KR20150058978A - Cell package and fuel cell assembly having the same - Google Patents

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Abstract

Provided is a cell package for a fuel cell. The cell package for a fuel cell comprises: a plate member; a current collector which is mounted on one surface of the plate member; wet sealing regions formed on both sides of the current collector; and a fixing member which is formed to cover the wet sealing region and to be fixated to the plate member. The fixing member includes: a center plate which is extended to the width direction of the current collector and arranged so as to have a height difference with the current collector; a first extension unit which is bent and extended toward the plate member from one end portion of the center plate; and a second extension unit which is bent and extended from the other end portion of the center plate.

Description

연료전지용 셀 패키지 및 이를 포함하는 연료전지 조립체{CELL PACKAGE AND FUEL CELL ASSEMBLY HAVING THE SAME }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cell package for a fuel cell,

본 발명은 습식 밀봉영역(wet seal)을 포함하는 연료전지 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell assembly including a wet seal.

연료전지는 수소를 공기중 산소와 화학반응시켜 전기를 생성하는 미래 동력원이다. 물을 전기 분해하면 수소와 산소로 분해된다. 반대로 수소와 산소를 결합시켜 물을 만들면 이때 발생하는 에너지를 전기 형태로 바꿀 수 있다. 연료전지는 이 원리를 이용한 것이다. Fuel cells are the future power source for generating electricity by chemically reacting hydrogen with oxygen in the air. Electrolysis of water breaks down into hydrogen and oxygen. Conversely, if water is made by combining hydrogen and oxygen, the energy generated at this time can be converted into an electric form. Fuel cells use this principle.

연료전지 중 용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)는 탄산염의 용융물을 전해질로 사용하여 600℃ 이상에서 동작한다. 따라서, 저온형 연료전지보다 전기화학 반응의 속도가 빠르므로 귀금속 촉매를 사용하지 않더라도 높은 효율을 기대할 수 있다. Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) in fuel cells operates at a temperature of 600 ° C or higher using a carbonate carbonate as an electrolyte. Therefore, since the electrochemical reaction rate is higher than that of the low temperature type fuel cell, high efficiency can be expected without using the noble metal catalyst.

용융탄산염 연료전지의 단위 셀(Unit Cell)은 전기화학 반응이 일어나는 극(Anode)과 공기극(Cathode), 연료가스와 산화제 가스의 유로를 형성하는 분리판, 전하를 포집하는 집전판, 적층의 편의를 위해 시트의 형태로 제작되는 전해질 판, 용융된 탄산염을 수용하는 매트릭스로 구성된다. 용융탄산염 연료전지는 연료극으로 연료가스를 공급하고 공기극으로 산화제가스를 공급하면 각각의 전극에서 전기 화학반응이 발생하여 직류 전류를 얻을 수 있다. A unit cell of a molten carbonate fuel cell includes an anode and an cathode where an electrochemical reaction takes place, a separator plate for forming a flow path for the fuel gas and an oxidizer gas, a collecting plate for collecting charge, An electrolyte plate made in the form of a sheet for the molten carbonate, and a matrix containing the molten carbonate. In a molten carbonate fuel cell, when a fuel gas is supplied to a fuel electrode and an oxidant gas is supplied to an air electrode, an electrochemical reaction occurs at each electrode to obtain a direct current.

단위 셀의 전압은 방전 시 약 0.8~ 1.2V에 불과하다. 따라서 실제 연료전지는 다수의 단위 셀을 적층하여 사용한다. 이렇게 다수의 단위 셀을 적층한 것을 스택(stack)이라 한다. The voltage of the unit cell is only about 0.8 to 1.2 V during discharging. Therefore, the actual fuel cell stacks a plurality of unit cells. A stack of a plurality of unit cells is called a stack.

스택의 내구성을 유지하기 위해, 스택 동작 중에는 모든 셀 사이에 밀착 접촉이 유지되어야 한다. 이를 위해 셀 부품 제조시 제조 공차와, 셀 부품의 열팽창 등이 고려되어야 한다. In order to maintain the durability of the stack, close contact must be maintained between all the cells during the stack operation. For this purpose, manufacturing tolerances in cell parts manufacturing and thermal expansion of cell parts should be considered.

도 1a는 종래의 연료전지의 양극판을 도시한 도면이고, 도 1b는 상기 양극판을 구비하는 연료전지를 도시한 도면이다. FIG. 1A is a view showing a positive electrode plate of a conventional fuel cell, and FIG. 1B is a view showing a fuel cell having the positive electrode plate.

도시된 바에 따르면, 양극판은 2개의 인접한 셀을 양극판의 제1면(15a) 및 제2면(15b)에 각각 하나씩 분리한다. 판의 대향하는 2개의 엣지는 2개의 밀봉 플랜지(20)를 형성하기 위해 판의 제1면(15a) 위로 절첩되고, 판의 대향하는 또 다른 엣지는 2개의 제1 밀봉플랜지(20)에 수직으로 배치된 2개의 밀봉플랜지(21)를 형성하기 위해, 판의 제2면(15b) 위로 절첩된다. 각각의 밀봉플랜지(20,21)는 양극판(15)에 평행하게 이격 배치된 평탄부(23)를 포함한다. 평탄부(23)와 이러한 평탄부(23)에 대향하는 양극판(15)의 부분을 포함하는 밀봉 플랜지(20,21)는 습식 밀봉영역(25)을 형성하므로, 양극판(15)의 각각의 표면(15a,15b)에는 2개의 평행한 습식 밀봉영역(25)이 존재하게 된다. 습식 밀봉영역(25) 사이의 영역에는 셀 활성영역(30)이 형성된다. As shown, the bipolar plate separates two adjacent cells into a first side 15a and a second side 15b of the bipolar plate, respectively. The two opposing edges of the plate are folded over the first side 15a of the plate to form two sealing flanges 20 and another opposing edge of the plate is perpendicular to the two first sealing flanges 20 Is folded over the second side 15b of the plate so as to form two sealing flanges 21 which are arranged in a plane. Each of the sealing flanges 20 and 21 includes a flat portion 23 disposed parallel to and spaced from the bipolar plate 15. The sealing flanges 20 and 21 including the flat portion 23 and the portion of the positive electrode plate 15 opposed to the flat portion 23 form the wet sealing region 25, Two parallel wet sealing areas 25 are present in the first and second sealing areas 15a and 15b. The cell active region 30 is formed in the region between the wet sealing regions 25.

상기와 같은 구조에 의하면 평탄부(23)의 끝 단에 버(bur)가 발생하여 매트릭스에 손상을 가할 수 있다. 또한, 셀들을 적층할 때 하중을 견딜 수 있도록 별도의 받침부재(105)를 부착해야되는 문제가 발생하며, 받침부재(105)를 부착하더라도 평탄부(23)의 일측부만이 하중을 지탱하므로 평탄부가 반월 형태로 변형되는 문제점이 발생한다. According to the above structure, a bur is formed at the end of the flat portion 23, which may damage the matrix. Further, when stacking the cells, a separate supporting member 105 must be attached to bear the load, and only one side of the flat portion 23 supports the load even if the supporting member 105 is attached The flat part is deformed into the half-moon shape.

본 발명은 습식 밀봉 영역 성형시 발생하는 변형을 최소화하고 셀 패키징 작업이 용이한 습식 밀봉 영역 고정부재를 제공하기 위한 것이다. The present invention is intended to provide a wet seal area fixing member that minimizes deformation that occurs during the formation of the wet seal area and facilitates the cell packaging operation.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르는 연료전지용 셀 패키지는, 판부재와, 상기 판부재의 일면에 안착되는 전류 콜렉터와, 상기 전류 콜렉터의 양 측에 형성되는 습식 밀봉 영역 및 상기 습식 밀봉 영역을 덮고 상기 판부재에 고정되도록 형성되는 고정부재를 포함하며, 상기 고정부재는 상기 전류 콜렉터의 너비 방향으로 연장되고 상기 전류 콜렉터와 높낮이 차를 갖도록 배치되는 센터 플레이트와, 상기 센터 플레이트의 일측단부에서 상기 판부재를 향하여 절곡되어 연장되는 제1 연장부 및 상기 센터 플레이트의 타측단부에서 절곡되어 연장되는 제2 연장부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell package for a fuel cell, comprising: a plate member; a current collector seated on one surface of the plate member; And a fixing member formed to cover the wet sealing area and to be fixed to the plate member, wherein the fixing member includes a center plate extending in the width direction of the current collector and arranged to have a height difference from the current collector, And a second extension extending from the other end of the center plate so as to extend from the other end of the center plate.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 습식 밀봉 영역에는 상기 전류 콜렉터의 길이 방향으로 연장되고 연속되는 굴곡을 갖는 습식 밀봉 슬롯이 배치된다. As an example related to the present invention, the wet sealing region is provided with a wet sealing slot extending in the longitudinal direction of the current collector and having a continuous bend.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 제2 연장부는 상기 타측단부에서 곡률을 갖도록 휘어서 연장된다. As another example related to the present invention, the second extending portion is bent and elongated so as to have a curvature at the other end.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 연료전지용 셀 패키지는 상기 전류 콜렉터의 일면에 안착되는 절연체 매트릭스를 더 포함한다. As another example related to the present invention, the fuel cell cell package further includes an insulator matrix that is seated on one surface of the current collector.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 판부재는 일단부에 상기 제1 연장부와 나란하게 연장되는 결합부를 포함한다. As another example related to the present invention, the plate member includes a coupling portion extending at one end thereof in parallel with the first extending portion.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 고정부재는 상기 센터 플레이트의 일단부에서 절곡되어 연장되고, 양측면이 상기 제1 및 제2 연장부에 각각 연결되는 습식 밀봉 플레이트를 더 포함한다. As another example related to the present invention, the fixing member further includes a wet sealing plate which is bent at one end of the center plate and has both sides connected to the first and second extensions, respectively.

또한 본 발명은, 셀 패키지들이 적층되어 형성되는 셀 스택 및 상기 셀 스택을 덮고, 가스가 지나는 내부 공간을 구비하는 매너폴드를 포함하며, 상기 셀 패키지들은 양 단에 고정되어 하중을 지탱하도록 형성되고, 센터 플레이트 및 상기 센터 플레이트의 네 모서리에서 절곡되어 형성되는 돌출벽들을 구비하는 고정부재를 포함한다. The present invention also provides a fuel cell stack including a cell stack formed by stacking cell packages, and a manifold covering the cell stack and having an inner space through which the gas passes, wherein the cell packages are fixed to both ends so as to bear a load And a fixing member having protruding walls formed by bending at four corners of the center plate and the center plate.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 셀 패키지들은 판부재와, 상기 판부재의 일면에 안착되는 전류 콜렉터 및 상기 전류 콜렉터의 양 측에 형성되는 습식 밀봉 영역을 포함한다. As one example related to the present invention, the cell packages include a plate member, a current collector that is seated on one side of the plate member, and a wet sealing region formed on both sides of the current collector.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 돌출벽들 중 적어도 하나의 돌출벽은 상기 센터 플레이트의 일단부에서 곡률을 갖도록 휘어지도록 형성된다. In another embodiment of the present invention, at least one of the projecting walls is formed so as to have a curvature at one end of the center plate.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 전류 콜렉터의 위에는 절연체 매트릭스가 안착되고, 상기 절연체 매트릭스의 단부가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 상기 적어도 하나의 돌출벽은 상기 전류 콜렉터에 인접하도록 배치된다.As another example related to the present invention, an insulator matrix is placed on top of the current collector, and the at least one protrusion wall is arranged adjacent to the current collector so as to prevent the end of the insulator matrix from being broken.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 셀 패키지 및 연료전지 조립체는, 매트릭스와 맞닿는 부분이 곡률을 갖도록 휘어지는 고정부재를 포함하여 운전 중 매트릭스가 받는 변형력을 줄일 수 있다. 이를 통해 매트릭스가 파손되는 것을 방지하여 연료전지의 내구성을 높인다. The cell package and the fuel cell assembly according to at least one embodiment of the present invention configured as described above include a fixing member that is bent so that a portion abutting the matrix has a curvature, thereby reducing the stress applied to the matrix during operation. Thereby preventing the matrix from being broken, thereby enhancing the durability of the fuel cell.

또한, 본 발명은 기존의 L-bending형 고정부재의 구조를 C-bending형으로 변경하여 고정부재가 어느 일 방향으로 변형력을 받지 않고 힘의 평형을 이루도록 하였다. 이를 통해 연료전지 조립체의 제작 공정에 편의를 도모하고 연료전지의 신뢰도를 높일 수 있다. In addition, the present invention changes the structure of the existing L-bending type fixing member to the C-bending type so that the fixing member forms an equilibrium of force without being subjected to a deforming force in any one direction. Accordingly, the manufacturing process of the fuel cell assembly can be facilitated and the reliability of the fuel cell can be enhanced.

도 1a는 종래 연료전지의 양극판을 도시한 도면.
도 1b는 도 1a의 양극판을 구비하는 종래 연료전지를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 패키지가 적용된 용융탄산염 연료전지를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 밀봉 영역의 분리 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재의 장착 개념도.
도 5는 도 4의 V-V 라인을 통해 셀 패키지를 들여다 본 단면도.
도 6은 본 발명의 고정부재의 구조적 특징을 설명하는 개념도.1A is a view showing a positive electrode plate of a conventional fuel cell.
1B is a view of a conventional fuel cell having the positive electrode plate of FIG. 1A;
2 is a perspective view illustrating a molten carbonate fuel cell to which a cell package according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a conceptual view illustrating the separation of a wet sealing region according to an embodiment of the present invention;
4 is a conceptual diagram showing the mounting of a fixing member according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the cell package taken along line VV of FIG. 4;
6 is a conceptual diagram illustrating structural features of a fixing member of the present invention;

이하, 본 발명에 관련된 셀 패키지 및 연료전지 조립체에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a cell package and a fuel cell assembly according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In addition, suffixes "parts" for constituent elements used in the following description are to be given or mixed in consideration only of ease of specification, and they do not have their own meaning or role.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 패키지가 적용된 용융탄산염 연료전지를 나타낸 사시도이다. 2 is a perspective view illustrating a molten carbonate fuel cell to which a cell package according to an embodiment of the present invention is applied.

도시된 바에 따르면, 용융탄산염 연료전지는 스택(10)과, 매니폴드(201)와 가스켓(202)과, 결합부(200)를 포함한다. As shown, a molten carbonate fuel cell includes a stack 10, a manifold 201 and a gasket 202, and a mating portion 200.

스택(10)은 서로 적층된 단위 셀(11)들로 구성된다. 각 셀(11)에는 연료극과 공기극이 구비된다. 매니폴드(201)에 구비된 연료유입구와 공기유입구를 통해서 연료극으로 연료가, 공기극으로 공기가 각각 공급된다. 매니폴드(201)는 가스가 지나는 내부 공간을 포함한다. The stack 10 is composed of stacked unit cells 11. Each cell (11) is provided with a fuel electrode and an air electrode. Fuel is supplied to the fuel electrode and air is supplied to the air electrode through the fuel inlet and the air inlet provided in the manifold 201, respectively. The manifold 201 includes an inner space through which the gas passes.

매니폴드(201)는 스택(10)을 덮도록 결합된다. 복수의 매니폴드(201)가 스택(10)의 둘레를 둘러싸도록 형성되어 가스가 외부로 누출되는 것을 방지한다. The manifold 201 is coupled to cover the stack 10. A plurality of manifolds (201) are formed to surround the periphery of the stack (10) to prevent gas from leaking to the outside.

가스켓(202)은 스택(10)과 매니폴드(201) 사이를 보다 견고히 밀폐시킨다. The gasket 202 more tightly seals between the stack 10 and the manifold 201.

결합부(200)는 스택(10)과 매니폴드(201) 사이에 배치되어 스택(10)에서 생산된 전기가 매니폴드(201)로 흐르지 못하게 함과 동시에 스택(10)과 매니폴드(201) 사이를 밀폐시켜 연료전지에 공급되는 가스가 외부로 누출되는 것을 방지한다. The engaging portion 200 is disposed between the stack 10 and the manifold 201 to prevent electricity generated in the stack 10 from flowing to the manifold 201, Thereby preventing the gas supplied to the fuel cell from leaking to the outside.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습식 밀봉 영역의 분리 개념도이다. 3 is a conceptual diagram illustrating the separation of the wet sealing region according to one embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 셀 패키지는 판부재(100)와, 아노드 전류 콜렉터(101), 캐소드 전류 콜렉터(102), 고정부재(110) 및 습식 밀봉 슬롯(103, wet seal slot) 등을 포함한다. 3, the cell package includes a plate member 100, an anode current collector 101, a cathode current collector 102, a fixing member 110, and a wet seal slot 103 do.

판부재(100)는 양 면에 전류 콜렉터가 안착되도록 형성되는 양극판 역할을 한다. 제1 면에는 아노드 전류 콜렉터(101,anode current collector)가 접하고, 제1 면과 반대 면인 제2 면에는 캐소드 전류 콜렉터(102, cathod current collector)가 접한다. The plate member 100 serves as a positive electrode plate on which current collectors are mounted on both surfaces. An anode current collector 101 is contacted to the first surface, and a cathode current collector 102 is contacted to the second surface, which is the opposite surface to the first surface.

판부재(100)의 양 측단에는 습식 밀봉 영역(wet seal)이 형성된다. Wet seals are formed on both side ends of the plate member 100.

고정부재(110)는 판부재(100)의 양 측단에 고정된다. 다시 말해, 고정부재(110)는 상기 습식 밀봉 영역을 덮도록 판부재(100)에 부착된다. The fixing member 110 is fixed to both side ends of the plate member 100. In other words, the fixing member 110 is attached to the plate member 100 so as to cover the wet sealing region.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 판부재(100)는 가로방향으로 연장되는 판 및 판의 일단부에서 수직으로 절곡되어 연장되는 절곡부(106)를 구비한다. 예를 들면, 판부재(100)의 일단은 L자 형태로 이루어질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the plate member 100 has a plate extending in the transverse direction and a bent portion 106 bent and extending vertically at one end of the plate. For example, one end of the plate member 100 may be L-shaped.

절곡부(106)는 고정부재(110)의 제1 연장부(112)와 접합될 수 있다. 즉, 절곡부(106)는 제1 연장부(112)와 평행을 이루도록 형성되어, 고정부재(110)와 판부재(100)의 접합면이 될 수 있다. The bent portion 106 may be joined to the first extended portion 112 of the fixing member 110. That is, the bent portion 106 may be formed to be parallel to the first extending portion 112, and may be a joining surface of the fixing member 110 and the plate member 100.

고정부재(110)와 판부재(100)의 접합 공정을 보다 용이하게 할 수 있도록 절곡부(106)의 외면 또는 제1 연장부(112)의 내면에는 납 재질의 돌기가 형성될 수 있다. 상기 돌기는 높은 열에 의하여 유동성을 갖도록 변한다. 즉, 제1 연장부(112)와 절곡부(106)를 대면하게 배치한 후 제1 연장부(112)의 외부에서 열을 가하면 제1 연장부(112)와 절곡부(106) 사이의 납 돌기가 녹아 고정부재(110)와 판부재(100) 사이를 납땜하는 효과를 기대할 수 있다. A protrusion made of a lead material may be formed on the outer surface of the bent portion 106 or on the inner surface of the first extended portion 112 to facilitate the process of joining the fixing member 110 and the plate member 100. [ The projections are changed to have fluidity by high heat. That is, when the first extension 112 and the bent portion 106 are disposed facing each other and then heat is applied from the outside of the first extension 112, the lead between the first extension 112 and the bend 106 The effect of soldering between the fixing member 110 and the plate member 100 by melting the projections can be expected.

고정부재(110)는 전류 콜렉터의 너비 방향으로 연장되는 센터 플레이트(110a)와, 상기 센터 플레이트(110a)의 일측단부에서 판부재(100)를 향하여 절곡되어 연장되는 제1 연장부(112) 및 센터 플레이트(110a)의 타측단부에서 절곡되어 연장되는 제2 연장부(111)를 포함한다. The fixing member 110 includes a center plate 110a extending in the width direction of the current collector, a first extension portion 112 bent and extended from one end of the center plate 110a toward the plate member 100, And a second extension portion 111 which is bent and extended at the other end of the center plate 110a.

또한, 고정부재(110)는 일단부에서 절곡되어 연장되고, 양측면이 상기 제1 연장부(112) 및 제2 연장부(111)에 각각 연결되는 습식 밀봉 플레이트(113)를 포함한다. The fixing member 110 also includes a wet sealing plate 113 that is bent at one end and extends to both sides of the first and second extensions 112 and 111, respectively.

습식 밀봉 플레이트(113)는 고정부재(110)의 코너부를 밴딩하여 용접함으로써, 종래 기술에서 필요했던 별도의 밀폐부재(도 1b의 105)를 제거할 수 있다. The wet sealing plate 113 can be removed by welding a corner portion of the fixing member 110 by bending to separate the sealing member 105 (see FIG.

센터 플레이트(110a)는 판부재(100)에 안착된 전류 콜렉터와 높낮이 차를 갖도록 형성될 수 있다. The center plate 110a may be formed to have a height difference from the current collector placed on the plate member 100. [

전류 콜렉터의 상면에는 절연체 매트릭스(120)가 접하도록 배치될 수 있다. 즉, 절연체 매트릭스(120)는 센터 플레이트(110a)와 동일한 높이를 갖도록 전류 콜렉터의 위에 놓인다. 이 때, 절연체 매트릭스(120)의 양 측에는 전류 콜렉터와 높낮이 차를 갖는 센터 플레이트(110a)가 배치되어 매트릭스(120)가 안착되는 공간을 형성한다. The insulator matrix 120 may be disposed on the upper surface of the current collector. That is, the insulator matrix 120 overlies the current collector with the same height as the center plate 110a. At this time, a center plate 110a having a current collector and a height difference is disposed on both sides of the insulator matrix 120 to form a space in which the matrix 120 is seated.

습식 밀봉 영역에는 습식 밀봉 슬롯(103)이 배치된다. A wet seal slot 103 is disposed in the wet seal area.

습식 밀봉 슬롯(103)은 복수개의 셀 패키지가 적층되어 고정부재(110)가 압력을 받을 때 높이 방향으로 고정부재(110)를 지탱하여 연료전지가 붕괴되는 것을 방지한다. The wet seal slot 103 prevents the fuel cell from collapsing by supporting the fixing member 110 in the height direction when the plurality of cell packages are stacked and the fixing member 110 is pressed.

습식 밀봉 슬롯(103)은 전류 콜렉터의 길이 방향으로 길이가 연장되고 연속되는 굴곡을 포함한다. 예를 들면, 습식 밀봉 슬롯(103)은 도시된 것처럼 위아래로 산과 골을 갖도록 굽어서 높이 방향으로 탄성을 가질 수 있다. The wet sealing slot 103 includes a lengthwise and continuous bend in the longitudinal direction of the current collector. For example, the wet seal slot 103 may be resilient in the elevation direction by bending it so as to have mountains and valleys up and down as shown.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부재(110)의 장착 개념도이고, 도 5는 도 4의 V-V 라인을 통해 셀 패키지를 들여다 본 단면도이다. FIG. 4 is a conceptual view of mounting the fixing member 110 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the cell package taken along line V-V of FIG.

도시된 바에 따르면, 습식 밀봉 플레이트(113)는 제2 연장부(111) 보다 길게 형성된다. 즉, 습식 밀봉 플레이트(113)는 고정부재(110)가 판배재에 결합될 때 판부재(100)의 판을 완전히 덮도록 형성되어 습식 밀봉 영역이 길이 방향으로 밀봉 상태를 유지할 수 있게 한다. As shown, the wet sealing plate 113 is formed longer than the second extending portion 111. That is, the wet sealing plate 113 is formed so as to completely cover the plate of the plate member 100 when the fixing member 110 is engaged with the plate discharger, so that the wet sealing area can maintain a sealed state in the longitudinal direction.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 상기 습식 밀봉 플레이트(113)와 접하는 판부재(100)의 일단부에는 습식 밀봉 플레이트(113)에 대응되도록 홈이 형성될 수 있다. 습식 밀봉 플레이트(113)는 도 4에 도시된 것과 같이 화살표 방향으로 절곡될 수 있으며 이 때 습식 밀봉 플레이트(113)의 일단부는 판부재(100)에 형성된 홈에 맞물린다. 이를 통해 습식 밀봉 영역을 보다 효율적으로 밀봉할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, one end of the plate member 100 in contact with the wet sealing plate 113 may be formed with a groove corresponding to the wet sealing plate 113. The wet sealing plate 113 can be bent in the direction of the arrow as shown in Fig. 4, at this time, one end of the wet sealing plate 113 is engaged with the groove formed in the plate member 100. Fig. This makes it possible to seal the wet sealing area more efficiently.

도 5를 참조하면, 고정부재(110)는 전류 콜렉터의 너비 방향으로 연장되는 센터 플레이트(110a)와, 상기 센터 플레이트(110a)의 일측단부에서 판부재(100)를 향하여 절곡되어 연장되는 제1 연장부(112) 및 센터 플레이트(110a)의 타측단부에서 절곡되어 연장되는 제2 연장부(111)를 포함한다. 5, the fixing member 110 includes a center plate 110a extending in the width direction of the current collector, and a second plate 110a extending from one end of the center plate 110a to the plate member 100, And a second extension portion 111 which is bent and extended at the other end of the center plate 110a.

제2 연장부(111)는 센터 플레이트(110a)의 일측단부에서 곡률을 갖도록 휘어진다. 즉, 도시된 바와 같이 절연체 매트릭스(120)는 제2 연장부(111)와 인접하여 배치되며, 절연체 매트릭스(120)와 닿는 모서리에 곡면이 형성되므로 매트릭스(120)의 일단이 날카로운 모서리에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다. The second extension portion 111 is bent to have a curvature at one end of the center plate 110a. That is, as shown in the drawing, the insulator matrix 120 is disposed adjacent to the second extension portion 111 and has a curved surface at an edge contacting the insulator matrix 120, so that one end of the matrix 120 is damaged Can be prevented.

도 6은 본 발명의 고정부재(110)의 구조적 특징을 설명하는 개념도이다. 6 is a conceptual diagram illustrating structural features of the fixing member 110 of the present invention.

고정부재(110)는 습식 밀봉 영역을 덮으며, 적층되는 셀의 무게를 지탱한다. The fixing member 110 covers the wet sealing area and supports the weight of the cell to be stacked.

도 6을 참조하면, 고정부재(110)는 위쪽에 적층되는 다른 셀에 의하여 힘(F)을 받는다. 현장에서 사용되는 연료전지의 크기는 수 m에 달하기 때문에 힘(F)이 가해질 경우 고정부재(110)는 반월 형태로 변형될 수 있다. 다시 말해, 고정부재(110)의 중심부가 y축방향으로 변형력을 받게 되며 이는 연료전지의 내구성에 영향을 미친다. Referring to FIG. 6, the fixing member 110 receives a force F by another cell stacked on the upper side. Since the size of the fuel cell used in the field reaches several meters, when the force F is applied, the fixing member 110 can be transformed into a half-moon shape. In other words, the center portion of the fixing member 110 receives the deformation force in the y-axis direction, which affects the durability of the fuel cell.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 연장부(112)와 제2 연장부(111)가 센터 플레이트(110a)의 양측면에 형성되므로 고정부재(110)에 하중(F)이 가해지더라도 힘이 분산된다(FA ,FB). According to an embodiment of the present invention, since the first extension portion 112 and the second extension portion 111 are formed on both sides of the center plate 110a, even if the load F is applied to the fixing member 110, (F A , F B ).

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 셀 패키지 및 연료전지 조립체는, 매트릭스(120)와 맞닿는 부분이 곡률을 갖도록 휘어지는 고정부재(110)를 포함하여 운전 중 매트릭스(120)가 받는 변형력을 줄일 수 있다. 이를 통해 매트릭스(120)가 파손되는 것을 방지하여 연료전지의 내구성을 높인다. The cell package and the fuel cell assembly according to at least one embodiment of the present invention configured as described above include a fixing member 110 which is bent so that a portion abutting the matrix 120 has a curvature so that the matrix 120 The receiving force can be reduced. Thereby preventing the matrix 120 from being broken, thereby enhancing the durability of the fuel cell.

또한, 본 발명은 기존의 L-bending형 고정부재(110)의 구조를 C-bending형으로 변경하여 고정부재(110)가 어느 일 방향으로 변형력을 받지 않고 힘의 평형을 이루도록 하였다. 이를 통해 연료전지 조립체의 제작 공정에 편의를 도모하고 연료전지의 신뢰도를 높일 수 있다. In addition, according to the present invention, the structure of the conventional L-bending type fixing member 110 is changed to the C-bending type so that the fixing member 110 forms an equilibrium of force without receiving a deforming force in any one direction. Accordingly, the manufacturing process of the fuel cell assembly can be facilitated and the reliability of the fuel cell can be enhanced.

이상에서 설명한 셀 패키지 및 연료전지 조립체는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described cell package and fuel cell assembly are not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but the embodiments may be configured such that all or some of the embodiments are selectively combined so that various modifications can be made. have.

Claims (15)

판부재;
상기 판부재의 일면에 안착되는 전류 콜렉터;
상기 전류 콜렉터의 양 측에 형성되는 습식 밀봉 영역; 및
상기 습식 밀봉 영역을 덮고 상기 판부재에 고정되도록 형성되는 고정부재를 포함하며,
상기 고정부재는,
상기 전류 콜렉터의 너비 방향으로 연장되고 상기 전류 콜렉터와 높낮이 차를 갖도록 배치되는 센터 플레이트;
상기 센터 플레이트의 일측단부에서 상기 판부재를 향하여 절곡되어 연장되는 제1 연장부; 및
상기 센터 플레이트의 타측단부에서 절곡되어 연장되는 제2 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 셀 패키지.Plate member;
A current collector placed on one surface of the plate member;
A wet sealing region formed on both sides of the current collector; And
And a fixing member covering the wet sealing area and being formed to be fixed to the plate member,
Wherein:
A center plate extending in the width direction of the current collector and arranged to have a height difference with the current collector;
A first extending portion bent and extending from one end of the center plate toward the plate member; And
And a second extending portion bent and extending at the other end of the center plate. 제1항에 있어서,
상기 습식 밀봉 영역에는,
상기 전류 콜렉터의 길이 방향으로 연장되고, 연속되는 굴곡을 갖는 습식 밀봉 슬롯이 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 셀 패키지.The method according to claim 1,
In the wet sealing region,
And a wet sealing slot extending in the longitudinal direction of the current collector and having a continuous curvature is disposed. 제1항에 있어서,
상기 제2 연장부는,
상기 타측단부에서 곡률을 갖도록 휘어서 연장되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 셀 패키지.The method according to claim 1,
The second extending portion
And the other end portion is bent so as to have a curvature at the other end portion. 제3항에 있어서,
상기 전류 콜렉터의 일면에 안착되는 절연체 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 셀 패키지.The method of claim 3,
Further comprising an insulator matrix that is seated on one surface of the current collector. 제1항에 있어서,
상기 판부재는,
일단부에 상기 제1 연장부와 나란하게 연장되는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 셀 패키지.The method according to claim 1,
Wherein the plate member comprises:
And a bent portion extending in parallel with the first extending portion at one end thereof. 제1항에 있어서,
상기 고정부재는,
상기 센터 플레이트의 일단부에서 절곡되어 연장되고, 양측면이 상기 제1 및 제2 연장부에 각각 연결되는 습식 밀봉 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 셀 패키지. The method according to claim 1,
Wherein:
Further comprising a wet sealing plate which is bent and extended at one end of the center plate and whose both sides are connected to the first and second extensions, respectively. 셀 패키지들이 적층되어 형성되는 셀 스택; 및
상기 셀 스택을 덮고, 가스가 지나는 내부 공간을 구비하는 매너폴드를 포함하며,
상기 셀 패키지들은,
양 단에 고정되어 하중을 지탱하도록 형성되고, 센터 플레이트 및 상기 센터 플레이트의 네 모서리에서 절곡되어 형성되는 돌출벽들을 구비하는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.A cell stack formed by stacking cell packages; And
A manifold covering the cell stack and having an interior space through which the gas passes,
The cell packages,
And a fixing member which is fixed to both ends and is configured to bear the load, and has a center plate and protruding walls formed by bending at four corners of the center plate. 제7항에 있어서,
상기 셀 패키지들은,
판부재;
상기 판부재의 일면에 안착되는 전류 콜렉터; 및
상기 전류 콜렉터의 양 측에 형성되는 습식 밀봉 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.8. The method of claim 7,
The cell packages,
Plate member;
A current collector placed on one surface of the plate member; And
And a wet sealing region formed on both sides of the current collector. 제8항에 있어서,
상기 돌출벽들 중 적어도 하나의 돌출벽은 상기 센터 플레이트의 일단부에서 곡률을 갖도록 휘어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.9. The method of claim 8,
And at least one protruding wall of the protruding walls is formed to be curved so as to have a curvature at one end of the center plate. 제9항에 있어서,
상기 전류 콜렉터의 일면에 안착되는 절연체 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.10. The method of claim 9,
Further comprising an insulator matrix that is seated on one surface of the current collector. 제10항에 있어서,
상기 절연체 매트릭스의 단부가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 상기 적어도 하나의 돌출벽은 상기 전류 콜렉터에 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.11. The method of claim 10,
Wherein the at least one protruding wall is disposed adjacent to the current collector so as to prevent the end of the insulator matrix from being broken. 제8항에 있어서,
상기 습식 밀봉 영역에는,
상기 전류 콜렉터의 길이 방향으로 연장되는 습식 밀봉 슬롯이 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.9. The method of claim 8,
In the wet sealing region,
And a wet sealing slot extending in the longitudinal direction of the current collector is disposed. 제12항에 있어서,
상기 습식 밀봉 슬롯은,
상하로 산과 골을 갖도록 굽어서 셀스택의 두께 방향으로 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체. 13. The method of claim 12,
The wet seal slot
And has an elasticity in the thickness direction of the cell stack while bending the cell stack up and down. 제8항에 있어서,
상기 판부재는,
일단부에 셀스택의 두께 방향으로 연장되는 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.9. The method of claim 8,
Wherein the plate member comprises:
And a bent portion extending in a thickness direction of the cell stack at one end thereof. 제14항에 있어서,
상기 판부재의 일측에는 고정부재의 돌출벽과 맞물리는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 조립체.15. The method of claim 14,
Wherein a groove is formed at one side of the plate member to engage with the projecting wall of the fixing member.
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