KR100727430B1 - The product method and end plate of fuel sell - Google Patents

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본 발명은 고분자 전해질 연료전지 스택의 전해질 막 또는 분리판의 체결부품인 엔드플레이트에 관한 것으로 특히, 고분자 전해질 연료전지 내의 분리판(Bipolar Plate)이 적층되어지고 일체화되도록한 스택 양단에 체결되는 적층형 엔드 플레이트로 비전도성과 내열성을 갖는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측과 우측의 엔드플레이트와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an end plate that is a fastening part of an electrolyte membrane or a separator of a polymer electrolyte fuel cell stack, and more particularly, to a stacked end fastened to both ends of a stack in which a bipolar plate in a polymer electrolyte fuel cell is stacked and integrated. The present invention relates to an end plate on the left and right sides of a polymer electrolyte fuel cell stack having a non-conductivity and heat resistance as a plate, and a method of manufacturing the same.

따라서 본 발명에 의하여 제작된 고분자 전해질 연료전지용 스택(Stack)의 체결기구인 엔드플레이트를 사용하게 되면 수소와 공기의 화학에너지가 전기에너지로 변환하여 생성된 전류의 외부 손실과 누전을 차단하는 절연성능이 뛰어나다.Therefore, when the end plate, which is a fastening mechanism of the stack for the polymer electrolyte fuel cell fabricated by the present invention, is used, the insulation performance of blocking the external loss and leakage of current generated by converting chemical energy of hydrogen and air into electrical energy This is excellent.

또한 본 발명은 연료전지의 운전에 따른 수소와 공기의 화학 반응에 의한 엔드 플레이트와 커런트 콜렉터의 표면층과 메니 폴더부가 부식 방지되어지고, 운전 중 발생되는 기밀성 문제와 열에 의한 변형과 외부충격에 따른 파손 문제가 해결된다.In addition, the present invention is to prevent the corrosion of the surface layer and the manifold of the end plate and the current collector due to the chemical reaction of hydrogen and air in accordance with the operation of the fuel cell, and the damage caused by deformation and external shock and airtightness problems generated during operation The problem is solved.

또한 본 발명은 전지 본체의 성능 향상에 기여할 뿐 아니라, 분리판의 양단을 일체형 구조로 적층되도록 제작함으로서, 간편하게 스택(Stack)을 구성하는 매우 유용하게 제작되어진 발명인 것이다.In addition, the present invention not only contributes to the performance improvement of the battery body, but also is manufactured to be stacked on both ends of the separator plate in an integrated structure, thereby making it very useful to easily construct a stack.

상판, 사각공, 메니폴더부, 공부, 커렌트콜렉터판, 엔드플레이트판 등  Top plate, square hole, manifold part, study, current collector plate, end plate plate, etc.

Description

고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측과 우측의 엔드플레이트와 그 제조방법{The product method and end plate of fuel sell}The left and right end plates of the polymer electrolyte fuel cell stack and a manufacturing method thereof {The product method and end plate of fuel sell}

도 1은 본 발명의 좌측판 엔드플레이트를 분해하여 도시한 분해사시도,1 is an exploded perspective view showing an exploded left plate end plate of the present invention;

도 2는 본 발명의 좌측판 엔드플레이트가 결합된 상태를 도시한 도면,2 is a view showing a state in which the left plate end plate of the present invention is coupled,

도 3은 본 발명의 좌측판 엔드플레이트를 절단하여 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing the left plate end plate of the present invention;

도 4는 본 발명의 우측판 엔드플레이트를 분해하여 도시한 분해사시도,Figure 4 is an exploded perspective view showing an exploded right side plate end plate of the present invention,

도 5는 본 발명의 우측판 엔드플레이트가 결합된 상태를 도시한 도면,5 is a view showing a state in which the right plate end plate of the present invention is coupled,

도 6은 본 발명의 우측판 엔드플레이트를 절단하여 도시한 단면도,Figure 6 is a cross-sectional view showing the right plate end plate of the present invention,

도 7은 본 발명의 엔드플레이트가 결합된 연료전지 스택을 전체도시한 도면,7 is a view showing the entire fuel cell stack coupled to the end plate of the present invention;

도 8은 본 발명의 엔드플레이트가 결합된 연료전지 스택을 단면하여 도시한 도면이다.8 is a cross-sectional view of the fuel cell stack to which the end plate of the present invention is coupled.

<도시된 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명><Brief description of the major symbols in the drawing shown>

10; 상판 11, 21, 31, 41; 사각공10; Tops 11, 21, 31, 41; Square ball

12, 22, 32, 42; 메니폴더부 13; 공부12, 22, 32, 42; Manifold section 13; study

14; 테두리부 20; 커렌트콜렉터판14; Rim 20; Current collector version

30; 하판 40; 엔드플레이트판30; Lower plate 40; End plate plate

50; 실란트 A; 좌측 엔드플레이트50; Sealant A; Left end plate

B; 우측 엔드플레이트B; Right end plate

본 발명은 고분자 전해질 연료전지 스택의 전해질 막 또는 분리판의 체결부품인 엔드플레이트에 관한 것으로 특히, 고분자 전해질 연료전지 내의 분리판(Bipolar Plate)이 적층되어지고 일체화되도록한 스택 양단에 체결되는 적층형 엔드 플레이트로 비전도성과 내열성을 갖는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측과 우측의 엔드플레이트와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an end plate that is a fastening part of an electrolyte membrane or a separator of a polymer electrolyte fuel cell stack, and more particularly, to a stacked end fastened to both ends of a stack in which a bipolar plate in a polymer electrolyte fuel cell is stacked and integrated. The present invention relates to an end plate on the left and right sides of a polymer electrolyte fuel cell stack having a non-conductivity and heat resistance as a plate, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 고분자 전해질 연료전지의 스택은 양극으로 공급되는 수소를 함유한 연료가스와 음극으로 공급되는 공기 같은 산화제 가스를 매개체로 하여 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여 동력을 얻는 전기 자동차에서 사용된다.In general, a stack of a polymer electrolyte fuel cell is used in an electric vehicle that obtains power by converting chemical energy into electrical energy using a fuel gas containing hydrogen supplied to an anode and an oxidant gas such as air supplied to a cathode.

이러한 연료전지는 전해질의 종류에 따라 여러 형태가 존재하고, 전해질을 고체형 고분자막을 사용하는 연료전지를 고체 고분자 전해질 연료전지 또는 고분자 전해질 연료전지라 한다.Such fuel cells exist in various forms depending on the type of electrolyte, and a fuel cell using a solid polymer membrane as an electrolyte is called a solid polymer electrolyte fuel cell or a polymer electrolyte fuel cell.

차량용 연료전지 스택은 분리판, 전극막접합체(MEA), 기체확산층(GDL), 가스켓, 집전판, 체결기구 등으로 구성되어 있는 스택 모듈이 공용분배구조를 중심으로 체결되어 있으며 연료로 사용되는 수소 및 공기의 균일 분배성, 내식성, 내진동성, 차량 적용성을 개발시 고려해야 할 사항이 다양하게 존재한다. In the fuel cell stack for vehicles, a stack module composed of a separator, an electrode membrane assembly (MEA), a gas diffusion layer (GDL), a gasket, a current collector, and a fastening mechanism is fastened around a common distribution structure. And various considerations in developing uniform distribution of air, corrosion resistance, vibration resistance, and vehicle applicability.

특히 스택 모듈의 체결 및 스택 모듈 간의 연결방법은 연료전지 성능, 절연 성, 생산성을 결정짓는 주요한 요소 중 하나로서 전기화학, 기계공학 분야가 복합적으로 적용되는 기술이다.In particular, the fastening of stack modules and the connection between stack modules are one of the major factors that determine fuel cell performance, insulation, and productivity, and are a combination of electrochemical and mechanical engineering.

고분자 전해질 연료전지 스택은 전기 화학반응이 일어나는 단위전지(Single Cell)를 수십개 또는 수백개씩 적층하는 층상구조로 이루어지고, 전해질 막과 가스 확산 층, 지지 역할을 하는 분리판을 필요한 용량만큼 적층하여 구성된 것을 체결기구인 엔드 플레이트에 의해 적절한 압력을 주어 각 단위 전지를 단위 셀의 형식의 일체형 구조로 이루어주는 조립체이다.The polymer electrolyte fuel cell stack has a layered structure in which dozens or hundreds of single cells are stacked in an electrochemical reaction, and an electrolyte membrane, a gas diffusion layer, and a separator serving as a supporting layer are stacked as necessary. It is an assembly to give each unit cell in an integral structure in the form of a unit cell by giving an appropriate pressure by the end plate which is a fastening mechanism.

이러한 연료전기 스택은 단위 셀의 매니 폴더로 공급된 수소와 공기 및 냉각수에 의해 생성되어진 전기 에너지의 손실을 방지하기 위한 절연수단과 기체와 액체가 유동하기 위한 엔드플레이트의 실링(Sealing)수단이 포함되어야 한다.The fuel cell stack includes insulating means for preventing the loss of electrical energy generated by hydrogen, air and cooling water supplied to the manifold of the unit cell, and sealing means for the end plate for flowing gas and liquid. Should be.

또한, 자동차용 고분자 전해질 연료전지의 스택은 고전류 및 고효율의 전기 생산의 목적으로 사용되어지며, 그 특성상 잦은 운전 및 정지가 반복되어져 이로 인해 화학적 반응과 외부의 온도변화로 스택 내부와 외부의 온도 변화가 발생되므로, 열과 충격에 대한 내성을 가져야 한다.In addition, the stack of polymer electrolyte fuel cells for automobiles is used for the purpose of producing electricity of high current and high efficiency, and due to its characteristics, frequent operation and stoppage are repeated, resulting in chemical reactions and temperature changes of the inside and outside of the stack. Must be resistant to heat and impact.

종래의 고분자 연료전지 스택 체결기구는 연구용 체결기구로 제작을 하였으나, 양산 체재의 준비 단계에서 실제로 장착하여 주행실험 및 출력실험 위한 체결기구의 개발에 따른 고분자 전해질 연료전지 스택 체결기구의 제작함에 문제점이 발생되었다.The conventional polymer fuel cell stack fastening mechanism has been manufactured as a research fastening mechanism, but there is a problem in the manufacture of a polymer electrolyte fuel cell stack fastening mechanism according to the development of a fastening mechanism for a driving test and an output test by actually mounting it in the preparation stage of mass production. Occurred.

자동차용 연료전지 스택 내의 분리판, 전극막접합체, 기체확산층이 적층되어진 양단의 체결 역할을 하는 엔드플레이트와 전기의 수집을 담당하는 커런트콜렉터 를 제작함에 있어 결합구조와 절연수단을 갖추지 못하면 전류의 수집과 전달이 원활하지 않고, 스택 체결기구로서 역할을 수행할 수 없어 전체 전지의 성능 저하를 가져오는 문제점이 있다.In the manufacture of the end plate, which serves to fasten both ends of the separator plate, the electrode membrane assembly, and the gas diffusion layer in the fuel cell stack for automobiles, and the current collector for collecting electricity, the current is collected when the coupling structure and the insulation means are not provided. There is a problem that the over-transmission is not smooth, and can not play a role as a stack fastening mechanism, resulting in performance degradation of the entire battery.

또한, 사용되는 기체와 액체에 대하여 엔드플레이트와 커런트콜렉터의 밀폐성과 운전 중 수소와 공기의 화학적 반응에 의한 커런트콜렉터의 부식과 열에 의한 팽창 및 수축으로 인하여 전지 본체에 치명적인 물리적 손상을 유발하게 되는 문제점이 있다.In addition, the sealing of the end plate and the current collector with respect to the gas and liquid used, and the physical current damage to the battery body due to the expansion and contraction of the current collector due to the chemical reaction of hydrogen and air and the expansion and contraction due to heat There is this.

따라서 본 발명에서는 상기 엔드플레이트를 상기 엔드플레이트판과 상판, 하판 및 커런트콜렉터판의 결합상태를 엔드플레이트라 칭하기로 한다.Therefore, in the present invention, the end plate is referred to as the end plate coupled state of the end plate and the upper plate, the lower plate and the current collector plate.

상기한 문제점을 해결한 본 발명은, 고분자 전해질 연료전지 스택의 전해질 막 또는 분리판의 체결부품인 엔드플레이트에 관한 것으로 특히, 고분자 전해질 연료전지 내의 분리판(Bipolar Plate)이 적층되어지고 일체화되도록한 스택 양단에 체결되는 적층형 엔드 플레이트로 비전도성과 내열성을 갖는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측과 우측의 엔드플레이트와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention, which solves the above-mentioned problems, relates to an end plate that is a fastening part of an electrolyte membrane or a separator of a polymer electrolyte fuel cell stack. In particular, a bipolar plate in a polymer electrolyte fuel cell is laminated and integrated. A laminated end plate fastened to both ends of a stack, and relates to an end plate on the left and right sides of a polymer electrolyte fuel cell stack having non-conductivity and heat resistance, and a manufacturing method thereof.

따라서 본 발명은 연료전지의 스택 좌측부에 체결되는 좌측 엔드플레이트 제조방법에 있어서, 전기 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동을 이용하여 메니폴더부를 성형한 직사각형의 평판인 커런트콜렉터판을 제조하는 단계와; 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 재질로 상기 커런트콜렉터판에 부착되는 상기 커런트콜렉터판의 메니폴더부와 대응하는 메니폴더부가 성형된 상판과 하판을 제조하는 단계와; 상기 상판과 하판의 표면에 디스펜서 방식인 주사위에 넣은 실란트를 짜내어 도포하는 단계와; 상기 상판과 하판을 상기 커런트콜렉터판에 부착하여 밀착 가압하여 커런트콜렉터를 제조하는 단계와; 스테인레스강 재질로 좌우측에 사각관을 가진 메니폴더부가 성형된 직사각형의 평판인 제조된 엔드플레이트판과 상기 제조된 커런트콜렉터 사이에 실란트를 도포하고 서로 밀착 가압하여 좌측 엔드플레이트를 형성하는 단계와; 상기 부착된 좌측 엔드플레이트를 고온 고압으로 양생하여 실란트를 경화시켜 결합된 좌측 엔드플레이트를 완성하는 단계로 이루어져 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 좌측 엔드플레이트를 제조하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측 엔드플레이트 제조방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a left end plate fastened to a left side of a stack of fuel cells, the method comprising: manufacturing a current collector plate which is a rectangular flat plate formed of a manifold part using phosphor bronze, copper, and brass having good electrical conductivity; Manufacturing an upper plate and a lower plate on which a manifold portion corresponding to the manifold portion of the current collector plate attached to the current collector plate is formed of a material having excellent chemical durability and electrical insulation; Squeezing and applying a sealant placed in a die of a dispenser method on the surfaces of the upper plate and the lower plate; Attaching the upper plate and the lower plate to the current collector plate to closely press and prepare a current collector; Forming a left end plate by applying a sealant between the manufactured end plate plate, which is a rectangular flat plate formed of a manifold part having a square tube on the left and right sides of the stainless steel material, and the prepared current collector and closely pressing each other; Curing the sealant by curing the attached left end plate at a high temperature and high pressure to complete the left end plate combined to produce a left end plate having corrosion prevention, insulation, and flame resistance. To provide a manufacturing method.

또한 본 발명은 차량의 고분자 전해용 연료전지용 좌측 엔드플레이트에 있어서, 최상단에 덮이고, 좌측과 우측에 다수의 사각공으로 형성된 메니폴더부와, 중심부에 공부를 형성시키는 테두리부로 구성된 상판과; 상기 상판의 저면에 좌우측단에 상기 메니폴더부와 대응하는 사각공을 가진 메니폴더부가 형성되고, 직사각형 평판형의 커런트콜렉터판과; 상기 상판과 커런트콜렉터판의 메니폴더부의 사각공과 대응하는 사각공을 가진 메니폴더부가 형성되고, 직사각형 평판형의 하판과; 상기 메니폴더부들의 사각공들과 대응하는 사각공을 가진 메니폴더부가 형성되고, 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판이; 서로 결합하되, 상기 상판, 하판, 커런트콜렉터판과 엔드플레이트판 사이에 실란트 본딩 결합으로 경화되어 견고히 일체화하여 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측 엔드플레이트를 제공하고자 한다.In another aspect, the present invention provides a fuel cell for fuel cell of a vehicle, comprising: a top plate which is covered at the top and formed of a manifold portion formed by a plurality of square holes on the left side and a right side; A manifold portion having a square hole corresponding to the manifold portion at left and right ends at a bottom of the upper plate, and having a rectangular flat current collector plate; A manifold portion having a square hole corresponding to the square hole of the upper plate and the manifold portion of the current collector plate, and having a rectangular flat plate; An end plate plate having a manifold portion having square holes corresponding to the square holes of the manifold portions, and having a rectangular flat plate shape and made of stainless steel; Although bonded to each other, the upper plate, the lower plate, the current collector plate and the end plate between the hardened by sealant bonding bonds to be tightly integrated to provide a left end plate of the polymer electrolyte fuel cell stack having corrosion prevention, insulation and flame resistance.

또한 본 발명은 연료전지의 스택 우측부에 체결되는 우측 엔드플레이트 제조방법에 있어서, 전기 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동을 이용하여 직사각형의 평판인 커런트콜렉터판을 제조(성형)하는 단계와; 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 재질로 상기 커런트콜렉터판에 부착되는 좌우 연결단자공이 성형된 하판을 제조하는 단계와; 상기 하판의 표면에 디스펜서 방식인 주사위에 넣은 실란트를 짜내어 도포하는 단계와; 상기 하판을 상기 커런트콜렉터판에 부착하여 밀착 가압하여 결합시키는 단계와; 스테인레스강 재질로 좌우측에 연결단자공을 가진 직사각형의 평판으로 제조된 엔드플레이트판과 상기 하판 사이에 실란트를 도포하고 서로 밀착 가압하여 우측 엔드플레이트를 형성하는 단계와; 상기 부착된 우측 엔드플레이트를 고온 고압으로 양생하여 실란트를 경화시켜 결합된 우측 엔드플레이트를 완성하는 단계들로 이루어져 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 우측 엔드플레이트를 제조하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 우측 엔드플레이트 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a method for manufacturing a right end plate fastened to a right side of a stack of a fuel cell, the method comprising: manufacturing (molding) a current collector plate which is a rectangular flat plate using phosphor bronze, copper, and brass having good electrical conductivity; Manufacturing a lower plate formed with left and right connecting terminal holes attached to the current collector plate with a material having excellent chemical durability and electrical insulation; Squeezing and applying a sealant in a dispenser die on the surface of the lower plate; Attaching the lower plate to the current collector plate to be in close contact and pressing; Forming a right end plate by applying a sealant between the lower plate and an end plate plate made of stainless steel and having a rectangular flat plate having connection terminal holes at left and right sides and pressing the sealant in close contact with each other; Curing the sealant by curing the attached right end plate at a high temperature and high pressure to complete the combined right end plate, and forming a right end plate having a corrosion protection, insulation and flame resistance. It is intended to provide a plate manufacturing method.

더불어 본 발명은 차량의 고분자 전해용 연료전지용 우측 엔드플레이트에 있어서, 최상단에 덮이고, 인청동, 동, 황동으로 형성된 직사각 평판형의 커런트콜렉터판과; 상기 커런트콜렉터판에 접착되는 연결단자공을 가진 직사각 평판형의 하판과; 상기 하판에 형성된 연결단자공에 대응하는 연결단자공을 가지며 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판이; 서로 결합하되, 상기 하판, 커런트콜렉터판과 엔드플레이트판 사이에 실란트 본딩 결합으로 경화되어 견고히 일체화되고, 상기 연결단자공들에 절연재로 쌓여진 연결단자가 삽입된 상태로 결합하여 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 고분자 전해질 연료전지 스택의 우측 엔드플레이트를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is a right end plate for a fuel cell for polymer electrolyte in a vehicle, comprising: a rectangular flat current collector plate which is covered at the top and formed of phosphor bronze, copper and brass; A rectangular flat plate having a connection terminal hole bonded to the current collector plate; An end plate plate having a connection terminal hole corresponding to the connection terminal hole formed in the lower plate, and having a rectangular flat plate shape and made of stainless steel; Bonded to each other, the lower plate, the current collector plate and the end plate between the hardened by sealant bonding bonds are tightly integrated, and the connection terminal piled up in the state of the connection terminal stacked in the insulating material inserted into the corrosion prevention, insulation and flame resistance To provide a right end plate of the polymer electrolyte fuel cell stack having a.

본 발명은 차량의 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측과 우측의 엔드플레이트와 그 각각의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an end plate on the left and right sides of a polymer electrolyte fuel cell stack of a vehicle and a manufacturing method thereof.

따라서 그 제조방법과 엔드플레이트를 도시된 도 1 내지 8과 함께 상세히 설명한다. Therefore, the manufacturing method and the end plate will be described in detail with reference to FIGS.

먼저 도 8에서 도시된 것처럼, 본 발명의 연료전지 스택에서 그 좌측부에 체결될 좌측 엔드플레이트의 제조방법을 상세히 설명한다. First, as shown in FIG. 8, the manufacturing method of the left end plate to be fastened to the left side of the fuel cell stack of the present invention will be described in detail.

즉, 본 발명 연료전지의 스택(100) 좌측부에 체결되는 좌측 엔드플레이트 제조방법은 제 1단계: 전기 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동을 이용하여 메니폴더부(22)를 성형한 직사각형의 평판인 커런트콜렉터판(20)을 제조하는 단계로 시작된다.That is, the left end plate manufacturing method fastened to the left side of the stack 100 of the fuel cell of the present invention is a rectangular flat plate formed by forming the manifold part 22 using the first step: phosphor bronze, copper, and brass having good electrical conductivity. The manufacturing process starts with the current collector plate 20.

즉, 도시된 것처럼 다수의 사각공(21)이 형성된 메니폴더부(22)가 형성될 수 있도록 인청동, 동, 황동 등으로 제조하는 커런트콜렉터판(20)은 펀칭 작업이나 절단의 작업을 통해 만들어 진다.That is, the current collector plate 20 made of phosphor bronze, copper, brass, etc. so that the manifold portion 22 having a plurality of square holes 21 is formed as shown is made through a punching operation or a cutting operation. Lose.

물론 그 제작되는 형태는 도시된 것처럼 직사각형의 형태이며, 평평한 평판형으로 제조한다.Of course, the fabricated form is in the form of a rectangle as shown, it is produced in a flat plate shape.

다음으로 제 2단계: 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 재질로 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착되는 상기 커런트콜렉터판(20)의 메니폴더부(22)와 대응하는 메니폴더부(12, 32)가 성형된 상판(10)과 하판(30)을 제조하는 단계를 거친다.Next, the second step: the manifold part 12 and 32 corresponding to the manifold part 22 of the current collector plate 20 attached to the current collector plate 20 by a material having excellent chemical durability and electrical insulation. Is subjected to the step of manufacturing the molded upper plate 10 and lower plate 30.

즉, 상기 커런트콜렉터판(20)과 마찬가지로 각각 메니폴더부(12, 32)를 가진 상판(10)과 하판(30)은 역시 동일한 형태의 평판형으로 펀칭 작업등을 통해 절단해 낸다.That is, like the current collector plate 20, the upper plate 10 and the lower plate 30 having the manifold portions 12 and 32, respectively, are also cut out by punching work or the like in the form of a flat plate.

그리고 다음으로 제 3단계: 상기 상판(10)과 하판(30)의 표면에 디스펜서 방식인 주사위에 넣은 실란트(50)를 짜내어 도포하는 단계를 거친다.And then, the third step: squeezing the sealant 50 in the dispenser-type die on the surface of the upper plate 10 and the lower plate 30 and apply it.

즉, 상기 상판(10)과 하판(30) 및 커런트콜렉터판(20)은 모두 동일한 크기로 성형되어 있는 상태이다.That is, the upper plate 10, lower plate 30 and the current collector plate 20 are all molded to the same size.

따라서 상기 접착되어야 할 상판(10)과 하판(30)의 일측면에 실란트(50)로 도포한다.Therefore, the sealant 50 is applied to one side of the upper plate 10 and the lower plate 30 to be bonded.

즉, 상판(10)과 하판(30)의 일측면에 주사기 같은 기구에 실란트(50)를 넣고, 그를 디스펜서(dispenser) 방식으로 짜내어 도포한다.That is, the sealant 50 is put into a mechanism such as a syringe on one side of the upper plate 10 and the lower plate 30, and squeezed by a dispenser method to apply the sealant 50.

그리고 다음으로 제 4단계: 상기 상판(10)과 하판(30)을 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착하여 밀착 가압하여 커런트콜렉터(60)를 제조하는 단계를 거친다.Next, the fourth step: attaching the upper plate 10 and the lower plate 30 to the current collector plate 20 and pressurizes it to prepare a current collector 60.

즉, 상기 상판(10)과 하판(30) 및 커런트콜렉터판(20)이 그 실란트(50)를 통해 일체로 결합된 형태를 본 발명에서는 커런트콜렉터(20)라 칭하는 것이다.That is, in the present invention, the upper plate 10, the lower plate 30, and the current collector plate 20 are integrally coupled to each other through the sealant 50.

그 결합의 형태는 상판(10), 커렌트콜렉트판(20), 하판(30)을 서로 포개여 겹친 상태에서, 실란트(50) 형성과정에서 생성될 수 있는 기포를 제거하고 실란트(50)의 균일한 두께를 형성하기 위해 프레스(air pressure: dir 6kg/㎠)로 압착시킨다.The form of the bond is to remove the bubbles that can be generated in the process of forming the sealant 50 in the state in which the upper plate 10, the current collector plate 20, the lower plate 30 overlap each other, overlapping the sealant 50 Compress with an air pressure (dir 6 kg / cm 2) to form a uniform thickness.

그 시간은 약 10분 정도가 바람직하다.The time is preferably about 10 minutes.

한편 상기 실란트(50)는 본딩 역할을 수행할 수 있는 에폭시계, 실리콘수지계, 산소촉매와 유기 금속촉매의 중합반응 또는 염기성산화물과 산성산화물의 조합인 실리카계의 Ag+SiO2, 지르코니아계의 MgO+ZrO2, 알루미나계의 Al2O3로 실란트와 본딩을 하여 기밀성과 절연 및 부식방지 하는 것이 바람직하다. On the other hand, the sealant 50 is an epoxy-based, silicon-based resin, which may perform a bonding role, a polymerization reaction of an oxygen catalyst and an organic metal catalyst, or a combination of basic oxide and acid oxide, silica-based Ag + SiO 2 , zirconia-based MgO It is preferable to bond the sealant with + ZrO 2 and alumina-based Al 2 O 3 to prevent airtightness, insulation and corrosion.

그리고 제 5단계: 스테인레스강 재질로 좌우측에 사각관(41)을 가진 메니폴더부(42)가 성형된 직사각형의 평판인 제조된 엔드플레이트판(40)과 상기 제조된 커런트콜렉터(60) 사이에 실란트(50)를 도포하고 서로 밀착 가압하여 좌측 엔드플레이트(A)를 형성하는 단계를 거친다.Step 5: Between the manufactured current collector 60 and the manufactured end plate plate 40, which is a rectangular flat plate formed with a manifold part 42 having square tubes 41 on the left and right sides of stainless steel, The sealant 50 is coated and pressurized to each other to form a left end plate A.

즉, 메니폴더부(42)가 좌우로 대칭이 되게 형성시킨 상태에서, 표면에 고온 열처리(약 300℃) 및 폴리 테트라 플루오르 에틸렌의 테프론으로 알려져 있는 수지로 코팅(Teflon Coating)을 하는 단계를 거친 엔드플레이트판()을 성형한 상태에서 전단계에서 제작된 커런트콜렉터(60)를 결합시키는 것이다.That is, in the state where the manifold portion 42 is formed to be symmetrical from side to side, the surface is subjected to a high temperature heat treatment (about 300 ° C.) and a Teflon coating of a resin known as Teflon of polytetrafluoroethylene. In the state of forming the end plate plate () is to combine the current collector 60 produced in the previous step.

물론 이 결합도 그 사이에 실란트(50)를 도포하고 서로 밀착 가압하는 형태로 체결한다.Of course, this coupling is also fastened in the form of applying the sealant 50 therebetween and press closely to each other.

이때 상기 실란트(50)에서 기포가 발생되지 않도록 주의하며, 고른 압력으로 가압될 수 있게 한다. At this time, be careful not to generate bubbles in the sealant 50, and to be pressurized at an even pressure.

다음으로 제 6단계: 상기 부착된 좌측 엔드플레이트(A)를 고온 고압으로 양생하여 실란트(50)를 경화시켜 결합된 좌측 엔드플레이트(A)를 완성하는 단계들로 이루어 진다.Next, the sixth step: curing the sealant 50 by curing the attached left end plate (A) at a high temperature and high pressure to complete the combined left end plate (A).

즉, 상기 실란트(50)는 고온에서 경화되게 온도를 가한 상태에서 결합시키는 것이다.That is, the sealant 50 is bonded in a state where a temperature is applied to be cured at a high temperature.

이 과정이 끝나면 상기 엔드플레이트판(A)와 커런트콜렉터(60)는 견고히 결합되는 것이다.After this process, the end plate plate A and the current collector 60 are firmly coupled.

물론 상기 실란트층(50)이나 상판(10)과 하판(30)은 모두 절연의 특성을 가지고 있기에 커런트콜렉터판(20)이나 엔드플레이트판(40)처럼 금속성의 판이 부식되는 현상을 방지하고, 그 절연성과 내연성을 갖도록 한다.Of course, since the sealant layer 50, the upper plate 10 and the lower plate 30 have insulation properties, the metal plate, such as the current collector plate 20 or the end plate plate 40, is prevented from being corroded. Ensure insulation and flame resistance.

따라서 이러한 제조방법을 거쳐 본 발명의 도시된 도 1 내지 3의 좌측 엔드플레이트(A)는 제조가 완성되는 것이다. Therefore, the left end plate (A) of Figures 1 to 3 of the present invention through this manufacturing method is to complete the manufacturing.

그런데, 상기 제 6단계의 양생단계에서는, 100-200℃에서 1-3시간 동안 양생시켜 경화시키는 것이 가장 바람직하다.However, in the curing step of the sixth step, it is most preferable to cure by curing at 100-200 ℃ for 1-3 hours.

물론 이 조건은 본 발명의 출원인이 다수의 실시를 통해서 그 경화의 견고성을 실험한 결과로 최적이 된 수치이다. Of course, this condition is the numerical value which became optimal as a result of the applicant of this invention experimenting the rigidity of the hardening through many implementations.

그럼 이러한 방식으로 제작된 본 발명의 좌측 엔드플레이트(A)의 구조를 도시된 도 1 내지 3과 함께 살펴본다.Then looks at the structure of the left end plate (A) of the present invention produced in this way together with Figures 1 to 3 shown.

즉, 차량의 고분자 전해용 연료전지용 좌측 엔드플레이트(A)에 있어서, 본 발명은 최상단에 덮이고, 좌측과 우측에 다수의 사각공(11)으로 형성된 메니폴더부(12)와, 중심부에 공부(13)를 형성시키는 테두리부(14)로 구성된 상판(10)이 있고, 상기 상판(10)의 저면에 좌우측단에 상기 메니폴더부(12)와 대응하는 사각공(21)을 가진 메니폴더부(22)가 형성되고, 직사각형 평판형의 커런트콜렉터판(20)이 있다.That is, in the vehicle left-side end plate (A) for polymer electrolyte fuel cell, the present invention is covered at the top, and the manifold part 12 formed with a plurality of square holes 11 on the left and right sides, and the center ( There is a top plate 10 composed of a rim portion 14 to form a 13, the manifold portion having a square hole 21 corresponding to the manifold portion 12 at the left and right ends on the bottom surface of the top plate 10 (22) is formed and there is a rectangular flat plate collector plate (20).

또한 상기 상판(10)과 커런트콜렉터판(20)의 메니폴더부(12, 22)의 사각공(11, 21)과 대응하는 사각공(31)을 가진 메니폴더부(32)가 형성되고, 직사각형 평판형의 하판(30)이 있고, 상기 메니폴더부(12, 22, 32)들의 사각공(11, 21, 31)들과 대응하는 사각공(41)을 가진 메니폴더부(42)가 형성되고, 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판(40)이 형성된다. In addition, a manifold part 32 having a square hole 31 corresponding to the square holes 11 and 21 of the manifold portions 12 and 22 of the upper plate 10 and the current collector plate 20 is formed. There is a rectangular plate-shaped lower plate 30, and the manifold portion 42 having the square holes 41 corresponding to the square holes 11, 21, 31 of the manifold portions 12, 22, 32 is An end plate plate 40 made of a rectangular flat plate and made of stainless steel is formed.

따라서 상기 상판(10), 하판(30), 커런트콜렉터판(20)과 엔드플레이트판(40) 사이에 실란트(50) 본딩 결합으로 경화되어 견고히 일체화하여 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 것이다. Therefore, the upper plate 10, the lower plate 30, the current collector plate 20 and the end plate plate 40 is cured by a bonding bond of the sealant 50, and tightly integrated to prevent corrosion, insulation and flame resistance.

즉, 도시된 도면들에서처럼, 상판은 테두리부(14)에 의해 형성되는 공부(13)가 있고, 좌우측으로 관통된 다수의 사각공(11)이 형성된다.That is, as shown in the drawings, the upper plate has a study 13 formed by the edge portion 14, a plurality of square holes 11 penetrated to the left and right sides are formed.

그리고 이 상판(10)의 경우는 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 섬유강화 플라스틱(FRP), 동종의 비전도성 재질 또는 전기 절연 코팅제로 제작됨이 바람직하다. In addition, the top plate 10 is preferably made of fiber reinforced plastic (FRP) having excellent chemical durability and electrical insulation, homogeneous non-conductive material or electrical insulation coating.

이유는 상기 상판(10)이 커런트콜렉터판(20)에 부착되어 그 부식을 방지하기 위한 것이다. The reason is that the top plate 10 is attached to the current collector plate 20 to prevent its corrosion.

그리고 상기 커런트콜렉터판(20)은 도시된 도면에서처럼, 완전히 평평한 직사각형의 평판의 형태이고, 그 재질은 전기의 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동 등이 사용된다.And the current collector plate 20 is in the form of a flat plate of a completely flat rectangular, as shown in the figure, the material is a good electrical conductivity of phosphor bronze, copper, brass and the like.

물론 상기 상판(10)의 메니폴더부(12)와 대응되는 사각공(21)을 가진 메니폴 더부(22)를 가지고 있다. Of course, it has a manifold portion 22 having a square hole 21 corresponding to the manifold portion 12 of the upper plate (10).

또한 상기 하판(30)의 경우 상기 커런트콜렉터판(20)의 동일한 형태의 완전히 평평한 직사각형의 형태이고, 그 재질은 화학적 내구성과 전기 절연성이 우수한 섬유강화 플라스틱(FRP), 동종의 비전도성 재질 또는 전기 절연 코팅제로 제작됨이 바람직하다. In addition, the lower plate 30 is in the form of a completely flat rectangle of the same shape of the current collector plate 20, the material is a fiber-reinforced plastic (FRP), homogeneous non-conductive material or electrical superior in chemical durability and electrical insulation It is preferred to be made of an insulating coating.

이유는 상기 하판(30)이 커런트콜렉터판(20)에 부착되어 공기와의 접촉과 화학적 반응에 의해 그 부식을 방지하기 위한 것이다.The reason is that the lower plate 30 is attached to the current collector plate 20 to prevent its corrosion by contact with air and a chemical reaction.

그런데 상기 상판(10)과 하판(30) 그리고 커렌트콜렉터판(20) 간의 결합은 실란트 본딩 접합이다.However, the coupling between the upper plate 10 and the lower plate 30 and the current collector plate 20 is a sealant bonding joint.

그리고 마지막으로 본 발명의 상기 상판(10)과 하판(30)이 밀착된 커렌트콜렉터(20)는 엔드플레이트판(40)에 결합된다.And finally the current collector 20 is in close contact with the upper plate 10 and the lower plate 30 of the present invention is coupled to the end plate plate (40).

즉, 도시된 도면에서처럼, 상기 메니폴더부(12, 22, 32)들의 사각공(11, 21, 31)들과 대응하는 사각공(41)을 가진 메니폴더부(42)가 형성되고, 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판(40)이 접착되는 것이다.That is, as shown in the figure, a manifold portion 42 having square holes 41 corresponding to the square holes 11, 21, and 31 of the manifold portions 12, 22, and 32 is formed, and is rectangular. Flat plate type end plate plate made of stainless steel is bonded to 40.

물론 이 엔드플레이트판(40)과의 결합도 실란트 본딩 결합으로 달성된다. Of course, the bonding with the end plate plate 40 is also achieved by sealant bonding.

따라서 이렇게 접착이 완성되어 일체화된 적층형 엔드플레이트판(40)은 연료전지의 스택(stack; 100)으로 채택되어 도시된 도면 제 7과 8에서처럼 좌측부를 막아 주는 것이다.Therefore, the laminated end plate plate 40 integrated with the adhesive thus completed is used as a stack 100 of the fuel cell to block the left side as shown in FIGS. 7 and 8.

물론 사용의 형태에 따라 이 좌측판은 우측에 설치될 수도 있다.Of course, depending on the form of use, the left side plate may be installed on the right side.

단지 본 발명에서 좌측 엔드플레이트(A)이라고 명명한 이유는 그 설명을 용 이하게 하기 위한 것이다. The reason why only the left end plate (A) is named in the present invention is for ease of explanation.

다음으로 본 발명은 상기 연료전지의 스택(100)에서 그 우측부를 마감하는 우측 엔드플레이트(B)도 청구의 대상이 되기에 그 제조방법과 그 구성을 상세히 설명한다.Next, since the right end plate B which finishes the right side of the stack 100 of the fuel cell is also subject to the claims, the manufacturing method and the configuration thereof will be described in detail.

물로 이 우측 엔드플레이트(B)는 전술된 좌측 엔드플레이트(A)와 대응되며, 거의 동일제질로 그 형태만이 바뀐 상태이기에 재질적인 특성은 같다.In water, the right end plate B corresponds to the left end plate A described above, and the material properties are the same since only its shape is changed to almost the same material.

그럼 그 제조방법은 도시된 도 4 내지 6에서처럼, 연료전지의 스택(100) 우측부에 체결되는 우측 엔드플레이트(B) 제조방법에 있어서, 먼저 제 1단계: 전기 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동을 이용하여 직사각형의 평판인 커런트콜렉터판(20)을 제조(성형)하는 단계를 거친다.Then, the manufacturing method is, as shown in Figures 4 to 6, in the manufacturing method of the right end plate (B) fastened to the right side of the stack 100 of the fuel cell, first step: phosphor bronze, copper, brass with good electrical conductivity By using the step of manufacturing (molding) the current collector plate 20 which is a rectangular flat plate.

이 우측 엔드플레이트(B)의 커런트콜렉터판(20)도 펀칭 등의 커팅 공정을 통해 재단되는 것이다.The current collector plate 20 of the right end plate B is also cut through a cutting process such as punching.

그리고 다음으로 제 2단계: 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 재질로 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착되는 좌우 연결단자공(37)이 성형된 하판(30)을 제조하는 단계를 거친다. Next, a second step: The lower plate 30 is formed by forming the left and right connection terminal holes 37 attached to the current collector plate 20 with a material having excellent chemical durability and electrical insulation.

즉, 전술된 좌측 엔드플레이트(40)와 동일하되, 상판이 없는 상태에서 별도의 메니폴더부가 없다.That is, the same as the left end plate 40 described above, but there is no separate manifold portion in the absence of the top plate.

단지 그 중심부에서 일정간격 좌우(도시된 도면 기준)로 배열된 연결단자공(37)이 형성될 뿐이다. Only the connection terminal holes 37 arranged at a predetermined distance from the center to the left and right (based on the drawings shown) are formed.

다음으로 본 발명은 제 3단계: 상기 하판(30)의 표면에 디스펜서 방식인 주 사위에 넣은 실란트(50)를 짜내어 도포하는 단계를 거친다.Next, the present invention undergoes a third step: squeezing and applying the sealant 50 placed in the dispenser on the surface of the lower plate 30.

즉, 상기 하판(30)에 실란트(50)를 도포한다.That is, the sealant 50 is applied to the lower plate 30.

물론 그 도포의 방법은 좌측 엔드플레이트(A)의 제조방법과 동일하게 디스펜서 형태이다. Of course, the coating method is in the form of a dispenser in the same manner as the manufacturing method of the left end plate (A).

그리고 다음으로 제 4단계: 상기 하판(30)을 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착하여 밀착 가압하여 결합시키는 단계를 거친다.Next, the fourth step: attaching the lower plate 30 to the current collector plate 20 to be closely pressed and combined.

즉, 실란트(50)가 도포된 상기 하판(30)을 커런트콜렉터판(20)에 면접하여 밀착시키는 것이다. That is, the lower plate 30 to which the sealant 50 is applied is brought into close contact with the current collector plate 20.

이때도 상기 실란트(50)에 기포가 발생되지 않도록 주의하며, 평평하게 밀착될 수 있게 고른 압력을 부여한다.At this time, care is taken not to generate bubbles in the sealant 50, and gives an even pressure so as to be in flat contact.

다음으로는 제 5단계: 스테인레스강 재질로 좌우측에 연결단자공(47)을 가진 직사각형의 평판으로 제조된 엔드플레이트판(40)과 상기 하판(30) 사이에 실란트(50)를 도포하고 서로 밀착 가압하여 우측 엔드플레이트(B)를 형성하는 단계를 거친다. Next, the fifth step: a sealant 50 is applied between the end plate plate 40 and the lower plate 30 made of a stainless steel plate having a rectangular flat plate having connection terminal holes 47 on the left and right sides and closely adhered to each other. Press to go through the step of forming the right end plate (B).

즉, 최 끝단에 위치하게 될 엔드플레이트판(40)이 펀칭 등의 커팅 공정을 통해 제조되면, 그 엔드플레이트판(40)에 상기 커런트콜렉터판(20)에 하판(30)이 부착된 판재를 부착시키게 된다.That is, when the end plate plate 40 to be positioned at the end is manufactured through a cutting process such as punching, the plate having the lower plate 30 attached to the current collector plate 20 is attached to the end plate plate 40. Will be attached.

이때도 상기 하판(30)의 일측면에 전면적으로 상기 실란트(50)를 도포하고, 그 하판(30)과 엔드플레이트판(40)을 밀착하여 가압하는 것이다.In this case, the sealant 50 is applied to the entire surface of one side of the lower plate 30, and the lower plate 30 and the end plate plate 40 are pressed in close contact with each other.

다음으로 제 6단계: 상기 부착된 우측 엔드플레이트(B)를 고온 고압으로 양 생하여 실란트(50)를 경화시켜 결합된 우측 엔드플레이트(B)를 완성하는 단계들을 거치면 본 발명의 우측 엔드플레이트(B)는 완성된다.Next, the sixth step: curing the sealant 50 by curing the attached right end plate (B) at high temperature and high pressure to complete the combined right end plate (B) to the right end plate of the present invention ( B) is complete.

즉, 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 우측 엔드플레이트(B)가 제조되는 것이다. That is, the right end plate (B) having corrosion protection, insulation and flame resistance is manufactured.

이때 상기 연결단자공(37, 47)들의 포개어 결합된 상태에서 그 내부에 본 발명의 절연재(81)로 둘러싸인 연결단자(80)가 삽입되어 체결되는 것은 당연하다. At this time, it is natural that the connection terminal 80 surrounded by the insulating material 81 of the present invention is inserted into and fastened in a state in which the connection terminal holes 37 and 47 are superposed.

물론 이때의 우측 엔드플레이트판(40)도 좌측의 엔드플레이트판(40)과 같이 스테인레스강 재질로 제조된다. Of course, at this time, the right end plate plate 40 is also made of stainless steel like the left end plate plate 40.

한편 본 발명의 우측 엔드플레이트(B)의 제조방법에서 상기 제 6단계의 양생단계에서는, 100-200℃에서 1-3시간 동안 양생시켜 경화시키는 것이 바람직하다.On the other hand, in the curing step of the sixth step in the manufacturing method of the right end plate (B) of the present invention, it is preferable to cure by curing at 100-200 ℃ for 1-3 hours.

이 조건도 실험을 통해 최적임을 본 발명의 출원인은 확인하였다. Applicants of the present invention confirmed that this condition is also optimal through experiments.

그럼 본 발명의 차량의 고분자 전해용 연료전지용 우측 엔드플레이트(B)를 도시된 도 4 내지 6과 함께 구조를 설명한다.Next, the structure of the right end plate B for the polymer electrolyte fuel cell of the vehicle of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

즉, 본 발명의 우측 엔드플레이트(B)는 최상단에 덮이고, 인청동, 동, 황동으로 형성된 직사각 평판형의 커런트콜렉터판(20)이 있고, 상기 커런트콜렉터판(20)에 접착되는 연결단자공(37)을 가진 직사각 평판형의 하판(30)이 있다. That is, the right end plate (B) of the present invention is covered at the top end, there is a rectangular flat current collector plate 20 formed of phosphor bronze, copper, brass, and the connection terminal hole (bonded to the current collector plate 20) There is a rectangular flat bottom plate 30 having 37).

또한 상기 하판(30)에 형성된 연결단자공(37)에 대응하는 연결단자공(47)을 가지며 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판(40)이 형성된다. In addition, an end plate plate 40 having a connection terminal hole 47 corresponding to the connection terminal hole 37 formed in the lower plate 30 and made of stainless steel is formed in a rectangular flat plate shape.

따라서 서로 결합하되, 상기 하판(30), 커런트콜렉터판(20)과 엔드플레이트 판(40) 사이에 실란트(50) 본딩 결합으로 경화되어 견고히 일체화되고, 상기 연결단자공(37, 47)들에 절연재(81)로 쌓여진 연결단자(80)가 삽입된 상태로 결합하여 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 것이다. Therefore, the coupling between each other, the lower plate 30, the current collector plate 20 and the end plate plate 40 is hardened by the bonding bond of the sealant 50 is firmly integrated, the connection terminal holes (37, 47) The connection terminal 80 stacked with the insulating material 81 is coupled in the inserted state to prevent corrosion, insulation and flame resistance.

즉, 상기 본 발명의 우측 엔드플레이트(B)는 연료전지의 스택(100)으로 채택되어 도시된 도면 제 7과 8에서 처럼 우측부를 막아 주는 것이다.That is, the right end plate B of the present invention is adopted as the stack 100 of the fuel cell to block the right part as shown in FIGS. 7 and 8.

물론 그 사용의 형태에 따라 이 우측판은 좌측에 설치될 수도 있다.Of course, depending on the form of use, the right side plate may be installed on the left side.

단지 본 발명에서 우측 엔드플레이트(B)라고 명명한 이유는 그 설명을 용이하게 하기 위한 것이다. The reason why the right end plate (B) is named in the present invention is to facilitate the explanation.

그리고 부가하여 본 발명의 우측 엔드플레이트(B)에서 사용한 상기 하판(30)은, 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 섬유강화 플라스틱(FRP), 동종의 비전도성 재질 또는 전기 절연 코팅제가 선택적으로 적용될 수 있다.In addition, the lower plate 30 used in the right end plate (B) of the present invention may be selectively applied to the fiber-reinforced plastics (FRP), homogeneous non-conductive materials or electrical insulation coatings excellent in chemical durability and electrical insulation. .

그럼 이렇게 제작된 상기 좌우측 엔드플레이트(A, B)가 사용되는 형태를 도시된 도 7과 8을 통해 살펴보면, 다음과 같다.Then looking at the form of the left and right end plates (A, B) used in this way is shown through Figures 7 and 8, as follows.

즉, 도시된 다수의 적층된 분리판(91)의 좌우측을 막을 수 있는 형태로 체결되어 사용되는 것이다. In other words, the left and right sides of the plurality of stacked separators 91 shown are fastened in a form that can be used.

이때 상기 좌측 엔드플레이트(A)는 도시된 것처럼, 좌측부에 위치하고, 우측 엔드플레이트(B)는 우측에 위치되는 것에 차이가 있다. At this time, the left end plate (A) is located on the left side, as shown, the right end plate (B) is a difference that is located on the right side.

그럼 상기 비전도성 절연 코팅재를 적용하여 제작되는 상판(10)과 하판(30) 대신 사용하는 방법으로 전기절연 및 열 충격에 강하고 열전도성과 전기절연성이 요구되는 사양에 사용하는 에폭시계열의 접착제를 사용하여 상온에서 4～5시간의 양생과정을 거치면 전기절연 성과 기밀성을 갖는 절연재(상판, 하판; 10, 30)의 성능을 얻을 수 있고, 알루미나계열과 지르코니아 계열의 세라믹 본드로 전기 절연성이 우수한 성능을 갖는 상판(10)과 하판(30)을 얻을 수 있다. Then, using the epoxy-based adhesive used for the specification that is strong in electrical insulation and thermal shock and requires thermal conductivity and electrical insulation in a method used in place of the upper plate 10 and the lower plate 30 manufactured by applying the non-conductive insulating coating material. After 4 ~ 5 hours of curing at room temperature, the performance of insulating materials (top, bottom; 10, 30) with electrical insulation and airtightness can be obtained, and alumina-based and zirconia-based ceramic bonds have excellent electrical insulation. The upper plate 10 and the lower plate 30 can be obtained.

상기와 같은 방법으로 제작된 절연 및 일체형 구조인 엔드플레이트(A, B)의 성능 테스를 통해서 살펴보면 다음과 같다.Looking through the performance test of the end plate (A, B) of the insulation and integral structure produced by the above method as follows.

제작 되어진 엔드플레이트(A, B)는 전기 저항 테스타기로 절연 테스트를 수행하여 커런트콜렉터(20)의 상부 표면과 엔드플레이트(A, B)의 하단 표면의 절연 측정값을 확인하여 합격, 불합격을 판정하는 기준 값은 RINS=5Ω이상이며, 측정 저항 값 RINS=1000V일 때 값인 2MΩ과 비교하여 결정되어지며, 출력부용 커런트콜렉터(20)와 연결단자(80)의 조립된 상태의 전류 통전 테스트 수행하여 단자의 결합상태를 확인하는 저항 기준 값 R=3Ω 이하 값으로 판정하여 결정되어진다.The manufactured end plates (A, B) are subjected to an insulation test with an electrical resistance tester to check the insulation measurement values of the upper surface of the current collector 20 and the lower surface of the end plates (A, B) to determine pass or fail. The reference value is RINS = 5Ω or more, and it is determined by comparing with 2MΩ which is the value when the measured resistance value RINS = 1000V. By conducting the current conduction test of the assembled current collector 20 and the connection terminal 80 for the output part It is determined by judging the resistance reference value R = 3Ω or less to check the coupling state of the terminals.

또한, 전기 절연 테스트가 수행되어진 엔드플레이트의 기밀 테스트를 수행한다. In addition, an airtight test of the end plate on which the electrical insulation test was performed is performed.

테스트 장비는 에어를 사용하는 프레스로 에어 압력은 6kg/이며, 사용하는 기체는 질소이다. The test equipment is a press with air, the air pressure is 6 kg /, and the gas used is nitrogen.

엔드플레이트(A, B)의 상부 면과 하단 면을 밀봉하고 프레스에 올려 게이지 압력기준 2bar로 투입시킨 후 약 10분간 테스트 과정을 거쳐 압력의 변화에 따른 결과로 합격과 불합격을 판정한다.The top and bottom surfaces of the end plates (A, B) are sealed, placed on a press, and injected at a gauge pressure of 2 bar. After 10 minutes of testing, the pass and fail are determined as a result of the pressure change.

상기와 같이 조립 제작된 일체형 결합구조와 절연된 엔드플레이트(A, B)와 커런트콜렉터(20)의 조합으로 도 7과 같이 고분자 전해질 연료전지용 체결기구인 엔드플레이트(A, B)로 고분자 전해질 막을 체결하여 스택(100)을 제작한다.The polymer electrolyte membrane is formed by the end plate (A, B), which is a fastening mechanism for the polymer electrolyte fuel cell, as shown in FIG. 7 by the combination of the integrated coupling structure and the insulated end plates (A, B) and the current collector 20 assembled and fabricated as described above. By tightening to produce a stack (100).

이상의 설명에서처럼, 본 발명에 의하여 제작된 고분자 전해질 연료전지용 스택(Stack)의 체결기구인 엔드플레이트를 사용하게 되면 수소와 공기의 화학에너지가 전기에너지로 변환하여 생성된 전류의 외부 손실과 누전을 차단하는 절연성능이 뛰어나다.As described above, the use of the end plate, which is a fastening mechanism of the stack for the polymer electrolyte fuel cell fabricated according to the present invention, prevents external loss and leakage of current generated by converting chemical energy of hydrogen and air into electrical energy. Excellent insulation performance.

또한 본 발명은 연료전지의 운전에 따른 수소와 공기의 화학 반응에 의한 엔드 플레이트와 커런트 콜렉터의 표면층과 메니 폴더부가 부식 방지되어지고, 운전 중 발생되는 기밀성 문제와 열에 의한 변형과 외부충격에 따른 파손 문제가 해결된다.In addition, the present invention is to prevent the corrosion of the surface layer and the manifold of the end plate and the current collector due to the chemical reaction of hydrogen and air in accordance with the operation of the fuel cell, and the damage caused by deformation and external shock and airtightness problems generated during operation The problem is solved.

또한 본 발명은 전지 본체의 성능 향상에 기여할 뿐 아니라, 분리판의 양단을 일체형 구조로 적층되도록 제작함으로서, 간편하게 스택(Stack)을 구성하는 매우 유용하게 제작되어진 발명인 것이다.In addition, the present invention not only contributes to the performance improvement of the battery body, but also is manufactured to be stacked on both ends of the separator plate in an integrated structure, thereby making it very useful to easily construct a stack.

Claims (8)

연료전지의 스택 좌측부에 체결되는 좌측 엔드플레이트 제조방법에 있어서,In the left end plate manufacturing method fastened to the left side of the stack of the fuel cell, 제 1단계: 전기 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동을 이용하여 메니폴더부(22)를 성형한 직사각형의 평판인 커런트콜렉터판(20)을 제조하는 단계와;First step: manufacturing a current collector plate 20 which is a rectangular flat plate formed by forming a manifold part 22 using phosphor bronze, copper and brass having good electrical conductivity; 제 2단계: 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 재질로 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착되는 상기 커런트콜렉터판(20)의 메니폴더부(22)와 대응하는 메니폴더부(12, 32)가 성형된 상판(10)과 하판(30)을 제조하는 단계와;Second step: The manifold parts 12 and 32 corresponding to the manifold part 22 of the current collector plate 20 attached to the current collector plate 20 are formed of a material having excellent chemical durability and electrical insulation. Manufacturing the upper and lower plates 10 and 30; 제 3단계: 상기 상판(10)과 하판(30)의 표면에 실란트(50)를 도포하는 단계와;Third step: applying a sealant (50) to the surfaces of the upper plate (10) and the lower plate (30); 제 4단계: 상기 상판(10)과 하판(30)을 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착하여 밀착 가압하여 커런트콜렉터(60)를 제조하는 단계와;Fourth step: attaching the upper plate (10) and the lower plate (30) to the current collector plate (20) to press closely to manufacture a current collector (60); 제 5단계: 스테인레스강 재질로 좌우측에 사각관(71)을 가진 메니폴더부(72)가 성형된 직사각형의 평판인 제조된 엔드플레이트판(70)과 상기 제조된 커런트콜렉터(60) 사이에 실란트(50)를 도포하고 서로 밀착 가압하여 좌측 엔드플레이트(A)를 형성하는 단계와;The fifth step: sealant between the manufactured end plate plate 70 and the current collector 60, which are rectangular flat plates formed of a manifold portion 72 having a square tube 71 on the left and right sides of stainless steel. Applying (50) and pressurizing to each other to form a left end plate (A); 제 6단계: 상기 부착된 좌측 엔드플레이트(A)를 고온 고압으로 양생하여 실란트(50)를 경화시켜 결합된 좌측 엔드플레이트(A)를 완성하는 단계로 이루어져 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 좌측 엔드플레이트(A)를 제조하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측 엔드플레이트 제조방법.Step 6: curing the attached left end plate (A) at a high temperature and high pressure to cure the sealant 50 to complete the combined left end plate (A), the left end having corrosion protection, insulation and flame resistance A method of manufacturing a left end plate of a polymer electrolyte fuel cell stack, comprising manufacturing a plate (A). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 6단계의 양생단계에서는,In the curing step of the sixth step, 100-200℃에서 1-3시간 동안 양생시켜 경화시키는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측 엔드플레이트 제조방법.A method of manufacturing a left end plate of a polymer electrolyte fuel cell stack, wherein the polymer electrolyte fuel cell stack is cured by curing at 100-200 ° C. for 1-3 hours. 차량의 고분자 전해용 연료전지용 좌측 엔드플레이트에 있어서,In the left end plate for a polymer electrolyte fuel cell of a vehicle, 최상단에 덮이고, 좌측과 우측에 다수의 사각공(11)으로 형성된 메니폴더부(12)와, 중심부에 공부(13)를 형성시키는 테두리부(14)로 구성된 상판(10)과;A top plate 10 which is covered at the top and formed of a manifold part 12 formed on the left and right sides with a plurality of square holes 11, and an edge part 14 forming a study 13 at the center thereof; 상기 상판(10)의 저면에 좌우측단에 상기 메니폴더부(12)와 대응하는 사각공(21)을 가진 메니폴더부(22)가 형성되고, 직사각형 평판형의 커런트콜렉터판(20)과;A manifold portion 22 having a rectangular hole 21 corresponding to the manifold portion 12 at left and right ends at a bottom of the upper plate 10, and a current collector plate 20 having a rectangular flat plate shape; 상기 상판(10)과 커런트콜렉터판(20)의 메니폴더부(12, 22)의 사각공(11, 21)과 대응하는 사각공(31)을 가진 메니폴더부(32)가 형성되고, 직사각형 평판형의 하판(30)과;The manifold part 32 which has the square hole 31 corresponding to the square hole 11 and 21 of the manifold part 12 and 22 of the upper plate 10 and the current collector plate 20 is formed, and is rectangular A flat bottom plate 30; 상기 메니폴더부(12, 22, 32)들의 사각공(11, 21, 31)들과 대응하는 사각공(41)을 가진 메니폴더부(42)가 형성되고, 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판(40)이; 서로 결합하되, 상기 상판(10), 하판(30), 커런트콜렉터판(20)과 엔드플레이트판(40) 사이에 실란트(50) 본딩 결합으로 경화되어 견고히 일체화하여 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측 엔드플레이트.The manifold part 42 having the square holes 41 corresponding to the square holes 11, 21, and 31 of the manifold parts 12, 22, and 32 is formed, and is formed of a rectangular flat plate and made of stainless steel. The end plate plate 40 produced; Bonded to each other, the upper plate 10, the lower plate 30, the current collector plate 20 between the end plate plate 40 and the sealant (50) by bonding bonding is hardened tightly integrated to prevent corrosion, insulation and flame resistance The left end plate of the polymer electrolyte fuel cell stack, characterized in that. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 상판(10)과 하판(30)은,The upper plate 10 and the lower plate 30, 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 섬유강화 플라스틱(FRP) 또는 전기 절연 코팅제가 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 좌측 엔드플레이트.Left end plate of a polymer electrolyte fuel cell stack, characterized in that the fiber-reinforced plastic (FRP) or electrical insulation coating excellent in chemical durability and electrical insulation can be applied. 연료전지의 스택 우측부에 체결되는 우측 엔드플레이트 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of the right end plate fastened to the right side of the stack of the fuel cell, 제 1단계: 전기 전도성이 좋은 인청동, 동, 황동을 이용하여 직사각형의 평판인 커런트콜렉터판(20)을 제조(성형)하는 단계와;First step: manufacturing (molding) the current collector plate 20 which is a rectangular flat plate using phosphor bronze, copper and brass having good electrical conductivity; 제 2단계: 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 재질로 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착되는 좌우 연결단자공(37)이 성형된 하판(30)을 제조하는 단계와;A second step: manufacturing a lower plate 30 formed with left and right connecting terminal holes 37 attached to the current collector plate 20 by a material having excellent chemical durability and electrical insulation; 제 3단계: 상기 하판(30)의 표면에 실란트(50)를 도포하는 단계와;Third step: applying a sealant (50) to the surface of the lower plate (30); 제 4단계: 상기 하판(30)을 상기 커런트콜렉터판(20)에 부착하여 밀착 가압하여 결합시키는 단계와;Fourth step: attaching the lower plate 30 to the current collector plate 20 by pressing tightly coupled; 제 5단계: 스테인레스강 재질로 좌우측에 연결단자공(47)을 가진 직사각형의 평판으로 제조된 엔드플레이트판(40)과 상기 하판(30) 사이에 실란트(50)를 도포하고 서로 밀착 가압하여 우측 엔드플레이트(B)를 형성하는 단계와;Step 5: Applying a sealant 50 between the bottom plate 30 and the end plate plate 40 made of a stainless steel plate having a rectangular flat plate having connection terminal holes 47 on the left and right sides, and pressurized to the right Forming an end plate (B); 제 6단계: 상기 부착된 우측 엔드플레이트(B)를 고온 고압으로 양생하여 실란트(50)를 경화시켜 결합된 우측 엔드플레이트(B)를 완성하는 단계들로 이루어져 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 우측 엔드플레이트(B)를 제조하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 우측 엔드플레이트 제조방법.Step 6: curing the attached right end plate (B) at a high temperature and high pressure to cure the sealant 50 to complete the combined right end plate (B) to the right having corrosion prevention, insulation and flame resistance A method for producing the right end plate of a polymer electrolyte fuel cell stack, comprising producing an end plate (B). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 6단계의 양생단계에서는,In the curing step of the sixth step, 100-200℃에서 1-3시간 동안 양생시켜 경화시키는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 우측 엔드플레이트 제조방법.A method of manufacturing the right end plate of a polymer electrolyte fuel cell stack, wherein the polymer electrolyte fuel cell stack is cured by curing at 100-200 ° C. for 1-3 hours. 차량의 고분자 전해용 연료전지용 우측 엔드플레이트에 있어서,In the vehicle right end plate for a polymer electrolyte fuel cell, 최상단에 덮이고, 중심부를 기준으로 좌측과 우측에 연결단자공(27)이 형성된 직사각 평판형의 커런트콜렉터판(20)과;A rectangular flat current collector plate 20 which is covered at the uppermost end and has connection terminal holes 27 formed at left and right sides of the center; 상기 커런트콜렉터판(20)의 연결단자공(27)과 대응하는 연결단자공(37)을 가진 직사각 평판형의 하판(30)과;A rectangular plate lower plate 30 having a connection terminal hole 27 corresponding to the connection terminal hole 27 of the current collector plate 20; 상기 커런트콜렉터판(20)과 하판(30)에 형성된 연결단자공(27, 37)에 대응하는 연결단자공(47)을 가지며 직사각형 평판형이며 스테인레스강 재질로 제작한 엔드플레이트판(40)이; 서로 결합하되, 상기 하판(30), 커런트콜렉터판(20)과 엔드플레이트판(40) 사이에 실란트(50) 본딩 결합으로 경화되어 견고히 일체화되고, 상기 연결단자공(27, 37, 47)들에 절연재(81)로 쌓여진 연결단자(80)가 삽입된 상태로 결합하여 부식방지, 절연성과 내연성을 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 우측 엔드플레이트.End plate plate 40 made of a stainless steel material having a rectangular flat plate type and having connection terminal holes 47 corresponding to connection terminal holes 27 and 37 formed in the current collector plate 20 and the lower plate 30, respectively. ; Coupled to each other, the lower plate 30, the current collector plate 20 and the end plate plate 40 is cured by a bonding bond sealant 50 is firmly integrated, the connection terminal holes (27, 37, 47) The right end plate of the polymer electrolyte fuel cell stack, characterized in that the connection terminal (80) stacked in the insulating material 81 in the inserted state to have a corrosion prevention, insulation and flame resistance. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 하판(30)은,The lower plate 30, 화학적 내구성과 전기절연성이 우수한 섬유강화 플라스틱(FRP) 또는 전기 절연 코팅제가 적용될 수 있는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 연료전지 스택의 우측 엔드플레이트.The right end plate of the polymer electrolyte fuel cell stack, characterized in that a fiber-reinforced plastic (FRP) or an electrical insulation coating excellent in chemical durability and electrical insulation can be applied.
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