JPH08255616A - 燃料電池用セパレータの接合方法 - Google Patents
燃料電池用セパレータの接合方法Info
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- JPH08255616A JPH08255616A JP7058454A JP5845495A JPH08255616A JP H08255616 A JPH08255616 A JP H08255616A JP 7058454 A JP7058454 A JP 7058454A JP 5845495 A JP5845495 A JP 5845495A JP H08255616 A JPH08255616 A JP H08255616A
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- plate
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池用セパレータの製作時間およびコス
トの削減を図るとともに、セパレータの耐食性を向上さ
せ電池の寿命を長くすることができる燃料電池用セパレ
ータの接合方法を提供する。 【構成】 センタープレートを電解質板と接触する側の
表面に耐食処理を施したマスクプレートで挟んでなる燃
料電池用セパレータの接合方法であって、重ね合わされ
たセンタープレートとマスクプレートの端面を溶接する
ことにより接合することを特徴とする。
トの削減を図るとともに、セパレータの耐食性を向上さ
せ電池の寿命を長くすることができる燃料電池用セパレ
ータの接合方法を提供する。 【構成】 センタープレートを電解質板と接触する側の
表面に耐食処理を施したマスクプレートで挟んでなる燃
料電池用セパレータの接合方法であって、重ね合わされ
たセンタープレートとマスクプレートの端面を溶接する
ことにより接合することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池
における燃料電池用セパレータの接合方法に関するもの
である。
における燃料電池用セパレータの接合方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、図７に示すよ
うに薄い平板状の電解質板１を燃料極（アノード）２と
空気極（カソード）３の平板状の電極で挟んだ単セル４
では電圧が低いため（０．８Ｖ程度）、実用上は導電性
のバイポーラプレート（セパレータ）５を介し多数段に
積層した電池として用いられている。したがって、燃料
電池用セパレータ５はアノードガスとカソードガスを仕
切る仕切板と各セルを接続する電流コレクタとの両機能
を担っている。
うに薄い平板状の電解質板１を燃料極（アノード）２と
空気極（カソード）３の平板状の電極で挟んだ単セル４
では電圧が低いため（０．８Ｖ程度）、実用上は導電性
のバイポーラプレート（セパレータ）５を介し多数段に
積層した電池として用いられている。したがって、燃料
電池用セパレータ５はアノードガスとカソードガスを仕
切る仕切板と各セルを接続する電流コレクタとの両機能
を担っている。
【０００３】燃料電池用セパレータ５は、ほぼ矩形のセ
ンタープレート６の両面にコルゲート材９を介して略平
板状のアノードマスクプレート７と略平板状のカソード
マスクプレート８を有し、センタープレート６およびマ
スクプレート７，８の重合部１０を抵抗シーム溶接によ
り接合され、アノードマスクプレート７およびカソード
マスクプレート８の電極用開口部にアノード２およびカ
ソード３をそれぞれ嵌め込み、隣接するセパレータの間
に電解質板１を挟持することにより燃料電池を構成して
いる。
ンタープレート６の両面にコルゲート材９を介して略平
板状のアノードマスクプレート７と略平板状のカソード
マスクプレート８を有し、センタープレート６およびマ
スクプレート７，８の重合部１０を抵抗シーム溶接によ
り接合され、アノードマスクプレート７およびカソード
マスクプレート８の電極用開口部にアノード２およびカ
ソード３をそれぞれ嵌め込み、隣接するセパレータの間
に電解質板１を挟持することにより燃料電池を構成して
いる。
【０００４】しかし、電解質板１に含まれる電解質は高
温で激しい腐食性を有するため、電解質板１に接触する
側のマスクプレート７，８の表面にはアルミナイジング
などによりアルミナ耐食処理が施されているが、アルミ
ナ耐食処理が施された部分は非導電性であるため、抵抗
シーム溶接をすることができない。
温で激しい腐食性を有するため、電解質板１に接触する
側のマスクプレート７，８の表面にはアルミナイジング
などによりアルミナ耐食処理が施されているが、アルミ
ナ耐食処理が施された部分は非導電性であるため、抵抗
シーム溶接をすることができない。
【０００５】そこで、溶接箇所（センタープレート６お
よびマスクプレート７，８の重合部１０）周辺部のアル
ミナコーティングを研磨してマスクプレート７，８の母
材を露出させてから抵抗シーム溶接し、研磨部分には改
めてアルミ溶射処理（例えばプラズマコーティング）に
より耐食処理を施している。
よびマスクプレート７，８の重合部１０）周辺部のアル
ミナコーティングを研磨してマスクプレート７，８の母
材を露出させてから抵抗シーム溶接し、研磨部分には改
めてアルミ溶射処理（例えばプラズマコーティング）に
より耐食処理を施している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
耐食処理方法では、アルミナ耐食処理を施した箇所を研
磨して再度耐食処理を施しているため、製作時間がかか
りコスト高になるばかりか、コーティングののりが悪く
剥がれてしまう。さらに、図８に示すように抵抗シーム
溶接では溶接箇所を回転電極１１で挟み込んで溶接して
いるため、セパレータ端面２０のセンタープレート６お
よびマスクプレート７，８の間に隙間１４が生じ易く、
この隙間１４を生じたセパレータ端面２０にも耐食処理
を施す必要があり、通常プラズマコーティングなどによ
りアルミ溶射処理をして耐食処理を施しているが、完全
にコーティングすることができずコーティングが剥がれ
てしまう。
耐食処理方法では、アルミナ耐食処理を施した箇所を研
磨して再度耐食処理を施しているため、製作時間がかか
りコスト高になるばかりか、コーティングののりが悪く
剥がれてしまう。さらに、図８に示すように抵抗シーム
溶接では溶接箇所を回転電極１１で挟み込んで溶接して
いるため、セパレータ端面２０のセンタープレート６お
よびマスクプレート７，８の間に隙間１４が生じ易く、
この隙間１４を生じたセパレータ端面２０にも耐食処理
を施す必要があり、通常プラズマコーティングなどによ
りアルミ溶射処理をして耐食処理を施しているが、完全
にコーティングすることができずコーティングが剥がれ
てしまう。
【０００７】これらコーティングの剥がれた箇所が腐食
の起点となり、電池の寿命を短くする原因となってい
た。
の起点となり、電池の寿命を短くする原因となってい
た。
【０００８】本発明は、かかる課題を解決するために創
案されたものである。すなわち、燃料電池用セパレータ
５の端面２０を溶接することにより、製作時間およびコ
ストの削減を図るとともに、セパレータの耐食性を向上
させ電池の寿命を長くすることができる燃料電池用セパ
レータの接合方法を提供することを目的とする。
案されたものである。すなわち、燃料電池用セパレータ
５の端面２０を溶接することにより、製作時間およびコ
ストの削減を図るとともに、セパレータの耐食性を向上
させ電池の寿命を長くすることができる燃料電池用セパ
レータの接合方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、センタ
ープレートを電解質板と接触する側の表面に耐食処理を
施したマスクプレートで挟んでなる燃料電池用セパレー
タの接合方法であって、重ね合わされたセンタープレー
トとマスクプレートの端面を溶接することにより接合す
ることを特徴とする燃料電池用セパレータの接合方法が
提供される。
ープレートを電解質板と接触する側の表面に耐食処理を
施したマスクプレートで挟んでなる燃料電池用セパレー
タの接合方法であって、重ね合わされたセンタープレー
トとマスクプレートの端面を溶接することにより接合す
ることを特徴とする燃料電池用セパレータの接合方法が
提供される。
【００１０】また、上記端面で上記センタープレートを
突出させて溶接してもよい。また、上記端面を溶接治具
より突出させて溶接してもよい。また、上記端面をＴＩ
Ｇ溶接、レーザー溶接または電子ビーム溶接により溶接
してもよい。
突出させて溶接してもよい。また、上記端面を溶接治具
より突出させて溶接してもよい。また、上記端面をＴＩ
Ｇ溶接、レーザー溶接または電子ビーム溶接により溶接
してもよい。
【００１１】
【作用】上記本発明の燃料電池用セパレータの接合方法
によれば、重ね合わされたセンタープレートとマスクプ
レートの端面を溶接して接合することにより、アルミナ
耐食処理が施されたマスクプレートを研磨する必要がな
く、さらに、重ね合わされたセンタープレートとマスク
プレートの端面で隙間を生じることもないため、セパレ
ータの接合後に改めて耐食処理する必要がない。
によれば、重ね合わされたセンタープレートとマスクプ
レートの端面を溶接して接合することにより、アルミナ
耐食処理が施されたマスクプレートを研磨する必要がな
く、さらに、重ね合わされたセンタープレートとマスク
プレートの端面で隙間を生じることもないため、セパレ
ータの接合後に改めて耐食処理する必要がない。
【００１２】したがって、セパレータの製作時間および
コストの削減を図ることができるとともに、セパレータ
の耐食性を向上させ電池の寿命を延ばすことができる。
コストの削減を図ることができるとともに、セパレータ
の耐食性を向上させ電池の寿命を延ばすことができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図１乃至図
６を参照して説明する。なお、各図において従来と共通
する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。
６を参照して説明する。なお、各図において従来と共通
する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。
【００１４】図１は本発明による実施例の側面断面図で
ある。燃料電池用セパレータ５の端面２０を例えばＴＩ
Ｇ溶接により溶接して接合する場合には、セパレータ５
の外面と、センタープレート６およびマスクプレート
７，８の重合部１０を、端面２０が溶接治具２４の先端
部から約１ｍｍ程度突出するように溶接治具２４により
密着固定し、端面２０の略中心にトーチを接近させる。
ある。燃料電池用セパレータ５の端面２０を例えばＴＩ
Ｇ溶接により溶接して接合する場合には、セパレータ５
の外面と、センタープレート６およびマスクプレート
７，８の重合部１０を、端面２０が溶接治具２４の先端
部から約１ｍｍ程度突出するように溶接治具２４により
密着固定し、端面２０の略中心にトーチを接近させる。
【００１５】また、燃料電池用セパレータ５は、１ｋＷ
／セルの燃料電池のもので厚みが約６ｍｍ、面積が約１
ｍ2 と面積の割に非常に薄いため入熱による熱歪みが大
きいが、ＴＩＧ溶接であれば入熱と溶着量を独立に制御
できるため、入熱を少なくして溶接することができ、セ
パレータ５の熱歪みを抑えることができる。
／セルの燃料電池のもので厚みが約６ｍｍ、面積が約１
ｍ2 と面積の割に非常に薄いため入熱による熱歪みが大
きいが、ＴＩＧ溶接であれば入熱と溶着量を独立に制御
できるため、入熱を少なくして溶接することができ、セ
パレータ５の熱歪みを抑えることができる。
【００１６】さらに、図２に示すように、燃料電池用セ
パレータ５の端面２０においてセパレータ６をマスクプ
レート７，８から約１ｍｍ程度突出させれば、溶接箇所
の溶融・冷却に要する時間を短くすることができるた
め、入熱を少なくすることができ、セパレータ５の熱歪
みを抑えることができる。
パレータ５の端面２０においてセパレータ６をマスクプ
レート７，８から約１ｍｍ程度突出させれば、溶接箇所
の溶融・冷却に要する時間を短くすることができるた
め、入熱を少なくすることができ、セパレータ５の熱歪
みを抑えることができる。
【００１７】溶接手段としては、ＴＩＧ溶接の他に比較
的入熱を少なくすることができるレーザ溶接、電子ビー
ム溶接などを利用してもよい。
的入熱を少なくすることができるレーザ溶接、電子ビー
ム溶接などを利用してもよい。
【００１８】図３は本発明の方法により接合された燃料
電池用セパレータ５の平面図である。燃料電池用セパレ
ータには、セパレータ自身に垂直な貫通マニホールドを
有し、このマニホールドにより積層された各セルにプロ
セスガスを供給する内部マニホールド型と、セパレータ
外部からプロセスガスを供給する外部マニホールド型が
あるが、図３に示すセパレータは、内部マニホールド型
の燃料電池用セパレータであり、１２はアノード用マニ
ホールド、１３はカソード用マニホールドである。
電池用セパレータ５の平面図である。燃料電池用セパレ
ータには、セパレータ自身に垂直な貫通マニホールドを
有し、このマニホールドにより積層された各セルにプロ
セスガスを供給する内部マニホールド型と、セパレータ
外部からプロセスガスを供給する外部マニホールド型が
あるが、図３に示すセパレータは、内部マニホールド型
の燃料電池用セパレータであり、１２はアノード用マニ
ホールド、１３はカソード用マニホールドである。
【００１９】図３において、本発明の接合方法により接
合すべき端面はセパレータ５の外周部端面２１、アノー
ド用マニホールド１２の内周部端面２２およびカソード
用マニホールド１３の内周部端面２３である。
合すべき端面はセパレータ５の外周部端面２１、アノー
ド用マニホールド１２の内周部端面２２およびカソード
用マニホールド１３の内周部端面２３である。
【００２０】図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ断面部分拡
大図であり、セパレータ５の外周部端面２１を上述した
方法により接合したものである。
大図であり、セパレータ５の外周部端面２１を上述した
方法により接合したものである。
【００２１】図５は図３におけるＶ−Ｖ断面部分拡大図
であり、アノード用マニホールド１２の内周部端面２２
およびセパレータ５の外周部端面２１を上述した方法に
より接合したものである。
であり、アノード用マニホールド１２の内周部端面２２
およびセパレータ５の外周部端面２１を上述した方法に
より接合したものである。
【００２２】図６は図３におけるＶＩ−ＶＩ断面部分拡
大図であり、カソード用マニホールド１３の内周部端面
２３およびセパレータ５の外周部端面２１を上述した方
法により接合したものである。
大図であり、カソード用マニホールド１３の内周部端面
２３およびセパレータ５の外周部端面２１を上述した方
法により接合したものである。
【００２３】本発明の方法により接合した箇所は、実用
上充分な耐食性を有しているが、溶接する際に使用する
溶加材（溶接棒）に耐食性のあるものを使用してもよい
し、溶接後にアルミ溶射処理（例えばプラズマコーティ
ング）により耐食処理を施してもよい。
上充分な耐食性を有しているが、溶接する際に使用する
溶加材（溶接棒）に耐食性のあるものを使用してもよい
し、溶接後にアルミ溶射処理（例えばプラズマコーティ
ング）により耐食処理を施してもよい。
【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】上述したように、本発明の接合方法によ
れば、アルミナ耐食処理が施されたマスクプレートを研
磨する必要がなく、さらに、重ね合わされたセンタープ
レートとマスクプレートの端面で隙間を生じることもな
いため、セパレータの製作時間およびコストの削減を図
ることができるとともに、セパレータの耐食性を向上さ
せ腐食による炭酸塩の消失を低減して電池の寿命を延ば
すことができるなどの優れた効果を有する。
れば、アルミナ耐食処理が施されたマスクプレートを研
磨する必要がなく、さらに、重ね合わされたセンタープ
レートとマスクプレートの端面で隙間を生じることもな
いため、セパレータの製作時間およびコストの削減を図
ることができるとともに、セパレータの耐食性を向上さ
せ腐食による炭酸塩の消失を低減して電池の寿命を延ば
すことができるなどの優れた効果を有する。
【図１】本発明における実施例の側面断面図である。
【図２】本発明における他の実施例の側面断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の方法により接合された燃料電池用セパ
レータの平面図である。
レータの平面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面部分拡大図であ
る。
る。
【図５】図３におけるＶ−Ｖ断面部分拡大図である。
【図６】図３におけるＶＩ−ＶＩ断面部分拡大図であ
る。
る。
【図７】溶融炭酸塩型燃料電池の燃料電池用セパレータ
の説明図である。
の説明図である。
【図８】従来の燃料電池用セパレータの接合方法の説明
図である。
図である。
１ 電解質板 ２ アノード ３ カソード ４ セル ５ セパレータ ６ センタープレート ７ アノード用マスクプレート ８ カソード用マスクプレート ９ コルゲート材 １０ センタープレートおよびマスクプレートの重合
部 １１ 回転電極 １２ アノード用マニホールド １３ カソード用マニホールド １４ 隙間 ２０ セパレータ端面 ２１ 燃料電池用セパレータの外周部端面 ２２ アノード用マニホールドの内周部端面 ２３ カソード用マニホールドの内周部端面
部 １１ 回転電極 １２ アノード用マニホールド １３ カソード用マニホールド １４ 隙間 ２０ セパレータ端面 ２１ 燃料電池用セパレータの外周部端面 ２２ アノード用マニホールドの内周部端面 ２３ カソード用マニホールドの内周部端面
Claims (4)
- 【請求項１】 センタープレートを電解質板と接触する
側の表面に耐食処理を施したマスクプレートで挟んでな
る燃料電池用セパレータの接合方法であって、重ね合わ
されたセンタープレートとマスクプレートの端面を溶接
することにより接合することを特徴とする燃料電池用セ
パレータの接合方法。 - 【請求項２】 上記端面で上記センタープレートを突出
させて溶接する請求項１記載の燃料電池用セパレータの
接合方法。 - 【請求項３】 上記端面を溶接治具より突出させて溶接
する請求項１または請求項２記載の燃料電池用セパレー
タの接合方法。 - 【請求項４】 上記端面をＴＩＧ溶接、レーザー溶接ま
たは電子ビーム溶接により溶接する請求項１、請求項２
または請求項３記載の燃料電池用セパレータの接合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058454A JPH08255616A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 燃料電池用セパレータの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058454A JPH08255616A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 燃料電池用セパレータの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255616A true JPH08255616A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13084878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058454A Pending JPH08255616A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 燃料電池用セパレータの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08255616A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003096466A1 (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell assembly and method for bonding a separator and an electrolyte layer of a fuel cell assembly |
| DE10221951A1 (de) * | 2002-05-13 | 2003-12-04 | Reinz Dichtungs Gmbh & Co Kg | Bipolarplatte und Verfahren zu deren Herstellung |
| JP2006092889A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Honda Motor Co Ltd | 単位燃料電池 |
| JP2007026737A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | 燃料電池及び燃料電池製造方法 |
| JP2007311074A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法 |
| KR100783423B1 (ko) * | 2006-05-03 | 2007-12-07 | 현대자동차주식회사 | 연료 전지용 금속 분리판 |
| JP2008034158A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
| US7335434B2 (en) | 2002-10-17 | 2008-02-26 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell separator assembly with diffusion layer, manufacturing method therefor, fuel cell unit, and fuel cell stack |
| US8882859B2 (en) | 2006-12-12 | 2014-11-11 | Hyundai Motor Company | Method for manufacturing metal separator for fuel cell |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7058454A patent/JPH08255616A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |