JPH0992323A - 燃料電池用スタックのセル加圧方法 - Google Patents
燃料電池用スタックのセル加圧方法Info
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- JPH0992323A JPH0992323A JP7241366A JP24136695A JPH0992323A JP H0992323 A JPH0992323 A JP H0992323A JP 7241366 A JP7241366 A JP 7241366A JP 24136695 A JP24136695 A JP 24136695A JP H0992323 A JPH0992323 A JP H0992323A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- stack
- fuel cell
- pressurizing
- fastening plate
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- 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
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池用のセルを積層してスタックを組み
立てた後、セルを加圧するに於いて、セル全面の圧力分
布を均一にしてシールを完全にできるセル加圧方法を提
供する。 【構成】 燃料電池用のスタックを組立後、セルを加圧
するに於いて、一方の締結プレートのセル接触側の内面
にセルの外形寸法よりは小さい凹部を設け、該凹部に加
圧水を導入して、セルを加圧する。また、一方の締結プ
レートを上下に２分割し、この２分割の締結プレート間
に液体又は粘状物の封入したバッグを介在して、２分割
の締結プレートと他方の締結プレートとを締結する。
立てた後、セルを加圧するに於いて、セル全面の圧力分
布を均一にしてシールを完全にできるセル加圧方法を提
供する。 【構成】 燃料電池用のスタックを組立後、セルを加圧
するに於いて、一方の締結プレートのセル接触側の内面
にセルの外形寸法よりは小さい凹部を設け、該凹部に加
圧水を導入して、セルを加圧する。また、一方の締結プ
レートを上下に２分割し、この２分割の締結プレート間
に液体又は粘状物の封入したバッグを介在して、２分割
の締結プレートと他方の締結プレートとを締結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用のセルを積
層してスタックを組み立てた後、セルを加圧する方法に
関する。
層してスタックを組み立てた後、セルを加圧する方法に
関する。
【０００２】従来、燃料電池用のセルを積層してスタッ
クを組み立てた後、セルを加圧するには、図４に示すよ
うにスタック１を上下の締結プレート２、３間に挾み、
上下の締結プレート２、３の周囲を締結ボルト４、ナッ
ト５にて上側の締結プレート２上に配したばね６を介在
して締結して、スタック１の各セル１ａを加圧するか、
または図５に示すようにスタック１を上下の締結プレー
ト２、３間に挾み、上側の締結プレート２の上面中央に
ばね７を配し、その上に加圧プレート８を配して、加圧
プレート８、上下の締結プレート２、３の周囲を締結ボ
ルト４、ナット５にて締結して、スタック１の各セル１
ａを加圧していた。
クを組み立てた後、セルを加圧するには、図４に示すよ
うにスタック１を上下の締結プレート２、３間に挾み、
上下の締結プレート２、３の周囲を締結ボルト４、ナッ
ト５にて上側の締結プレート２上に配したばね６を介在
して締結して、スタック１の各セル１ａを加圧するか、
または図５に示すようにスタック１を上下の締結プレー
ト２、３間に挾み、上側の締結プレート２の上面中央に
ばね７を配し、その上に加圧プレート８を配して、加圧
プレート８、上下の締結プレート２、３の周囲を締結ボ
ルト４、ナット５にて締結して、スタック１の各セル１
ａを加圧していた。
【０００３】ところで、図４に示すセル加圧方法は、ば
ね６の接触している近辺は圧力が高く、ばね６が接触し
ていない部分は圧力が低く、従って、セル１ａの全面に
於いて、周辺部の圧力が高く、中央部の圧力が低くて、
極端に不均一な圧力分布が生じていた。また、図５に示
すセル加圧方法は、締結プレート２、３、加圧プレート
８を分厚いものにしても、ばね７の下は圧力が高く、ば
ね７から離れるにつれて圧力が低くなる為、セル１ａの
全面に於いて不均一な圧力分布が生じていた。
ね６の接触している近辺は圧力が高く、ばね６が接触し
ていない部分は圧力が低く、従って、セル１ａの全面に
於いて、周辺部の圧力が高く、中央部の圧力が低くて、
極端に不均一な圧力分布が生じていた。また、図５に示
すセル加圧方法は、締結プレート２、３、加圧プレート
８を分厚いものにしても、ばね７の下は圧力が高く、ば
ね７から離れるにつれて圧力が低くなる為、セル１ａの
全面に於いて不均一な圧力分布が生じていた。
【０００４】このように従来のセル加圧方法では、セル
１ａの全面にわたって均一な加圧力が得られない為、シ
ールが不完全で水漏れが生じる懸念があった。また、高
分子電解質型燃料電池に於いては触媒電極と高分子電解
質層間のプロトン導電性が不充分となり、高出力が得ら
れなかった。
１ａの全面にわたって均一な加圧力が得られない為、シ
ールが不完全で水漏れが生じる懸念があった。また、高
分子電解質型燃料電池に於いては触媒電極と高分子電解
質層間のプロトン導電性が不充分となり、高出力が得ら
れなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、燃料
電池用のセルを積層してスタックを組み立てた後、セル
を加圧するに於いて、セル全面の圧力分布を均一にでき
るセル加圧方法を提供しようとするものである。
電池用のセルを積層してスタックを組み立てた後、セル
を加圧するに於いて、セル全面の圧力分布を均一にでき
るセル加圧方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方法の１つ
は、燃料電池用のスタックを組立後、セルを加圧するに
於いて、一方の締結プレートのセル接触側の内面にセル
の外形寸法よりは小さい凹部を設け、該凹部に加圧水を
導入して、セルを加圧することを特徴とするものであ
る。
の本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方法の１つ
は、燃料電池用のスタックを組立後、セルを加圧するに
於いて、一方の締結プレートのセル接触側の内面にセル
の外形寸法よりは小さい凹部を設け、該凹部に加圧水を
導入して、セルを加圧することを特徴とするものであ
る。
【０００７】このセル加圧方法に於いては、一方の締結
プレートのセル接触側の凹部の周囲にＯリング溝を設
け、Ｏリングを装着して、加圧水をシール保持すること
が好ましい。
プレートのセル接触側の凹部の周囲にＯリング溝を設
け、Ｏリングを装着して、加圧水をシール保持すること
が好ましい。
【０００８】本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方
法の他の１つは、燃料電池用のスタックを組立後、セル
を加圧するに於いて、一方の締結プレートを上下に２分
割し、この２分割の締結プレート間に液体又は粘状物を
封入したバッグを介在して、２分割の締結プレートと他
方の締結プレートとを締結することを特徴とするもので
ある。
法の他の１つは、燃料電池用のスタックを組立後、セル
を加圧するに於いて、一方の締結プレートを上下に２分
割し、この２分割の締結プレート間に液体又は粘状物を
封入したバッグを介在して、２分割の締結プレートと他
方の締結プレートとを締結することを特徴とするもので
ある。
【０００９】このセル加圧方法に於いては、２分割の締
結プレートがセルの外形寸法と近似の面積で凹凸嵌合
し、その凹凸嵌合部内に液体又は粘状物を封入したバッ
グを介在することが好ましい。
結プレートがセルの外形寸法と近似の面積で凹凸嵌合
し、その凹凸嵌合部内に液体又は粘状物を封入したバッ
グを介在することが好ましい。
【００１０】
【作用】上記のように本発明の燃料電池用スタックのセ
ル加圧方法の１つは、スタック組立後、一方の締結プレ
ートのセル接触側の内面に設けたセル外形寸法よりは小
さい凹部に加圧水を導入して、セルを加圧するのである
から、セルの略全面は均等に加圧され、セル全面の圧力
分布は均一となる。
ル加圧方法の１つは、スタック組立後、一方の締結プレ
ートのセル接触側の内面に設けたセル外形寸法よりは小
さい凹部に加圧水を導入して、セルを加圧するのである
から、セルの略全面は均等に加圧され、セル全面の圧力
分布は均一となる。
【００１１】特に、一方の締結プレートの凹部の周囲に
Ｏリング溝を設け、Ｏリングを装着して加圧水をシール
保持した場合は、加圧水はその水圧を上げても漏れるこ
とがないので、セルの略全面は確実に均等に加圧され、
セル全面の圧力は確実に均一となる。
Ｏリング溝を設け、Ｏリングを装着して加圧水をシール
保持した場合は、加圧水はその水圧を上げても漏れるこ
とがないので、セルの略全面は確実に均等に加圧され、
セル全面の圧力は確実に均一となる。
【００１２】また、本発明の燃料電池用スタックのセル
加圧方法の他の１つは、スタック組立後、上下に２分割
した一方の締結プレート間に、液体又は粘状物を封入し
たバッグを介在してこの一方の締結プレートと他方の締
結プレートとを締結すると、バッグが均一な厚さに扁平
に圧縮され、その圧縮に用いられた締結力がセルの全面
を加圧する結果、セルの全面は均等に加圧され、セル全
面の圧力分布は均一となる。
加圧方法の他の１つは、スタック組立後、上下に２分割
した一方の締結プレート間に、液体又は粘状物を封入し
たバッグを介在してこの一方の締結プレートと他方の締
結プレートとを締結すると、バッグが均一な厚さに扁平
に圧縮され、その圧縮に用いられた締結力がセルの全面
を加圧する結果、セルの全面は均等に加圧され、セル全
面の圧力分布は均一となる。
【００１３】特に、上下に２分割の締結プレートがセル
の外形寸法と近似の面積で凹凸嵌合し、その凹凸嵌合部
内に液体又は粘状物を封入したバッグを介在した場合
は、扁平に圧縮されるバッグが必要以上に拡がることも
なく、凹凸嵌合部内で均一に圧縮され、その圧縮に用い
られる締結力が外方へ逃げることなくセルの全面を加圧
する結果、セルの全面は確実に均等に加圧され、セル全
面の圧力分布は確実に均一となる。
の外形寸法と近似の面積で凹凸嵌合し、その凹凸嵌合部
内に液体又は粘状物を封入したバッグを介在した場合
は、扁平に圧縮されるバッグが必要以上に拡がることも
なく、凹凸嵌合部内で均一に圧縮され、その圧縮に用い
られる締結力が外方へ逃げることなくセルの全面を加圧
する結果、セルの全面は確実に均等に加圧され、セル全
面の圧力分布は確実に均一となる。
【００１４】
【実施例】本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方法
の１つの一実施例を図によって説明すると、図１に示す
ように高分子電解質型燃料電池用のセル１ａを10層積層
して組み立てたスタック１のセル１ａを加圧するに於い
て、上側のジュラルミン製の締結プレート（ 300mm× 3
00mm、厚さ30mm）10のセル接触側の内面に、予めセル１
ａの外形寸法（ 250mm× 250mm）よりは小さい凹部（ 2
02mm× 202mm、深さ２mm）11を設け、この凹部11の周り
にＯリング溝（外形寸法 224mm× 224mm、深さ５mm）12
を設け、凹部11の底の中心部に締結プレート10の外面に
拡開開口するＰＴ１／４の管用テーパ雌ねじ13を設けた
上、前記Ｏリング溝12にクロロプレンゴム製のＯリング
14を装着し、管用テーパ雌ねじ13に加圧水導入管15に備
えたＰＴ１／４雄コネクター16を螺合しておく。
の１つの一実施例を図によって説明すると、図１に示す
ように高分子電解質型燃料電池用のセル１ａを10層積層
して組み立てたスタック１のセル１ａを加圧するに於い
て、上側のジュラルミン製の締結プレート（ 300mm× 3
00mm、厚さ30mm）10のセル接触側の内面に、予めセル１
ａの外形寸法（ 250mm× 250mm）よりは小さい凹部（ 2
02mm× 202mm、深さ２mm）11を設け、この凹部11の周り
にＯリング溝（外形寸法 224mm× 224mm、深さ５mm）12
を設け、凹部11の底の中心部に締結プレート10の外面に
拡開開口するＰＴ１／４の管用テーパ雌ねじ13を設けた
上、前記Ｏリング溝12にクロロプレンゴム製のＯリング
14を装着し、管用テーパ雌ねじ13に加圧水導入管15に備
えたＰＴ１／４雄コネクター16を螺合しておく。
【００１５】そして、上側の締結プレート10と下側のジ
ュラルミン製の締結プレート（ 300mm× 300mm、厚さ30
mm）10′とに挟まれたスタック１を締結ボルト４、ナッ
ト５にて所定の位置まで締め付けてＯリング14にて締結
プレート10をシール保持した後、図示せぬポンプで加圧
した20kg/cm2の加圧水を加圧水導入管15を通して凹部11
内に導入して、セル１ａを加圧した。その結果、セル１
ａの略全面は確実に均等に加圧され、セル１ａの全面の
圧力分布は均一となり、実際に燃料電池に使用した処、
水漏れ等の異常は無く、シールは完全であった。また、
触媒電極と高分子電解質層間のプロント導電性は充分な
ものとなり、高出力が得られた。
ュラルミン製の締結プレート（ 300mm× 300mm、厚さ30
mm）10′とに挟まれたスタック１を締結ボルト４、ナッ
ト５にて所定の位置まで締め付けてＯリング14にて締結
プレート10をシール保持した後、図示せぬポンプで加圧
した20kg/cm2の加圧水を加圧水導入管15を通して凹部11
内に導入して、セル１ａを加圧した。その結果、セル１
ａの略全面は確実に均等に加圧され、セル１ａの全面の
圧力分布は均一となり、実際に燃料電池に使用した処、
水漏れ等の異常は無く、シールは完全であった。また、
触媒電極と高分子電解質層間のプロント導電性は充分な
ものとなり、高出力が得られた。
【００１６】次に本発明の燃料電池用スタックのセル加
圧方法の他の１つの一実施例を図によって説明すると、
図２に示すように高分子電解質型燃料電池用のセル１ａ
を10層積層して組み立てたスタック１のセル１ａを加圧
するに於いて、上側のジュラルミン製の締結プレート
（ 300mm× 300mm、厚さ40mm）17を上下に２分割し、こ
の２分割の締結プレート17ａ、17ｂ間に水（油の場合も
ある）を封入したゴム製のバッグ18を介在して、２分割
の締結プレート17ａ、17ｂと下側のジュラルミン製の締
結プレート17′（ 300mm× 300mm、厚さ20mm）とを締結
ボルト４、ナット５にて締結してセル１ａを50kg/cm2で
加圧した。その結果、バッグ18が扁平に圧縮され、その
圧縮に用いられた締結力がセル１ａの全面を加圧し、従
ってセル１ａの全面は均等に加圧され、セル１ａの全面
の圧力分布は均一となり、実際に燃料電池に使用した
処、水漏れ等の異常は無く、シールは完全であった。ま
た、触媒電極と高分子電解質層間のプロント導電性は充
分なものとなり、高出力が得られた。
圧方法の他の１つの一実施例を図によって説明すると、
図２に示すように高分子電解質型燃料電池用のセル１ａ
を10層積層して組み立てたスタック１のセル１ａを加圧
するに於いて、上側のジュラルミン製の締結プレート
（ 300mm× 300mm、厚さ40mm）17を上下に２分割し、こ
の２分割の締結プレート17ａ、17ｂ間に水（油の場合も
ある）を封入したゴム製のバッグ18を介在して、２分割
の締結プレート17ａ、17ｂと下側のジュラルミン製の締
結プレート17′（ 300mm× 300mm、厚さ20mm）とを締結
ボルト４、ナット５にて締結してセル１ａを50kg/cm2で
加圧した。その結果、バッグ18が扁平に圧縮され、その
圧縮に用いられた締結力がセル１ａの全面を加圧し、従
ってセル１ａの全面は均等に加圧され、セル１ａの全面
の圧力分布は均一となり、実際に燃料電池に使用した
処、水漏れ等の異常は無く、シールは完全であった。ま
た、触媒電極と高分子電解質層間のプロント導電性は充
分なものとなり、高出力が得られた。
【００１７】次いで本発明の燃料電池用スタックのセル
加圧方法の他の１つの他の実施例を図によって説明する
と、図３に示すように高分子電解質型燃料電池用のセル
１ａを10層積層して組み立てたスタック１のセル１ａを
加圧するに於いて、上側のジュラルミン製の締結プレー
ト（ 300mm× 300mm、厚さ40mm）17を上下に17ａと17ｂ
に２分割すると共に、その２分割の締結プレート17ａ、
17ｂをセル１ａの外形寸法（ 250mm× 250mm）と同じ面
積で深さ５mmで凹凸嵌合し、その凹凸嵌合部19内に、シ
リコンゼリーを僅かな空気と共にゴム袋20内に封入し網
状物21にて包んだバッグ22を介在して、２分割の締結プ
レート17ａ、17ｂと下側の締結プレート17′とを締結ボ
ルト４、ナット５にて締結して、セル１ａを50kg/cm2で
加圧した。その結果、扁平に圧縮されるバッグ22は必要
以上に拡がることなく凹凸嵌合部19内で均一に圧縮さ
れ、その圧力に用いられた締結力は外方に逃げることが
なく、従ってセル１ａの全面は確実に均等に加圧され、
セル１ａの全面の圧力分布は均一となり、実際に燃料電
池に使用した処、水漏れ等の異常は無く、シールは完全
であった。また、触媒電極と高分子電解質層間のプロン
ト導電性は充分なものとなり、高出力が得られた。
加圧方法の他の１つの他の実施例を図によって説明する
と、図３に示すように高分子電解質型燃料電池用のセル
１ａを10層積層して組み立てたスタック１のセル１ａを
加圧するに於いて、上側のジュラルミン製の締結プレー
ト（ 300mm× 300mm、厚さ40mm）17を上下に17ａと17ｂ
に２分割すると共に、その２分割の締結プレート17ａ、
17ｂをセル１ａの外形寸法（ 250mm× 250mm）と同じ面
積で深さ５mmで凹凸嵌合し、その凹凸嵌合部19内に、シ
リコンゼリーを僅かな空気と共にゴム袋20内に封入し網
状物21にて包んだバッグ22を介在して、２分割の締結プ
レート17ａ、17ｂと下側の締結プレート17′とを締結ボ
ルト４、ナット５にて締結して、セル１ａを50kg/cm2で
加圧した。その結果、扁平に圧縮されるバッグ22は必要
以上に拡がることなく凹凸嵌合部19内で均一に圧縮さ
れ、その圧力に用いられた締結力は外方に逃げることが
なく、従ってセル１ａの全面は確実に均等に加圧され、
セル１ａの全面の圧力分布は均一となり、実際に燃料電
池に使用した処、水漏れ等の異常は無く、シールは完全
であった。また、触媒電極と高分子電解質層間のプロン
ト導電性は充分なものとなり、高出力が得られた。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の燃料電
池用スタックのセル加圧方法によれば、セルの全面を均
等に加圧でき、セル全面の圧力分布が均一となるので、
水漏れ等の異常は無く、シールは完全となる。また、高
分子電解質型燃料電池に於いては、触媒電極と高分子電
解質層間のプロント導電性を充分に確保でき、高出力が
得られる。
池用スタックのセル加圧方法によれば、セルの全面を均
等に加圧でき、セル全面の圧力分布が均一となるので、
水漏れ等の異常は無く、シールは完全となる。また、高
分子電解質型燃料電池に於いては、触媒電極と高分子電
解質層間のプロント導電性を充分に確保でき、高出力が
得られる。
【図１】本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方法の
１つの一実施例を示す縦断面図である。
１つの一実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方法の
他の１つの一実施例を示す縦断面図である。
他の１つの一実施例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の燃料電池用スタックのセル加圧方法の
他の１つの他の実施例を示す縦断面図である。
他の１つの他の実施例を示す縦断面図である。
【図４】従来の燃料電池用スタックのセル加圧方法の１
つを示す斜視図である。
つを示す斜視図である。
【図５】従来の燃料電池用スタックのセル加圧方法の他
の１つを示す斜視図である。
の１つを示す斜視図である。
１ スタック １ａ セル 10、17 上側（一方）の締結プレート 11 凹部 12 Ｏリング溝 13 管用テーパ雌ねじ 14 Ｏリング 15 加圧水導入管 16 雄コネクター 17ａ、17ｂ ２分割の締結プレート 17′ 下側（他方）の締結プレート 18、22 バッグ 19 凹凸嵌合部
Claims (4)
- 【請求項１】 燃料電池用のスタックを組立後、セルを
加圧するに於いて、一方の締結プレートのセル接触側の
内面にセルの外形寸法よりは小さい凹部を設け、該凹部
に加圧水を導入して、セルを加圧することを特徴とする
燃料電池用スタックのセル加圧方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の燃料電池用スタックのセ
ル加圧方法に於いて、一方の締結プレートのセル接触側
の凹部の周囲にＯリング溝を設け、Ｏリングを装着し
て、加圧水をシール保持することを特徴とする燃料電池
用スタックのセル加圧方法。 - 【請求項３】 燃料電池用のスタックを組立後、セルを
加圧するに於いて、一方の締結プレートを上下に２分割
し、この２分割の締結プレート間に液体又は粘状物を封
入したバッグを介在して、２分割の締結プレートと他方
の締結プレートとを締結することを特徴とする燃料電池
用スタックのセル加圧方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の燃料電池用スタックのセ
ル加圧方法に於いて、２分割の締結プレートがセルの外
形寸法と近似の面積で凹凸嵌合し、その凹凸嵌合部内に
液体又は粘状物を封入したバッグを介在することを特徴
とする燃料電池用スタックのセル加圧方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7241366A JPH0992323A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 燃料電池用スタックのセル加圧方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7241366A JPH0992323A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 燃料電池用スタックのセル加圧方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992323A true JPH0992323A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17073229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7241366A Pending JPH0992323A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 燃料電池用スタックのセル加圧方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992323A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0936689A1 (en) * | 1998-02-17 | 1999-08-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Arrangement for tightening a stack of fuel cell elements |
| KR100356685B1 (ko) * | 1997-12-17 | 2002-12-18 | 한국전력공사 | 용융 탄산염형 연료전지 |
| KR100405479B1 (ko) * | 2001-07-03 | 2003-11-14 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 스택의 엔드 플레이트 |
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