JPH0992324A - 電池モジュールおよび燃料電池 - Google Patents

電池モジュールおよび燃料電池

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JPH0992324A
JPH0992324A JP8061779A JP6177996A JPH0992324A JP H0992324 A JPH0992324 A JP H0992324A JP 8061779 A JP8061779 A JP 8061779A JP 6177996 A JP6177996 A JP 6177996A JP H0992324 A JPH0992324 A JP H0992324A
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JP
Japan
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laminated body
module
forming member
pressing force
fuel cell
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JP8061779A
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English (en)
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Takeshi Takahashi
剛 高橋
Yoshio Kimura
良雄 木村
Yoshikazu Touhata
良和 遠畑
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465Details of groupings of fuel cells
    • H01M8/247Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池モジュールおよび燃料電池において、単
電池を積層した積層体に押圧力を作用させると共にコン
パクト化を図る。 【解決手段】 電池モジュール30は、電池積層体40
とモジュール形成部材31により構成される。モジュー
ル形成部材31のモジュール折曲係合部34Aは、電池
積層体40に積層方向の押圧力を作用させた状態で、電
池積層体40の積層端に設けられた段差部59および段
差部79に折り曲げて係合させる。電池積層体40に
は、モジュール折曲係合部34Aの折り曲げ時に作用さ
せた押圧力を除去しても、モジュール形成部材31の弾
性変形による押圧力が作用する。この結果、ボルト等の
締め付け具を用いずに電池積層体40に押圧力を作用さ
せることができ、コンパクトな構成となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池モジュールお
よび燃料電池に関し、詳しくは、単電池を複数積層して
なる積層体を備える電池モジュールおよび燃料電池に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃料電池としては、単電
池を複数積層してなる積層体の両積層端にエンドプレー
トを配置し、この両積層端のエンドプレートを締め具に
て積層方向に締め付けて積層体に所望の加圧力を得るも
のが提案されている(例えば、実開昭第61−1699
60号公報や特開昭58−53166号公報など)。
【0003】また、この種の電池モジュールとしては、
数個の単電池を積層した積層体の両積層端に、重ね合わ
せたときに係合するリブと溝とが形成された一対のエン
ドプレートを配置し、この両積層端のエンドプレートを
ボルトにより積層方向に締め付けて積層体に所望の押圧
力を得るものが提案されている(例えば、特開昭第58
−115773号公報など)。この電池モジュールは、
両積層端に重ね合わせたときに係合するリブと溝とが形
成されたエンドプレートが配置されているから、同様に
形成された電池モジュールに重ね合わせると、両電池モ
ジュールのエンドプレートのリブと溝が係合して、正確
に重ね合わせることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、積層体
の両積層端に配置されたエンドプレートを締め具にて締
め付ける燃料電池では、積層体を締め付けるのに用いる
ボルトは、締め付け時の収縮の他に単電池の厚さの公差
やバネ公差などを見込んだ長さにする必要があり、燃料
電池の積層方向について小型化の妨げになるという問題
があった。この問題は、積層体における単電池の積層数
を多くすればするほど顕著に現われる。こうした問題に
対し、積層体を締め付けた後に、ボルトの余分長を切り
取ることも考えられるが、積層体の一部の単電池に不都
合が生じた際の単電池の取り替え時などのように、積層
体を分解する必要が生じたときに、余分長を切り取った
ボルトは再使用することができず、部品コストを増加さ
せてしまう。
【0005】また、積層体の両積層端に配置された一対
のエンドプレートをボルトにて締め付ける電池モジュー
ルでは、各電池モジュール毎に積層体の両端に一対のエ
ンドプレートを配置する必要があるから、この電池モジ
ュールを複数積層して燃料電池を形成すると、積層方向
の長さが大きな燃料電池となってしまい、燃料電池のコ
ンパクト化の妨げとなるという問題があった。
【0006】本発明は、こうした問題を解決し、単電池
を複数積層した積層体に所望の押圧力を作用させると共
に電池モジュールおよび燃料電池のコンパクト化を図る
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の第1の発明は、単電池を複数積層してなる積層体
を備える電池モジュールであって、前記積層体の積層方
向に沿った側面に配置され、該積層体に積層方向の押圧
力を作用させた状態で該積層体の両積層端に係合される
係合部を有し、該押圧力が除去された際に該積層体に積
層方向の所定の押圧力を作用させるモジュール形成部材
を備えることを要旨とする。
【0008】この第1の発明の電池モジュールでは、単
電池を複数積層した積層体の積層方向に沿った側面に配
置されたモジュール形成部材が、積層体に積層方向の押
圧力を作用させた状態で積層体の両積層端に係合される
係合部を介して積層体に作用させた押圧力を除去した際
に積層体に積層方向の所定の押圧力を作用させる。
【0009】こうした第1の発明の電池モジュールによ
れば、モジュール形成部材の係合部を積層体に積層方向
の押圧力を作用させた状態、即ち、積層体が積層方向に
圧縮された状態で積層体の両積層端に係合させるから、
モジュール形成部材の積層方向の長さを、予め積層方向
に圧縮させた積層体の長さにすることができ、簡易な構
成とすることができる。したがって、電池モジュールの
コンパクト化を図ることができる。
【0010】ここで、前記第1の発明の電池モジュール
において、前記モジュール形成部材の係合部は、前記積
層体の両積層端に係合される際に塑性変形により形成さ
れてなるものとすることもできる。
【0011】この構成によれば、各電池モジュールに生
じる製造誤差等に基づく公差を係合部の塑性変形の位置
により調整することができる。
【0012】こうした前記第1の発明の電池モジュール
において、前記積層体の両積層端に、前記モジュール形
成部材の係合部と係合する被係合部を設けてなるものと
することもできる。
【0013】この積層体の両積層端に被係合部を形成し
た第1の発明の電池モジュールにおいて、前記積層体の
被係合部は、前記両積層端が凸形状となるよう該両積層
端の縁部に形成された段差であり、前記モジュール形成
部材の係合部は、前記積層体の積層方向の厚みが前記段
差より薄く形成されてなるものとすることもできる。
【0014】この構成では、モジュール形成部材の係合
部が積層体の積層端の縁部に形成された段差より薄く形
成されているから、電池モジュールをそのまま積層して
も各電池モジュールのモジュール形成部材は接触しな
い。
【0015】また、積層体の両積層端に被係合部が設け
られた電池モジュールにおいて、前記積層体の被係合部
の少なくとも一方は、積層端の側面に端面に平行な連続
して形成された溝であるものとすることもできる。こう
すれば、モジュール形成部材の係合部と積層体の被係合
部との係合の強度を高くすることができる。
【0016】この被係合部を溝とした電池モジュールに
おいて、前記溝である被係合部に係合する前記モジュー
ル形成部材の係合部に嵌合し、該係合部を介して前記積
層体を加締る加締部材を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、モジュール形成部材の係合部と積層体
の被係合部との係合の強度をより高くすることができ
る。この結果、積層体に十分な押圧力を作用することが
できる。
【0017】本発明の第2の発明は、単電池を複数積層
してなる積層体を備える燃料電池であって、前記積層体
の積層方向に沿った側面に配置され、該積層体に積層方
向の押圧力を作用させた状態で該積層体の両積層端に係
合される係合部を有し、該押圧力が除去された際に該積
層体に積層方向の所定の押圧力を作用させる積層体形成
部材を備えることを要旨とする。
【0018】この第2の発明の燃料電池では、単電池を
複数積層した積層体の積層方向に沿った側面に配置され
た積層体形成部材が、積層体に積層方向の押圧力を作用
させた状態で積層体の両積層端に係合される係合部を介
して、積層体に作用させた押圧力を除去した際に積層体
に積層方向の所定の押圧力を作用させる。
【0019】こうした第2の発明の燃料電池よれば、積
層体形成部材の係合部を積層体に積層方向の押圧力を作
用させた状態、即ち、積層体が積層方向に圧縮された状
態で積層体の両積層端に係合させるから、積層体形成部
材の積層方向の長さを、予め積層方向に圧縮させた積層
体の長さにすることができ、簡易な構成とすることがで
きる。したがって、燃料電池のコンパクト化を図ること
ができる。
【0020】ここで、前記第2の発明の燃料電池におい
て、前記積層体形成部材の係合部は、前記積層体の両積
層端に係合される際に塑性変形により形成されてなるも
のとすることもできる。
【0021】この構成によれば、各単電池に発生する製
造誤差等に基づく公差を係合部の塑性変形の位置により
調整することができる。
【0022】こうした第2の発明の燃料電池において、
前記積層体形成部材は、前記積層体の積層方向に沿った
面に該積層方向に沿ったスリットを形成してなるものと
することもできる。
【0023】この構成によれば、積層体形成部材に設け
られたスリットから内部の単電池の状態を視認すること
ができる。また、このスリットから積層体の積層方向に
沿った側面から燃料などを供給することもできる。
【0024】こうした本発明の燃料電池において、前記
積層体は、該積層体の両積層端の少なくとも一方の側面
に端面に平行な連続する溝状の被係合部が形成されてな
り、前記積層体形成部材の係合部は、前記被係合部と係
合する部位であるものとすることもできる。こうすれ
ば、こうすれば、積層体形成部材の係合部と積層体の被
係合部との係合の強度を高くすることができる。
【0025】この被係合部を溝とした燃料電池におい
て、前記積層体の被係合部に係合する前記積層体形成部
材の係合部に嵌合し、該係合部を介して前記積層体を加
締る加締部材を備えるものとすることもできる。こうす
れば、積層体形成部材の係合部と積層体の被係合部との
係合の強度をより高くすることができる。この結果、積
層体に十分な押圧力を作用することができる。
【0026】
【発明の他の態様】本発明は、以上説明した構成の他
に、以下のような他の態様をとることも可能である。
【0027】第1の態様は、前記第1の発明の各種態様
の電池モジュールにおいて、前記積層体の両積層端の部
材を剛性の高い金属で形成してなるものとすることもで
きる。
【0028】この第1の態様では、積層体の両積層端の
部材を剛性の高い金属で形成することにより、縁部の係
合部に作用する押圧力をより均等に積層面全体に作用さ
せることができる。なお、同様に、前記第2の発明の燃
料電池およびこの燃料電池の各種態様において、前記積
層体の両積層端の部材を剛性の高い金属で形成してなる
構成とすることもできる。この態様も上記第1の態様と
同様な効果を得る。
【0029】第2の態様は、前記第2の発明の各種態様
の燃料電池において、前記単電池を複数積層してなる積
層体に代えて、前記第1の発明の各種態様の電池モジュ
ールのいずれかを複数積層してなるモジュール積層体を
備えるものとすることもできる。
【0030】この第2の態様では、第1の発明の各種態
様の電池モジュールのいずれかを複数積層してなるモジ
ュール積層体の積層方向に沿った側面に配置された積層
体形成部材が、モジュール積層体に積層方向の押圧力を
作用させた状態でモジュール積層体の両積層端に係合さ
れる係合部を介して、モジュール積層体に作用させた押
圧力を除去した際にモジュール積層体に積層方向の所定
の押圧力を作用させる。
【0031】こうした第2の態様では、モジュール積層
体を構成する電池モジュールはモジュール形成部材によ
り所定の押圧力を受けているから、積層体形成部材によ
る押圧力は、電池モジュール間の接触抵抗を小さくする
程度の大きさでよい。また、電池モジュールを積層する
から、単電池を積層する場合に比して組み付けが容易と
なる。
【0032】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て実施例を用いて説明する。図1は、第1の発明の一実
施例の電池モジュール30を備える第2の発明の一実施
例の燃料電池10の概略を例示する斜視図である。図示
するように、燃料電池10は、単電池を複数積層してな
る複数の電池モジュール30と、積層した各電池モジュ
ール30に燃料等の給排を行なう燃料等給排部材90
と、燃料等給排部材90を挟んで複数の電池モジュール
30を積層してなる積層体の両積層端に配設される各々
2つの集電板97,絶縁板98,エンドプレート99
と、積層体の形成を支持する積層体形成部材20とから
構成される。以下、各部について説明する。
【0033】図2は、積層体形成部材20の概略を例示
する斜視図である。積層体形成部材20は、図示するよ
うに、鋼等により断面が長方形の角筒形状に形成されて
おり、長方形断面の短辺を形成する2つの短側面22
と、長方形断面の長辺を形成する2つの長側面24とを
備える。短側面22および長側面24の各面には、それ
ぞれ長手方向に平行な2つのスリット22B,24Bが
形成されている。このスリット22Bおよび24Bは、
積層体を形成した際に積層体を構成する燃料等給排部材
90の後述する冷却水給排連絡孔95および燃料等給排
連絡孔93A,93Bと整合するよう形成されている
(図1および図8参照)。
【0034】積層体形成部材20の両端面の四隅には、
切欠部26が形成されており、この切欠部26を形成す
ることによって、内側に折り曲げた際にエンドプレート
99の後述する段差部99Bに係合して積層体を支持す
ると共に、積層体に積層方向の押圧力を作用させる折曲
係合部22A,24Aが形成されている。また、図2中
上面の短側面22の両端の左側縁部には、集電板97に
形成された後述する出力端子97Bを突出させるための
出力端子取付部28A,28Bが形成されている。出力
端子取付部28Aは、燃料電池10を組み付ける際の積
層体の収縮の差異を吸収するため出力端子取付部28B
より積層方向に長く形成されている。なお、図示しない
が、積層体形成部材20の内壁面は、絶縁性材料(例え
ば、ゴムや樹脂等)により形成された絶縁被膜29で全
面が覆われている。
【0035】図3は電池モジュール30の概略を例示す
る斜視図、図4は図3における電池モジュール30の4
−4平面の断面図である。電池モジュール30は、図3
および図4に示すように、単電池を積層してなる電池積
層体40と、この電池積層体40を支持して電池モジュ
ール30を形成すると共に電池積層体40に積層方向の
押圧力を作用させるモジュール形成部材31とから構成
される。電池積層体40は、電解質膜42と、この電解
質膜42を挟持して電解質膜42と共にサンドイッチ構
造の発電層45をなす2つのガス拡散電極44と、電池
積層体40の一方の積層端に配置されると共に燃料等の
通路を形成する冷却セパレータ50と、電池積層体40
の他方の積層端に配置され燃料等の通路を形成する端部
セパレータ70と、サンドイッチ構造の発電層45と交
互に配置される中央セパレータ60と、絶縁性材料によ
り形成されサンドイッチ構造の発電層45を支持すると
共に燃料等をシールするシール部材82と、絶縁部材8
4とから構成される。
【0036】図5は、モジュール形成部材31の概略を
例示する斜視図である。モジュール形成部材31は、図
示するように、積層体形成部材20と同様に、鋼等によ
り断面が長方形の角筒形状に形成されており、長方形断
面の短辺を形成する2つのモジュール短側面32と、長
方形断面の長辺を形成する2つのモジュール長側面34
とを備える。モジュール短側面32およびモジュール長
側面34の各面には、それぞれ筒方向に平行なスリット
32B,34Bが形成されている。
【0037】また、モジュール形成部材31の両端面の
四隅にも、積層体形成部材20の切欠部26と同様な切
欠部36が形成されており、この切欠部36を形成する
ことにより、内側に折り曲げた際に後述する冷却セパレ
ータ50に形成された段差部59および端部セパレータ
70に形成された段差部79に係合して電池積層体40
を支持すると共に電池積層体40に積層方向の所定の押
圧力を作用させるモジュール折曲係合部32A,34A
が形成されている。また、モジュール形成部材31の内
壁面も、積層体形成部材20の内側全面を覆う絶縁被膜
29と同様な絶縁被膜39により覆われている(図
4)。
【0038】図6は、電池積層体40を構成する各部を
例示する分解斜視図である。電解質膜42は、高分子材
料、例えば、フッ素系樹脂により形成された厚さ100
μmないし200μmのイオン交換膜であり、湿潤状態
で良好な電気伝導性を示す。2つのガス拡散電極44
は、共に炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロス
により形成されている。このカーボンクロスの電解質膜
42側の表面および隙間には、触媒としての白金または
白金と他の金属からなる合金等を担持したカーボン粉が
練り込まれている。この電解質膜42と2つのガス拡散
電極44は、2つのガス拡散電極44が電解質膜42を
挟んでサンドイッチ構造とした状態で、100℃ないし
160℃好ましくは110℃ないし130℃の温度で、
1MPa{10.2kgf/cm2}ないし20MPa{20
4kgf/cm2}好ましくは8MPa{82kgf/cm2}ない
し15MPa{153kgf/cm2}の圧力を作用させて接
合するホットプレス法により接合して発電層45を形成
している。
【0039】冷却セパレータ50は、金属、例えば導電
率が高く剛性に富む銅合金やアルミニウム合金等により
長方形の板状に形成されている。冷却セパレータ50の
四隅近くには、略二等辺直角三角形状の4つの燃料孔5
2A,52Bが形成されている。この4つの燃料孔52
A,52Bは、後述する中央セパレータ60に形成され
た4つの燃料孔62A,62Bと端部セパレータ70に
形成された4つの燃料孔72A,72Bと共に、電池積
層体40を形成した際に電池積層体40を積層方向に貫
通する燃料等の流路を形成する。また、冷却セパレータ
50の2つの燃料孔52Aの縁部側には、それぞれ断面
が長円形状の冷却水孔54が形成されている。この2つ
の冷却水孔54は、後述する中央セパレータ60に形成
された2つの冷却水孔64と端部セパレータ70に形成
された2つの冷却水孔74と共に、電池積層体40を形
成した際に電池積層体40を積層方向に貫通する冷却水
の流路を形成する。冷却セパレータ50の図6中正面の
縁部には、中央が凸となるよう周回する段差部59が設
けられている。
【0040】中央セパレータ60は、カーボンを圧縮し
て緻密化しガス不透過とした緻密質カーボンにより冷却
セパレータ50と同様に長方形状に形成されている。中
央セパレータ60には、冷却セパレータ50に形成され
た燃料孔52A,52Bおよび冷却水孔54と同様な4
つの燃料孔62A,62Bおよび2つの冷却水孔64が
形成されている。中央セパレータ60の図6中正面に
は、対向する燃料孔62A間を連絡する複数の平行な溝
66が形成されている。また、中央セパレータ60の図
6中裏面には、対向する燃料孔52B間を連絡する溝6
8と直交する複数の平行な溝68が形成されている。こ
うした直交する溝66および溝68は、ガス拡散電極4
4へ燃料等を供給する通路をなす。
【0041】端部セパレータ70は、冷却セパレータ5
0と同様に、銅合金やアルミニウム合金等の金属により
長方形の板状に形成されている。端部セパレータ70に
は、冷却セパレータ50に形成された燃料孔52A,5
2Bおよび冷却水孔54と同様な4つの燃料孔72A,
72Bおよび2つの冷却水孔74が形成されている。ま
た、端部セパレータ70の図6中正面には、対向する燃
料孔72A間を連絡する複数の平行な溝76が形成され
ている。この溝76は、中央セパレータ60の溝66お
よび溝68と同様にガス拡散電極44へ燃料等を供給す
る通路をなす。なお、端部セパレータ70の図6中裏面
は、縁部を除いてフラットに形成されており、縁部に
は、中央部が凸となるよう冷却セパレータ50の段差部
59と同一形状の周回する段差部79が設けられてい
る。
【0042】なお、図6には、電池積層体40を構成す
る各部として中央セパレータ60を一つしか記載してい
ないが、図4に示すように、2つ以上の中央セパレータ
60をサンドイッチ構造の発電層45と交互に配置する
ものとしてもよい。こうした電池積層体40では、単電
池は、発電層45とこの発電層45を挟持する冷却セパ
レータ50および中央セパレータ60とにより、また
は、発電層45とこの発電層45を挟持する中央セパレ
ータ60および端部セパレータ70とにより、あるい
は、発電層45とこの発電層45を挟持する2つの中央
セパレータ60とにより構成される。
【0043】次に、こうして構成される各部材によって
電池モジュール30を組み付ける様子について説明す
る。図7は、電池積層体40にモジュール形成部材31
を組み付けて電池モジュール30を形成する様子を例示
する説明図である。まず、モジュール形成部材31の2
つの開口端の一方に形成されたモジュール折曲係合部3
2A,34Aを内側に折り曲げる。このモジュール形成
部材31に、段差部59に絶縁材料により形成された絶
縁部材84を装着した冷却セパレータ50,電解質膜4
2および2つのガス拡散電極44からなるサンドイッチ
構造の発電層45,中央セパレータ60,発電層45,
中央セパレータ60,…,発電層45,端部セパレータ
70の順に、各部材に形成された各冷却水孔が整合する
ようシール部材82と共に積層する。こうした積層は、
各部材を精度よく積層するために電池モジュール30の
スリット32Bから視認しながら行なう。そして、端部
セパレータ70の段差部79に絶縁部材84を装着し、
モジュール形成部材31のモジュール折曲係合部32
A,34Aの内側に折り曲げ用の支持具88を設置した
後、電池積層体40に積層方向の押圧力p1を作用させ
る(図7(a))。この押圧力p1については後述す
る。
【0044】電池積層体40に押圧力p1を作用させた
状態で、支持具88を軸として図7(b)および図7
(c)に示すように、モジュール折曲係合部32A,3
4Aを内側に折り曲げる(塑性変形による折り曲げ)。
そして、図7(c)に示すように、折り曲げたモジュー
ル折曲係合部32A,34Aに電池積層体40の積層方
向に作用する力Fを押圧力p1を減じながら作用させ
る。このときの力Fは、押圧力p1を減じた圧力を丁度
補う圧力に相当する値にする。このように力Fと押圧力
p1とを調整することにより、電池積層体40には、常
に同じ押圧力を作用させることができる。押圧力p1を
完全に力Fに置き換えた後に、モジュール折曲係合部3
2A,34Aから力Fを取り除き、支持具88を引き抜
いて電池モジュール30を完成する。モジュール折曲係
合部32A,34Aから力Fを取り除いても、電池積層
体40には、電池積層体40の積層方向の復元変形(積
層方向の延び変形)に対するモジュール形成部材31の
弾性変形による積層方向の押圧力p2が作用する。
【0045】この押圧力p2は、モジュール形成部材3
1の積層方向の断面積やモジュール形成部材31を形成
する材料の弾性係数,段差部59および段差部79に係
合させたモジュール折曲係合部32A間,34A間の長
さ,押圧力p1によって定まる。したがって、押圧力p
1を調節することにより押圧力p2を調節することがで
きる。実施例では、電池積層体40に積層方向に押圧力
p2を作用させたときに、電池積層体40の積層方向に
生じる電気抵抗、すなわち電池積層体40の両積層端に
配置された冷却セパレータ50と中央セパレータ60と
に生じる電気抵抗が所定値(例えば、単電池当たり1m
Ω)以下となるよう押圧力p2を設定し、この押圧力p
2が得られるよう押圧力p1を調節している。
【0046】なお、モジュール折曲係合部32A,34
Aは、図4および図7(c)に示すように、折り曲げた
際、冷却セパレータ50に形成された段差部59および
端部セパレータ70の段差部79の段差内に長さαの余
裕を持って収まるように形成されている。したがって、
電池モジュール30を積層しても隣接する電池モジュー
ル30のモジュール形成部材31が接触することはな
い。
【0047】図8は、燃料等給排部材90の概略を例示
する斜視図である。燃料等給排部材90は、図示するよ
うに、アルミニウムにより直方体形状に形成されてい
る。この燃料等給排部材90は、図示しない燃料ガス給
排装置,酸化ガス給排装置および冷却水給排装置からの
水素を含有する燃料ガス,酸素を含有する酸化ガスおよ
び冷却水を各電池モジュール30に供給すると共に、各
電池モジュール30から排出される燃料ガス側の排ガ
ス,酸化ガス側の排ガスおよび冷却水を燃料ガス給排装
置,酸化ガス給排装置および冷却水給排装置に戻す部材
である。
【0048】燃料等給排部材90には、図示するよう
に、電池モジュール30で挟持した際に、電池モジュー
ル30の冷却セパレータ50または端部セパレータ70
に形成された燃料孔52A,52B,72A,72Bお
よび冷却水孔54,74と整合する4つの燃料孔92
A,92Bおよび2つの冷却水孔94が形成されてい
る。この4つの燃料孔92A,92Bには、これらの孔
と燃料ガス給排装置および酸化ガス給排装置とを連絡す
る連絡管を取り付ける燃料等給排連絡孔93A,93B
が形成されている。また、2つの冷却水孔54には、こ
の孔と冷却水給排装置とを連絡する連絡管を取り付ける
冷却水給排連絡孔95が形成されている。
【0049】図9は、集電板97,絶縁板98およびエ
ンドプレート99の概略を例示する斜視図である。図示
するように、集電板97は、導電性の高い材料、例えば
銅等により長方形の板状に形成されている。集電板97
の短辺の一方(図9中左上部)には、燃料電池10から
の出力を取り出す出力端子97Bが形成されている。絶
縁板98は、絶縁性材料、例えばゴムや樹脂等により長
方形の板状に形成されている。エンドプレート99は、
剛性の高い材料、例えば、鋼等により長方形の板状に形
成されている。エンドプレート99の積層面の反対側の
面(図9中正面)の縁部には、中央が凸となるよう周回
する段差部79が設けられている。
【0050】こうして構成された各部材により燃料電池
10は組み付けられる。以下に燃料電池10の組付の様
子について説明する。まず、積層体形成部材20の一端
の折曲係合部22A,24Aを内側に折り曲げる。そし
て、他端から、段差部79が折り曲げた折曲係合部22
A,24Aに当接するようエンドプレート99を設置
し、続けて絶縁板98および集電板97を設置する。次
に複数の電池モジュール30を積層する。この際、燃料
等給排部材90が積層体の略中央に配置されるように燃
料等給排部材90を配置する。そして、積層端に集電板
97,絶縁板98およびエンドプレート99を積み重ね
る。こうした積層体の積層方向の長さは、電池モジュー
ル30の電池積層体40に既に積層方向の押圧力p2が
作用しているから、燃料電池10の完成時とほとんど同
じである。
【0051】次に、この積層体に積層方向の押圧力p3
を作用させる。上述したように、この押圧力p3を作用
させても、積層体は積層方向にほとんど収縮しない。こ
うした押圧力p3を作用させた状態で、モジュール形成
部材31のモジュール折曲係合部32A,34Aを折り
曲げて電池モジュール30を形成したのと同様の動作に
より、積層体形成部材20の折曲係合部22A,24A
を内側に折り曲げて、燃料電池10を完成する。完成し
た燃料電池10の積層体には、モジュール形成部材31
の電池積層体40に作用する押圧力p2と同様に、積層
体の積層方向の復元変形に対する積層体形成部材20の
弾性変形による積層方向の押圧力p4が作用する。
【0052】上述したように、電池モジュール30の電
池積層体40には、積層方向の接触抵抗を所定値以下に
する押圧力p2が作用しているから、押圧力p4は、電
池モジュール30間または電池モジュール30と燃料等
給排部材90との間等の接触抵抗を十分に小さくする程
度でよい。そして、この押圧力p4は、押圧力p3を調
節することによって調整することができる。押圧力p3
は、押圧力p2の大きさ、電池モジュール30を構成す
る冷却セパレータ50や中央セパレータ60等の強度等
によって定められる。このように燃料電池10を形成す
ることにより、電池モジュール30の電池積層体40に
は、モジュール形成部材31による押圧力p2に積層体
形成部材20による押圧力p4を加えた押圧力p5(p
5=p2+p4)が作用する。したがって、上述した押
圧力p2は、電池積層体40に押圧力p5を作用させた
ときに所望の電気抵抗となるよう調節すればよい。
【0053】こうした構成された燃料電池10の燃料等
給排部材90に、図示しない燃料ガス給排装置,酸化ガ
ス給排装置および冷却水給排装置を接続し、燃料ガス,
酸化ガスおよび冷却水を供給すれば、燃料電池10は、
次式に示す電気化学反応を行ない、化学エネルギを直接
電気エネルギに変換する。
【0054】カソード反応(酸素極):2H++2e-
(1/2)O2→H2O アノード反応(燃料極):H2→2H++2e-
【0055】以上説明した実施例の電池モジュール30
によれば、モジュール形成部材31のモジュール折曲係
合部32A,34Aを、電池積層体40に積層方向の押
圧力p1を作用させた状態で折り曲げて電池モジュール
30を完成するから、電池モジュール30をコンパクト
なものにすることができる。しかも、押圧力p1と折り
曲げ時の力Fを調整することにより、電池モジュール3
0の電池積層体40にはモジュール形成部材31の弾性
変形による積層方向の所望の値の押圧力p2を作用させ
ることができる。したがって、電池積層体40の積層方
向の電気抵抗を所望の小さな値にすることができる。
【0056】また、実施例の電池モジュール30によれ
ば、折り曲げた後のモジュール折曲係合部32A,34
Aは、冷却セパレータ50の段差部59および端部セパ
レータ70の段差部79の段差内に長さαの余裕を持っ
て収まるように形成されているから、電池モジュール3
0を積層しても隣接する電池モジュール30のモジュー
ル形成部材31が接触することはない。さらに、実施例
の電池モジュール30によれば、冷却セパレータ50お
よび端部セパレータ70を剛性の高い材料により形成し
たので、積層面全体により均等に圧力を作用させること
ができる。
【0057】実施例の電池モジュール30によれば、モ
ジュール形成部材31にスリット32Bを設けたので、
モジュール形成部材31内に冷却セパレータ50や中央
セパレータ60等の各部材を視認しながら積層すること
ができる。したがって、積層の精度をより高くすること
ができる。
【0058】また、実施例の燃料電池10によれば、積
層体形成部材20の折曲係合部22A,24Aを、電池
モジュール30を積層した積層体に積層方向の押圧力p
3を作用させた状態で折り曲げて燃料電池10を完成す
るから、燃料電池10をコンパクトなものにすることが
できる。しかも、押圧力p3を調整することにより、積
層体には積層体形成部材20の弾性変形による積層方向
の所望の値の押圧力p4を作用させることができる。こ
の押圧力p4は、電池積層体40に積層方向の押圧力p
2が作用している電池モジュール30を積層した積層体
に作用させるものであるから、単に電池モジュール30
間等の接触抵抗を小さくする程度でよい。したがって、
積層体形成部材20の折曲係合部22A,24Aの折り
曲げ時に作用させる押圧力p3を小さくすることができ
る。また、積層体形成部材20による押圧力p4を小さ
くできるから、積層体形成部材20の断面積を小さくす
ることができ、燃料電池10を軽量化することができ
る。
【0059】実施例の燃料電池10によれば、積層体形
成部材20にスリット22B,24Bを設けたので、電
池モジュール30をこのスリット22B,24Bから視
認しながら積層することができる。したがって、積層体
の積層の精度をより高いものにすることができる。ま
た、積層体形成部材20のスリット22Bは燃料等給排
部材90の冷却水給排連絡孔95に整合するよう形成さ
れ、スリット24Bは燃料等給排部材90の燃料等給排
連絡孔93A,93Bに整合するよう形成されているか
ら、燃料等給排部材90の積層位置がずれたとしても、
燃料等給排連絡孔93A,93Bや冷却水給排連絡孔9
5が積層体形成部材20により遮られることはない。さ
らに、実施例の燃料電池10によれば、エンドプレート
99を剛性の高い材料により形成したので、積層面全体
により均等に圧力を作用させることができる。
【0060】実施例の電池モジュール30では、モジュ
ール形成部材31のモジュール折曲係合部32A,34
Aを単に折り曲げたが、図10に示す電池モジュール3
0Bのモジュール形成部材31Bが備えるモジュール折
曲係合部34ABのように渦巻き状に折り曲げる構成と
してもよい。この場合、図示するように、端部セパレー
タ70Bの段差部79Bの段差をモジュール折曲係合部
34ABの外径より大きくするのが望ましい。この構成
とすれば、モジュール折曲係合部34ABの塑性変形が
全体的により均等になるから、押圧力p2の反力を広い
範囲で受けることができる。また、モジュール形成部材
31Bと段差部79Bとの接触を滑らかな曲面とするこ
とができ、絶縁部材84の破損をより効果的に防止する
ことができる。
【0061】また、図11および図12に示す電池モジ
ュール30Cのように、モジュール形成部材31Cのモ
ジュール折曲係合部37を、端部セパレータ70Cに形
成された係合部79Cに設けられたボルト孔79Dにボ
ルトBTで固定する構成としてもよい。この構成の場
合、モジュール形成部材31Cのモジュール折曲係合部
37には、予めボルトBT用の断面が長円の孔38が形
成されている。また、ボルトBTが端部セパレータ70
Cの積層面より突出しないように係合部79Cが形成さ
れている。この構成とすれば、モジュール形成部材31
Cと端部セパレータ70との固定をより強固なものとす
ることができる。この構成の場合でも、ボルトBTが端
部セパレータ70Cの積層面より突出しないよう係合部
79Cが形成されている。
【0062】こうした図10や図11に示したモジュー
ル形成部材31B,31Cと端部セパレータ70B,7
0Cとの係合の構成は、積層体形成部材20とエンドプ
レート99との係合にも適用することができる。この場
合も電池モジュール30に適用した上述の効果と同様な
効果を奏する。
【0063】実施例の電池モジュール30では、モジュ
ール形成部材31のモジュール折曲係合部32A,34
Aが冷却セパレータ50の段差部59および端部セパレ
ータ70の段差部79の段差内に収まるように、すなわ
ち冷却セパレータ50や端部セパレータ70の積層面と
同一平面から突出しないようモジュール折曲係合部32
A,34Aおよび段差部59,79を形成したが、モジ
ュール折曲係合部32A,34Aが段差部59,79か
ら突出する構成としても差し支えない。また、段差部5
9および段差部79を形成しない構成としても差し支え
ない。これらの場合には、電池モジュール30を積層す
る際に、隣接する電池モジュール30の突出したモジュ
ール折曲係合部32A,34Aが接触しないよう電池モ
ジュール30間に導電性材料で形成された所定の厚みの
板材を配置する。
【0064】実施例の電池モジュール30では、冷却セ
パレータ50および端部セパレータ70を剛性の高い金
属により形成したが、金属でない材料、例えば緻密質カ
ーボン等で形成する構成としてもよい。また、電池モジ
ュール30では、モジュール形成部材31にスリット3
2B,34Bを設けたが、スリット32B,34Bを設
けない構成としても差し支えない。
【0065】実施例の燃料電池10では、積層体形成部
材20に電池モジュール30を積層したが、図13に示
す燃料電池110のように、電池モジュール30を構成
する部材、すなわち単電池を構成する発電層45や冷却
セパレータ50,中央セパレータ60,端部セパレータ
70等を直接積層してもよい。この場合、積層体形成部
材20の折曲係合部22A,24Aを折り曲げる際に作
用させる押圧力p3は、燃料電池110の完成後に積層
体に作用する積層方向の押圧力p4が単位電池当たりの
電気抵抗が所定値以下となるよう調節する。
【0066】また、実施例の燃料電池10では、各部材
の積層面を長方形状としたが、図14に示す燃料電池2
10のように、電池モジュール230,燃料等給排部材
290およびエンドプレート99等をすべて円や楕円形
状としてもよい。この場合、積層体形成部材220の端
部の折曲係合部222Aには、長方形状のときと異な
り、一体のものとすることができる。特に、出力端子取
付部228A,228Bを孔とすれば、折曲係合部22
2Aは全く切れ目のない構造となる。この場合、缶詰を
製造する手法と同様な手法により折曲係合部222Aを
折り曲げ形成することができる。このように折曲係合部
222Aを切れ目のない構成とすれば、積層体に作用す
る押圧力p4の反力をより効果的に支持することができ
る。
【0067】実施例の燃料電池10では、エンドプレー
ト99の縁部に周回する段差部99Bを設けたが、段差
部99Bを設けない構成としてもよい。また、燃料電池
10では、積層体形成部材20にスリット22B,24
Bを設けたが、スリット22B,24Bを設けず、燃料
等給排部材90の燃料等給排連絡孔93A,93Bおよ
び冷却水給排連絡孔95に整合する孔を備える構成とし
てもよい。さらに、燃料電池10では、燃料等給排部材
90を積層体の略中央に配置したが、積層体の端部また
は端部と中央部との間等、どこに配置してもかまわな
い。
【0068】次に、本発明の第2の実施例としての燃料
電池310について説明する。図15は第2実施例の燃
料電池310の概略を例示する斜視図、図16は図15
の燃料電池310の16−16平面の断面図である。図
15に示すように、第2実施例の燃料電池310は、第
1実施例の燃料電池10の変形例として説明した図14
の燃料電池210と比して、一方の端部に形状の異なる
エンドプレート320を備える点、このエンドプレート
320側の端部を加締る加締部材330を備える点など
を除いて同一の構成をしている。したがって、第2実施
例の燃料電池310の構成のうち図14の燃料電池21
0と同一の構成については同一の符号を付し、その説明
は省略する。
【0069】図15および図16に示すように、第2実
施例の燃料電池310は、溝状の被加締部322が形成
されたエンドプレート320と、この被加締部322を
積層体形成部材220Bを挟んで加締る加締部材330
とを備える。エンドプレート320は、第1実施例の燃
料電池10が備えるエンドプレート99と同様に、剛性
の高い材料、例えば、鋼等により円板状に形成されてお
り、その外周面には一周するように溝状の被加締部32
2が形成されている。加締部材330は、剛性の高い材
料、例えば、鋼等によりリング状に形成されている。加
締部材330は、燃料電池310に取り付けられる前
は、その一部が切断されており、燃料電池310に取り
付けられる際にその切断部が溶接等により接続される。
【0070】次に、こうして構成された第2実施例の燃
料電池310の組み付けの様子について説明する。第2
実施例の燃料電池310は、第1実施例の変形例である
燃料電池210の組み付けと同様に、積層体形成部材2
20Bの一端を折り曲げて折曲係合部222Aを形成し
た後に、他端からエンドプレート299,絶縁板298
および集電板297を設置し、電池モジュール230お
よび燃料等給排部材290を積層し、さらに集電板29
7,絶縁板298およびエンドプレート320を積み重
ねる。そして、形成した積層体に積層方向に作用する押
圧力p3を加え、この押圧力p3を作用させた状態で、
積層体形成部材220Bの外側からエンドプレート32
0の被加締部322に相当する位置に加締部材330を
設置し、加締部材330に力を作用させて加締る。この
ように加締部材330によって加締ることにより、積層
体形成部材220Bには、図16に示すように、加締部
材330と共にエンドプレート320の被加締部322
に嵌合する嵌合部220Cが形成される。
【0071】加締部材330によって加締た後は、加締
部材330の切断部を溶接などにより接続して切れ目の
ないリング状とする。そして、積層体形成部材220B
の加締部材330を取り付けた側の端部を他端と同様に
折り曲げて折曲係合部222Aを形成し、積層体に作用
させた積層方向の押圧力p3を取り除いて燃料電池31
0を完成する。なお、燃料電池310の積層体には、積
層体の積層方向の復元変形に対する積層体形成部材20
0Bの弾性変形による積層方向の押圧力p4が作用し、
その反力は、加締部材330による加締によって形成さ
れた嵌合部220Cおよび折曲係合部222Aによって
支持される。
【0072】以上説明した第2実施例の燃料電池310
によれば、加締部材330で加締ることによって形成さ
れる積層体形成部材220Bの嵌合部220Cと加締部
材330とにより、積層体の積層方向の復元変形による
力をより確実に支持することができる。したがって、燃
料電池310の積層体に押圧力p4を安定して作用させ
ることができ、燃料電池310の積層方向の電気抵抗を
より小さな値にすることができる。また、第2実施例の
燃料電池310によれば、電池モジュール230を積層
した積層体に積層方向の押圧力p3を作用させた状態で
加締部材330を加締て燃料電池310を完成するか
ら、燃料電池310をコンパクトなものにすることがで
きる。しかも、押圧力p3を調整することにより、積層
体には積層体形成部材20の弾性変形による積層方向の
所望の値の押圧力p4を作用させることができる。この
他、第1実施例の燃料電池10が奏する効果、例えば、
燃料電池310を電池モジュール230を積層して形成
したことにより奏する効果や積層体形成部材220Bに
スリットを設けたことにより奏する効果等、同様の効果
を奏する。
【0073】第2実施例の燃料電池310では、一方の
端部のみ加締部材330により加締るものとしたが、両
端を同様に加締るものとしてもよい。また、第2実施例
の燃料電池310では、加締部材330を溶接などによ
り接続するものとしたが、図17に例示する変形例の加
締部材330Bのように、ボルトにより加締る加締調整
部332を備えるものとしてもよい。こうすれば、溶接
等の接続が不要となる。第2実施例の燃料電池310で
は、各部材の積層面を円状としたが、矩形としてもよ
い。この場合、加締部材も矩形にすればよい。例えば、
図18に例示する変形例の加締部材330Cのように、
2つの切断部をボルトにより接続し、その締め具合によ
り加締の程度を調整できるものとすればよい。
【0074】第2実施例の燃料電池310では、加締部
材330によって加締た後に、加締部材330の切断部
を溶接などにより接続し、エンドプレート320の被加
締部322に嵌合させた状態として燃料電池310を完
成したが、加締部材330によって加締た後に加締部材
330を取り外すものとしてもよい。この場合でも、加
締部材330による加締によって形成された積層体形成
部材220Bの嵌合部220Cがエンドプレート320
の被加締部322に嵌合しているから、積層体形成部材
220Bの嵌合部220Cにより積層体の積層方向の復
元変形による力を支持することができる。
【0075】第2実施例の燃料電池310では、積層体
形成部材220Bに電池モジュール230を積層した
が、図13に示す燃料電池110と同様に、電池モジュ
ール30を構成する部材、すなわち単電池を構成する発
電層や冷却セパレータ,中央セパレータ,端部セパレー
タ等を直接積層してもよい。この場合、積層体に作用さ
せる押圧力p3は、燃料電池310の完成後に積層体に
作用する積層方向の押圧力p4が単位電池当たりの電気
抵抗が所定値以下となるよう調節すればよい。
【0076】第2実施例の燃料電池310では、被加締
部322を形成したエンドプレート320を用いたが、
被加締部を形成した燃料等給排部材を積層体の端部に配
置するものとしてもよい。
【0077】次に、本発明の第3の実施例としての電池
モジュール430について説明する。図19は第3実施
例の電池モジュール430の概略を例示する斜視図、図
20は第3実施例の電池モジュール430に用いられる
モジュール形成部材440の概略を例示する斜視図であ
る。図示するように、第3実施例の電池モジュール43
0は、第1実施例の電池モジュール30のモジュール形
成部材31に代えて2つのモジュール形成部材440を
用いた構成をしている。したがって、第3実施例の電池
モジュール430の構成のうち第1実施例の電池モジュ
ール30の構成と同一の構成については同一の符号を付
し、その説明は省略する。
【0078】モジュール形成部材440は、鋼等により
板状に形成されており、本体442と、この本体442
の対向する辺の縁部を同一方向に折り曲げて形成される
折曲係合部444とから構成される。
【0079】第3実施例の電池モジュール430は、次
のように組み付けられる。まず、冷却セパレータ50,
発電層45,中央セパレータ60,発電層45,中央セ
パレータ60,…,発電層45,端部セパレータ70の
順に、各部材に形成された各冷却水孔が整合するようシ
ール部材82と共に積層して電池積層体40を形成す
る。次に、電池積層体40に積層方向の押圧力p5を作
用させる。そして、この押圧力p5を作用させた状態
で、モジュール形成部材440を、電池積層体40の積
層方向に沿った側面のうち対向する2つの側面(図19
では、上面と下面)に、モジュール形成部材440に形
成された2つの折曲係合部444が冷却セパレータ50
の段差部59および端部セパレータ70の段差部79に
係合するよう嵌め込んで、電池モジュール430を完成
する。
【0080】なお、モジュール形成部材440に形成さ
れた2つの折曲係合部444は、その間隔が電池積層体
40に積層方向の押圧力p5を作用させたときの段差部
59の表面と段差部79の表面との間隔に一致するよう
形成されている。したがって、押圧力p5を除去して
も、電池積層体40には、電池積層体40の積層方向の
復元変形(積層方向の延び変形)に対するモジュール形
成部材440の弾性変形による積層方向の押圧力p6が
作用する。ここで、押圧力p6は、前述した押圧力p2
と同様な値を持つものであり、押圧力p5は、電池積層
体40にモジュール形成部材440の弾性変形による押
圧力p6が作用するよう調整され、前述の押圧力p1と
ほぼ同様である。
【0081】また、モジュール形成部材440の折曲係
合部444は、第1実施例のモジュール折曲係合部32
A,34Aと同様に段差部59および段差部79内に収
まるよう形成されている。
【0082】こうして構成された電池モジュール430
は、第1実施例の積層体形成部材20に電池モジュール
30に代えて積層され、燃料電池として組み付けられ
る。
【0083】以上説明した第3実施例の電池モジュール
430によれば、電池積層体40に積層方向の押圧力p
5を作用させた状態で電池積層体40に嵌め込むだけで
電池モジュール430を完成することができ、組み付け
を容易にすることができる。しかも、予め形成されたモ
ジュール形成部材440を用い、組み込み時に塑性変形
を伴わないから、組み付け時の工程を簡易なものとする
ことができると共に、より均一な強度のモジュール形成
部材440とすることができる。
【0084】もとより、電池モジュール430をコンパ
クトなものにすることができる。また、電池積層体40
にモジュール形成部材440の弾性変形による積層方向
の所望の値の押圧力p6を作用させることができる。
【0085】第3実施例のの電池モジュール430で
は、図19に示すように、電池積層体40の2つの側面
にモジュール形成部材440を嵌め込んだが、電池積層
体40の4つの側面のすべてにモジュール形成部材44
0を嵌め込む構成としてもよい。また、モジュール形成
部材440の本体442を板状としたが、本体442は
板状である必要はなく、2つの折曲係合部444に作用
する押圧力p6の反力を支持しうるものであれば、いか
なる形状でもよい。
【0086】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、例えば、第2実施例の燃料電池310の構
成を第1実施例の電池モジュール30に適用する形態、
すなわち積層端を加締部材により加締る形態や、第3実
施例の電池モジュール430を構成するモジュール形成
部材440を第1実施例の燃料電池10を構成する積層
体形成部材20に代えて適用する形態など、本発明の要
旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し
得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の燃料電池10の概略を例示
する斜視図である。
【図2】積層体形成部材20の概略を例示する斜視図で
ある。
【図3】電池モジュール30の概略を例示する斜視図で
ある。
【図4】図3における電池モジュール30の4−4平面
の断面図である。
【図5】モジュール形成部材31の概略を例示する斜視
図である。
【図6】電池積層体40を構成する各部を例示する分解
斜視図である。
【図7】電池積層体40にモジュール形成部材31を組
み付けて電池モジュール30を形成する様子を例示する
説明図である。
【図8】燃料等給排部材90の概略を例示する斜視図で
ある。
【図9】集電板97,絶縁板98およびエンドプレート
99の概略を例示する斜視図である。
【図10】実施例の電池モジュール30の変形例である
電池モジュール30Bの一部の断面を例示する断面図で
ある。
【図11】実施例の電池モジュール30の変形例である
電池モジュール30Cの一部の断面を例示する断面図で
ある。
【図12】実施例の電池モジュール30の変形例である
電池モジュール30Cの概略を例示する斜視図である。
【図13】実施例の燃料電池10の変形例である燃料電
池110の概略を例示する斜視図である。
【図14】実施例の燃料電池10の変形例である燃料電
池210の概略を例示する斜視図である。
【図15】第2実施例の燃料電池310の概略を例示す
る斜視図である。
【図16】図15の燃料電池310の16−16平面断
面図である。
【図17】変形例の加締部材330Bの概略を示す平面
図である。
【図18】変形例の加締部材330Cの概略を示す平面
図である。
【図19】第3実施例の電池モジュール430の概略を
例示する斜視図である。
【図20】第3実施例の電池モジュール430に用いら
れるモジュール形成部材440の概略を例示する斜視図
である。
【符号の説明】
10…燃料電池 20…積層体形成部材 22…短側面 22A,24A…折曲係合部 22B,24B…スリット 24…長側面 26…切欠部 28A,28B…出力端子取付部 29…絶縁被膜 30…電池モジュール 30B,30C…電池モジュール 31…モジュール形成部材 31B,31C…モジュール形成部材 32…モジュール短側面 32A,34A…モジュール折曲係合部 32B,34B…スリット 34…モジュール長側面 34AB…モジュール折曲係合部 36…切欠部 37…モジュール折曲係合部 38…孔 39…絶縁被膜 40…電池積層体 42…電解質膜 44…ガス拡散電極 45…発電層 50…冷却セパレータ 52A,52B,62A,62B,72A,72B…燃
料孔 54,64,74…冷却水孔 56,58…溝 59…段差部 60…中央セパレータ 64…冷却水孔 66,68…溝 70…端部セパレータ 70B,70C…端部セパレータ 76…溝 79…段差部 79B…段差部 79C…係合部 79D…ボルト孔 82…シール部材 84…絶縁部材 88…支持具 90…燃料等給排部材 92A,92B…燃料孔 93A,93B…燃料等給排連絡孔 94…冷却水孔 95…冷却水給排連絡孔 97…集電板 97B…出力端子 98…絶縁板 99…エンドプレート 99B…段差部 110,210…燃料電池 220,220B…積層体形成部材 220C…嵌合部 222A…折曲係合部 228A,228B…出力端子取付部 230…電池モジュール 290…燃料等給排部材 310…燃料電池 320…エンドプレート 322…被加締部 330…加締部材 330B,330C…加締部材 332…加締調整部 430…電池モジュール 440…モジュール形成部材 442…本体 444…折曲係合部

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単電池を複数積層してなる積層体を備え
    る電池モジュールであって、 前記積層体の積層方向に沿った側面に配置され、該積層
    体に積層方向の押圧力を作用させた状態で該積層体の両
    積層端に係合される係合部を有し、該押圧力が除去され
    た際に該積層体に積層方向の所定の押圧力を作用させる
    モジュール形成部材を備える電池モジュール。
  2. 【請求項2】 前記モジュール形成部材の係合部は、前
    記積層体の両積層端に係合される際に塑性変形により形
    成されてなる請求項1記載の電池モジュール。
  3. 【請求項3】 前記積層体の両積層端に、前記モジュー
    ル形成部材の係合部と係合する被係合部を設けてなる請
    求項1または2記載の電池モジュール。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電池モジュールであっ
    て、 前記積層体の被係合部は、前記両積層端が凸形状となる
    よう該両積層端の縁部に形成された段差であり、 前記モジュール形成部材の係合部は、前記積層体の積層
    方向の厚みが前記段差より薄く形成されてなる電池モジ
    ュール。
  5. 【請求項5】 前記積層体の被係合部の少なくとも一方
    は、積層端の側面に端面に平行な連続して形成された溝
    である請求項3記載の電池モジュール。
  6. 【請求項6】 前記溝である被係合部に係合する前記モ
    ジュール形成部材の係合部に嵌合し、該係合部を介して
    前記積層体を加締る加締部材を備える請求項5記載の電
    池モジュール。
  7. 【請求項7】 単電池を複数積層してなる積層体を備え
    る燃料電池であって、 前記積層体の積層方向に沿った側面に配置され、該積層
    体に積層方向の押圧力を作用させた状態で該積層体の両
    積層端に係合される係合部を有し、該押圧力が除去され
    た際に該積層体に積層方向の所定の押圧力を作用させる
    積層体形成部材を備える燃料電池。
  8. 【請求項8】 前記積層体形成部材の係合部は、前記積
    層体の両積層端に係合される際に塑性変形により形成さ
    れてなる請求項7記載の燃料電池。
  9. 【請求項9】 前記積層体形成部材は、前記積層体の積
    層方向に沿った面に該積層方向に沿ったスリットを形成
    してなる請求項7または8記載の燃料電池。
  10. 【請求項10】 請求項7ないし9いずれか記載の燃料
    電池であって、 前記積層体は、該積層体の両積層端の少なくとも一方の
    側面に端面に平行な連続する溝状の被係合部が形成され
    てなり、 前記積層体形成部材の係合部は、前記被係合部と係合す
    る部位である燃料電池。
  11. 【請求項11】 前記積層体の被係合部に係合する前記
    積層体形成部材の係合部に嵌合し、該係合部を介して前
    記積層体を加締る加締部材を備える請求項10記載の燃
    料電池。
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