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Info
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- 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
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- Japan
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 8
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Classifications
-
- 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
- H01M8/248—Means for compression of the fuel cell stacks
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57047986A JPS58164169A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 燃料電池のセルスタツク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57047986A JPS58164169A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 燃料電池のセルスタツク |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58164169A true JPS58164169A (ja) | 1983-09-29 |
Family
ID=12790633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57047986A Pending JPS58164169A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 燃料電池のセルスタツク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58164169A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59215676A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-05 | Hokuriku Electric Power Co Inc:The | 燃料電池の電池積層体締付装置 |
JPH04131882U (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-04 | ヒロセ電機株式会社 | 無挿入力型連結多極コネクタ装置 |
EP0936689A1 (en) * | 1998-02-17 | 1999-08-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Arrangement for tightening a stack of fuel cell elements |
WO2001056104A3 (de) * | 2000-01-27 | 2001-12-20 | Siemens Ag | Zwischenelement für einen brennstoffzellenstapel und zugehöriger brennstoffzellenstapel |
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US10312545B2 (en) | 2008-08-05 | 2019-06-04 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
US10629947B2 (en) | 2008-08-05 | 2020-04-21 | Sion Power Corporation | Electrochemical cell |
US11791511B2 (en) | 2019-11-19 | 2023-10-17 | Sion Power Corporation | Thermally insulating compressible components for battery packs |
US11824228B2 (en) | 2019-11-19 | 2023-11-21 | Sion Power Corporation | Compression systems for batteries |
US11923495B2 (en) | 2020-03-13 | 2024-03-05 | Sion Power Corporation | Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems |
-
1982
- 1982-03-25 JP JP57047986A patent/JPS58164169A/ja active Pending
Cited By (20)
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US7803474B2 (en) | 2003-07-22 | 2010-09-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Thermal stress tolerant fuel cell assembly within a housing |
JP2012059712A (ja) * | 2003-07-22 | 2012-03-22 | Toyota Motor Corp | 燃料電池 |
JP2008270083A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | 燃料電池スタック |
US10320027B2 (en) | 2008-08-05 | 2019-06-11 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
US10312545B2 (en) | 2008-08-05 | 2019-06-04 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
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US11108077B2 (en) | 2008-08-05 | 2021-08-31 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
US11108076B2 (en) | 2008-08-05 | 2021-08-31 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
US11121397B2 (en) | 2008-08-05 | 2021-09-14 | Sion Power Corporation | Application of force in electrochemical cells |
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US11929523B2 (en) | 2019-11-19 | 2024-03-12 | Sion Power Corporation | Batteries, and associated systems and methods |
US11923495B2 (en) | 2020-03-13 | 2024-03-05 | Sion Power Corporation | Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems |
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