KR100671426B1 - Separator for fuel cell - Google Patents

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KR100671426B1
KR100671426B1 KR1020050129912A KR20050129912A KR100671426B1 KR 100671426 B1 KR100671426 B1 KR 100671426B1 KR 1020050129912 A KR1020050129912 A KR 1020050129912A KR 20050129912 A KR20050129912 A KR 20050129912A KR 100671426 B1 KR100671426 B1 KR 100671426B1
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current collector
separator
fuel cell
bipolar plate
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KR1020050129912A
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김승구
전중환
김기철
전재호
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재단법인 포항산업과학연구원
한국전력공사
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Abstract

A separator for a fuel cell is provided to minimize molding deformation of a current collector, to have improved flatness and lightweight property, and to attain material saving owing to size reduction of a current collector. The separator(200) for a fuel cell comprises: a bipolar plate(210) including many upwardly and downwardly protruded prominences; a pair of current collectors(240,250) that are provided in the upper and lower parts of the bipolar plate(210), are supported by the prominences, and have a flat panel structure with many air holes; and a pair of masking plates(220,230) that are provided in the upper and lower parts of the bipolar plate(210) and are combined with the bipolar plate(210) with the current collectors(240,250) interposed between the masking plates(220,230) and the bipolar plate(210).

Description

연료전지용 분리판{SEPARATOR FOR FUEL CELL}Separator for fuel cell {SEPARATOR FOR FUEL CELL}

도 1은 종래의 연료전지용 분리판을 나타내는 분해사시도,1 is an exploded perspective view showing a conventional separator for fuel cells;

도 2는 도 1의 연료전지용 분리판의 일 구성요소인 집전체판의 구조를 설명하기 위한 부분 확대 사시도,FIG. 2 is a partially enlarged perspective view illustrating a structure of a current collector plate which is one component of the separator for fuel cell of FIG. 1;

도 3은 도 1의 연료전지용 분리판의 일 구성요소인 집전체판의 사시도,3 is a perspective view of a current collector plate which is one component of the separator for fuel cell of FIG. 1;

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지용 분리판을 나타내는 분해사시도,4 is an exploded perspective view showing a separator for a fuel cell according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 도 4의 연료전지용 분리판의 일 구성요소인 바이폴라판의 평면도,5 is a plan view of a bipolar plate which is one component of the separator for fuel cell of FIG. 4;

도 6은 도 4의 연료전지용 분리판의 일 구성요소인 집전체판의 평면도,6 is a plan view of a current collector plate that is one component of the separator plate for fuel cells of FIG. 4;

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지용 분리판을 나타내는 분해사시도,7 is an exploded perspective view showing a separator for a fuel cell according to a second embodiment of the present invention;

도 8은 도 7의 연료전지용 분리판의 일 구성요소인 바이폴라판의 평면도,8 is a plan view of a bipolar plate which is one component of the separator for fuel cell of FIG. 7;

도 9는 도 7의 연료전지용 분리판의 일 구성요소인 집전체판의 평면도,9 is a plan view of a current collector plate that is one component of the separator for fuel cell of FIG. 7;

도 10은 도 9의 평면도의 다른 실시예를 나타내는 평면도 및 측면도이다.10 is a plan view and a side view showing another embodiment of the plan view of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200: 연료전지용 분리판 210: 바이폴라판200: separator for fuel cell 210: bipolar plate

211: 돌기부 220, 230: 마스킹판211: protrusion 220, 230: masking plate

221, 231: 테두리부 222, 232: 개구부221 and 231: edge portions 222 and 232: openings

240, 250: 집전체판 260, 270: 전극240, 250: current collector plates 260, 270: electrodes

341, 351: 개스킷341, 351: gasket

본 발명은 연료전지용 분리판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평편도의 향상을 위해 망판 구조의 집전체판을 구비한 연료전지용 분리판에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a fuel cell, and more particularly, to a separator for a fuel cell having a current collector plate having a mesh structure for improving flatness.

연료전지란 치밀한 전해질 층 양쪽에 위치한 두 전극판인 연료극과 공기극에 각각 연료 기체와 산화제인 공기를 공급함으로써 전해질층에 유도된 이온 전도현상을 이용하여 전기를 생산하는 전기화학적인 발전장치로써 에너지 전환 단계가 간단하고 원리적으로 수소를 산화시켜 에너지를 얻기 때문에 고효율, 무공해 발전장치로 평가받고 있다.A fuel cell is an electrochemical power generation device that generates electricity by using ion conduction induced in an electrolyte layer by supplying fuel gas and air as an oxidant, respectively, to the anode and the cathode, which are two electrode plates located on both sides of the dense electrolyte layer. Since the step is simple and in principle, hydrogen is oxidized to obtain energy, it is evaluated as a high efficiency and pollution-free power generation device.

연료전지는 사용되는 전해질에 따라 여러 가지 종류로 분류되는데 그 중에서도 리튬, 포타슘, 소듐 탄산염의 혼합물, 혹은 여기에 소량의 첨가제가 들어간 탄산염의 혼합물을 녹는점 이상의 온도인 500℃ 이상에서 용융시켜 전해질 물질로 사용하는 연료전지가 용융탄산염형 연료전지(MCFC)이다.Fuel cells are classified into various types according to the electrolytes used. Among them, a mixture of lithium, potassium, sodium carbonate, or a mixture of carbonates containing a small amount of additives is melted at a temperature of 500 ° C. or higher at a melting point or higher and an electrolyte material. The fuel cell used is a molten carbonate fuel cell (MCFC).

MCFC는 액체상태의 물질을 전해질로 사용하기 때문에 전해질을 고정시키기 위해서 다공성 구조를 가진 알루미나(Al2O3), 혹은 리튬 알루미네이트(LiAlO2) 재질 의 매트릭스의 기공에 모세관압을 이용하여 전해질을 함침시켜 사용하게 된다. 즉, MCFC 작동온도에서 용융된 전해질은 매트릭스의 기공에 함침되어 전해질/매트릭스 복합체를 형성하고, 이들 전해질/매트릭스 복합체 양쪽에 각각 니켈 재질의 연료극판 및 공기극판이 설치되어 연료전지의 기본단위인 단위전지를 형성하고 이들 단위전지를 분리판을 사이에 두고 적층한 것이 연료전지 스택이다. Since MCFC uses a liquid substance as an electrolyte, capillary pressure is applied to pores of a matrix made of alumina (Al 2 O 3 ) or lithium aluminate (LiAlO 2 ) having a porous structure to fix the electrolyte. Impregnation is used. In other words, the electrolyte melted at the MCFC operating temperature is impregnated into the pores of the matrix to form an electrolyte / matrix composite, and a nickel electrode anode plate and a cathode plate are installed on both sides of the electrolyte / matrix composite to form a unit that is a basic unit of a fuel cell. A fuel cell stack is a battery cell formed by stacking unit cells with a separator therebetween.

주로 스테인레스강 소재로 만들어지는 MCFC 분리판은 스택에서 스택을 구성하는 각 단위전지에 연료 기체와 공기가 고르게 공급되도록 유로를 제공해주는 동시에 연료 기체와 공기가 섞이는 것을 막아주는 한편, 공급되는 기체가 원하지 않는 곳으로 누출되는 것을 막기 위한 기체밀봉을 형성하고 각 단위전지를 전기적으로 직렬연결시켜 주는 역할을 하는 구성요소이다.Mainly made of stainless steel, the MCFC separator provides a flow path for evenly supplying fuel gas and air to each unit cell constituting the stack, while preventing fuel gas and air from mixing, It is a component that forms a gas seal to prevent leakage into places and electrically connects each unit cell in series.

따라서, 분리판은 이러한 여러가지 기능을 수행하기 위해 복잡한 기계적 구조가 요구되므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 몇 개의 단위부품을 조립하여 제작하게 된다. 일반적으로 MCFC 분리판(100)은 연료 기체와 공기가 섞이는 것을 막아주는 바이폴라판(110)과, 공기극(160)과 연료극(170)에서 밀봉을 형성하는 2장의 마스킹판(120, 130), 전극(160, 170)과의 전기적인 연결을 형성하는 한 쌍의 집전체판(140, 150)을 포함한다.Therefore, since the separator requires a complicated mechanical structure in order to perform these various functions, as shown in FIG. 1, several unit parts are assembled and manufactured. In general, the MCFC separator 100 includes a bipolar plate 110 that prevents mixing of fuel gas and air, two masking plates 120 and 130 forming a seal at the cathode 160 and the anode 170, and electrodes. And a pair of current collector plates 140 and 150 to form an electrical connection with the 160 and 170.

여기에서 집전체판(140, 150)은 직접적으로는 전극(160, 170)과의 전기적 연결을 형성하지만 간접적으로는 외력에 의해 분리판(100)에 가해지는 면압에 대하여 용수철 작용을 하면서 전극(160, 170)을 물리적으로 지지하여 전극(160, 170)과 전해질/매트릭스(도면 미도시, 전극(160, 170)의 외부 표면에 접촉됨) 사이의 전기적 접촉을 향상시키는 역할도 하게 된다.Here, the current collector plates 140 and 150 form an electrical connection directly with the electrodes 160 and 170, but indirectly act as a spring against the surface pressure applied to the separator plate 100 by an external force. Physically supporting 160, 170 also serves to enhance electrical contact between the electrodes 160, 170 and the electrolyte / matrix (not shown, in contact with the outer surfaces of the electrodes 160, 170).

따라서, 종래의 MCFC 분리판(100)의 집전체판(140, 150)은, 용수철 작용을 할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같은 사다리꼴의 쉴디드 슬롯(shielded slot) 구조를 가진다.Therefore, the current collector plates 140 and 150 of the conventional MCFC separator 100 have a trapezoidal shielded slot structure as shown in FIG. 2 so as to have a spring action.

쉴디드 슬롯 구조를 가진 집전체판(140, 150)은 아래쪽이 펀치, 위쪽이 다이로 이루어진 금형을 이용하여 이동하는 판재에 일정한 폭의 패턴을 연속적으로 형성하여 제작되는데, 이 과정에서 도 3에 도시된 바와 같이 판재가 둥글게 말리는 현상이 발생하게 된다. 이렇게 성형 변형이 발생한 소재를 이용하여 분리판(100)을 제작할 경우 분리판(100)의 최종적인 편평도를 저하시키는 요인으로 작용하여, MCFC 스택의 기체 밀봉 상태 및 전기적 접촉 효율을 떨어뜨리게 된다는 문제가 있었다.The current collector plates 140 and 150 having a shielded slot structure are manufactured by continuously forming a pattern having a predetermined width on a moving plate using a die formed of a punch at the bottom and a die at the top thereof. As shown in the figure, the plate curls roundly. When the separator 100 is manufactured using the material in which the molding deformation is generated, the final flatness of the separator 100 is acted as a factor to lower the gas sealing state and the electrical contact efficiency of the MCFC stack. there was.

따라서, 본 발명의 목적은, 집전체판의 성형 변형을 최소화하고 분리판의 편평도가 향상된 연료전지용 분리판을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a separation plate for a fuel cell which minimizes the molding deformation of the current collector plate and improves the flatness of the separation plate.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 연료전지용 분리판에 있어서, 상부 및 하부로 돌출 형성된 다수의 돌기부를 포함하는 바이폴라판(bipolar plate)과; 상기 바이폴라판의 상부 및 하부에 마련되어 상기 돌기부에 접촉 지지되며, 다수의 통기구가 형성된 평판 구조를 가지는 한 쌍의 집전체판(current collector); 및 상기 바이폴라판의 상부 및 하부에 마련되어 상기 바이폴라판과의 사이에 상기 집전 체판을 수용한 상태로 상기 바이폴라판과 접합하는 한 쌍의 마스킹판(masking plate)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell separator comprising: a bipolar plate comprising a plurality of protrusions protruding upward and downward; A pair of current collectors provided on upper and lower portions of the bipolar plate to be in contact with the protrusions and having a flat plate structure in which a plurality of vents are formed; And a pair of masking plates provided on upper and lower portions of the bipolar plate and bonded to the bipolar plate in a state in which the current collector plate is accommodated between the bipolar plates. Provide the edition.

여기서, 상기 마스킹판은 내측에 전극을 수용하기 위한 개구부가 형성되고, 상기 집전체판은 상기 마스킹판이 상기 바이폴라판과 접합 시 상기 개구부에 수용되는 크기를 가지도록 할 수도 있다.Here, the masking plate may have an opening for accommodating an electrode therein, and the current collector plate may have a size that is accommodated in the opening when the masking plate is bonded to the bipolar plate.

이 경우, 상기 집전체판과 상기 마스킹판 사이에 개재되어 상기 집전체판이 상기 마스킹판의 개구부에 수용되어 고정되도록 하는 개스킷을 더 포함할 수도 있다. 그리고, 상기 마스킹판의 개구부에 관입되어 상기 집전체판에 부착되는 전극을 더 포함하고, 상기 전극은 상기 개스킷의 두께 변화에 따라 상기 개구부로의 관입량이 조절되도록 할 수도 있다.In this case, the gasket may further include a gasket interposed between the current collector plate and the masking plate so that the current collector plate is accommodated in an opening of the masking plate. The electrode may further include an electrode inserted into the opening of the masking plate and attached to the current collector plate, and the electrode may adjust the penetration amount into the opening according to a change in thickness of the gasket.

또한, 상기 집전체판은 상기 바이폴라판의 돌기부에 접합되는 것으로 할 수도 있다.The current collector plate may be joined to the protruding portion of the bipolar plate.

또한, 상기 집전체판의 통기구는 원형, 각형 중 적어도 하나의 형상을 가지는 것으로 할 수도 있다.The air vent of the current collector plate may have at least one of a circular shape and a square shape.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.

본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지용 분리판(200)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 연료 기체와 공기가 섞이는 것을 막아주는 바이폴라판(210), 공기극(260)과 연료극(270)에서 밀봉을 형성하는 한 쌍의 마스킹판(220, 230), 그리고 전극(260, 270)과의 사이에 전기적인 연결을 형성하는 한 쌍의 집전체판(240, 250)을 포함하며, 내부매니폴드형 분리판의 경우에는 바이폴라판(210), 마스킹판(220, 230) 및 집전체판(240, 250)에 각 단위전지로 기체를 분배해 주는 역할을 하는 매니폴드(manifold)를 형성하기 위해 매니폴드홀(manifold hole, H)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, the fuel cell separator 200 according to the first embodiment of the present invention includes a bipolar plate 210, an air electrode 260, and a fuel electrode 270 that prevent mixing of fuel gas and air. And a pair of masking plates 220 and 230 forming a seal at the top, and a pair of current collector plates 240 and 250 forming an electrical connection between the electrodes 260 and 270. In the case of a fold type separation plate, a bipolar plate 210, masking plates 220 and 230, and current collector plates 240 and 250 form a manifold serving to distribute gas to each unit cell. A manifold hole (H) is formed.

바이폴라판(210)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 매니폴드홀(H)을 가지는 평판으로서, 내측에는 상부 및 하부로 각각 돌출된 다수의 돌기부(211)가 형성되어 있다. 돌기부(211)는 상부로 돌출된 것과 하부로 돌출된 것이 교호적으로 배치되는 것이 바람직하다. 돌기부(211)는, 후술하는 바와 같이, 평판 형상을 가지는 집전체판(240, 250)을 상방향 또는 하방향으로 지지하여 종래 집전체판(도 1의 140, 150)이 담당하던 전극(260, 270)에 대한 지지력을 대신 부담하게 된다.As illustrated in FIGS. 4 and 5, the bipolar plate 210 is a flat plate having a manifold hole H, and a plurality of protrusions 211 protruding upward and downward, respectively, are formed therein. It is preferable that the protrusions 211 alternately protrude upward and protrude downward. As described later, the protrusion 211 supports the current collector plates 240 and 250 having a flat plate shape in an upward or downward direction, so that the electrode 260 that the current collector plates (140 and 150 of FIG. 1) are in charge of. 270).

집전체판(240, 250)은, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 바이폴라판(210)의 상부 및 하부에 각각 마련되어 돌기부(211)에 접촉 지지되며, 바이폴라판(210)과 마찬가지로 다수의 매니폴드홀(240H, 250H)이 형성되어 있다. 특히, 집전체판(240, 250)은 종래기술과 달리 다수의 통기구(h, 도 9의 확대도 참조)가 형성된 평판, 즉 망판으로 이루어져 있다. 따라서, 집전체판(240, 250)은 종래의 집전체판(도 1의 140, 150)과 같은 쉴디드 슬롯(shielded slot) 구조(도 2 참조)를 가지지 않게 됨에 따라, 도 3에서와 같은 변형이 일어나지 않는다는 이점이 있다. 종래의 집전체판(140, 150)이 담당하던 전극(260, 270)의 지지기능은 평판의 집전체판(240, 250)을 통해 바이폴라판(210)의 돌기부(211)가 담당하게 된다.4 and 6, the current collector plates 240 and 250 are provided on the upper and lower portions of the bipolar plate 210, respectively, and are supported and supported by the protrusion 211, and are similar to the bipolar plate 210. Manifold holes 240H and 250H are formed. In particular, the current collector plates 240 and 250 are made of a flat plate, that is, a mesh plate having a plurality of vents (h, see enlarged view of FIG. 9), unlike the prior art. Accordingly, the current collector plates 240 and 250 do not have a shielded slot structure (see FIG. 2), such as the conventional current collector plates 140 and 150 of FIG. 1, and thus, as shown in FIG. There is an advantage that no deformation occurs. The support function of the electrodes 260 and 270 used by the conventional current collector plates 140 and 150 is assumed by the protrusion 211 of the bipolar plate 210 through the current collector plates 240 and 250 of the flat plate.

집전체판(240, 250)의 통기구(h)는 원형, 각형 기타의 형상을 취할 수도 있으며, 2 이상의 형상을 함께 가지도록 형성할 수도 있다.The ventilation holes h of the current collector plates 240 and 250 may take the shape of a circle, a square, or the like, or may be formed to have two or more shapes together.

마스킹판(220, 230)은 바이폴라판(210)과의 사이에 집전체판(240, 250)을 수 용하며, 각각 하부 및 상부로 돌출된 테두리부(221, 231)를 통해 바이폴라판(210)에 접합된다. 이때, 집전체판(240, 250)은 바이폴라판(210)에 용접 등에 의해 접합되도록 할 수도 있다.The masking plates 220 and 230 accommodate the current collector plates 240 and 250 between the bipolar plates 210 and the bipolar plates 210 through the edge portions 221 and 231 protruding downward and upward, respectively. Is bonded). In this case, the current collector plates 240 and 250 may be joined to the bipolar plate 210 by welding or the like.

분리판(200)은 마스킹판(220, 230)의 외측면으로 전극(260, 270)이 부착된다. 전극(260, 270)은 마스킹판(220, 230)의 내측에 형성된 개구부(222, 232)를 통해 집전체판(240, 250)에 부착된다.The separator 200 is attached to the electrodes 260 and 270 to the outer surfaces of the masking plates 220 and 230. The electrodes 260 and 270 are attached to the current collector plates 240 and 250 through the openings 222 and 232 formed inside the masking plates 220 and 230.

따라서, 전극(260, 270)을 통해 가압되는 외력은, 종래의 쉴디드 슬롯 구조를 가지는 집전체판(도 1의 140, 150)에 의해 지지되는 대신에, 평판인 집전체판(240, 250)을 통해 바이폴라판(210)에 형성된 돌기부(211)에 의해 지지된다.Therefore, the external force pressurized through the electrodes 260 and 270 is not supported by the current collector plates 140 and 150 of the conventional shielded slot structure, but instead is the current collector plates 240 and 250 which are flat plates. It is supported by the protrusion 211 formed in the bipolar plate 210 through the ().

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 연료전지용 분리판(200)에 의하면, 바이폴라판(210)에 상부 및 하부로 돌출되는 돌기부(211)를 형성하고, 기존의 성형 과정에서 변형이 많이 일어났던 쉴디드 슬롯 구조 대신 성형 과정에서 변형이 거의 일어나지 않을 뿐만 아니라 성형 변형이 발생하더라도 교정이 용이한 평판 구조로서 다수의 통기구(h)가 규칙적으로 형성되어 있는 구조를 가진 망판인 집전체판(240, 250)으로 전극(260, 270)을 지지하도록 함을 알 수 있다.As described above, according to the fuel cell separator 200 according to the embodiment of the present invention, the bipolar plate 210 to form a protrusion 211 protruding to the upper and lower, deformation in the existing molding process Instead of the shielded slot structure, which has occurred a lot, almost no deformation occurs in the molding process, and a current collector plate, which is a mesh plate having a structure in which a plurality of vents (h) are regularly formed, is a flat plate structure that can be easily corrected even when a molding deformation occurs. It can be seen that the electrodes 260 and 270 are supported by 240 and 250.

이러한 바이폴라판(210) 및 집전체판(240, 250)을 이용하여 MCFC 분리판(200)을 제작하게 되면, 집전체판(240, 250)의 우수한 편평도로 인해 분리판(200)의 편평도 또한 향상된다.When the MCFC separation plate 200 is manufactured using the bipolar plate 210 and the current collector plates 240 and 250, the flatness of the separation plate 200 is also due to the excellent flatness of the current collector plates 240 and 250. Is improved.

본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지용 분리판(300)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 특히 바이폴라판(310), 집전체판(340, 350) 및 마스킹판(320, 330)의 구조 면에 있어서 상기 제1실시예의 경우와 다르다고 할 수 있다. 즉, 집전체판(340, 350)은 마스킹판(320, 330)의 개구부(322, 332)에 수용될 수 있는 크기를 가지도록 형성되며, 따라서 바이폴라판(310)의 내측 중심부(A)에 돌출형성된 돌기부(도 8의 311b 참조)에 의해 지지된다. 이때에도, 집전체판(340, 350)은, 상기 제1실시예의 경우에서와 같이, 돌기부(311b)에 접합시킬 수도 있다.As shown in FIG. 7, in particular, the bipolar plate 310, the current collector plates 340 and 350, and the masking plates 320 and 330 of the fuel cell separator 300 according to the second embodiment of the present invention. It can be said that the structure is different from the case of the first embodiment. That is, the current collector plates 340 and 350 are formed to have a size that can be accommodated in the openings 322 and 332 of the masking plates 320 and 330, and thus, on the inner central portion A of the bipolar plate 310. It is supported by the protruding protrusions (see 311b in FIG. 8). At this time, the current collector plates 340 and 350 may also be joined to the protrusion 311b as in the case of the first embodiment.

또한, 마스킹판(320, 330)은 평판으로 형성되어 있으며, 대신 이와 접합되는 바이폴라판(310) 측에 상부 및 하부로 돌출형성되는 복수의 테두리부(312)가 부가 성형되도록 한다. 따라서, 마스킹판(320, 330)과 집전체판(340, 350)은 서로 무관하게 바이폴라판(310)에 접합될 수 있다.In addition, the masking plates 320 and 330 are formed as flat plates, and instead, the plurality of edge portions 312 protruding upward and downward are formed on the side of the bipolar plate 310 to be bonded thereto. Therefore, the masking plates 320 and 330 and the current collector plates 340 and 350 may be bonded to the bipolar plate 310 irrespective of each other.

바이폴라판(310)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 집전체판(340, 350)을 지지하는 중간영역(A)과, 매니폴드홀(H)이 형성되고 마스킹판(320, 330)을 지지하는 사이드영역(B)으로 구획된다. 중간영역(A) 및 사이드영역(B)에는 각각 상부 및 하부로 돌출된 돌기부(311b, 311a)가 형성되어 있다. 마스킹판(320, 330)은 사이드영역(B)의 돌기부(311b)와 접합하게 된다.As illustrated in FIG. 8, the bipolar plate 310 includes an intermediate region A supporting the current collector plates 340 and 350, a manifold hole H, and the masking plates 320 and 330. It is partitioned into the side area B which supports it. In the intermediate region A and the side region B, protrusions 311b and 311a protruding upward and downward, respectively, are formed. The masking plates 320 and 330 are joined to the protrusion 311b of the side region B.

집전체판(340, 350)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 통기구(h)가 형성된 평판으로 이루어져 있으며, 상기 제1실시예의 경우(도 6의 240, 250 참조)에 비해 폭이 더 좁아졌음을 알 수 있다. 이에 따라, 전체 조립된 분리판(300)의 중량을 줄일 수 있을 뿐 아니라 소재 절약을 통해 분리판(300)의 경제성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.As shown in FIG. 9, the current collector plates 340 and 350 are formed of a plate having a plurality of vent holes h formed therein, and the widths of the current collector plates 340 and 350 are wider than those of the first embodiment (see 240 and 250 of FIG. 6). It can be seen that the narrower. Accordingly, not only the weight of the entire assembled separator 300 may be reduced, but also the economics of the separator 300 may be improved through material saving.

나아가, 마스킹판(320, 330)의 성형 시 중앙의 개구부(322, 332)의 형성을 위해 오려낸 소재를 이용하여 집전체판(340, 350)을 제작할 수도 있으므로, 분리판(300)의 제조 단가를 크게 절감할 수 있다.Furthermore, since the current collector plates 340 and 350 may be manufactured using the cut material for forming the central openings 322 and 332 during the molding of the masking plates 320 and 330, the manufacture of the separation plate 300 may be performed. The unit price can be greatly reduced.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 집전체판(340, 350)은 마스킹판(320, 330) 및 바이폴라판(310)과의 사이에서 고정될 수 있도록 둘레에 개스킷(341, 351)을 접합할 수도 있다. 이때, 개스킷(341, 351)은 전극(360, 370)이 마스킹판(320, 330)의 개구부(322, 332)로 관입되는 정도를 조절하기 위해 그 두께를 조절할 수도 있다. 즉, 개스킷(341, 351)은 마스킹판(320, 330)과 집전체판(340, 350) 사이의 스페이서(spacer) 역할을 수행하게 된다.In addition, as illustrated in FIG. 10, the current collector plates 340 and 350 are bonded to the gaskets 341 and 351 so as to be fixed between the masking plates 320 and 330 and the bipolar plate 310. You may. In this case, the gaskets 341 and 351 may adjust the thickness of the electrodes 360 and 370 to adjust the degree of penetration of the electrodes 360 and 370 into the openings 322 and 332 of the masking plates 320 and 330. That is, the gaskets 341 and 351 serve as spacers between the masking plates 320 and 330 and the current collector plates 340 and 350.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지용 분리판에 의하면, 망판 구조의 집전체판과 이를 지지하는 돌기부가 형성된 바이폴라판에 구성으로 인해 상기 집전체판의 성형 변형을 최소화하여 분리판의 편평도를 향상시킬 수 있다. 또한, 집전체판의 평판화로 인해 그 크기를 축소시킬 수 있으므로 분리판의 경량화 및 재료의 절감을 달성할 수 있다.As described above, according to the separator for a fuel cell according to the present invention, the flat plate of the separator is minimized by minimizing the molding deformation of the collector plate due to the bipolar plate formed with a collector plate having a mesh structure and a protrusion supporting the same. Can be improved. In addition, the size of the current collector plate can be reduced due to the flattening of the current collector plate, so that the weight of the separation plate and the material saving can be achieved.

Claims (6)

연료전지용 분리판에 있어서,In the separator for fuel cell, 상부 및 하부로 돌출 형성된 다수의 돌기부를 포함하는 바이폴라판(bipolar plate)과;A bipolar plate comprising a plurality of protrusions protruding upward and downward; 상기 바이폴라판의 상부 및 하부에 마련되어 상기 돌기부에 접촉 지지되며, 다수의 통기구가 형성된 평판 구조를 가지는 한 쌍의 집전체판(current collector); 및A pair of current collectors provided on upper and lower portions of the bipolar plate to be in contact with the protrusions and having a flat plate structure in which a plurality of vents are formed; And 상기 바이폴라판의 상부 및 하부에 마련되어 상기 바이폴라판과의 사이에 상기 집전체판을 수용한 상태로 상기 바이폴라판과 접합하는 한 쌍의 마스킹판(masking plate)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.Separation for a fuel cell, characterized in that it comprises a pair of masking plates provided on the upper and lower portions of the bipolar plate and bonded to the bipolar plate in a state in which the current collector plate is accommodated between the bipolar plates. plate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스킹판은 내측에 전극을 수용하기 위한 개구부가 형성되고,The masking plate is formed with an opening for receiving an electrode therein, 상기 집전체판은 상기 마스킹판이 상기 바이폴라판과 접합 시 상기 개구부에 수용되는 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The current collector plate has a size that is accommodated in the opening when the masking plate is bonded to the bipolar plate. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 집전체판과 상기 마스킹판 사이에 개재되어 상기 집전체판이 상기 마스킹판의 개구부에 수용되어 고정되도록 하는 개스킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.And a gasket interposed between the current collector plate and the masking plate to allow the current collector plate to be received and fixed in an opening of the masking plate. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 마스킹판의 개구부에 관입되어 상기 집전체판에 부착되는 전극을 더 포함하고,And an electrode inserted into the opening of the masking plate and attached to the current collector plate. 상기 전극은 상기 개스킷의 두께 변화에 따라 상기 개구부로의 관입량이 조절되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The electrode is a separator for a fuel cell, characterized in that the penetration amount into the opening is adjusted according to the thickness change of the gasket. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 집전체판은 상기 바이폴라판의 돌기부에 접합되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The current collector plate is a separator for a fuel cell, characterized in that bonded to the projection of the bipolar plate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 집전체판의 통기구는 원형, 각형 중 적어도 하나의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 분리판.The vent plate of the current collector plate has a shape of at least one of a circle, a square.
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