JPS62296369A - 燃料電池の端板構造 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料電池の両端に設けた端板構造に関するもの
である。

〔従来技術〕

燃料電池は、陽極板と陰極板の間にリン酸等の電解液を
含浸した電解質マトリックスを挟んで構成した電池セル
を複数層に積層し、各電池セルの陰極板側に水素を供給
すると共に、陽極板側に酸素（空気）を供給して両者を
反応させ、水と電気エネルギを発生させるような発電機
構になっている。この燃料電池の電池セル積層体の両端
には集電板が設けられ、その集電板の上に絶縁板を介し
て端板が設けられている。

−ＦＧに上記絶縁板は弗素系樹脂等の高分子材料から作
られている。ところが、上述した燃料電池は上記発電反
応を行うとき発熱し２００℃を越す高温になるため、高
分子材料の絶縁板は熱変形して反りを発生し、これによ
って絶縁性やシール性を低下させてしまうという問題が
あった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、絶縁板
を完全に省略するか、または設ける場合であっても薄肉
化できるようにし、熱変形によるシール性低下等の影響
をなくすようにした燃料電池の端板構造を提供すること
にある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、陽極板と陰極板の間に電
解質マトリックスを介在した電池セルを複数層に積層し
、この積層体の両端に配置した集電板をそれぞれ端板で
抑えた燃料電池において、前記端板の少なくとも集電板
側に対向する面をα型アルミナで構成すると共に、さら
にその表面を弗素系樹脂等の耐熱耐蝕性樹脂で被覆した
ことを特徴とするものである。

〔実施例〕

第１図において、１は電池セルであり、陽極板２と陰極
板３との間に、リン酸等の電解液を含浸した板状の電解
質マトリックス４を挟んで構成されている。このような
電池セルｌは複数個のものがセパレータ５を介して多段
に積層され、この積層体１０の両端にそれぞれ集電板６
゜６を配置し、さらに弗素樹脂等の高分子材料からなる
絶縁板７，７を介して端板８，８を当て、その状態で図
示しない締付具によって一体に固定されて、燃料電池本
体を構成している。集電板６には電気を取り出すための
集電端子６ａが設けられ、この集電端子６ａは絶縁板７
および端板８に設けた孔７ａ、８ａを貫通して外側に突
出している。

上記端板８はアルミニウム合金製であるが、絶縁板７や
集電板６側に対向する面８ｂと外側面８ｃとの表面が、
α型アルミナで被覆され、さらにその表面がポリテトラ
フルオロエチレン等の弗素系樹脂、ポリオルガノシロキ
サン等のシリコーン系樹脂等からなる耐熱耐蝕性樹脂の
皮膜で覆われている。勿論、これらα型アルミナの皮膜
と耐熱耐蝕性樹脂の皮膜とは、端板８の全表面を被覆し
ていてもよい。α型アルミナの皮膜はアルミニウム材を
加熱処理するとき、その表面部がγ型アルミナから転移
して形成されるもので、第２図に示すように、そのα型
アルミナの皮膜２０には一般に多数のピンホール２１が
形成され、かつそのピンホール２１付近では皮膜２０が
薄くなっている。上述した耐熱耐蝕性樹脂の皮膜２２は
、このピンホール２１を埋めるようにα型アルミナの皮
膜２０の表面を覆うようにしている。この耐熱耐蝕性樹
脂の皮膜２２はは、耐熱耐蝕性樹脂からなる塗料を含浸
固着させたのち、その膜面を焼成することにより完全な
ものにすることができる。

セパレータ５は陽極板２に対面する側に多数の案内溝５
ａ、−・・・−・５ａを有し、また陰極板３に対面する
側には多数の案内溝５ｂ、−・−・−５ｂを有する構成
になっている。ただし、このうち最外側に配置したセパ
レータは、片面だけに案内溝５ａまたは５ｂを有し、ま
た途中の数個所に配置したセパレータは、中間部に水、
空気等の冷却流体を流す通路９を設けた構成になってい
る。

上記セパレータ５の案内溝５ａ、５ｂには、陽極板２側
に対面する案内溝５ａには酸素（空気）が供給され、ま
た陰極板３に対面する案内溝５ｂには水素が供給される
。それぞれに供給されたガスは電解質マトリックス４の
電解液を介して反応し、水と電気エネルギとを発生する
。

発生した電気エネルギのうち、陰極板３例の負電荷は図
の上部側に示した集電板６に集められ、また陽極板２例
の正電荷は図の下部側に示した集電板６に集められ、そ
れぞれ集電端子５ａ。

６ａから取り出されるようになっている。

さて、上述した燃料電池において、端＋ＪｉＥ　８の集
電板６側に対向する面に形成させたα型アルミナの皮膜
は、非晶質のγ型アルミナと違って極めて高い絶縁性、
耐熱性、耐蝕性を有している。例えば、絶縁破壊電圧は
最高約１０００Ｖにもなり、許容温度は約５００℃で、
かつ表面温度は１２００℃までの耐熱性がある。また、
高温のリン酸に対して極めて高い耐蝕性を有している。

このような高い耐蝕性はピンホールの　　。

部分では皮膜が薄いため十分ではなくなるが、この発明
ではその表面を耐熱耐蝕性樹脂の皮膜によって覆うこと
により完全なものにしている。

当然、この樹脂皮膜は、これを単独で覆う場合よりも著
しく薄いもので差し支えない。

したがって、上述した燃料電池では、上記端板の皮膜が
、上述のような高い絶縁性や耐熱性を有することにより
、燃料電池の発電容量等の条件によっては、絶縁板を省
略しても、端板と集電板の間の絶縁性に何等支障を生じ
ないようにすることができる。また、上記実施例のよう
に絶縁板を設ける場合であっても、それを著しく薄肉化
することができるため、軽量化を図ることができ、かつ
高温による熱変形が生じても応力を小さくし、シール性
に影響を与えるようなことはない。

なお、このような効果を与えるα型アルミナの皮膜およ
びその表面の耐熱耐蝕性樹脂の皮膜は、少なくとも集電
仮に対向する側に形成されていればよいが、必要により
実施例のようにさらに外側面にも形成するようにしてよ
く、また全面わたり形成するようにしても差し支えない
。

〔発明の効果〕

上述したように本発明は、燃料電池の両端に配置した端
板の少なくとも集電板側に対向する面をα型アルミナに
すると共に、さらにその表面を耐熱耐蝕性樹脂の皮膜で
覆う構成にしだため、このα型アルミナが有する高い絶
縁性、耐熱性等の特性により集電板との間を絶縁するこ
とができ、しかもα型アルミナ皮膜のピンホール部分に
おける耐蝕性の弱い部分は耐熱耐蝕性樹脂の皮膜で完全
にすることができる。したがって、端板と集電板との間
に設ける絶縁板を省略したり、あるいは絶縁板を設ける
場合であっても薄肉化し、それによって軽量化を図った
り、熱変形によるシール性低下等の影響をなくしたりす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる燃料電池を、各部材を
一体に締付固定する前の分解状態で示す斜視図、第２図
はα型アルミナおよび耐熱耐蝕性樹脂皮膜の形成部分を
示す要部断面図である。 １・・・電池セル、　２・・・陽極板、　３・・・陰極
板、４・・・電解質マトリックス、　５・・・セパレー
タ、６・・・集電仮、　７・・・絶縁板、　８・・・端
板、　１０・・・積層体、　２０・・・α型アルミナの
皮膜、２２・・・耐熱耐蝕性樹脂の皮膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陽極板と陰極板の間に電解質マトリックスを介在した電
   池セルを複数層に積層し、この積層体の両端に配置した
   集電板をそれぞれ端板で抑えた燃料電池において、前記
   端板の少なくとも集電板側に対向する面をα型アルミナ
   で構成すると共に、さらにその表面を弗素系樹脂等の耐
   熱耐蝕性樹脂で被覆したことを特徴とする燃料電池の端
   板構造。