JP2006092923A - Unit cell, method of manufacturing unit cell, fuel cell, and method of manufacturing fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池における最小発電単位となる単電池(単セル)に関し、特に単電池を構成する部品が積層してなる単電池、単電池の製造方法、燃料電池、および燃料電池の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a unit cell (unit cell) which is a minimum power generation unit in a fuel cell, and in particular, a unit cell in which components constituting the unit cell are stacked, a unit cell manufacturing method, a fuel cell, and a fuel cell manufacturing method. It is about.
一般に、固定高分子型の単電池は、電解質膜およびその両面に配した一対の電極からなるMEA(Membrane Electrode Assembly)と、MEAを挟持する一対のセパレータとで構成され、全体として積層形態を有する(例えば、特許文献1参照。)。各セパレータに形成したガス流路を介して酸化ガスまたは燃料ガスが各電極に供給されることで、単電池の発電が行われる。スタック構造の燃料電池は、単電池を複数積層することで構成される。特許文献1の単電池を構成する際には、両セパレータの対向面の所定位置に接着剤が塗布されて、セパレータ間が接着剤で固定される。 In general, a fixed polymer type cell is composed of an MEA (Membrane Electrode Assembly) composed of an electrolyte membrane and a pair of electrodes disposed on both sides thereof, and a pair of separators sandwiching the MEA, and has a laminated form as a whole. (For example, refer to Patent Document 1). The oxidizing cell or the fuel gas is supplied to each electrode through the gas flow path formed in each separator, so that the power generation of the unit cell is performed. A fuel cell having a stack structure is configured by stacking a plurality of unit cells. When configuring the unit cell of Patent Document 1, an adhesive is applied to a predetermined position on the opposing surfaces of both separators, and the separators are fixed with an adhesive.
また、上記の積層形態と異なる他の単電池も知られている(例えば、特許文献2参照。)。この単電池は、MEAと、MEAの電解質膜の周縁部を挟持する枠状の一対のフレームと、で電解質膜部材を構成する。そして、ガス流路を形成した集電板が電解質膜部材の両側に配され、さらに各集電板の外側にセパレータがそれぞれ配される。このような構成部品を一体化して単電池を構成する場合にも、フレームと電解質膜の周縁部との間に接着剤を用いると共に、フレームとセパレータとの間に接着剤を用いている。
このような従来の単電池の製造方法のように、構成部品間の接合に接着剤を用いる場合にはその硬化時間を要することになる。このため、構成部品が確実に接合されるまでに長い時間がかかり、単電池の生産性を向上することが困難となる。また、単電池の積層化においても同様の問題が発生している。 In the case of using an adhesive for joining between the component parts as in the conventional method of manufacturing a single cell, it takes a curing time. For this reason, it takes a long time for the component parts to be reliably joined, and it becomes difficult to improve the productivity of the unit cell. In addition, similar problems occur in the stacking of single cells.
本発明は、生産性を適切に高めて構成部品を適切に接合することができる単電池、単電池の製造方法、燃料電池、および燃料電池の製造方法を提供することをその目的としている。 An object of the present invention is to provide a unit cell, a unit cell manufacturing method, a fuel cell, and a fuel cell manufacturing method capable of appropriately increasing productivity and appropriately joining components.
本発明の単電池は、燃料電池の単電池を構成する複数の部品を積層してなる単電池であって、その複数の部品のうち少なくとも一部の部品間が、両面テープにより接合されたものである。 The unit cell of the present invention is a unit cell formed by laminating a plurality of parts constituting a unit cell of a fuel cell, and at least some of the plurality of parts are joined by a double-sided tape. It is.
本発明の単電池の製造方法は、複数の部品を積層して燃料電池の単電池を構成する単電池の製造方法であって、その複数の部品のうち少なくとも一部の部品間を両面テープにより接合する工程を含むものである。 A method for manufacturing a single cell according to the present invention is a method for manufacturing a single cell that constitutes a single cell of a fuel cell by laminating a plurality of components, and a double-sided tape is used between at least some of the plurality of components. The process of joining is included.
これらの構成によれば、両面テープの粘着性を利用して、部品間を迅速に且つ適切に接合することができる。これにより、接着剤を用いる場合に比べてその硬化時間分だけ、単電池の製造に要する時間を短縮することができる。 According to these structures, the adhesiveness of a double-sided tape can be utilized, and components can be joined rapidly and appropriately. Thereby, compared with the case where an adhesive agent is used, the time required for manufacturing the unit cell can be shortened by the curing time.
ここで、燃料電池は、燃料電池自動車に好適な固体高分子型のみならず、例えばリン酸型など他のタイプのものであってもよい。単電池を構成する複数の部品は、一般的には例えば電解質膜、電極およびセパレータが挙げられるが、上記特許文献2に記載のような構成の場合には、フレーム状の部材も単電池を構成する部品に該当する。
Here, the fuel cell is not limited to a solid polymer type suitable for a fuel cell vehicle, but may be another type such as a phosphoric acid type. The plurality of parts constituting the cell generally include, for example, an electrolyte membrane, an electrode, and a separator. In the case of the configuration described in
ここで、両面テープは、両面接着テープや両面粘着テープと表記されるものと同義である。両面テープは、燃料電池の仕様に要求される所定の性状を有することが好ましく、例えば所定の気密性、防水性、耐熱性および耐酸性を有することが好ましい。なお、両面テープで接合する部品間は複数あってもよいし(一部の部品間に限られない。)、その場合に、両面テープのサイズ、粘着性、気密性等など性状が異なるものを用いてもよい。 Here, a double-sided tape is synonymous with what is described as a double-sided adhesive tape or a double-sided adhesive tape. The double-sided tape preferably has predetermined properties required for the specifications of the fuel cell, for example, preferably has predetermined airtightness, waterproofness, heat resistance, and acid resistance. In addition, there may be a plurality of parts to be joined with the double-sided tape (not limited to some parts), and in that case, the ones having different properties such as the size, adhesiveness, airtightness, etc. of the double-sided tape. It may be used.
上記の場合、両面テープにより接合される部品の一つは、セパレータまたは電解質膜であることが、好ましい。 In the above case, it is preferable that one of the parts joined by the double-sided tape is a separator or an electrolyte membrane.
この構成によれば、電解質膜やセパレータを適切に且つ迅速に接合することができるようになる。 According to this configuration, the electrolyte membrane and the separator can be appropriately and quickly joined.
同様に、両面テープにより接合される部品の一つは、弾力性を有する部品であることが、好ましい。特に、弾力性を有する部品は、電解質膜とセパレータとの間に配置され、この電解質膜およびセパレータのそれぞれに両面テープにより接合されたことが、好ましい。 Similarly, it is preferable that one of the parts joined by the double-sided tape is an elastic part. In particular, it is preferable that the elastic part is disposed between the electrolyte membrane and the separator and bonded to each of the electrolyte membrane and the separator with a double-sided tape.
これらの構成によれば、弾力性を有する部品を電解質膜とセパレータとで挟んで、それらの各間を両面テープで接合した状態となる。この状態では、弾力性を有する部品は僅かに内方向に変形し得る。これにより、弾力性を有する部品の原形に復帰しようとする力が、両面テープによる接合力を高める方向に作用するため、接合力およびシール性等などを好適に高めることができる。 According to these configurations, a part having elasticity is sandwiched between the electrolyte membrane and the separator, and each of them is joined with the double-sided tape. In this state, the elastic part can be slightly deformed inward. Thereby, since the force which tries to return to the original form of the component which has elasticity acts in the direction which raises the joining force by a double-sided tape, joining force, sealing performance, etc. can be improved suitably.
あるいは、両面テープは弾力性を有する層を備えたことが、好ましい。 Alternatively, it is preferable that the double-sided tape includes an elastic layer.
この構成によれば、両面テープが上記の弾力性を有する部品と同様に機能し得るため、両面テープにより接合された部品間の接合力等を好適に高めることができる。 According to this configuration, since the double-sided tape can function in the same manner as the above-described elastic component, it is possible to suitably increase the bonding force between the components bonded by the double-sided tape.
これらの場合、両面テープは、粘着層と、この粘着層の表裏の各面側に設けられた剥離層とを有し、剥離層は、粘着層より大きい面積を有することが、好ましい。 In these cases, the double-sided tape has an adhesive layer and a release layer provided on each side of the front and back surfaces of the adhesive layer, and the release layer preferably has an area larger than that of the adhesive layer.
この構成によれば、剥離層を粘着層から分離することで、両面テープは粘着層を介して部品間を接合することができる。特に、剥離層が粘着層よりも大きい面積を有するため、両面テープの保管時等においてほこり等から粘着層を保護することができ、両面テープの取扱い性を向上することができる。 According to this configuration, by separating the release layer from the adhesive layer, the double-sided tape can join the parts via the adhesive layer. In particular, since the release layer has a larger area than the adhesive layer, the adhesive layer can be protected from dust and the like during storage of the double-sided tape, and the handleability of the double-sided tape can be improved.
本発明の燃料電池は、上記した本発明の単電池を複数積層してなる燃料電池であって、その複数の単電池のうち少なくとも一部の単電池間が、両面テープにより接合されたものである。 The fuel cell of the present invention is a fuel cell formed by laminating a plurality of the unit cells of the present invention described above, and at least some of the unit cells are joined by a double-sided tape. is there.
本発明の他の燃料電池は、単電池を複数積層してなる燃料電池であって、その複数の単電池のうち少なくとも一部の単電池間が、両面テープにより接合されたものである。 Another fuel cell of the present invention is a fuel cell in which a plurality of unit cells are stacked, and at least some of the unit cells are joined by a double-sided tape.
本発明の燃料電池の製造方法は、単電池を複数積層して燃料電池を構成する燃料電池の製造方法であって、その複数の単電池のうち少なくとも一部の単電池間を両面テープにより接合する工程を含むものである。 The fuel cell manufacturing method of the present invention is a fuel cell manufacturing method in which a plurality of single cells are stacked to constitute a fuel cell, and at least some of the plurality of single cells are joined by a double-sided tape. The process to perform is included.
これらの構成によれば、両面テープにより、単電池間を迅速に接合することができ、燃料電池の製造時間をより一層短縮することができる。 According to these configurations, the single cells can be quickly joined with the double-sided tape, and the manufacturing time of the fuel cell can be further shortened.
本発明の単電池およびその製造方法によれば、その構成部品を適切に且つ迅速に接合することができるため、生産性を適切に高めることができる。 According to the unit cell and the method for manufacturing the same of the present invention, the components can be appropriately and quickly joined, so that productivity can be appropriately increased.
本発明の燃料電池およびその製造方法によれば、複数の単電池を適切に且つ迅速に接合することができるため、同様に生産性を適切に高めることができる。 According to the fuel cell and the manufacturing method thereof of the present invention, a plurality of single cells can be appropriately and quickly joined, and thus productivity can be appropriately increased as well.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係る燃料電池について説明する。この燃料電池は、最小発電単位となる単電池を複数積層してなるものであり、単電池を構成する部品間の接合に際して両面テープを用いることで、単電池および燃料電池の生産性を高めたものである。以下では、車載に好適な固体高分子電解質型の燃料電池を例に説明する。 Hereinafter, a fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. This fuel cell is formed by laminating a plurality of unit cells, which are the minimum power generation unit, and the productivity of the unit cells and the fuel cells is improved by using a double-sided tape when joining the components constituting the unit cell. Is. Hereinafter, a solid polymer electrolyte type fuel cell suitable for in-vehicle use will be described as an example.
図1に示すように、燃料電池1は、複数の単電池2を積層したスタック本体3を有し、スタック本体3の両端に位置する単電池2の外側に順次、出力端子5付きの集電板6、絶縁板7およびエンドプレート8を各々配置して構成されている。燃料電池1は、例えば、両エンドプレート8,8間を架け渡すようにして設けられた図外のテンションプレートが各エンドプレート8,8にボルト固定されることで、単電池2の積層方向に所定の圧縮力がかかった状態となっている。
As shown in FIG. 1, the fuel cell 1 includes a
図2および図3に示すように、単電池2の主要部は、MEA11および一対のセパレータ12a,12bで構成されている。MEA11と各セパレータ12a,12bとの間が、二枚の両面テープ15a,15bおよび弾力性部品16からなる接合ユニット14,14によって接合されている。これらの各部品は、平面視矩形の外形形状を有しており、セパレータ12a,12bおよび各接合ユニット14,14の外形形状は一致している。単電池2は、MEA11を挟んで両側に、両面テープ15b、弾力性部品16、両面テープ15a、セパレータ12a(12b)を順に積層するようにして構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the main part of the
MEA11は、高分子材料のイオン交換膜からなる電解質膜21と、電解質膜21を両面から挟んだ一対の電極22a,22b(カソードおよびアノード)とで構成され、全体として積層形態を有している。電解質膜21は、各電極22a,22bよりもサイズを僅かに大きく形成されている。電解質膜21は、その周縁部24を残した状態で、各電極22a,22bを例えばホットプレス法により接合している。周縁部24は、両面テープ15bの接着性を考慮した表面処理を施されていることが好ましい。
The
電極22a,22bは、白金などの触媒を結着した例えば多孔質のカーボン素材(拡散層)で構成されている。一方の電極22a(カソード)には、空気や酸化剤などの酸化ガスが供給され、他方の電極22b(アノード)には、燃料ガスとしての水素ガスが供給される。この二つのガスによってMEA11内で電気化学反応が生じ、単電池2は起電力を得る。各電極22a,22bは、各接合ユニット14,14の中央部の大開口部71,72,73に広く臨み、酸化ガスまたは水素ガスのガス流路31が形成された各セパレータ12a,12bの部分に接触している。
The
セパレータ12a,12bは、ガス不透過の導電性材料で構成されている。導電性材料としては、例えばカーボンや導電性を有する硬質樹脂のほか、アルミニウムやステンレス等の金属(メタル)が挙げられる。本実施形態のセパレータ12a,12bの基材は板状のメタルで形成され、基材の電極側の面には、耐食性に優れた膜が被覆されている。なお、電解質膜21の周縁部24と同様に、両面テープ15aが貼着されるセパレータ12a,12bの部位は、その接着性を考慮した表面処理を施されていることが好ましい。
The
セパレータ12a,12bは、電極22a,22bに面する部分をプレス成形されることで表裏各面に凹凸が形成されている。この凸部および凹部は、それぞれ一方向に延在しており、ガス流路31または冷却水流路32を画定している。すなわち、セパレータ12a,12bの電極側となる内側の面にはストレートのガス流路31が複数形成され、その反対側の外側の面にはストレートの冷却水流路32が複数形成されている。
As for
セパレータ12a,12bの一方の端部には、水素ガス用のガス入口41、酸化ガス用のガス入口42、および冷却水入口43が矩形状に貫通形成されている。また、セパレータ12a,12bの他方の端部には、水素ガス用のガス出口51、酸化ガス用のガス出口52、および冷却水出口53が矩形状に貫通形成されている。
A
酸化ガス用のガス入口42とガス出口52とは、セパレータ12aに溝状に形成した入口側および出口側の各連絡流路61,62を介して、酸化ガスのガス流路31に連通している。水素ガスおよび冷却水も同様であり、例えば、冷却水入口43と冷却水出口53とは、セパレータ12a,12bに溝状に形成した入口側および出口側の各連絡流路63,64を介して、冷却水流路32に連通している。なお、本実施形態ではガスおよび冷却水の流路31,32についてストレート流路を例に説明したが、もちろんこれらの各流路31,32をサーペンタイン流路で構成してもよい。
The
各接合ユニット14の二枚の両面テープ15a,15bおよび弾力性部品16は、中央部に貫通形成された大開口部71,72,73と、セパレータ12a,12bの水素ガス用のガス入口41に対応して貫通形成された入口側流通口81,82,83と、水素ガス用のガス出口51に対応して貫通形成された出口側流通口84,85,86と、酸化ガス用のガス入口42に対応して貫通形成された入口側流通口91,92,93と、酸化ガス用のガス出口52に対応して貫通形成された出口側流通口94,95,96と、冷却水入口43に対応して貫通形成された入口側流通口101,102,103と、冷却水出口53に対応して貫通形成された出口側流通口104,105,106と、をそれぞれ有している。
The two double-
そして、図2で下側に示す接合ユニット14における二枚の両面テープ15a,15bおよび弾力性部品16には、セパレータ12aの酸化ガスのガス流路31に対応して、入口側流通口91,92,93と大開口部71,72,73とを連絡する酸化ガス用の連絡流路111,112,113と、出口側流通口94,95,96と大開口部71,72,73とを連絡する酸化ガス用の連絡流路114,115,116と、が貫通形成されている。
Then, the two double-
図2で上側に示す接合ユニット14も同様に、入口側に対応して水素ガス用の連絡流路111,112,113がそれぞれ貫通形成され、出口側に対応して水素ガス用の連絡流路114,115,116がそれぞれ貫通形成されている。このような流路構成により、単電池2の主要部(MEA11およびセパレータ12a,12b)に加えて接合ユニット14を設けても、各電極22a,22bに適切にガスを供給することができる。
Similarly, the joining unit 14 shown on the upper side in FIG. 2 is also formed with penetrating hydrogen
接合ユニット14における二枚の両面テープ15a,15bは、全く同じ形状で構成されている。一方の両面テープ15aは、弾力性部品16とセパレータ12a(12b)とに貼着され、これらの間を接合する。他方の両面テープ15bは、電解質膜21と弾力性部品16とに貼着され、これらの間を接合する。各両面テープ15a,15bは、これらの接合に供される前では、図4に示す態様で用意されている。
The two double-
図4に示すように、両面テープ15a(15b)は、粘着層131と、粘着層131の表裏の各面側に設けられた剥離層132,133と、で構成されている。例えば両面テープ15aの粘着層131には、上記の大開口部71、入口側流通口81,91,101、出口側流通口84,94,104、および連絡流路111,114が貫通形成されている。
As shown in FIG. 4, the double-
剥離層132,133は、これらの大開口部71等を覆うように粘着層131に分離可能に積層されている。すなわち、剥離層132,133は、粘着層131よりも大きい面積を有し、粘着層131を覆っている。これにより、両面テープ15a,15bの保管時等において、粘着層131をほこり等から保護することができる。両面テープ15a,15bは、粘着層131から剥離層132,133を分離することで、粘着層131を介して上記の部品間を接合する。
The release layers 132 and 133 are detachably stacked on the
ここで、粘着層131は、セパレータ12a,12bや電解質膜21など被粘着対象部品の被着面の性状を考慮した粘着力を有することが好ましい。なお、上述したが、被粘着対象部品の被着面は、粘着性を考慮した表面処理を施されていることが好ましい。また、粘着層131は、燃料電池1の仕様に要求される所定の性状を有することが好ましい。
Here, the
例えば、粘着層131は、水素ガス圧力および酸化ガス圧力に耐え得る強度の気密性や、冷却水圧力に耐え得る強度の防水性などの耐圧性を有している。また、粘着層131は、固体高分子電解質型の燃料電池1の運転温度が約60℃〜80℃に鑑みて、例えば温度80℃〜200℃に耐え得る耐熱性を有している。さらに、粘着層131は、燃料電池1の生成水のpHに鑑みて、例えばpH2以下に耐え得る耐酸性を有している。本実施形態では、計四枚の両面テープ15a,15bはサイズや耐熱性など全て同じ性状で構成したが、粘着層131で接合する部品や接合箇所によっては、両面テープ15a,15bの性状を適宜設計変更するようにしてもよい。
For example, the pressure-
なお、両面テープ15a,15bの一例として、粘着層131の両側に剥離層132,133をそれぞれ設けたが、もちろんこれに限るものではない。例えば、両面テープ15a,15bが、ベース層(ベース部)を中心として、その両側に粘着層および剥離層がそれぞれ設けられてもよい。この場合には、二つの剥離層を除いた両面テープ、すなわち粘着層、ベース層および粘着層の三層が全体として、上記した気密性や耐熱性等の所定の性状を有することが好ましい。
In addition, as an example of the double-
弾力性部品16は、シリコン樹脂により形成され、所定の弾力性および厚みを有している。弾力性部品16は、絶縁性を有していると共に、粘着層131と同様に燃料電池1の仕様に要求される所定の性状を有している。また、弾力性部品16の粘着層131が貼着される被着面は、粘着性を考慮した表面処理を施されていることが好ましい。このような弾力性部品16を電解質膜21とセパレータ12a(12b)との間に設けることによって、弾力性部品16を設けない場合に比べて、両面テープ15a(15b)による接合力を高めるようにしている。
The elastic component 16 is made of silicon resin and has a predetermined elasticity and thickness. The elastic component 16 has an insulating property and has predetermined properties required for the specifications of the fuel cell 1 as with the
具体的には、単電池2となった状態では、弾力性部品16を挟んでその両側に電解質膜21およびセパレータ12a(12b)がそれぞれ両面テープ15a,15bを介して接合されている。この接合は、弾力性部品16を内方向に僅かに弾性変形させるようにして行われる。また、燃料電池1となった状態では、上述のように、積層された複数の単電池2は外側から圧縮力を作用させられるため、これによっても、弾力性部品16を内方向に僅かに弾性変形し得る。したがって、弾力性部品16の原形に復帰しようとする力が両面テープ15a,15bによる接合力を高める方向に作用することになる。これにより、電解質膜21とセパレータ12a,12bとの間の接合力およびシール性等が好適に高められる。
Specifically, in the state where the
ここで、単電池2の各構成部品の組立てに関する製造方法について説明する。単電池2の組立てプロセスでは、例えば図2に示す単電池2の上半部と下半部とを別個に構成しておき、最終的にこれらを重ね合わせることで単電池2を構成することができる。単電池2の下半部を構成する場合には、両面テープ15aのセパレータ12a側の剥離層132を剥がし、露出した粘着層131をセパレータ12aの所定位置に貼着する。上述のように、セパレータ12aおよび両面テープ15aの外形形状は一致しているため、両面テープ15aの外形をセパレータ12aの外形に合わせるようにすることで、両者の貼着を簡易に行うことができる。
Here, the manufacturing method regarding the assembly of each component of the
その後、両面テープ15aの弾力性部品16側の剥離層133を剥がし、露出した粘着層131に対し弾力性部品16を所定位置に貼着する。このときも、両面テープ15aおよび弾力性部品16の外形形状が一致しているため、両者の貼着を簡易に行うことができる。次いで、もう一方の両面テープ15bの弾力性部品16側の剥離層132を剥がし、露出した粘着層131を弾力性部品16の所定位置に貼着する。そして、両面テープ15bのMEA11側の剥離層133を剥がして、露出した粘着層131に対しMEA11の電解質膜21の周縁部24を貼着する。これにより、単電池2の下半部が構成される。
Thereafter, the
同様にして、セパレータ12b、両面テープ15a、弾力性部品16および両面テープ15bからなる単電池2の上半部が構成される。そして、この上半部の両面テープ15bの粘着層131を下半部の電解質膜21および粘着層131に貼着することで、最終的に単電池2が構成される。このように、複数の構成部品を積層してなる単電池2を構成する際に、電解質膜21と弾力性部品16との間や、弾力性部品16とセパレータ12a(12b)との間など、部品間の接合に両面テープ15a,15bを用いている。このため、部品間の接合に接着剤を用いる場合に比べて、その硬化時間ぶんだけ接合に要する時間を短縮することができる。これにより、単電池2の生産性(スループット)を適切に高めることができる。
Similarly, the upper half of the
また、部品間の接合に接着剤を用いる場合と比較すると、接着剤では接合時、温度管理が厳しい。これに対し、両面テープ15a,15bでは接合時、温度管理が簡素となる。また、接着剤では、塗布管理が厳しく作業が煩雑となる。すなわち、接着剤は、通常、液化または半液化しているので、セパレータ12a,12bのガス流路31やガス入口41など(32、42、43、51、52、53)にはみ出ないように塗布する必要があり、その作業性は良くない。これに対し、両面テープ15a,15bでは接合時、セパレータ12a,12bの表面に容易に且つ作業性良く貼着することができる。
In addition, compared with the case where an adhesive is used for bonding between components, the temperature control at the time of bonding is stricter with the adhesive. In contrast, the double-
次に、燃料電池1の製造方法について説明する。先ず、上記のように構成された単電池2の複数(例えば300枚)を積層して、スタック本体3を構成する。この際、隣接する単電池2は、それぞれのセパレータ12a、12bが背合せとなるように積層されるが、このセパレータ12a、12b間を両面テープにより接合するようにする。すなわち、単電池2,2間を両面テープにより接合するようにする。この両面テープは、上記した単電池2に適用される両面テープ15a,15bと同様に構成することができる。なお、セパレータ12a、12bの両面テープが貼着される部位は、粘着性を考慮した表面処理を施されていることが好ましい。
Next, a method for manufacturing the fuel cell 1 will be described. First, a
ここで、全ての単電池2,2間を両面テープにより接合するようにしてもよいし、一部の単電池2,2間を両面テープにより接合するようにしてもよい。上述のように、スタック本体3には完成状態で圧縮力が作用されるため、単電池2,2間の両面テープによる接合は必ずしも必須ではない。しかし、両面テープを用いることで、スタック本体3を構成する単電池2の積層に際して単電池2,2間を仮接合の状態とすることができ、スタック本体3の組立てを簡易に行い得る。また、両面テープによって単電池2,2間を補強的に接合することができ、単電池2,2間のシール性をより一層高め得る。
Here, all the
スタック本体3の組立て後には、設置したエンドプレート8に対し順に絶縁板7および集電板6を積層し、次いでスタック本体3を積層する。そして最終的には、燃料電池1は、単電池2の積層方向に所定の圧縮力がかかった状態となる。このように、両面テープを用いて燃料電池1を製造するため、接着剤を用いる場合に比べて、製造に要する時間を短縮することができ、燃料電池1のスループットを高めることができる。また、温度管理や塗布管理を簡素化することができる。
After the
なお、本実施形態は様々な変形例を適用することができる。例えば、弾力性部品16を電解質膜21のみならず電極22a(22b)にも接触させる構成とすることができる。この場合、弾力性部品16と電解質膜21との間には上記の両面テープ15bを設け、弾力性部品16と電極22a(22b)との間には両面テープ15bを設けない構成としてもよい。もっとも、弾力性部品16を電極22a(22b)にも接触させる構成とするため、弾力性部品16には、電極22a(22b)の厚みに対応する環状の浅溝を形成することが好ましい。
Various modifications can be applied to this embodiment. For example, the elastic component 16 can be brought into contact with not only the
また例えば、弾力性部品16を省略することもできる。この場合には、接合ユニットは一枚の両面テープからなり、この両面テープが電解質膜21とセパレータ12a(12b)とを直接的に接合することになる。この場合、両面テープは、弾力性部品16と同様の機能を奏するべく、弾力性を有する層を備えることが好ましい。すなわち、両面テープは、シリコン樹脂からなる弾力性層と、弾力性層の表裏各面側に設けられた上記の粘着層131と、各粘着層131に積層された上記の剥離層132,133と、で構成されることが好ましい。
Further, for example, the elastic component 16 can be omitted. In this case, the joining unit is composed of a single double-sided tape, and the double-sided tape directly joins the
次に、図5を参照して、両面テープ1の変形例について説明する。ここでは代表して、図2および図3で示したセパレータ12aに貼着される両面テープ15aについて説明する。
Next, a modification of the double-sided tape 1 will be described with reference to FIG. Here, as a representative, the double-
変形例に係る両面テープ15aは、セパレータ12aの酸化ガスに関連する通路(ガス流路31、ガス入口42、ガス出口52、連絡流路61,62)を全てMEA11側にて囲繞する一続きのメインテープ部150と、セパレータ12aの水素ガスのガス入口41およびガス出口51をMEA11側にて囲繞する枠状のサブテープ部151,161と、セパレータ12aの冷却水入口43および冷却水出口53をMEA11側にて囲繞する枠状のサブテープ部153,163と、で構成されている。サブテープ部(151,153,161,163)は、それぞれメインテープ部150と分離している。
The double-
このように、両面テープ15aを線状の複数のテープ部(150,151,153,161,163)で構成しても、上記と同様に、部品間の接合を短縮化することができると共に、温度管理等の取扱い性も高めることができる。また、この変形例に係る両面テープ15aは、上記の両面テープに比べて製造し易い。さらに、この両面テープ15aによれば、部品間(セパレータ12aと弾力性部品16との間)をシールする機能を好適に奏することができる。
Thus, even if the double-
1 燃料電池、2 単電池、3 スタック本体、11 MEA、12,12b セパレータ、14 接合ユニット、15a,15b 両面テープ、16 弾力性部品、21 電解質膜、22a,22b 電極、131 粘着層、132,133 剥離層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell, 2 cell, 3 stack main body, 11 MEA, 12, 12b separator, 14 joining unit, 15a, 15b double-sided tape, 16 elastic parts, 21 electrolyte membrane, 22a, 22b electrode, 131 adhesive layer, 132, 133 Release layer
Claims (10)
その複数の部品のうち少なくとも一部の部品間が、両面テープにより接合された単電池。 A unit cell formed by laminating a plurality of parts constituting a unit cell of a fuel cell,
A unit cell in which at least some of the plurality of parts are joined by a double-sided tape.
前記剥離層は、前記粘着層より大きい面積を有する請求項1ないし4のいずれか一項に記載の単電池。 The double-sided tape has an adhesive layer, and a release layer provided on each side of the front and back of the adhesive layer,
The unit cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the release layer has an area larger than that of the adhesive layer.
その複数の単電池のうち少なくとも一部の単電池間が、両面テープにより接合された燃料電池。 A fuel cell formed by stacking a plurality of the single cells according to any one of claims 1 to 6,
A fuel cell in which at least some of the plurality of unit cells are joined by a double-sided tape.
その複数の単電池のうち少なくとも一部の単電池間が、両面テープにより接合された燃料電池。 A fuel cell in which a plurality of unit cells are stacked,
A fuel cell in which at least some of the plurality of unit cells are joined by a double-sided tape.
その複数の部品のうち少なくとも一部の部品間を両面テープにより接合する工程を含む単電池の製造方法。 A method of manufacturing a unit cell that constitutes a unit cell of a fuel cell by laminating a plurality of components,
A method for manufacturing a unit cell, comprising a step of joining at least some of the plurality of components with a double-sided tape.
その複数の単電池のうち少なくとも一部の単電池間を両面テープにより接合する工程を含む燃料電池の製造方法。
A method of manufacturing a fuel cell in which a plurality of single cells are stacked to constitute a fuel cell,
A method for manufacturing a fuel cell, comprising a step of joining at least some of the plurality of unit cells with a double-sided tape.
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