JP2002298899A - Fuel cell - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell capable of improving the adhesion between a gasket and a current collecting plate and flange plate. SOLUTION: This fuel cell comprises a cell body 11, formed of a plurality of cells and separators alternately laminated, current collecting plates 12, arranged on both the laminating directional end sides of the cell body 11, insulation plates 13 arranged on the laminating directional outside of the plates 12, flange plates 14 arranged on the laminating direction outside of the insulating plates 13, and gaskets 15 arranged between the cell body 11 and the current collecting plates 12, between the current collecting plates 12 and the insulation plates 13, between the insulation plates 13 and the flange plates 14, respectively. A polymer material-based lining 16 is applied to the inner surface and vicinity of peripheral end of each manifolds 12a-12f, 14a-14f of the current collecting plates 12 and flange plates 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に関す
る。[0001] The present invention relates to a fuel cell.

【０００２】[0002]

【従来の技術】固体高分子電解質型の燃料電池は、固体
高分子電解質を酸化ガス極および燃料ガス極で挟んだセ
ルとセパレータとが交互に複数積層された電池本体の積
層方向両端側に、集電プレート、絶縁プレート、フラン
ジプレート（エンドプレート）がそれぞれの間にガスケ
ットを介在させるようにしてそれぞれ配設され、ボルト
等により積層方向に締結固定されてスタックを構成して
いる。2. Description of the Related Art A solid polymer electrolyte type fuel cell is composed of a battery body in which a plurality of cells and separators in which a solid polymer electrolyte is sandwiched between an oxidizing gas electrode and a fuel gas electrode are alternately stacked, at both ends in the stacking direction of a battery body. A current collecting plate, an insulating plate, and a flange plate (end plate) are respectively disposed so as to interpose a gasket therebetween, and are fastened and fixed in the stacking direction with bolts or the like to form a stack.

【０００３】このような燃料電池においては、スタック
の一方のフランジプレート側からスタックの内部に、酸
化ガス（例えば酸素や空気等）、燃料ガス（例えば水素
等）、冷却水がそれぞれ供給されると、酸化ガスが、絶
縁プレート、集電プレート、電池本体に形成された酸化
ガス供給マニホールドを介して、各セパレータの一方の
面に形成された酸化ガス流路溝から各セルの酸化ガス極
に供給され、燃料ガスが、絶縁プレート、集電プレー
ト、電池本体に形成された燃料ガス供給マニホールドを
介して、各セパレータの他方の面に形成された燃料ガス
流路溝から各セルの燃料ガス極に供給され、当該酸化ガ
ス（酸素分）と燃料ガス（水素分）とがセルにおいて電
気化学的に反応して電力を発生し、電池本体から前記集
電プレートを介して外部に電力が出力される。In such a fuel cell, when an oxidizing gas (for example, oxygen or air, etc.), a fuel gas (for example, hydrogen, etc.), and cooling water are supplied into the stack from one flange plate side of the stack, respectively. The oxidizing gas is supplied to the oxidizing gas electrode of each cell from the oxidizing gas passage groove formed on one surface of each separator via the oxidizing gas supply manifold formed on the insulating plate, the current collecting plate, and the battery body. The fuel gas flows from the fuel gas channel groove formed on the other surface of each separator to the fuel gas electrode of each cell via a fuel gas supply manifold formed on the insulating plate, the current collecting plate, and the battery body. The supplied oxidizing gas (oxygen content) and the fuel gas (hydrogen content) electrochemically react in the cell to generate electric power, and the electric power is generated from the battery body through the current collecting plate. Power is output to the section.

【０００４】このようにして反応に寄与した酸化ガス
は、電池本体、集電プレート、絶縁プレートに形成され
た酸化ガス排出マニホールドを介して、他方のフランジ
プレート側からスタックの外部に排出され、反応に寄与
した燃料ガスは、電池本体、集電プレート、絶縁プレー
トに形成された燃料ガス排出マニホールドを介して、他
方のフランジプレート側からスタックの外部に排出され
る。The oxidizing gas contributing to the reaction as described above is discharged from the other flange plate side to the outside of the stack through the oxidizing gas discharge manifold formed on the battery main body, the current collecting plate, and the insulating plate, and is reacted. Is discharged from the other flange plate side to the outside of the stack through a fuel gas discharge manifold formed in the battery body, the current collecting plate, and the insulating plate.

【０００５】他方、スタックの一方のフランジプレート
側からスタックの内部に供給された前記冷却水は、絶縁
プレート、集電プレート、電池本体に形成された冷却水
供給マニホールドを介して、各セパレータの内側に形成
された冷却水流路溝を流通し、セルやセパレータ等を冷
却した後、電池本体、集電プレート、絶縁プレートに形
成された冷却水排出マニホールドを介して、他方のフラ
ンジプレート側からスタックの外部に排出されるように
なっている。On the other hand, the cooling water supplied to the inside of the stack from one flange plate side of the stack is supplied to the inside of each separator through a cooling water supply manifold formed in an insulating plate, a current collecting plate, and a battery body. After cooling the cells, separators, etc., through the cooling water flow channel formed in the stack, the stack is discharged from the other flange plate side through the cooling water discharge manifold formed in the battery body, current collecting plate, and insulating plate. It is designed to be discharged outside.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述したような燃料電
池においては、車両等の移動体に搭載した際に、大きな
振動が加わっても、積層したセパレータ間や上記各プレ
ート間から酸化ガスや燃料ガスや冷却水を漏出させない
ようにするため、当該間の密着性をできるだけ高くする
必要がある。特に、ゴム製の上記ガスケットと金属製の
集電プレートおよびフランジプレートとの間の密着性
は、当該ガスケットと樹脂製の絶縁プレートとの間の密
着性よりも低くなりやすいため、さらに高めることが強
く要求されている。In the above-described fuel cell, even when a large vibration is applied when the fuel cell is mounted on a moving body such as a vehicle, the oxidizing gas or the fuel is removed from between the stacked separators or between the plates. In order to prevent gas and cooling water from leaking, it is necessary to make the adhesion therebetween as high as possible. In particular, the adhesiveness between the rubber gasket and the metal current collector plate and the flange plate tends to be lower than the adhesiveness between the gasket and the resin insulating plate, so that it is further increased. Highly required.

【０００７】このようなことから、本発明は、ガスケッ
トと集電プレートおよびフランジプレートとの間の密着
性を向上させることができる燃料電池を提供することを
目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide a fuel cell capable of improving the adhesion between a gasket, a current collecting plate, and a flange plate.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明による燃料電池は、セルとセパ
レータとが交互に複数積層され、酸化ガス供給マニホー
ルド、燃料ガス供給マニホールド、冷却水供給マニホー
ルド、酸化ガス排出マニホールド、燃料ガス排出マニホ
ールド、冷却水排出マニホールドをそれぞれ形成された
電池本体と、前記電池本体の積層方向両端側にそれぞれ
配設され、当該電池本体の前記各マニホールドと各々接
続する酸化ガス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホ
ールド、冷却水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホ
ールド、燃料ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホ
ールドをそれぞれ形成された集電プレートと、前記集電
プレートの前記積層方向外側にそれぞれ配設され、当該
集電プレートの前記各マニホールドと各々接続する酸化
ガス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホールド、冷
却水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホールド、燃
料ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホールドをそ
れぞれ形成された絶縁プレートと、前記絶縁プレートの
前記積層方向外側にそれぞれ配設され、当該絶縁プレー
トの前記各マニホールドと各々接続する酸化ガス供給マ
ニホールド、燃料ガス供給マニホールド、冷却水供給マ
ニホールド、酸化ガス排出マニホールド、燃料ガス排出
マニホールド、冷却水排出マニホールドをそれぞれ形成
されたフランジプレートと、前記電池本体の前記各マニ
ホールドの周縁端近傍と前記集電プレートの前記各マニ
ホールドの周縁端近傍との間、前記集電プレートの前記
各マニホールドの周縁端近傍と前記絶縁プレートの前記
各マニホールドの周縁端近傍との間、前記絶縁プレート
の前記各マニホールドの周縁端近傍と前記フランジプレ
ートの前記各マニホールドの周縁端近傍との間にそれぞ
れ配設され、当該間をシールするガスケットとを備えた
燃料電池において、前記集電プレートおよび前記フラン
ジプレートの少なくとも前記各マニホールドの周縁端付
近に高分子材料系のライニングがそれぞれ施されている
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell in which a plurality of cells and separators are alternately stacked, and an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, A battery main body formed with a water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold, respectively, are disposed at both ends of the battery main body in the stacking direction, and each of the manifolds of the battery main body is disposed. A current collecting plate formed with an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold to be connected, and the outside of the current collecting plate in the stacking direction. In front of the current collector plate An insulating plate formed with an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold respectively connected to each of the manifolds; The oxidizing gas supply manifold, the fuel gas supply manifold, the cooling water supply manifold, the oxidizing gas discharge manifold, the fuel gas discharge manifold, and the cooling water discharge manifold which are respectively disposed on the outer side in the direction and are respectively connected to the respective manifolds of the insulating plate. The formed flange plate, between the vicinity of the peripheral edge of each manifold of the battery body and the vicinity of the peripheral edge of each manifold of the current collector plate, the vicinity of the peripheral edge of each manifold of the current collector plate, and The edge plate is provided between the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds, the insulating plate is provided between the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds, and the flange plate, and the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds. A fuel cell provided with a gasket, wherein a lining made of a polymer material is provided at least near the peripheral edge of each of the manifolds of the current collecting plate and the flange plate.

【０００９】第二番目の発明による燃料電池は、第一番
目の発明において、前記集電プレートおよび前記フラン
ジプレートの前記各マニホールドの内面に前記ライニン
グがそれぞれ施されていることを特徴とする。A fuel cell according to a second aspect of the present invention is the fuel cell according to the first aspect, wherein the lining is provided on an inner surface of each of the manifolds of the current collecting plate and the flange plate.

【００１０】第三番目の発明による燃料電池は、第一番
目または第二番目の発明において、前記ライニングが、
有機無機複合剤、シリコン系ポッティング剤、シリコン
系接着剤、シリコン系シール剤のうちのいずれかからな
ることを特徴とする。A fuel cell according to a third aspect of the present invention is the fuel cell according to the first or second aspect, wherein the lining is
It is characterized by comprising one of an organic-inorganic composite agent, a silicon-based potting agent, a silicon-based adhesive, and a silicon-based sealant.

【００１１】第四番目の発明による燃料電池は、第一番
目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記集電プ
レートおよび前記フランジプレートが、ステンレス鋼ま
たは銅からなることを特徴とする。A fuel cell according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the current collecting plate and the flange plate are made of stainless steel or copper.

【００１２】第五番目の発明による燃料電池は、第一番
目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記絶縁プ
レートが、耐熱性を有する樹脂からなることを特徴とす
る。A fifth aspect of the present invention is the fuel cell according to any one of the first to fourth aspects, wherein the insulating plate is made of a heat-resistant resin.

【００１３】[0013]

【発明の実施の形態】本発明による燃料電池の実施の形
態を図１，２を用いて説明する。図１は、燃料電池のス
タックの概略構成図、図２は、図１の要部の内部抽出拡
大図である。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定
されるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell stack, and FIG. 2 is an enlarged view of an essential part extracted from FIG. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.

【００１４】図１，２に示すように、固体高分子電解質
を酸化ガス極および燃料ガス極で挟んだセルとセパレー
タとを交互に複数積層されて、酸化ガス供給マニホール
ド１１ａ、燃料ガス供給マニホールド１１ｂ、冷却水供
給マニホールド１１ｃ、酸化ガス排出マニホールド１１
ｄ、燃料ガス排出マニホールド１１ｅ、冷却水排出マニ
ホールド１１ｆ（図１，２において、各供給マニホール
ド１１ａ〜１１ｃ同士および各排出マニホールド１１ｄ
〜１１ｆ同士は、紙面垂直方向にそれぞれ重なって記載
されている。）をそれぞれ形成された電池本体１１の積
層方向両端側には、当該電池本体１１の上記マニホール
ド１１ａ〜１１ｆにそれぞれ対応して接続する各マニホ
ールド１２ａ〜１２ｆ（図１，２において、各供給マニ
ホールド１２ａ〜１２ｃ同士および各排出マニホールド
１２ｄ〜１２ｆ同士は、紙面垂直方向にそれぞれ重なっ
て記載されている。）を形成された金属製（例えば、ス
テンレス鋼や銅等）の集電プレート１２がそれぞれ配設
されている。As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of cells and separators in which a solid polymer electrolyte is sandwiched between an oxidizing gas electrode and a fuel gas electrode are alternately laminated to form an oxidizing gas supply manifold 11a and a fuel gas supply manifold 11b. , Cooling water supply manifold 11c, oxidizing gas discharge manifold 11
d, fuel gas discharge manifold 11e, cooling water discharge manifold 11f (in FIGS. 1 and 2, each supply manifold 11a to 11c and each discharge manifold 11d
11f overlap each other in the direction perpendicular to the paper surface. ) Are formed on both ends in the stacking direction of the battery body 11, the manifolds 12 a to 12 f connected to the manifolds 11 a to 11 f of the battery body 11, respectively (the supply manifolds 12 a in FIGS. 1 and 2). 12c and the discharge manifolds 12d to 12f overlap each other in the direction perpendicular to the plane of the drawing. A metal (for example, stainless steel, copper, or the like) collector plate 12 is formed. Have been.

【００１５】上記集電プレート１２の前記積層方向外側
には、当該集電プレート１２の上記各マニホールド１２
ａ〜１２ｆにそれぞれ対応して接続する各マニホールド
１３ａ〜１３ｆ（図１，２において、各供給マニホール
ド１３ａ〜１３ｃ同士および各排出マニホールド１３ｄ
〜１３ｆ同士は、紙面垂直方向にそれぞれ重なって記載
されている。）を形成された耐熱性を有する樹脂製（例
えば、ポリカーボネート等）の絶縁プレート１３がそれ
ぞれ配設されている。上記絶縁プレート１３の前記積層
方向外側には、当該絶縁プレート１３の上記各マニホー
ルド１３ａ〜１３ｆにそれぞれ対応して接続する各マニ
ホールド１４ａ〜１４ｆ（図１，２において、各供給マ
ニホールド１４ａ〜１４ｃ同士および各排出マニホール
ド１４ｄ〜１４ｆ同士は、紙面垂直方向にそれぞれ重な
って記載されている。）を形成された金属製（例えば、
ステンレス鋼や銅等）のフランジプレート（エンドプレ
ート）１４がそれぞれ配設されている。Outside the current collecting plate 12 in the stacking direction, the manifolds 12 of the current collecting plate 12 are arranged.
a to 12f corresponding to the respective supply manifolds 13a to 13f (the supply manifolds 13a to 13c and the discharge manifolds 13d in FIGS. 1 and 2).
13f overlap each other in the direction perpendicular to the paper surface. ) Are formed, and insulating plates 13 made of resin (for example, polycarbonate) having heat resistance are provided. On the outside of the insulating plate 13 in the laminating direction, the manifolds 14a to 14f respectively connected to the manifolds 13a to 13f of the insulating plate 13 (the supply manifolds 14a to 14c in FIGS. Each of the discharge manifolds 14d to 14f overlaps each other in a direction perpendicular to the sheet of the drawing.
A flange plate (end plate) 14 of stainless steel, copper, or the like) is provided.

【００１６】前記電池本体１１の前記各マニホールド１
１ａ〜１１ｆの周縁端近傍と集電プレート１２の前記各
マニホールド１２ａ〜１２ｆの周縁端近傍との間、集電
プレート１２の前記各マニホールド１２ａ〜１２ｆの周
縁端近傍と絶縁プレート１３の前記各マニホールド１３
ａ〜１３ｆの周縁端近傍との間、絶縁プレート１３の前
記各マニホールド１３ａ〜１３ｆの周縁端近傍とフラン
ジプレート１４の前記各マニホールド１４ａ〜１４ｆの
周縁端近傍との間には、ゴム製のガスケット１５がそれ
ぞれ介在している。Each of the manifolds 1 of the battery body 11
Between the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds 12a to 12f of the current collecting plate 12, the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds 12a to 12f of the current collecting plate 12, and the manifold of the insulating plate 13; 13
A rubber gasket is provided between the periphery of each of the manifolds 13a to 13f of the insulating plate 13 and the vicinity of the periphery of each of the manifolds 14a to 14f of the flange plate 14. 15 are interposed.

【００１７】前記集電プレート１２の前記各マニホール
ド１２ａ〜１２ｆの内面および周縁端付近ならびに前記
フランジプレート１４の前記各マニホールド１４ａ〜１
４ｆの内面および周縁端付近には、シリコン系等のゴム
やフッ素系やエポキシ系等の樹脂のような高分子材料を
主にした高分子材料系のライニング１６が設けられてお
り、当該プレート１２，１４に隣接する前記ガスケット
１５は、上記ライニング１６を介して当該プレート１
２，１４と当接するようになっている。The inner surface and the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds 12a to 12f of the current collecting plate 12, and the respective manifolds 14a to 1 of the flange plate 14
A lining 16 made of a polymer material mainly made of a polymer material such as rubber such as silicon or resin such as fluorine or epoxy is provided on the inner surface and near the peripheral edge of the plate 4f. , 14 adjacent the gasket 15 via the lining 16
2, 14 are brought into contact.

【００１８】このようなライニング１６としては、例え
ば、有機無機複合剤（例えば、株式会社吉田ＳＫＴ製の
「セラシールド」（商品名）等）や、シリコン系ポッテ
ィング剤（例えば、スリーボンド株式会社製の「１２３
０Ｇ」（品番）等）や、シリコン系接着剤（例えば、ス
リーボンド株式会社製の「１５３０」（品番）等）や、
シリコン系シール剤（例えば、スリーボンド株式会社製
の「１２０８」（品番）等）などが挙げられ、このよう
な材料を用いると、作業性等が良好となるため、非常に
好ましい。Examples of the lining 16 include an organic-inorganic composite agent (for example, “Cerashield” (trade name) manufactured by Yoshida SKT Co., Ltd.) and a silicon-based potting agent (for example, manufactured by Three Bond Co., Ltd.). "123
0G ”(product number), a silicon-based adhesive (for example,“ 1530 ”(product number) manufactured by Three Bond Co., Ltd.),
Silicon-based sealants (for example, “1208” (product number) manufactured by Three Bond Co., Ltd.) and the like can be mentioned, and use of such a material is very preferable because workability and the like are improved.

【００１９】前記電池本体部１１、集電プレート１２、
絶縁プレート１３、フランジプレート１４は、図示しな
いボルト等により積層方向に締結固定され、スタック１
０を構成している。The battery body 11, the current collecting plate 12,
The insulating plate 13 and the flange plate 14 are fastened and fixed in the stacking direction by bolts (not shown) or the like, and the stack 1
0.

【００２０】このようなスタック１０を備えた燃料電池
においては、スタック１０の一方のフランジプレート１
４側からスタック１０の内部に、酸化ガス１（例えば酸
素や空気等）、燃料ガス２（例えば水素等）、冷却水３
がそれぞれ供給されると、酸化ガス１が、絶縁プレート
１３、集電プレート１２、電池本体１１の前記酸化ガス
供給マニホールド１３ａ，１２ａ，１１ａを介して、各
セパレータの一方の面に形成された酸化ガス流路溝から
各セルの酸化ガス極に供給され、燃料ガス２が、絶縁プ
レート１３、集電プレート１２、電池本体１１の前記燃
料ガス供給マニホールド１３ｂ，１２ｂ，１１ｂを介し
て、各セパレータの他方の面に形成された燃料ガス流路
溝から各セルの燃料ガス極に供給され、上記酸化ガス
（酸素分）１と燃料ガス（水素分）２とがセルにおいて
電気化学的に反応して電力を発生し、電池本体１１から
集電プレート１２を介して外部に電力が出力される。In a fuel cell having such a stack 10, one of the flange plates 1
An oxidizing gas 1 (for example, oxygen or air), a fuel gas 2 (for example, hydrogen), a cooling water 3
Is supplied, the oxidizing gas 1 is formed on one surface of each separator through the insulating plate 13, the current collecting plate 12, and the oxidizing gas supply manifolds 13a, 12a, 11a of the battery body 11. The fuel gas 2 is supplied from the gas passage groove to the oxidizing gas electrode of each cell, and the fuel gas 2 is supplied to each separator through the insulating plate 13, the current collecting plate 12, and the fuel gas supply manifolds 13b, 12b, 11b of the battery body 11. The oxidizing gas (oxygen content) 1 and the fuel gas (hydrogen content) 2 are supplied to the fuel gas electrode of each cell from the fuel gas flow channel formed on the other surface, and electrochemically react in the cell. Electric power is generated, and the electric power is output from the battery body 11 to the outside via the current collecting plate 12.

【００２１】このようにして反応に寄与した酸化ガス１
は、電池本体１１、集電プレート１２、絶縁プレート１
３の前記酸化ガス排出マニホールド１１ｄ，１２ｄ，１
３ｄを介して、他方のフランジプレート１４側からスタ
ック１０の外部に排出され、反応に寄与した燃料ガス２
は、電池本体１１、集電プレート１２、絶縁プレート１
３の前記燃料ガス排出マニホールド１１ｅ，１２ｅ，１
３ｅを介して、他方のフランジプレート１４側からスタ
ック１０の外部に排出される。The oxidizing gas 1 that has contributed to the reaction in this manner
Are the battery body 11, the current collecting plate 12, the insulating plate 1
3, the oxidizing gas discharge manifolds 11d, 12d, 1
3d, the fuel gas 2 discharged from the other flange plate 14 side to the outside of the stack 10 and contributed to the reaction.
Are the battery body 11, the current collecting plate 12, the insulating plate 1
3, the fuel gas discharge manifolds 11e, 12e, 1
It is discharged from the other flange plate 14 side to the outside of the stack 10 via 3e.

【００２２】他方、スタック１０の一方のフランジプレ
ート１４側からスタック１０の内部に供給された前記冷
却水３は、絶縁プレート１３、集電プレート１２、電池
本体１１の前記冷却水供給マニホールド１３ｃ，１２
ｃ，１１ｃを介して、各セパレータの内側に形成された
冷却水流路溝を流通し、セルやセパレータ等を冷却した
後、電池本体１１、集電プレート１２、絶縁プレート１
３の前記冷却水排出マニホールド１１ｆ，１２ｆ，１３
ｆを介して、他方のフランジプレート１４側からスタッ
ク１０の外部に排出される。On the other hand, the cooling water 3 supplied to the inside of the stack 10 from one flange plate 14 side of the stack 10 is supplied to the insulating plate 13, the current collecting plate 12, and the cooling water supply manifolds 13 c and 12 of the battery body 11.
After flowing through the cooling water flow channel formed inside each separator through cells c and 11c to cool the cells and the separator, the battery body 11, the current collecting plate 12, the insulating plate 1
3, the cooling water discharge manifolds 11f, 12f, 13
Through the f, it is discharged from the other flange plate 14 side to the outside of the stack 10.

【００２３】このような燃料電池を車両等の移動体に搭
載し、スタック１０に大きな振動が加わったとしても、
金属製の集電プレート１２およびフランジプレート１４
とゴム製のガスケット１５との間に高分子材料製のライ
ニング１６が介在していることから、当該間の密着性が
非常に高くなっているので、当該間からの酸化ガス１や
燃料ガス２や冷却水３の漏出をより確実に防止すること
ができる。Even if such a fuel cell is mounted on a moving body such as a vehicle and a large vibration is applied to the stack 10,
Metal current collecting plate 12 and flange plate 14
Since the lining 16 made of a polymer material is interposed between the gasket 15 and the rubber gasket 15, the adhesion between the lining 16 and the gasket 15 is very high. And leakage of the cooling water 3 can be prevented more reliably.

【００２４】したがって、上述したような燃料電池によ
れば、ガスケット１５と集電プレート１２およびフラン
ジプレート１４との間の密着性を向上させることができ
るので、振動の大きい車両等の移動体に搭載しても、酸
化ガス１や燃料ガス２や冷却水３の漏出をより確実に防
止することができる。Therefore, according to the fuel cell as described above, the adhesion between the gasket 15 and the current collecting plate 12 and the flange plate 14 can be improved, so that the fuel cell can be mounted on a moving body such as a vehicle having large vibration. Even so, leakage of the oxidizing gas 1, the fuel gas 2, and the cooling water 3 can be more reliably prevented.

【００２５】また、集電プレート１２およびフランジプ
レート１４の前記各マニホールド１２ａ〜１２ｆ，１４
ａ〜１４ｆの内面にも高分子材料系のライニング１６を
形成したので、当該プレート１２，１４の当該マニホー
ルド１２ａ〜１２ｆ，１４ａ〜１４ｆ部分の耐食性を高
めることができ、発電能力の低下を防止することができ
る。この理由を次に説明する。The manifolds 12a to 12f, 14 of the current collecting plate 12 and the flange plate 14
Since the polymer material lining 16 is also formed on the inner surfaces of the a to f, the corrosion resistance of the manifolds 12a to 12f and 14a to 14f of the plates 12 and 14 can be increased, and a decrease in power generation capacity can be prevented. be able to. The reason will be described below.

【００２６】例えば、メタノールを改質して得た燃料ガ
ス２を使用する場合において、電池本体１１のセルの固
体高分子電解質を加湿するための加湿水を燃料ガス２と
共に供給すると、酸性となったり、電気伝導率が高くな
ったりするため、当該加湿水に電気が流れやすくなり、
集電プレート１２やフランジプレート１４の燃料ガス２
用の前記マニホールド１２ｂ，１２ｅ，１４ｂ，１４ｅ
部分に電気腐食が生じて、集電プレート１２やフランジ
プレート１４に寸法変化や孔を生じ、燃料ガス２を漏出
させてしまう虞があると共に、電流がリークしてしまう
ため、出力の低下を招く虞がある。For example, when the fuel gas 2 obtained by reforming methanol is used, if humidified water for humidifying the solid polymer electrolyte of the cell of the battery body 11 is supplied together with the fuel gas 2, the acid becomes acidic. Or, because the electrical conductivity is high, electricity easily flows to the humidification water,
Fuel gas 2 of current collector plate 12 and flange plate 14
The manifolds 12b, 12e, 14b, 14e
Electrocorrosion occurs in portions, causing dimensional changes and holes in the current collector plate 12 and the flange plate 14, which may cause the fuel gas 2 to leak, and also cause current to leak, thereby lowering the output. There is a fear.

【００２７】また、酸化ガス１と共に供給する加湿水お
よび冷却水３においても、運転を続けるにしたがって電
気伝導率が次第に高くなって、上述と同様に、集電プレ
ート１２やフランジプレート１４の酸化ガス１用および
冷却水３用の前記マニホールド１２ａ，１２ｃ，１２
ｄ，１２ｆ，１４ａ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｆ部分に電
気腐食が生じて、集電プレート１２やフランジプレート
１４に寸法変化や孔を生じ、酸化ガス１や冷却水３を漏
出させてしまう虞があると共に、電流がリークしてしま
うため、出力の低下を招く虞がある。Also, in the humidifying water and cooling water 3 supplied together with the oxidizing gas 1, the electric conductivity gradually increases as the operation is continued, and the oxidizing gas in the current collecting plate 12 and the flange plate 14 is increased as described above. The manifolds 12a, 12c, 12 for
d, 12f, 14a, 14c, 14d, and 14f may cause electrical corrosion, resulting in dimensional changes and holes in the current collecting plate 12 and the flange plate 14, which may leak the oxidizing gas 1 and the cooling water 3. At the same time, since the current leaks, the output may be reduced.

【００２８】さらに、このような電気腐食を生じると、
錆が発生し、電池本体１１のセパレータの各流路溝内に
詰まって、当該流路溝内の圧力損失の増加に伴う流量低
下を引き起こしたり、セルの固体高分子電解質や電極に
付着したりすることにより、冷却能力の低下や発電能力
の低下を引き起こす虞がある。Further, when such electric corrosion occurs,
Rust is generated and clogged in each flow channel of the separator of the battery body 11, causing a decrease in flow rate due to an increase in pressure loss in the flow channel, and adhesion to a solid polymer electrolyte or an electrode of a cell. By doing so, there is a possibility that the cooling capacity or the power generation capacity may be reduced.

【００２９】しかしながら、本発明では、上述したよう
に、集電プレート１２およびフランジプレート１４の前
記各マニホールド１２ａ〜１２ｆ，１４ａ〜１４ｆの内
面にも高分子材料系のライニング１６を形成したので、
当該プレート１２，１４の当該マニホールド１２ａ〜１
２ｆ，１４ａ〜１４ｆ部分の耐食性を高めることがで
き、発電能力の低下を防止することができるのである。However, in the present invention, the polymer material lining 16 is also formed on the inner surfaces of the manifolds 12a to 12f and 14a to 14f of the current collecting plate 12 and the flange plate 14 as described above.
The manifolds 12a to 1 of the plates 12 and 14
Corrosion resistance of the portions 2f and 14a to 14f can be enhanced, and a decrease in power generation capacity can be prevented.

【００３０】ここで、本発明によるライニング１６に代
えて、例えば、金めっきを施すと、ガスケット１５との
密着性を十分に向上させることができないばかりか、そ
の厚さが非常に薄いため、振動の大きい車両等の移動体
に搭載した際に十分に使用に耐え得る強度を発現するこ
とができず、摩耗や剥離等を生じてしまう可能性があ
る。Here, if, for example, gold plating is applied instead of the lining 16 according to the present invention, not only the adhesion to the gasket 15 cannot be sufficiently improved, but also because the thickness is very thin, vibration When it is mounted on a moving body such as a large vehicle, it cannot exhibit sufficient strength to withstand use, and there is a possibility that abrasion, peeling or the like may occur.

【００３１】また、チタン等のような高耐食性を有する
材料を用いて集電プレート１２やフランジプレート１４
を構成すると、上述と同様に、ガスケット１５との密着
性を十分に向上させることができないばかりか、高価で
あると共に加工性が悪いため、製品コストが非常に高く
なってしまうので、実用化に不向きである。The current collector plate 12 and the flange plate 14 are made of a material having high corrosion resistance such as titanium.
As described above, in addition to the above, not only the adhesion to the gasket 15 cannot be sufficiently improved, but also the cost is high and the workability is poor, so that the product cost becomes extremely high. Not suitable.

【００３２】[0032]

【発明の効果】第一番目の発明による燃料電池は、セル
とセパレータとが交互に複数積層され、酸化ガス供給マ
ニホールド、燃料ガス供給マニホールド、冷却水供給マ
ニホールド、酸化ガス排出マニホールド、燃料ガス排出
マニホールド、冷却水排出マニホールドをそれぞれ形成
された電池本体と、前記電池本体の積層方向両端側にそ
れぞれ配設され、当該電池本体の前記各マニホールドと
各々接続する酸化ガス供給マニホールド、燃料ガス供給
マニホールド、冷却水供給マニホールド、酸化ガス排出
マニホールド、燃料ガス排出マニホールド、冷却水排出
マニホールドをそれぞれ形成された集電プレートと、前
記集電プレートの前記積層方向外側にそれぞれ配設さ
れ、当該集電プレートの前記各マニホールドと各々接続
する酸化ガス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホー
ルド、冷却水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホー
ルド、燃料ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホー
ルドをそれぞれ形成された絶縁プレートと、前記絶縁プ
レートの前記積層方向外側にそれぞれ配設され、当該絶
縁プレートの前記各マニホールドと各々接続する酸化ガ
ス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホールド、冷却
水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホールド、燃料
ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホールドをそれ
ぞれ形成されたフランジプレートと、前記電池本体の前
記各マニホールドの周縁端近傍と前記集電プレートの前
記各マニホールドの周縁端近傍との間、前記集電プレー
トの前記各マニホールドの周縁端近傍と前記絶縁プレー
トの前記各マニホールドの周縁端近傍との間、前記絶縁
プレートの前記各マニホールドの周縁端近傍と前記フラ
ンジプレートの前記各マニホールドの周縁端近傍との間
にそれぞれ配設され、当該間をシールするガスケットと
を備えた燃料電池において、前記集電プレートおよび前
記フランジプレートの少なくとも前記各マニホールドの
周縁端付近に高分子材料系のライニングがそれぞれ施さ
れているので、上記間の密着性を非常に高くすることが
でき、当該間からの酸化ガスや燃料ガスや冷却水の漏出
をより確実に防止することができる。The fuel cell according to the first aspect of the present invention comprises a plurality of cells and separators alternately stacked, an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, and a fuel gas discharge manifold. A battery body on which a cooling water discharge manifold is formed, and an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, which are respectively disposed on both ends of the battery body in the stacking direction and connected to the respective manifolds of the battery body. A water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, a current collecting plate formed with a cooling water discharge manifold, respectively, are disposed outside the current collecting plate in the stacking direction, and each of the current collecting plates is Oxidizing gas supply manifold connected to each manifold An insulating plate formed with a hold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold, respectively disposed outside the insulating plate in the stacking direction; A flange plate formed with an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, a cooling water discharge manifold, respectively connected to each of the manifolds of the insulating plate, and the battery Between the vicinity of the periphery of each manifold of the main body and the vicinity of the periphery of each manifold of the current collecting plate, the vicinity of the periphery of each manifold of the current collection plate, and the vicinity of the periphery of each manifold of the insulating plate. A gasket that is disposed between the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds of the insulating plate and the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds of the flange plate, and that seals the gap therebetween. Since the polymer material-based lining is provided at least in the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds of the current collecting plate and the flange plate, the adhesion between the above can be made extremely high, and oxidation from the space can be achieved. Leakage of gas, fuel gas, and cooling water can be more reliably prevented.

【００３３】第二番目の発明による燃料電池は、第一番
目の発明において、前記集電プレートおよび前記フラン
ジプレートの前記各マニホールドの内面に前記ライニン
グがそれぞれ施されているので、これらプレートの前記
マニホールド部分の耐食性を高めることができ、発電能
力の低下を防止することができる。[0033] In the fuel cell according to the second invention, in the first invention, the lining is provided on the inner surface of each of the manifolds of the current collecting plate and the flange plate. Corrosion resistance of the portion can be increased, and a decrease in power generation capacity can be prevented.

【００３４】第三番目の発明による燃料電池は、第一番
目または第二番目の発明において、前記ライニングが、
有機無機複合剤、シリコン系ポッティング剤、シリコン
系接着剤、シリコン系シール剤のうちのいずれかからな
るので、作業性等が良好となり、ライニングを容易に設
けることができる。A fuel cell according to a third invention is the fuel cell according to the first or second invention, wherein the lining is
Since it is made of any one of the organic-inorganic composite agent, the silicon-based potting agent, the silicon-based adhesive, and the silicon-based sealant, workability and the like are improved, and the lining can be easily provided.

【００３５】第四番目の発明による燃料電池は、第一番
目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記集電プ
レートおよび前記フランジプレートが、ステンレス鋼ま
たは銅からなるので、加工性に優れ、低コストで実施す
ることができる。A fuel cell according to a fourth aspect of the present invention is the fuel cell according to any one of the first to third aspects, wherein the current collecting plate and the flange plate are made of stainless steel or copper, and are excellent in workability. It can be implemented at low cost.

【００３６】第五番目の発明による燃料電池は、第一番
目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記絶縁プ
レートが、耐熱性を有する樹脂からなるので、加工性に
優れ、低コストで実施することができる。A fuel cell according to a fifth aspect of the present invention is the fuel cell according to any one of the first to fourth aspects, wherein the insulating plate is made of a resin having heat resistance, so that the workability is excellent and the cost is low. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明による燃料電池の実施の形態のスタック
の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a stack of an embodiment of a fuel cell according to the present invention.

【図２】図１の要部の内部抽出拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of an internal extraction of a main part of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 酸化ガス ２ 燃料ガス ３ 冷却水 １０ スタック １１ 電池本体 １１ａ 酸化ガス供給マニホールド １１ｂ 燃料ガス供給マニホールド １１ｃ 冷却水供給マニホールド １１ｄ 酸化ガス排出マニホールド １１ｅ 燃料ガス排出マニホールド １１ｆ 冷却水排出マニホールド １２ 集電プレート １２ａ 酸化ガス供給マニホールド １２ｂ 燃料ガス供給マニホールド １２ｃ 冷却水供給マニホールド １２ｄ 酸化ガス排出マニホールド １２ｅ 燃料ガス排出マニホールド １２ｆ 冷却水排出マニホールド １３ 絶縁プレート １３ａ 酸化ガス供給マニホールド １３ｂ 燃料ガス供給マニホールド １３ｃ 冷却水供給マニホールド １３ｄ 酸化ガス排出マニホールド １３ｅ 燃料ガス排出マニホールド １３ｆ 冷却水排出マニホールド １４ フランジプレート １４ａ 酸化ガス供給マニホールド １４ｂ 燃料ガス供給マニホールド １４ｃ 冷却水供給マニホールド １４ｄ 酸化ガス排出マニホールド １４ｅ 燃料ガス排出マニホールド １４ｆ 冷却水排出マニホールド １５ ガスケット １６ ライニング Reference Signs List 1 oxidizing gas 2 fuel gas 3 cooling water 10 stack 11 battery body 11a oxidizing gas supply manifold 11b fuel gas supply manifold 11c cooling water supply manifold 11d oxidizing gas discharge manifold 11e fuel gas discharge manifold 11f cooling water discharge manifold 12 current collector plate 12a oxidation Gas supply manifold 12b Fuel gas supply manifold 12c Cooling water supply manifold 12d Oxidizing gas discharge manifold 12e Fuel gas discharge manifold 12f Cooling water discharge manifold 13 Insulating plate 13a Oxidizing gas supply manifold 13b Fuel gas supply manifold 13c Cooling water supply manifold 13d Oxidation gas Manifold 13e Fuel gas discharge manifold 13f Cooling water discharge manifold 14 Flange plate 14a Oxidizing gas supply manifold 14b Fuel gas supply manifold 14c Cooling water supply manifold 14d Oxidizing gas discharge manifold 14e Fuel gas discharge manifold 14f Cooling water discharge manifold 15 Gasket 16 Lining

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 正樹 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社汎用機・特車事業本部内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 BB00 CC08 CX07 CX09 EE02 EE18  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Masaki Toda 3000 Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa F-term in the General Purpose Machinery & Special Vehicles Division, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 5H026 AA06 BB00 CC08 CX07 CX09 EE02 EE18

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 セルとセパレータとが交互に複数積層さ
れ、酸化ガス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホー
ルド、冷却水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホー
ルド、燃料ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホー
ルドをそれぞれ形成された電池本体と、 前記電池本体の積層方向両端側にそれぞれ配設され、当
該電池本体の前記各マニホールドと各々接続する酸化ガ
ス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホールド、冷却
水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホールド、燃料
ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホールドをそれ
ぞれ形成された集電プレートと、 前記集電プレートの前記積層方向外側にそれぞれ配設さ
れ、当該集電プレートの前記各マニホールドと各々接続
する酸化ガス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホー
ルド、冷却水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホー
ルド、燃料ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホー
ルドをそれぞれ形成された絶縁プレートと、 前記絶縁プレートの前記積層方向外側にそれぞれ配設さ
れ、当該絶縁プレートの前記各マニホールドと各々接続
する酸化ガス供給マニホールド、燃料ガス供給マニホー
ルド、冷却水供給マニホールド、酸化ガス排出マニホー
ルド、燃料ガス排出マニホールド、冷却水排出マニホー
ルドをそれぞれ形成されたフランジプレートと、 前記電池本体の前記各マニホールドの周縁端近傍と前記
集電プレートの前記各マニホールドの周縁端近傍との
間、前記集電プレートの前記各マニホールドの周縁端近
傍と前記絶縁プレートの前記各マニホールドの周縁端近
傍との間、前記絶縁プレートの前記各マニホールドの周
縁端近傍と前記フランジプレートの前記各マニホールド
の周縁端近傍との間にそれぞれ配設され、当該間をシー
ルするガスケットとを備えた燃料電池において、 前記集電プレートおよび前記フランジプレートの少なく
とも前記各マニホールドの周縁端付近に高分子材料系の
ライニングがそれぞれ施されていることを特徴とする燃
料電池。A plurality of cells and separators are alternately stacked to form an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold. A battery body, and an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, and a fuel cell, respectively disposed on both ends of the battery body in the stacking direction and connected to the respective manifolds of the battery body. A gas discharge manifold, a current collecting plate formed with a cooling water discharge manifold, respectively, an oxidizing gas supply manifold disposed respectively outside the current collecting plate in the stacking direction, and connected to each of the manifolds of the current collecting plate, Fuel gas supply manifold An insulating plate formed with a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold.The insulating plate is disposed outside the insulating plate in the stacking direction. A flange plate formed with an oxidizing gas supply manifold, a fuel gas supply manifold, a cooling water supply manifold, an oxidizing gas discharge manifold, a fuel gas discharge manifold, and a cooling water discharge manifold respectively connected to the manifold; and the manifolds of the battery body. Between the periphery of the manifold and the vicinity of the periphery of each manifold of the current collecting plate, between the vicinity of the periphery of each manifold of the current collecting plate and the vicinity of the periphery of each manifold of the insulating plate, Each of the insulation plates A fuel cell including a gasket disposed between the vicinity of the peripheral edge of the manifold and the vicinity of the peripheral edge of each of the manifolds of the flange plate, and sealing between the fuel cells, wherein at least the current collecting plate and the flange plate A fuel cell, wherein a lining of a polymer material is provided near a peripheral edge of each of the manifolds. 【請求項２】 請求項１において、 前記集電プレートおよび前記フランジプレートの前記各
マニホールドの内面に前記ライニングがそれぞれ施され
ていることを特徴とする燃料電池。2. The fuel cell according to claim 1, wherein the lining is provided on an inner surface of each of the manifolds of the current collecting plate and the flange plate. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記ライニングが、有機無機複合剤、シリコン系ポッテ
ィング剤、シリコン系接着剤、シリコン系シール剤のう
ちのいずれかからなることを特徴とする燃料電池。3. The fuel cell according to claim 1, wherein the lining is made of one of an organic-inorganic composite, a silicon-based potting agent, a silicon-based adhesive, and a silicon-based sealant. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、 前記集電プレートおよび前記フランジプレートが、ステ
ンレス鋼または銅からなることを特徴とする燃料電池。4. The fuel cell according to claim 1, wherein the current collecting plate and the flange plate are made of stainless steel or copper. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかにおいて、 前記絶縁プレートが、耐熱性を有する樹脂からなること
を特徴とする燃料電池。5. The fuel cell according to claim 1, wherein the insulating plate is made of a resin having heat resistance.