DE102010041604A1 - Component for a component for guiding operating media in a cell stack, method for producing a cell stack and cell stacks - Google Patents

Component for a component for guiding operating media in a cell stack, method for producing a cell stack and cell stacks Download PDF

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Abstract

Bei einem Bauteil (9) für eine Komponente (1) zur einer Stapelrichtung (S) aufeinandergestapelter Zellen (14, 14') einer elektrochemischen Batterie, wobei das Bauteil (9) bzw. die Komponente (1) eine erste Seite (16) mit einer Oberflächenstruktur zur Zufuhr und Abfuhr eines Betriebsmediums zu bzw. von einer ersten Zelle (14) des Stapels (2) und eine zweite Seite (17) mit einer Oberflächenstruktur zur Zufuhr und Abfuhr eines Betriebsmediums zu bzwfweist, ist erfindungsgemäß – das Bauteil (9) um eine erste senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) verlaufende Achse (S1) drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet ist, – das Bauteil (9) um eine zweite senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) und senkrecht zu der ersten Achse (S1) verlaufende zweite Achse (S2) drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet ist, – die erste Seite (16) und die zweite Seite (17) jeweils in sich um eine in der Stapelrichtung (S) verlaufenden Achse (S*) drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet sind.In a component (9) for a component (1) for a stacking direction (S) of stacked cells (14, 14 ') of an electrochemical battery, the component (9) or component (1) having a first side (16) a surface structure for supplying and removing an operating medium to or from a first cell (14) of the stack (2) and a second side (17) with a surface structure for supplying and removing an operating medium, according to the invention - the component (9) about a first axis (S1) running perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack (2) is designed rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 °, ) and the second axis (S2) running perpendicular to the first axis (S1) is designed to be rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 °, - the first side (16) and the second side (17) each around one in the stacking direction (S. ) running axis (S *) dr are designed ehsymmetrically with respect to an angle of 180 °.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Komponente zur Führung von Betriebsmedien in einem Zellstapel einer elektrochemischen Batterie gemäß Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Zellstapels gemäß Patentanspruch 13 und einen Stapel derartiger Zellen gemäß Patentanspruch 15. Bei den Zellen handelt es sich vorzugsweise um Brennstoffzellen, Befeuchtungszellen zur Befeuchtung von Betriebsgasen von Brennstoffzellen oder um Elektrolysezellen.The invention relates to a component for a component for conducting operating media in a cell stack of an electrochemical battery according to claim 1. The invention further relates to a method for producing such a cell stack according to claim 13 and a stack of such cells according to claim 15. The cells are preferably fuel cells, humidification cells for humidifying operating gases of fuel cells or electrolysis cells.

Die WO 02/063706 A1 offenbart einen Stapel in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelter Brennstoffzellen, bei denen die Elektroden benachbarter Brennstoffzellen über eine als Verbundleiterplatte bezeichnete Komponente in elektrischer Verbindung stehen. Die Verbundleiterplatten haben daneben auch die Aufgabe, die Gasräume der beiden benachbarten Brennstoffzellen voneinander zu trennen. Außerdem sind sie von Wasser durchströmbar, mit dem die angrenzenden Gasräume gekühlt oder geheizt werden können. Derartige Bauteile werden häufig auch als Bipolarplatten, Separatoren oder Strömungsfeldplatten (flow field plates) bezeichnet. Sie weisen – wie beispielsweise in der EP 591800 B1 offenbart – eine Oberflächenstruktur zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien quer zu der Stapelrichtung des Zellstapels zu bzw. von den Elektroden der Brennstoffzellen auf. Die Komponente kann beispielsweise durch zwei Bleche gebildet sein, die zwischen sich einen Hohlraum für die Durchfuhr von Kühl- oder Heizwasser ausbilden und in die auf ihren den Elektroden zugewandten Seiten durch eine Prägung eine Oberflächenstruktur eingebracht ist.The WO 02/063706 A1 discloses a stack in a stacking direction of stacked fuel cells in which the electrodes of adjacent fuel cells are in electrical communication via a component called a composite printed circuit board. The composite circuit boards also have the task to separate the gas spaces of the two adjacent fuel cells from each other. In addition, they can be traversed by water, with which the adjacent gas chambers can be cooled or heated. Such components are often referred to as bipolar plates, separators or flow field plates. They point - as in the EP 591800 B1 discloses a surface structure for supplying and discharging operating media transversely to the stacking direction of the cell stack to and from the electrodes of the fuel cells. The component may for example be formed by two sheets which form a cavity between them for the passage of cooling or heating water and in which on their sides facing the electrodes by embossing a surface structure is introduced.

Üblicherweise weisen derartige Komponenten einen inneren Bereich, in dem sich die Oberflächenstruktur befindet, und einen äußeren Bereich, der Kanäle zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien in der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels aufweist, auf. Die Komponenten können dabei – wie in der WO 02/063706 A1 gezeigt – in ihrem äußeren Bereich in rahmenförmige Dichtungen eingebettet sein, an denen sich benachbarte Bauteile berühren und die rahmenförmig auch jeweils eine Elektrolyt-Elektroden-Einheit einbetten.Usually, such components include an inner region in which the surface structure is located, and an outer region having channels for supplying and discharging operating media in the stacking direction of the fuel cell stack. The components can - as in the WO 02/063706 A1 shown - be embedded in its outer region in frame-shaped seals in which touching adjacent components and the frame-shaped also embed each an electrolyte-electrode unit.

Aus der WO 03/030287 A2 und der WO 03/030288 A2 ist es zudem bekannt, ähnliche Komponenten in einem Stapel von Befeuchtungszellen, die zur Befeuchtung von Betriebsgasen von Brennstoffzellen dienen, zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien zu bzw. von den Befeuchtungszellen sowie als Heizeinrichtung für die Befeuchtungszellen zu verwenden.From the WO 03/030287 A2 and the WO 03/030288 A2 It is also known to use similar components in a stack of humidification cells used for humidifying operating gases of fuel cells, for supplying and discharging operating media to and from the humidifying cells, and as heating means for the humidifying cells.

Bei der Herstellung dieser medienführenden Komponenten kann es aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Fertigungsungenauigkeiten, die z. B. durch Abnutzung der Fertigungswerkzeuge entstehen können, zu Unterschieden in den Dicken sich gegenüberliegender Ränder oder Ecken der Komponenten in Stapelrichtung kommen. Stapelt man nun diese Komponenten aufeinander, so tragen die dickeren Seiten auf und der Stapel neigt sich zur Seite der geringeren Komponentendicken hin. Dieser Effekt, der auch als „Keileffekt” bezeichnet wird, kann nur durch sehr enge Fertigungstoleranzen beherrscht werden. Die engen Fertigungstoleranzen müssen jedoch mit einem entsprechend hohen Aufwand bei der Fertigung der Komponenten und bei der Wartung und Pflege der hierzu verwendeten Werkzeuge erkauft werden. Zudem kann hierdurch die Neigungstendenz zwar abgemildert, aber jedoch nicht vollständig unterbunden werden. Diese Probleme bestehen nicht nur bei Brennstoffzellen, sondern kommen gleichermaßen auch bei Elektrolysezellen oder Befeuchtungszellen zum Tragen.In the production of these media-carrying components, it may be due to manufacturing tolerances or manufacturing inaccuracies, the z. B. may occur due to wear of the production tools, come to differences in the thicknesses of opposite edges or corners of the components in the stacking direction. If these components are stacked on top of one another, the thicker sides will bear on and the stack will lean towards the side of the smaller component thicknesses. This effect, which is also referred to as a "wedge effect" can only be controlled by very tight manufacturing tolerances. However, the tight manufacturing tolerances must be bought with a correspondingly high cost in the manufacture of the components and in the maintenance and care of the tools used for this purpose. In addition, this can be the tendency to tendency mitigated, but not completely prevented. These problems do not only exist with fuel cells, but equally apply to electrolysis cells or humidification cells.

Ausgehend hiervon ist es deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, mit geringem Herstellungsaufwand eine Neigung des Zellstapels (d. h. den so genannte „Keileffekt”) zu vermeiden.Proceeding from this, it is therefore an object of the present invention to avoid a tendency of the cell stack (that is to say the so-called "wedge effect") with a low production outlay.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Bauteil für eine Komponente zur Medienführung gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Bauteils sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 12. Ein Verfahren zur Herstellung eines Zellstapels unter Verwendung von aus derartigen Bauteilen hergestellten Komponenten ist Gegenstand des Anspruchs 13 und ein Zellstapel mit aus derartigen Bauteilen hergestellten Komponenten ist Gegenstand des Anspruchs 15.The solution of this object is achieved with a component for a component for media management according to claim 1. Advantageous embodiments of the component are the subject of claims 2 to 12. A method for producing a cell stack using components produced from such components is the subject of claim 13 and a Cell stack with components produced from such components is the subject of claim 15.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine Keilbildung unterbunden werden kann, indem in einem Zellstapel gezielt ein Dickenausgleich zwischen den Komponenten in Stapelrichtung des Zellstapels erfolgt. Hierzu könnten zum einen entsprechend viele unterschiedliche Komponenten mit jeweils unterschiedlichen Dicken in Stapelrichtung hergestellt und aufeinandergestapelt werden, was jedoch zu einem unerwünscht hohen Herstellungsaufwand für die Komponenten führt. Der Herstellungsaufwand kann jedoch klein gehalten werden, wenn die Komponenten auf Basis an sich baugleicher Bauteile gebildet bzw. hergestellt werden, deren konstruktive Ausgestaltung eine Anordnung der Komponenten mit unterschiedlicher Ausrichtung und somit unterschiedlicher Anordnung der Dickenunterschiede quer zur Stapelrichtung zulässt.The invention is based on the consideration that a wedge formation can be prevented by a targeted thickness compensation between the components in the stacking direction of the cell stack in a cell stack. For this purpose, on the one hand correspondingly many different components, each with different thicknesses in the stacking direction, could be produced and stacked on top of each other, which, however, leads to an undesirably high manufacturing outlay for the components. However, the production cost can be kept small if the components are formed or manufactured on the basis of components of identical construction whose structural design allows an arrangement of the components with different orientation and thus different arrangement of the thickness differences transversely to the stacking direction.

Dies ist möglich, wenn die Bauteile die erfindungsgemäßen symmetrischen Eigenschaften aufweisen. Der Ausgleich von Dickenunterschieden kann dann ganz einfach dadurch erfolgen, dass bei der Bildung des Zellstapels eine oder mehrere der aus diesen Bauteilen gebildeten Komponenten im Vergleich zu einer anderen Komponente um die erste senkrecht zur Stapelrichtung des Zellstapels verlaufenden Achse um einen Winkel von 180° gedreht und/oder um die zweite senkrecht zur Stapelrichtung des Zellstapels und senkrecht zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse um einen Winkel von 180° gedreht und/oder die erste Seite und die zweite Seite um eine in der Stapelrichtung verlaufenden Achse um einen Winkel von 180° gedreht in den Stapel eingebaut werden. Hierdurch ist es möglich, in einem Stapel sowohl Dickenunterschiede im Bereich einer gesamten Kante bzw. Seite als auch nur in einer Ecke des Bauteils auszugleichen. Auch lassen sich Keilbildungen aufgrund von Dickenunterschieden anderer Zellkomponenten, wie z. B. von Membran-Elektroden-Einheiten, ausgleichen.This is possible if the components have the symmetrical properties according to the invention. The compensation of thickness differences can then be done simply by the fact that in the formation of the cell stack one or more of these components formed components compared to another component about the first perpendicular to the stacking direction of the cell stack axis rotated by an angle of 180 ° and / or around the second perpendicular to the stacking direction of the cell stack and perpendicular to the first axis extending second axis rotated by an angle of 180 ° and / or the first side and the second side to an axis extending in the stacking direction rotated by an angle of 180 ° in the stack become. This makes it possible to compensate for differences in thickness in the area of an entire edge or side as well as in only one corner of the component in a stack. Also, wedge formation due to thickness differences of other cell components, such as. B. membrane electrode units, compensate.

Durch die erfindungsgemäße Bauteilgeometrie können die medienführenden Komponenten eines Stapels aus identischen Bauteilen hergestellt werden, wodurch die Herstellung einfach und kostengünstig ist. Falls notwendig, kann auf Basis dieser an sich baugleichen Bauteile in einem letzten Schritt bei der Bildung bzw. Herstellung der Komponenten kurz vor deren Einbau in den Zellstapel noch eine Individualisierung des Bauteils erfolgen, z. B. durch eine von der Anordnung des Bauteils bzw. der Komponente in Längsrichtung des Zellstapels abhängige Zuordnung und Bereitstellung von Kanälen für die Betriebsmedien oder den Einbau von Elektroden (Kathode, Anode), Membranen und/oder Gasdiffusionsschichten in den Bauteilen bzw. Komponenten.Due to the component geometry according to the invention, the media-carrying components of a stack of identical components can be produced, whereby the production is simple and inexpensive. If necessary, on the basis of these components which are identical per se, in a final step in the formation or production of the components shortly before their installation in the cell stack, an individualization of the component can take place, for example. B. by a dependent of the arrangement of the component or the component in the longitudinal direction of the cell stack allocation and provision of channels for the operating media or the installation of electrodes (cathode, anode), membranes and / or gas diffusion layers in the components or components.

Die durch die Erfindung bewirkten Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die erste und die zweite Seite jeweils einen äußeren Bereich und einen inneren Bereich aufweisen, wobei sich die Oberflächenstruktur in dem inneren Bereich befindet und wobei sich die Bauteile bzw. Komponenten bei der Aufeinanderstapelung in dem Zellstapel in dem Außenbereich berühren. In diesem Fall führen Dickenunterschiede in den Rändern der Komponenten besonders stark zu einer Keilbildung des Zellstapels.The advantages afforded by the invention come into play particularly when the first and the second side each have an outer region and an inner region, wherein the surface structure is in the inner region and wherein the components or components in the stacking in Touch the cell stack in the outdoor area. In this case, differences in thickness in the edges of the components lead particularly strongly to a wedge formation of the cell stack.

In einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung umfasst die Oberflächenstruktur in die Oberfläche des Bauteils eingebrachte Prägungen.In a structurally simple embodiment, the surface structure comprises embossings introduced into the surface of the component.

Die Oberflächenstruktur kann dabei eine Struktur zur Verteilung des Betriebsmediums über die Fläche der ersten Seite bzw. der zweiten Seite und/oder eine Sammelstruktur zur Sammlung des Betriebsmediums von der Fläche der ersten Seite bzw. der zweiten Seite umfassen.The surface structure may comprise a structure for distributing the operating medium over the surface of the first side or the second side and / or a collecting structure for collecting the operating medium from the surface of the first side or the second side.

Die Oberflächenstruktur umfasst bevorzugt senkrecht zur Stapelrichtung verlaufende Kanäle zur Zufuhr des Betriebsmediums zu der Verteilerstruktur bzw. zur Abfuhr des Betriebsmediums von der Sammelstruktur.The surface structure preferably comprises channels extending perpendicularly to the stacking direction for supplying the operating medium to the distributor structure or for removing the operating medium from the collecting structure.

Der äußere Bereich weist von Vorteil in der Stapelrichtung verlaufende Kanäle zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien entlang des Zellstapels auf.The outer region advantageously has channels running in the stacking direction for the supply and removal of operating media along the cell stack.

Zur Abdichtung des inneren Bereichs gegenüber der Umgebung der Zelle kann das Bauteil in dem äußeren Bereich eine Dichtung aufweisen.To seal the inner region from the environment of the cell, the component may have a seal in the outer region.

Die Dichtung kann dabei auch zur Abdichtung der Kanäle gegeneinander sowie zur Abdichtung der Kanäle gegenüber dem inneren Bereich und gegenüber der Umgebung der elektrochemischen Zelle dienen.The seal can also serve to seal the channels against each other and to seal the channels with respect to the inner region and the environment of the electrochemical cell.

Um einen Stromfluss zwischen zwei benachbarten Zellen über deren äußeren Bereich zu verhindern, ist die Dichtung vorzugsweise elektrisch isolierend.In order to prevent a flow of current between two adjacent cells over their outer region, the seal is preferably electrically insulating.

Gemäß eine konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung ist das Bauteil in der Stapelrichtung gesehen rechteckförmig oder quadratisch gestaltet.According to a structurally particularly simple embodiment, the component is designed in the stacking direction rectangular or square.

Bei den Zellen handelt es sich vorzugsweise um Brennstoffzellen, Befeuchtungszellen zur Befeuchtung von Betriebsgasen von Brennstoffzellen oder um Elektrolysezellen.The cells are preferably fuel cells, humidification cells for humidifying operating gases of fuel cells or electrolysis cells.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dient die medienführende Komponente zur elektrischen Verbindung einer Elektrode einer ersten elektrochemischen Zelle mit einer Elektrode einer zweiten elektrochemischen Zelle in einem Stapel in einer Stapelrichtung aufeinandergestapelter elektrochemischer Zellen.According to a particularly advantageous embodiment, the media-carrying component is used for electrically connecting an electrode of a first electrochemical cell to an electrode of a second electrochemical cell in a stack in a stacking direction of stacked electrochemical cells.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Zellstapels, bei dem abwechselnd aus vorstehend erläuterten Bauteilen hergestellte Komponenten und andere Zellbauteile, insbesondere Elektrolyt-Elektrodeneinheiten oder wasserdurchlässige Membrane, aufeinandergestapelt werden, wird zur Verhinderung einer Keilbildung in dem Zellstapel zumindest eine der Komponenten im Vergleich zu einer anderen der Komponenten um die erste senkrecht zur Stapelrichtung des Zellstapels verlaufende Achse um einen Winkel von 180° gedreht und/oder um die zweite senkrecht zur Stapelrichtung des Zellstapels und senkrecht zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse um einen Winkels von 180° gedreht und/oder die erste Seite und die zweite Seite um eine in der Stapelrichtung verlaufenden Achse um einen Winkel von 180° gedreht in den Stapel eingebaut.In a method according to the invention for producing a cell stack in which components and other cell components, in particular electrolyte electrode units or water-permeable membranes, are stacked alternately from components described above, at least one of the components is prevented from forming wedges in the cell stack in comparison to another the components about the first perpendicular to the stacking direction of the cell stack axis rotated by an angle of 180 ° and / or about the second perpendicular to the stacking direction of the cell stack and perpendicular to the first axis extending second axis rotated by an angle of 180 ° and / or the first side and the second side mounted around an axis extending in the stacking direction rotated by an angle of 180 ° in the stack.

Die Bauteile können dabei vor dem Aufeinanderstapeln auch noch individualisiert werden. The components can also be individualized before stacking.

Bei einem erfindungsgemäßen Zellstapel, bei dem aus vorstehend erläuterten Bauteilen hergestellte Komponenten und andere Zellbauteile, insbesondere Elektrolyt-Elektrodeneinheiten oder wasserdurchlässige Membrane, abwechselnd aufeinandergestapelt sind, ist zur Verhinderung einer Keilbildung in dem Zellstapel zumindest eine der Komponenten im Vergleich zu einer anderen der Komponenten um die erste senkrecht zur Stapelrichtung des Zellstapels verlaufende Achse um einen Winkel von 180° gedreht und/oder um die zweite senkrecht zur Stapelrichtung des Zellstapels und senkrecht zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse um einen Winkel von 180° gedreht und/oder die erste Seite und die zweite Seite um eine in der Stapelrichtung verlaufenden Achse um einen Winkel von 180° gedreht in dem Stapel eingebaut.In a cell stack according to the invention, in which components and other cell components, in particular electrolyte electrode units or water-permeable membrane, are alternately stacked on one another, at least one of the components is in order to prevent wedge formation in the cell stack compared to another of the components first perpendicular to the stacking direction of the cell stack extending axis rotated by an angle of 180 ° and / or about the second perpendicular to the stacking direction of the cell stack and perpendicular to the first axis extending second axis rotated by an angle of 180 ° and / or the first side and the second side about an axis extending in the stacking direction rotated by an angle of 180 ° in the stack.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren näher erläutert. Darin zeigen:The invention and further advantageous embodiments of the invention according to features of the subclaims are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments in the figures. Show:

1 eine Komponente zur Medienführung mit einem Dicken-unterschied in den Seitenrändern, 1 a media guide component having a thickness difference in the side edges,

2 eine Keilbildung bei einer Aufeinanderstapelung mehrerer Komponenten gemäß 1, 2 a wedge formation in a stacking of several components according to 1 .

3 eine Draufsicht auf die Vorderseite eines erfindungsgemäßen Bauteils, 3 a top view of the front of a component according to the invention,

4 eine Draufsicht auf die Rückseite des Bauteils von 3, 4 a plan view of the back of the component of 3 .

5 eine Seitenansicht eines aufgeschnittenen Zellstapels, 5 a side view of a cut-open cell stack,

6 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Zellstapels gemäß 5, 6 a simplified perspective view of a cell stack according to 5 .

7 und 8 Draufsichten auf die Vorderseite zweier Bauteile mit einem Dickenunterschied an einer Bauteilseite und 7 and 8th Top views of the front of two components with a difference in thickness on a component side and

9 bis 12 Draufsichten auf die Vorderseite mehrere Bauteile mit einem Dickenunterschied an einer Bauteilecke. 9 to 12 Top views of the front of several components with a thickness difference at a component corner.

Die 1 zeigt in vereinfachter Darstellung eine perspektivische Seitenansicht einer Komponente 1 zur Führung von Betriebsmedien in einem Stapel in einer Stapelrichtung S aufeinandergestapelter Zellen einer elektrochemischen Batterie. Bei den Zellen kann es sich beispielsweise um Brennstoffzellen, Befeuchtungszellen oder um Elektrolysezellen handeln. Die Komponente 1 dient dabei zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien quer zu der Stapelrichtung des Zellstapels zu bzw. von den Zellen des Zellstapels. Im Fall von elektrochemischen Zellen (z. B. Brennstoffzellen oder Elektrolysezellen) dient die Komponente 1 auch zur elektrischen Verbindung von Elektroden zweier benachbarter elektrochemischer Zellen.The 1 shows in simplified representation a perspective side view of a component 1 for guiding operating media in a stack in a stacking direction S stacked cells of an electrochemical battery. The cells may be, for example, fuel cells, humidification cells or electrolysis cells. The component 1 serves for the supply and removal of operating media transverse to the stacking direction of the cell stack to or from the cells of the cell stack. In the case of electrochemical cells (eg fuel cells or electrolysis cells) the component serves 1 also for the electrical connection of electrodes of two adjacent electrochemical cells.

Die medienführende Komponente 1 weist in der Stapelrichtung S an zwei gegenüberliegenden Seitenrändern die Dicken D1 und D2 auf, wobei D2 größer als D1 ist.The media-leading component 1 has in the stacking direction S on two opposite side edges on the thicknesses D1 and D2, wherein D2 is greater than D1.

Werden – wie in 2 gezeigt – mehrerer derartiger Komponenten 1 in der Stapelrichtung S aufeinandergestapelt, so kommt es aufgrund der Dickenunterschiede in den Seitenrändern zu einer Neigung des Stapels in Richtung zu den Seitenrändern mit der geringeren Dicke D1 und somit zu dem so genannten „Keileffekt”.Become - as in 2 shown - several such components 1 stacked in the stacking direction S, so there is a tendency of the stack in the direction of the side edges with the smaller thickness D1 and thus to the so-called "wedge effect" due to the differences in thickness in the side edges.

Zur Vermeidung dieses Keileffektes bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten werden für die Bildung des Zellstapels Komponenten 1 verwendet, die aus baugleichen Bauteilen gebildet bzw. hergestellt sind, die um eine erste senkrecht zur Stapelrichtung S des Zellstapels verlaufende Achse S1 drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet sind, die um eine zweite senkrecht zur Stapelrichtung S des Zellstapels und senkrecht zu der ersten Achse verlaufende zweite Achse S2 drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet sind und bei denen die Vorderseite und die Rückseite jeweils in sich um eine in der Stapelrichtung S verlaufende Achse S* drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet sind (siehe auch 1).To avoid this wedge effect at the same time low production costs are components for the formation of the cell stack 1 used, which are formed or made of identical components, which are designed around a first perpendicular to the stacking direction S of the cell stack axis S1 rotationally symmetric with respect to an angle of 180 °, which is perpendicular to a second perpendicular to the stacking direction S of the cell stack and perpendicular to the first Axis extending second axis S2 are rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 ° are designed and in which the front and the back in each case about a running in the stacking direction S axis S * rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 ° are designed (see also 1 ).

Ein derartiges Bauteil 9 weist vorzugsweise auf seiner Vorderseite 16 – wie in 3 gezeigt – und auf seiner Rückseite 17 – wie in 4 gezeigt – einen äußeren Bereich 3 und einen inneren Bereich 4 auf. Der äußere Bereich 3 weist Kanäle 5 zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien entlang des Zellstapels auf. Im Fall von Brennstoffzellen handelt es sich bei den Betriebsmedien beispielsweise um Wasserstoff, Sauerstoff und ein Kühlmittel. In dem inneren Bereich 4 befindet sich eine Oberflächenstruktur 6 zur Verteilung der Betriebsmedien, z. B. Wasserstoff oder Sauerstoff, quer zu der Stapelrichtung S des Zellstapels 2 über die Fläche der Vorderseite 16 bzw. Rückseite 17 und zur Sammlung und Abfuhr dieser Betriebsmedien von dieser Fläche. Die Oberflächenstruktur 6 entsteht dabei durch in die Oberfläche des Bauteils 1 eingebrachte Prägungen. Die Oberflächenstruktur 6 kann dabei auch senkrecht zur Stapelrichtung S verlaufende Kanäle (Radialkanäle) 7 zur Zufuhr eines Betriebsmediums von einem Kanal 5 zu der Oberflächenstruktur 6 bzw. zur Abfuhr des Betriebsmediums von der Oberflächenstruktur 6 zu einem Kanal 8 umfassen.Such a component 9 preferably points to its front 16 - as in 3 shown - and on his back 17 - as in 4 shown - an outer area 3 and an inner area 4 on. The outer area 3 has channels 5 for the supply and removal of operating media along the cell stack. For example, in the case of fuel cells, the operating media are hydrogen, oxygen and a coolant. In the inner area 4 there is a surface structure 6 for the distribution of the operating media, eg. As hydrogen or oxygen, transverse to the stacking direction S of the cell stack 2 over the surface of the front 16 or back 17 and for the collection and removal of these operating media from this area. The surface structure 6 arises through the surface of the component 1 introduced imprints. The surface structure 6 can also perpendicular to the stacking direction S extending channels (radial channels) 7 for supplying an operating medium from a channel 5 to the surface structure 6 or for removal of the operating medium from the surface structure 6 to a channel 8th include.

Die Bauteile 9 und somit auch die Komponenten 1 werden – wie in 5 in einer Seitenansicht eines aufgeschnittenen Zellstapels für den Fall einer Brennstoffzelle gezeigt – beispielsweise durch zwei aufeinanderliegende und im Randbereich 3 miteinander verbundene Bleche 10, 11 gebildet, die zwischen sich einen Hohlraum 12 für den Durchfluss eines Kühl- oder Heizmittels umfassen, und die in ihrem äußeren Randbereich 3 rahmenförmig von einer Dichtung 13 umfasst sind. Jedes der Bleche 10, 11 liegt an einer Elektrode 22 einer benachbarten Elektrolyt-Elektrodeneinheit 20 an, wobei durch die Oberflächenstruktur der Bleche 10, 11 jeweils ein Raum 23 für die Zufuhr bzw. Abfuhr eines Betriebsmediums zu der anliegenden Elektrode 22 ausgebildet wird. Durch eine Elektrolyt-Elektrodeneinheit 20 und die an ihren Elektroden 22 anliegende Seiten der Komponenten 1 wird jeweils eine elektrochemische Zelle gebildet, hier die Zellen 14 und 14'. Vorzugsweise handelt es sich bei den Elektrolyt-Elektrodeneinheiten 20 um Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) Elektrodeneinheiten, die aus einer Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) 21 und beidseitig jeweils einer anliegenden Elektrode 22 bestehen. The components 9 and thus also the components 1 be - as in 5 shown in a side view of a cut-open cell stack in the case of a fuel cell - for example, by two superimposed and in the edge region 3 interconnected sheets 10 . 11 formed between them a cavity 12 for the flow of a cooling or heating means, and those in its outer edge region 3 frame shaped by a seal 13 are included. Each of the sheets 10 . 11 lies on an electrode 22 an adjacent electrolyte electrode unit 20 due to the surface structure of the sheets 10 . 11 one room each 23 for the supply or removal of a working medium to the adjacent electrode 22 is trained. By an electrolyte-electrode unit 20 and those at their electrodes 22 adjacent sides of the components 1 In each case an electrochemical cell is formed, here the cells 14 and 14 ' , Preferably, the electrolyte-electrode units 20 to polymer electrolyte membrane (PEM) electrode units consisting of a polymer electrolyte membrane (PEM) 21 and on both sides in each case an adjacent electrode 22 consist.

Ein Zellstapel 2 wird durch Aufeinanderstapeln von abwechselnd aus Bauteilen 9 hergestellten Komponenten 1 und Elektrolyt-Elektrodeneinheiten 20 gebildet. Die Komponenten 1 dienen somit auch zur elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden 22 benachbarter Elektrolyt-Elektrodeneinheiten 20 bzw. Zellen des Zellstapels 2.A cell stack 2 is made by stacking alternately from components 9 manufactured components 1 and electrolyte electrode units 20 educated. The components 1 thus serve also for electrical connection between the electrodes 22 adjacent electrolyte electrode units 20 or cells of the cell stack 2 ,

Die Dichtung 13 dient zur Abdichtung des inneren Bereichs 4 gegenüber der Umgebung der Zelle sowie zur Abdichtung der Kanäle 5 gegeneinander sowie gegenüber dem inneren Bereich 4 und der Umgebung der Zelle. Die Dichtung 13 ist dabei elektrisch isolierend.The seal 13 serves to seal the inner area 4 towards the environment of the cell and for sealing the channels 5 against each other as well as towards the inner area 4 and the environment of the cell. The seal 13 is electrically insulating.

Wie in der vereinfachten Darstellung von 6 gezeigt ist, sind die Elektrolyt-Elektrodeneinheiten 20 in einem durch die Dichtung 13 der Komponenten 1 gebildeten Rahmen 24 eingebettet. Die einzelnen Bauteile 1 berühren sich dabei an diesem Rahmen 24.As in the simplified representation of 6 are shown are the electrolyte electrode units 20 in one through the seal 13 of the components 1 formed frame 24 embedded. The individual components 1 touch each other on this frame 24 ,

In entsprechender Weise können aus erfindungsgemäßen Bauteilen 9 hergestellte Komponenten beispielsweise auch zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien zu bzw. von Elektrolysezellen oder zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien zu bzw. von Befeuchtungszellen sowie als Heizeinrichtung für die Befeuchtungszellen verwendet werden.In a corresponding manner can be made of components of the invention 9 manufactured components, for example, for the supply and removal of operating media to or from electrolysis cells or for the supply and removal of operating media to or from humidification and as a heater for the humidification cells are used.

Die Gestaltung der Vorder- und Rückseite der Bauteile 9, d. h. die Anordnung und Gestaltung der Oberflächenstruktur 6, der Kanäle 5, 7, 8 und der Dichtung 13 ist dabei derart, dass die vorstehend erläuterten Symmetriebedingungen erfüllt sind.The design of the front and back of the components 9 ie the arrangement and design of the surface structure 6 , the channels 5 . 7 . 8th and the seal 13 is such that the above-described symmetry conditions are met.

Weist nun ein derartiges Bauteil 9 beispielsweise an seiner rechten Seite 31 im Vergleich zu der gegenüberliegenden Seite 32 eine größere Dicke auf (siehe 7), so kann durch die Verwendung eines zweiten Bauteils 9a, das im Vergleich zu dem ersten Bauteil 9 um die in der Stapelrichtung verlaufende Achse S* um 180° gedreht ist (siehe 8), so dass die Seite 32 nun dicker als die Seite 31 ist und nach einer ggf. noch erfolgten Individualisierung der Bauteile 9, 9a durch eine Aufeinanderstapelung der aus diesen Bauteilen 9, 9a gebildeten bzw. hergestellten medienführenden Komponenten ein Dickenausgleich ermöglicht und somit eine Keilbildung vermieden werden.Now has such a component 9 for example, on its right side 31 compared to the opposite side 32 a greater thickness (see 7 ), so can by the use of a second component 9a that compared to the first component 9 about the extending in the stacking direction axis S * is rotated by 180 ° (see 8th ), leaving the page 32 now thicker than the page 31 is and after a possibly still done individualization of the components 9 . 9a by a stacking of these components 9 . 9a formed or produced media-carrying components allows thickness compensation and thus wedge formation can be avoided.

Das gleiche Ergebnis kann auch durch Verwendung eines Bauteils 9a erreicht werden, das gegenüber dem Bauteil 9 um 180° um die senkrecht zur Stapelrichtung S* des Zellstapels verlaufende Achse S1 oder S2 gedreht ist (d. h. die Vorderseite ist mit der Rückseite vertauscht).The same result can also be achieved by using a component 9a be achieved, the opposite to the component 9 is rotated by 180 ° about the perpendicular to the stacking direction S * of the cell stack extending axis S1 or S2 (ie, the front is reversed with the back).

Weist im Unterschied hierzu ein erstes Bauteil 9 beispielsweise in seiner rechten unteren Ecke 33 im Vergleich zu den anderen Ecken 34, 35, 36 eine größere Dicke auf (siehe 9), so kann durch eine Aufeinanderstapelung von insgesamt vier aus derartigen Bauteilen 9, 9a, 9b, 9c gebildeten bzw. hergestellten Komponenten ein Dickenausgleich ermöglicht und somit eine Keilbildung vermieden werden.In contrast, has a first component 9 for example, in its lower right corner 33 compared to the other corners 34 . 35 . 36 a greater thickness (see 9 ), so can by stacking a total of four of such components 9 . 9a . 9b . 9c formed or manufactured components allows thickness compensation and thus wedge formation can be avoided.

Ein zweites Bauteil 9a ist hierzu im Vergleich zu dem ersten Bauteil 9 in der Stapelrichtung S* um 180° gedreht und weist somit in der linken oberen Ecke 34 eine größere Dicke als in den Ecken 33, 35 und 36 auf (siehe 10). Ein drittes Bauteil 9b ist im Vergleich zu dem ersten Bauteil 9 um die Achse S1 gedreht und weist somit in der linken unteren Ecke 35 eine größere Dicke als in den Ecken 33, 34 und 36 auf (siehe 11). Ein viertes Bauteil 9c ist wiederum im Vergleich zu dem ersten Bauteil 9 um die Achse S2 um 180° gedreht und weist dadurch in der rechten oberen Ecke 36 eine größere Dicke als in den Ecken 33, 34 und 35 auf (siehe 12). Die Bauteile 9, 9a, 9b, 9c können dabei ohne weiteren Herstellungsschritt bereits die medienführenden Komponenten bilden, oder sie werden in einem letzten Herstellungsschritt vor dem Aufeinanderstapeln noch individualisiert, z. B. durch eine von der Anordnung des Bauteils bzw. der Komponente in Längsrichtung des Zellstapels abhängige Zuordnung und Bereitstellung von Kanälen für die Betriebsmedien oder den Einbau von Elektroden (Kathode, Anode), Membranen und/oder Gasdiffusionsschichten in den Bauteilen bzw. Komponenten.A second component 9a This is compared to the first component 9 rotated in the stacking direction S * by 180 ° and thus points in the upper left corner 34 a greater thickness than in the corners 33 . 35 and 36 on (see 10 ). A third component 9b is compared to the first component 9 rotated about the axis S1 and thus points in the lower left corner 35 a greater thickness than in the corners 33 . 34 and 36 on (see 11 ). A fourth component 9c is in turn compared to the first component 9 rotated by 180 ° about the axis S2 and thus points in the upper right corner 36 a greater thickness than in the corners 33 . 34 and 35 on (see 12 ). The components 9 . 9a . 9b . 9c can already form the media-carrying components without further manufacturing step, or they are still individualized in a final manufacturing step prior to stacking, z. B. by a dependent of the arrangement of the component or the component in the longitudinal direction of the cell stack assignment and provision of channels for the operating media or the installation of electrodes (cathode, anode), membranes and / or gas diffusion layers in the components or components.

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Claims (15)

Bauteil (9) für eine Komponente (1) zur Führung von Betriebsmedien in einem Stapel (2) in einer Stapelrichtung (S) aufeinandergestapelter Zellen (14, 14') einer elektrochemischen Batterie, wobei das Bauteil (9) bzw. die Komponente (1) eine erste Seite (16) mit einer Oberflächenstruktur zur Zufuhr und Abfuhr eines Betriebsmediums zu bzw. von einer ersten Zelle (14) des Stapels (2) und eine zweite Seite (17) mit einer Oberflächenstruktur zur Zufuhr und Abfuhr eines Betriebsmediums zu bzw. von einer zweiten Zelle (14') des Stapels (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Bauteil (9) um eine erste senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) verlaufende Achse (S1) drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet ist, – das Bauteil (9) um eine zweite senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) und senkrecht zu der ersten Achse (S1) verlaufende zweite Achse (S2) drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet ist, – die erste Seite (16) und die zweite Seite (17) jeweils in sich um eine in der Stapelrichtung (S) verlaufenden Achse (S*) drehsymmetrisch bezüglich eines Winkels von 180° gestaltet sind.Component ( 9 ) for a component ( 1 ) for managing operating media in a stack ( 2 ) in a stacking direction (S) of stacked cells ( 14 . 14 ' ) of an electrochemical battery, wherein the component ( 9 ) or the component ( 1 ) a first page ( 16 ) having a surface structure for supplying and discharging an operating medium to and from a first cell ( 14 ) of the stack ( 2 ) and a second page ( 17 ) with a surface structure for the supply and removal of an operating medium to and from a second cell ( 14 ' ) of the stack ( 2 ), characterized in that - the component ( 9 ) about a first perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack ( 2 ) extending axis (S1) is designed rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 °, - the component ( 9 ) about a second perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack ( 2 ) and perpendicular to the first axis (S1) extending second axis (S2) is designed rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 °, - the first page ( 16 ) and the second page ( 17 ) in each case around a in the stacking direction (S) extending axis (S *) are designed rotationally symmetrical with respect to an angle of 180 °. Bauteil (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Seite (16 bzw. 17) jeweils einen äußeren Bereich (3) und einen inneren Bereich (4) aufweisen, wobei sich die Oberflächenstruktur (6) in dem inneren Bereich (4) befindet und wobei sich die Bauteile (9) bei einer Aufeinanderstapelung in dem Zellstapel (2) in dem Außenbereich (3) berühren.Component ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the first and the second side ( 16 respectively. 17 ) each have an outer area ( 3 ) and an inner area ( 4 ), wherein the surface structure ( 6 ) in the inner area ( 4 ) and wherein the components ( 9 ) in a stacking in the cell stack ( 2 ) in the outdoor area ( 3 ) touch. Bauteil (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (6) in die Oberfläche des Bauteils (9) eingebrachte Prägungen umfasst.Component ( 9 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the surface structure ( 6 ) in the surface of the component ( 9 ) comprises embossments introduced. Bauteil (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (6) eine Verteilerstruktur zur Verteilung eines Betriebsmediums über eine Fläche der ersten Seite (16) bzw. der zweiten Seite (17) und/oder eine Sammelstruktur zur Sammlung des Betriebsmediums von einer Fläche der ersten Seite (16) bzw. der zweiten Seite (17) umfasst.Component ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the surface structure ( 6 ) a distributor structure for distributing an operating medium over a surface of the first side ( 16 ) or the second page ( 17 ) and / or a collecting structure for collecting the working medium from a surface of the first side ( 16 ) or the second page ( 17 ). Bauteil (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (6) senkrecht zu der Stapelrichtung (S) verlaufende Kanäle (7) zur Zufuhr des Betriebsmediums zu einer Verteilerstruktur bzw. zur Abfuhr des Betriebsmediums von einer Sammelstruktur umfasst.Component ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the surface structure ( 6 ) perpendicular to the stacking direction (S) extending channels ( 7 ) for supplying the operating medium to a distributor structure or for discharging the operating medium from a collecting structure. Bauteil (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Bereich (3) in der Stapelrichtung (S) verlaufende Kanäle (5, 8) zur Zufuhr und Abfuhr von Betriebsmedien entlang des Zellstapels (2) aufweist.Component ( 9 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the outer region ( 3 ) in the stacking direction (S) extending channels ( 5 . 8th ) for the supply and removal of operating media along the cell stack ( 2 ) having. Bauteil (9) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es in dem äußeren Bereich (3) eine Dichtung (13) zur Abdichtung des inneren Bereichs (4) gegenüber der Umgebung der Zelle (14, 14') aufweist.Component ( 9 ) according to one of claims 2 to 6, characterized in that it is in the outer region ( 3 ) a seal ( 13 ) for sealing the inner area ( 4 ) relative to the environment of the cell ( 14 . 14 ' ) having. Bauteil (9) nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (13) zur Abdichtung der Kanäle (5, 8) jeweils gegeneinander sowie zur Abdichtung der Kanäle (5, 8) gegenüber dem inneren Bereich (4) und gegenüber der Umgebung der Zelle (14, 14') dient.Component ( 9 ) according to claim 5 and 7, characterized in that the seal ( 13 ) for sealing the channels ( 5 . 8th ) against each other and for sealing the channels ( 5 . 8th ) in relation to the inner area ( 4 ) and the environment of the cell ( 14 . 14 ' ) serves. Bauteil (9) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (13) elektrisch isolierend istComponent ( 9 ) according to one of claims 7 to 8, characterized in that the seal ( 13 ) is electrically insulating Bauteil (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Stapelrichtung (S) gesehen rechteckförmig oder quadratisch gestaltet ist.Component ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed in the stacking direction (S) rectangular or square. Bauteil (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Zellen (14, 14') um Brennstoffzellen, Befeuchtungszellen zur Befeuchtung von Betriebsgasen von Brennstoffzellen oder um Elektrolysezellen handelt.Component ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the cells ( 14 . 14 ' ) are fuel cells, humidification cells for humidifying operating gases of fuel cells or electrolysis cells. Bauteil (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (1) zur elektrischen Verbindung einer Elektrode (22) einer ersten elektrochemischen Zelle (14) mit einer Elektrode (22) einer zweiten elektrochemischen Zelle (14') in einem Stapel (2) in einer Stapelrichtung (S) aufeinandergestapelter elektrochemischer Zellen dient.Component ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the components ( 1 ) for the electrical connection of an electrode ( 22 ) of a first electrochemical cell ( 14 ) with an electrode ( 22 ) of a second electrochemical cell ( 14 ' ) in a stack ( 2 ) in a stacking direction (S) of stacked electrochemical cells. Verfahren zur Herstellung eines Zellstapels (2), bei dem aus Bauteilen (9, 9a, 9b, 9c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 gebildete Komponenten (1) und andere Zellbauteile, insbesondere Elektrolyt-Elektrodeneinheiten (20) oder wasserdurchlässige Membrane, abwechselnd aufeinandergestapelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung einer Keilbildung in dem Zellstapel (2) zumindest eine der Komponenten (1) im Vergleich zu einer anderen der Komponenten (1) um die erste senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) verlaufende Achse (S1) um einen Winkel von 180° gedreht und/oder um die zweite senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) und senkrecht zu der ersten Achse (S1) verlaufende zweite Achse (S2) um einen Winkel von 180° gedreht und/oder die erste Seite (16) und die zweite Seite (17) um eine in der Stapelrichtung (S) verlaufenden Achse (S*) um einen Winkel von 180° gedreht in den Stapel (2) eingebaut wird.Method for producing a cell stack ( 2 ), in which components ( 9 . 9a . 9b . 9c ) components according to any one of claims 1 to 12 ( 1 ) and other cell components, in particular electrolyte electrode units ( 20 ) or water-permeable membrane, are stacked alternately, characterized in that in order to prevent a wedge formation in the cell stack ( 2 ) at least one of the components ( 1 ) compared to another of the components ( 1 ) about the first perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack ( 2 ) axis (S1) rotated by an angle of 180 ° and / or the second perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack ( 2 ) and perpendicular to the first axis (S1) extending second axis (S2) rotated by an angle of 180 ° and / or the first side ( 16 ) and the second page ( 17 ) about a in the stacking direction (S) extending axis (S *) rotated through an angle of 180 ° in the stack ( 2 ) is installed. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Komponenten (1) die Bauteile (9, 9a, 9b, 9c) vor dem Aufeinanderstapeln noch individualisiert werden. A method according to claim 13, characterized in that for the preparation of the components ( 1 ) the components ( 9 . 9a . 9b . 9c ) are still individualized before stacking. Zellstapel (2), bei dem aus Bauteilen (9, 9a, 9b, 9c) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 gebildete Komponenten (1) und andere Zellbauteile, insbesondere Elektrolyt-Elektrodeneinheiten (20) oder wasserdurchlässige Membrane, abwechselnd aufeinandergestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung einer Keilbildung in dem Zellstapel (2) zumindest eine der Komponenten (1) im Vergleich zu einer anderen der Komponenten (1) um die erste senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) verlaufende Achse (S1) um einen Winkel von 180° gedreht und/oder um die zweite senkrecht zu der Stapelrichtung (S) des Zellstapels (2) und senkrecht zu der ersten Achse (S1) verlaufende zweite Achse (S2) um einen Winkel von 180° gedreht und/oder die erste Seite (16) und die zweite Seite (17) um eine in der Stapelrichtung (S) verlaufenden Achse (S*) um einen Winkel von 180° gedreht in dem Stapel (2) eingebaut ist.Cell stack ( 2 ), in which components ( 9 . 9a . 9b . 9c ) components according to any one of claims 1 to 12 ( 1 ) and other cell components, in particular electrolyte electrode units ( 20 ) or water-permeable membrane, are stacked alternately, characterized in that to prevent a wedge formation in the cell stack ( 2 ) at least one of the components ( 1 ) compared to another of the components ( 1 ) about the first perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack ( 2 ) axis (S1) rotated by an angle of 180 ° and / or the second perpendicular to the stacking direction (S) of the cell stack ( 2 ) and perpendicular to the first axis (S1) extending second axis (S2) rotated by an angle of 180 ° and / or the first side ( 16 ) and the second page ( 17 ) about an axis (S *) running in the stacking direction (S) through an angle of 180 ° in the stack ( 2 ) is installed.
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