JPS6353856A - 燃料電池用セパレ−タ - Google Patents

燃料電池用セパレ−タ

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JPS6353856A
JPS6353856A JP61195401A JP19540186A JPS6353856A JP S6353856 A JPS6353856 A JP S6353856A JP 61195401 A JP61195401 A JP 61195401A JP 19540186 A JP19540186 A JP 19540186A JP S6353856 A JPS6353856 A JP S6353856A
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Yoichi Kawada
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は燃料電池用セパレータに係り、特に積層された
直交型のセパレータの構造に関する。
〔従来技術〕
積層構造を有し燃料ガスを酸化剤ガスとが直交して流れ
る直交型の燃料電池は、基本的には第5図に示すように
構成されている。図において、炭酸リチウムや炭酸カリ
ウムなどの炭酸塩を多孔質物質に浸み込ませてなる電解
質板1を、アノード電極2及びカソード電極3によって
挟持し、アノード電極2側には主にHzガスなどの燃料
ガス4を、またカソードffitM3側にはCO2を含
んだ空気などの酸化剤ガス5を供給することにより、ア
ノード電極2側で燃料ガス4中の水素と電解質中の炭酸
イオンとが H2+CO−−*H20+C02+2e−δ で示す反応をし、カソード[極3側では酸化剤ガス5中
の塩素と二酸化炭素、さらにアノード電極2側で発生し
た電子とが反応して、 1/2 0x+COx+2e−→C○ となる。
炭酸イオンの良導体である電解質板1をカソード電極3
とアノード電極2で挟持して、カソード電極3とアノー
ド電極2との間に発生する電位差により発電が行われる
。また前記カソード電極3、電解質板1及びアノード電
極2とを1組として、集電子板を兼ねたセパレータ6を
介して多層にすることにより、高電圧の発電が可能とな
るようになっている。
一般にセパレータ6は、燃料ガス4及び酸化剤ガス5を
流すために、ガス通路溝7を表裏両面にそれぞれ直角す
るように加工されている。しかし第6図に示すように内
部マニホールド方式のセパレータ6は、1枚の板にガス
通路溝7、マニホールド8,9,10.11を機械加工
により形成する方法がとられているため、加工コストが
高くまた薄型化が困難で電池の積層高さが高くなるとい
う問題があった。この問題を解決するため、特開昭60
−118872号公報及び特開昭55−12699号公
報によって開示されたように、波形隔離板と称する薄板
を塑性加工してガス通路溝を形成したセパレータが提案
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術のうち実開昭60−118872号公報に
示されたものは、ガス通路溝を平行に形成した構造のも
のであり、直交するガス通路溝を有する構造については
配處されておらず適用できない問題点があった。一方実
開昭55−12699号公報に示されたものは、ガス通
路溝は直交して形成されているが、第7図に示すように
燃料ガス4及び酸化剤ガス5が波板12.13の表面側
通路溝7a及び裏面側通路溝7bの両方に流れる。この
とき表面側通路jj17aに流れたガス4,5は隣接し
て設けられた電極2または3と接して反応を起し有効に
働くが、裏面側通路溝7bに流れ込んだガスは電極2ま
たは3との接触がないため、反応には寄与せず無駄とな
り実質的に電池性能を低下させたことになる。このため
裏面側通路溝7bにガスの流入を防止するために、例え
ば第8図に示すように裏面側通路溝7bにピン14など
を挿入しガス流路を閉止したり、または第9図に示すよ
うに波板12.13に多数のガス流路孔15を設け、裏
面側通路溝7bに流れたガスがガス流通孔15を通って
表面側通路溝7aに流れるようにした構造が提案されて
いる。しかしこれらの構造ではコスト高となり、しかも
ガス効率が落ちるという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり。
簡単な構造で効率よくガスを流すことができる燃料電池
用セパレータを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記の目的を達成するために、ガス供給及び排
気用マニホールドの一部にそれぞれ開口部を具備し、か
つこれらの開口部を燃料ガス側と酸化剤ガス側とがそれ
ぞれ表裏面に分離して形成された外枠と、周縁部に平坦
面が形成され中央部に複数個の平行なガス通路溝が形成
された2枚の波板とによりセパレータを構成し、かつこ
れらの2枚の波板を前記ガス通路溝が互いに直交しかつ
外側に突出するように接合したものである。
〔作用〕
上記の構成によると、2枚の波形の周縁部の平坦面が密
着して接合されているので、波板を通過するガスが波板
の裏面に流れることを防止することができ、ガスが波板
と電極とに囲まれた空間を効率よく反応しながら通過す
るので、簡単な構造で安価なセパレータにより電池性能
を向上させることができる。
〔実施例〕 以下、本発明に係る燃料電池用セパレータの一実施例を
図面を参照して説明する。
第1図乃至第4図に本発明の一実施例を示す。
これらの図において、第5図乃至第7図に示す従来例と
同一または同等部分には同一符号を付して示し、説明を
省略する。本実施例のセパレータ6は外枠6aと波板1
2.13とから構成されている。外枠6aの中央部は波
板12.13の外形寸法と同一寸法にくり抜かれており
、かつ外枠6aの外形寸法はマニホールド8,9,10
.11が形成可能で、波板12.13の表面を流れる燃
料ガス及び酸化剤ガスが外部に漏洩することを防止でき
るだけの巾を有するウェットシール6bを確保できるよ
うに決定されている。また外枠6aに設けられたマニホ
ールド8乃至11には、外枠6aの内側面6cに通ずる
開口部8a、9a。
10a、lla (但しllaは図示せず)が形成され
ている。この外枠6aに嵌合される波板12゜13には
ガス通路溝7を形成するための凹凸が形成されている。
波板12.13は一般に形状寸法を同一としておき、そ
れぞれの波板12.13に形成されるガス通路溝7が相
互に直交し、波板12.13の凹面を互に対向して貼り
合わせることができるようになっている。また波板12
゜13の外周部には平坦面12a、13aが形成されて
いる。
第2図にセパレータ6の組立断面図を示す。外枠6aの
内側面6Cに波板12.13を真空ロー付、電子ビーム
溶接、マイクロプラズマ溶接などの高精度の接着手段に
よって接合する。また波板12.13の相互間の接着面
は真空ロー付により完全に全面接着させる。このことは
燃料電池の発電時の波板12.13の接触抵抗を小さく
する上で非常に重要である。またこのとき外枠6aの内
側面6cに通ずる開口部8 a t 9 a p 10
 a +11aのそれぞれの底部、すなわち開口部底部
8b、9b、10b、llb  (但し10a。
10b、lla、llbは図示せず)と波板12゜13
の平面12c、13c (但し13cは10b。
11bと同一面となるため図示せず)とが同一面になる
ように接合する。このことは燃料ガス4や酸化剤ガス5
の流れの抵抗を小さくする上で重要である。
第3図及び第4図に本実施例によるセパレータ6を用い
た積層電池の構造を示す。セパレータ6に組込まれた波
板12.13の上面と下面にはそれぞれカソード電極!
極3及びアノード電極2が取付けられている。これらの
カソード電極3及びアノードff電極2の間に電解質板
1を挟み、これらを順次積Mする。積層された最上段及
び最下段にはガスの取入口及び排気口が形成された上端
板14及び下@F215が設けられている。この上端板
14には波板13が、下端板15には波板ユ2がそれぞ
れ取付けられている。さらに上端板14にはガス供給W
14a、14b、ガス排気管14c。
14dが、下端板15にはガス供給管15a。
15 b、ガス排気管ユ5c、15dがそれぞれ設けら
れている。そしてガス供給管14a、15aと14b、
15b、ガス排気’!P14c、15cと14d、15
dとはそれぞれ角度で90度ずれた位買に設けられてい
る。
次に本実施例の作用を説明する。ガス供給管14a、1
5aを通して燃料ガス4が第3図における左側から供給
され、ガス供給管14b。
15bを通して酸化剤ガス5が第4図における左側から
供給される。この燃料ガス4は波板12とアノード電極
2とにかこまれた空間を反応しながら流れ、ガス排気管
14c、15cを通って排気される。一方酸化剤ガス5
は端板及びセパレータ6に加工されたマニホールド10
を通り、波板13とカソード電極3とにとりかこまれた
空間を反応しながら流れ、マニホールド11を通って排
気管14d、15dから排気される。以上の構成によっ
て電池の発電が可能となる。
本実施例によれば、内部マニホールド型のセパレータ6
の波板12.13の周囲に形成された平坦な面と電極2
,3とによって形成された空間を燃料ガス4と酸化剤ガ
ス5が流れるので、波板12.13の裏面にガスが流九
ることを防止でき、効率よくガスを流すことができ、燃
料電池の積層高さを低くして高電圧の発電が可能となる
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加える
ことはできる。
〔発明の効果〕
上述したように本発明によれば、2枚の波板の周縁部に
平坦面を設は内側に複数本のガス通路溝を設けて、平坦
面を介して2枚の波板を密着接合するようにしたので、
波板の裏面にガスが流れることを防止でき、ガスが電極
と効率よく反応して電池の効率を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃料電池用セパレータの一実施例
を示す分解斜視図、第2図は第1図の組立断面図、第3
図は第1図に示すセパレータを使用した積層燃料電池を
示す組立断面図、第4図は第3図のA−A線断面図、第
5図は¥1tNI燃料電池の概略構成を示す斜視図、第
6図は第2図の斜視図、第7図及び第8図は従来のセパ
レータを示す断面図、第9図は別の従来のセパレータを
示す斜視図である。 1・・・電解質板、2・・・アノード、3・・・カソー
ド、4・・・燃料ガス、5・・・酸化剤ガス、6・・・
セパレータ。 6a・・・外枠、7・・・ガス通路溝、8,9,10゜
11・・・マニホールド、8a、9a、10a+11a
・・・開口部、12.13・・・波板、 12 a e
13a・・・平坦面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電解質板の両面を挟持するカソード及びアノードと
    前記電解板との間に設けられ、かつ一側に燃料ガス供給
    マニホールド及び酸化剤ガス供給マニホールドを備え、
    他側に燃料ガス排気マニホールド及び酸化剤ガス排気マ
    ニホールドを備えて、前記カソードへの酸化剤ガスの給
    排と前記アノードへの燃料ガスの給排とを分離して行う
    ための燃料電池用セパレータにおいて、前記マニホール
    ドの一部にガス供給及び排気開口部を具備し、かつこれ
    らの開口部を燃料ガス側と酸化剤ガス側とがそれぞれ表
    裏面に分離して形成された外枠と、周縁部に平坦面が形
    成され中央部に複数個の平行なガス通路溝が形成された
    2枚の波板とよりなり、これらの2枚の波板と前記ガス
    通路溝が互いに直交し、かつ外側に突出するように接合
    したことを特徴とする燃料電池用セパレータ。 2、接合された2枚の波板は外枠の内側面に気密に接合
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の燃
    料電池用セパレータ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0660901A (ja) * 1992-08-04 1994-03-04 Hitachi Ltd 燃料電池のガス供給構造
JP2006164876A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Denso Corp 燃料電池システム
KR20190109110A (ko) * 2018-03-16 2019-09-25 주식회사 엘지화학 우수한 냉각 효율을 갖는 배터리 셀 어셈블리 및 이를 포함하는 자동차

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0660901A (ja) * 1992-08-04 1994-03-04 Hitachi Ltd 燃料電池のガス供給構造
JP2006164876A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Denso Corp 燃料電池システム
KR20190109110A (ko) * 2018-03-16 2019-09-25 주식회사 엘지화학 우수한 냉각 효율을 갖는 배터리 셀 어셈블리 및 이를 포함하는 자동차

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