JPS58164169A - 燃料電池のセルスタツク - Google Patents

燃料電池のセルスタツク

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Publication number
JPS58164169A
JPS58164169A JP57047986A JP4798682A JPS58164169A JP S58164169 A JPS58164169 A JP S58164169A JP 57047986 A JP57047986 A JP 57047986A JP 4798682 A JP4798682 A JP 4798682A JP S58164169 A JPS58164169 A JP S58164169A
Authority
JP
Japan
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cell
cell stack
sealed
closed containers
containers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57047986A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Ueda
上田 「すすむ」
Atsuo Watanabe
敦夫 渡辺
Hiroyuki Tajima
田島 博之
Osamu Yamamoto
修 山本
Tomoyoshi Kamoshita
友義 鴨下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Electric Power Co Inc
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Electric Power Co Inc, Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Kansai Electric Power Co Inc
Priority to JP57047986A priority Critical patent/JPS58164169A/ja
Publication of JPS58164169A publication Critical patent/JPS58164169A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/248Means for compression of the fuel cell stacks
    • 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

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】 この発明は、例えばりんr1111Eps實形燃料11
こ適用される燃料電池のセルスタックの構造に圓するO 周知のようにこの檀の燃料電池は、空気電極。
罐解質を含浸させたマトリックス、および燃料電極から
なる半電池と空気通路、燃桝通路瞬が形成されたセパレ
ータプレートとしてのバイポーラ・プレートとを交互に
多数積層し、更にこのセル積層体をそのR4に配したエ
ンドプレートの関に挟持して一捧着こ鱒付けてセルスタ
ックが組立構成されている。
かかるセルスタックの組立体は、容重電池の電憧面に一
様な血圧が加わっていることが纏まれもすなわち、電極
E1o+こ加わる面圧は、燃料電池の出力特性1層方向
での熱伝導特性に大きく影響し、間部的〆ζしろ血圧が
遥正蝋以下の部分かめると、その部分の*mm気抵抗、
接触熱億仇が着しく増力口する0また燃料電池の通転時
番こは、燃濁エネルギーのうち、鴫気エネルキーとして
歌出せなかった分は、熱となって半電池を通止作IIJ
龜皺以上に昇温させること力)ら、この発生熱を除熱す
る冷却手段が必要となる。特にこのセルスタックの冷却
手段としては、セル積層体内にセルのIIi数枚置きに
冷却板あるいは冷却管を介挿し、層内の発生熱をこの冷
却板あるいは冷却管へ導いてから系外へ排熱する方式が
従来より実施されている。
ところで従来の構成では、上記の冷却板は繭性体として
作られている。しかしてこの冷却板および−1したエン
ドプレードを含め、これ尋の谷プレートは加工、成形糟
縦上の間−で局部的−こ厚さ寸法lこばらつきが生じ、
十分に均一平担な11こ仕上げることは実際上の116
として惨めで困嬢であり、厚さ寸法が局部的lこ不均一
であったり、成形加工によるそりが生じて多少湾岡する
ことが避けられない。したがってセルスタックを錆付け
て組立た際φこは、電極の面圧分布が不均一となり、こ
の結果出力特性の低下に加えて冷却板との閣の境界にお
ける゛熱損失が大きくなって冷却性能か十分に発揮でき
:・なくなる不具合が生じる。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、そ
の目的はセルに加、わる面圧の均一化と併せて冷却性能
の大巾な向上が図れるようにした燃料電池のセルスタッ
クを提供することにある。
以下この発明を図示の爽m 9111c基づきf%述す
る。
図において、lは空気電極、マトリックスおよび燃料電
極からなる単電池、2は単電池lを挾んで崗@に配置さ
れたセパレータプレートの一例としてのバイポーラプレ
ートであり、単電池1とパイg−tyレート2とを組合
わせてなる率セルの多数枚を横4してセル積層体3とな
し、史(ここのセル積層体3の上下両側に配したエンド
グレート4を介して組立ボルト5cこより一体に噌付け
てセルスタックが構成されている。なお6は締付ナツト
7とエンドグレート5との闇に介挿された皿はねである
。一方、この発明により、セル積層体3には率セルの儂
数枚置きに非圧禰性の流体である藺→の圧力媒体および
伝熱媒体を兼ねた液体8の封入されている缶閉容11!
9が介挿されている。な8図示列はセル積層体3の上下
端とエンドプレート4との閣、および層内申関都の双方
に便数の密閉容器9が介挿された−を示したが、単セル
の積層枚数が少ないセル積層体では層内の中間部のへあ
るいは両端部のいずれか一方幼いしは双方にのみに密閉
容器9を介挿する場合もある。さて密閉容器9は鉄−ニ
ッケル合金、例えばイノバーのごとく、その熱**率が
カーボン末を主材にm結成形されたバイポーラプレート
2のそれと近似な曽属材料で作られており、その寸法番
まセルの全面域をカバーするようlこ定められていると
ともに、セルに接触する−の壁面の肉厚を十分簿くシて
置llこたわみ性を与えるように作られている。そして
この密閉容器9内にはU字形の冷却1110が容器内の
ほぼ全域を遡るように外部から尋人起重されてBす、か
つ冷却[10は冷媒の人口ヘッダ11および出口ヘッダ
12を介して図示されてない冷却碑−こ接続されている
。才た図示例のように、セルスタックの層内Eこ複数個
の密閉容器9が介挿されでいるものでは、特に谷vM藺
容器9の相虻間が述洲宮13を介して連通接続されてい
る。
かか8構成により、セル積I#1体3を密閉容器9とと
もにエンドプレート4の間に挟持し、組立ボルト5を介
してスタック全体を締付けると、セル積層体3の各セル
は密閉′#器9を介して血圧を受けるようになる。この
場合にセルはたわみ性のある密閉′4器9の壁面に接し
て押圧され、しかもパスカルの原理により各密閉容器9
に封入されている圧力媒体としての液体8の圧力は各点
で一面に均等に作用する。したがって締付は圧力はセル
積層体の各部へ陶器分布して加わり、この結果として晶
亭1目の電極−には一様な面圧が加わることlこなる。
腋た運転中にセルに発生した熱は密閉’4419の蝋触
m!−を貞流し、容器内に封入された伝熱媒体としての
液体8を経由して冷却wloにより外部へ除熱される。
しかもこの場合には、缶閉′4!I器9がセル積層体9
と全面域に均一に密着しでいるので高い熱体導性が得ら
れ、効率のよい冷却性能が発揮できる。なお図示ガlこ
おける冷却管10を例えばヒート六イブのような他の冷
却手段φこlllき代えて実施することも可能である。
以上4べたように、この発明はセルとの接触壁面がフレ
キシブルな一面として構成され、かつ内部に圧力媒体お
よび伝熱媒体を兼ねる液体が封入された密閉容器をセル
積層体内に介挿するとともに、この密閉容器に冷却管を
配管したものであり、セルスタック構成部品の加工ff
Jf6c基因するセル4こ加わる面圧の不均一性を巧み
に吸収して一様な面圧を与えるとともに、セル内に発生
した熱を効率よく除熱することができるし、またセル積
゛層体内に複数個の密閉容器を分散して介挿設置したも
のについては各密閉容器の相互間を連111襞統配看し
たことにより、パスカルの原理を巧つ番こ応用し、%f
REfl 谷Wを介してセル槓ノ一体へ加える血圧をす
べてPJ−1こできるなど、かくしてセルスタックの出
力特性、冷却性症の向上に大きく寄与する性能の盪れた
燃料電池のセルスタックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図はこの発明の一実施例を示す一部#閣の組立構成図で
ある。 に単醸池、2:バイポーラプレートく3:セル槓I一体
、4:エンドプレート、5:ll1l立ホルト、8:液
体、9:密閉容器、10:冷却管、13:密閉客器相互
間の連通管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)単岨池にセパレートプレートを組合わせてなる単セ
    ルを多数積l―シ、このセル積層体をその両端に配した
    エンドプレートの闇に挾持して一体番こ締付けて組立構
    成した燃料電池のセルスタックにオイテ、セルとのWc
    触壁面が7レキシフルな曽lとして構成され、かつ内部
    に圧力媒体および伝熱媒体を水ねる成体が封入された纜
    閉岑器をセル横1一体内に介挿するとともに、この密閉
    容器にQ4I営を配宮したことを特徴とする振材電池の
    セルスタック。 2)特ff祷水の範囲第1狽iこ記載のセルスタックに
    おいて、密閉容器が単セルの偵叙枚直さIこ介挿されて
    おり、かつ′4密閉谷器の相互間を起重を介しで邊通接
    続したことを特徴とする燃料電池のセルスタック。
JP57047986A 1982-03-25 1982-03-25 燃料電池のセルスタツク Pending JPS58164169A (ja)

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