……締付ボルト穴、２５……単
セル、２６……カソード極、２７……アノード
極、２８……電解質、２９……セパレータ、３０
……燃料室、３１……酸化剤室。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 酸化剤供給路１９及び酸化剤排出路２０が接
    続されるカソード極２６と燃料供給路１３及び燃
    料排出路１３ａが接続されるアノード極２７との
    間に電解質２８を介在させた単セル２５と、セパ
    レータ２９とを嵌装した電池枠１２を積層した燃
    料電池であつて、前記電池枠１２の外周側に前記
    燃料供給路１３と前記燃料排出路１３ａを厚み方
    向に貫通して形成し、前記電池枠１２の内周側の
    端部の厚み方向両面に環状段部を形成し、該環状
    段部の両面に密着させたゴムまたは熱可塑性プラ
    スチツクの内部遮断パツキング２１ａ，２１ｂ
    と、該内部遮断パツキング２１ａ，２１ｂを介し
    て一方の面の前記環状段部に前記単セル２５が、
    他方の面の前記環状段部に前記セパレータ２９が
    組み込まれ、前記電池枠１２の何れか一方の面に
    前記燃料供給路１３と燃料排出路１３ａより外周
    側で前記電池枠１２の周方向に連続するゴムまた
    は熱可塑性プラスチツクの外部遮断パツキング２
    ３とを備えたことを特徴とする燃料電池。
JP59055703A 1984-03-23 1984-03-23 燃料電池 Granted JPS60200468A (ja)

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