JP3345240B2 - 固体高分子型燃料電池及びその製造方法 - Google Patents
固体高分子型燃料電池及びその製造方法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型の固体高分
子型燃料電池及びその製造方法に関する。
子型燃料電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】積層型の固体高分子型燃料電池は、一般
的にイオン交換膜の中央部にアノードとカソードを配し
たセルが、アノードガスチャネル並びにカソードガスチ
ャネルが形成された一対の電池プレートで挟持され、セ
ルと電池プレートとの間に集電体が介挿されて電池の基
本単位が構成されており、アノードガスチャネル並びに
カソードガスチャネルを通して、各電極にアノードガス
並びにカソードガスを加圧供給し、セルで発電された電
気は集電体で取り出すようになっている。
的にイオン交換膜の中央部にアノードとカソードを配し
たセルが、アノードガスチャネル並びにカソードガスチ
ャネルが形成された一対の電池プレートで挟持され、セ
ルと電池プレートとの間に集電体が介挿されて電池の基
本単位が構成されており、アノードガスチャネル並びに
カソードガスチャネルを通して、各電極にアノードガス
並びにカソードガスを加圧供給し、セルで発電された電
気は集電体で取り出すようになっている。
【０００３】そして、実用的な製品としては、このよう
な基本単位が何段にも積層されて高電圧が取り出せるよ
うになっているものが多い。ところで、このような固体
高分子型燃料電池においては、セルを構成するイオン交
換膜が薄く且つ柔軟であり、またアノードガス，カソー
ドガスが加圧供給されるため、一般的に、セルは一対の
電極がイオン交換膜の中央部にだけ配されており、電極
が配されていないイオン交換膜の外周部と電池プレート
との間は、シール部材，或は電池プレートの外周部に形
成された周壁部等でシールすることによって、セルが保
持されると共にアノードガス及びカソードガスが外に漏
れないようになっている。また、セルの中央部の電極部
分は一対の集電体で両側から挟まれて更にその外側から
電池プレートで挟持されているので、イオン交換膜はア
ノードガスとカソードガスの差圧にも耐えることができ
るようになっている。
な基本単位が何段にも積層されて高電圧が取り出せるよ
うになっているものが多い。ところで、このような固体
高分子型燃料電池においては、セルを構成するイオン交
換膜が薄く且つ柔軟であり、またアノードガス，カソー
ドガスが加圧供給されるため、一般的に、セルは一対の
電極がイオン交換膜の中央部にだけ配されており、電極
が配されていないイオン交換膜の外周部と電池プレート
との間は、シール部材，或は電池プレートの外周部に形
成された周壁部等でシールすることによって、セルが保
持されると共にアノードガス及びカソードガスが外に漏
れないようになっている。また、セルの中央部の電極部
分は一対の集電体で両側から挟まれて更にその外側から
電池プレートで挟持されているので、イオン交換膜はア
ノードガスとカソードガスの差圧にも耐えることができ
るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな固体高分子型燃料電池において、セルの電極の外周
とシール部の内周との間において、上述した差圧等の原
因によって、イオン交換膜がたるむように変形したり、
更にはイオン交換膜が破損したりするといった問題が生
じていた。
うな固体高分子型燃料電池において、セルの電極の外周
とシール部の内周との間において、上述した差圧等の原
因によって、イオン交換膜がたるむように変形したり、
更にはイオン交換膜が破損したりするといった問題が生
じていた。
【０００５】このイオン交換膜の変形はセルの性能劣化
につながり、イオン交換膜が破損した場合には、アノー
ドガスとカソードガスが混合して電池としての機能が損
なわれ、電池寿命に達してしまうので、これを解決する
方法が望まれていた。本発明は、上記課題に鑑み、イオ
ン交換膜が変形したり破損したりすることを防止するこ
とによって、電池の長寿命化を実現できる固体高分子型
燃料電池及びその簡便な製造方法を提供することを目的
とする。
につながり、イオン交換膜が破損した場合には、アノー
ドガスとカソードガスが混合して電池としての機能が損
なわれ、電池寿命に達してしまうので、これを解決する
方法が望まれていた。本発明は、上記課題に鑑み、イオ
ン交換膜が変形したり破損したりすることを防止するこ
とによって、電池の長寿命化を実現できる固体高分子型
燃料電池及びその簡便な製造方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、イオン交換膜の中央部に一
対の電極を配したセルが、前記電極に対向してガスチャ
ネルが設けられた一対の電池プレートで挟持されて構成
され、且つ前記セルの中央部と電池プレートとの間には
一対の集電体が介挿され、前記セルの外周部と一対の電
池プレートと間にはシール部が設けられている固体高分
子型燃料電池において、前記集電体には、前記電極の外
周と前記シール部との間において、イオン交換膜と電池
プレートとの間の間隙を充填する充填材を兼ねる、加圧
によって収縮する多孔性の材料からなる外周端部が形成
されていることを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、イオン交換膜の中央部に一
対の電極を配したセルが、前記電極に対向してガスチャ
ネルが設けられた一対の電池プレートで挟持されて構成
され、且つ前記セルの中央部と電池プレートとの間には
一対の集電体が介挿され、前記セルの外周部と一対の電
池プレートと間にはシール部が設けられている固体高分
子型燃料電池において、前記集電体には、前記電極の外
周と前記シール部との間において、イオン交換膜と電池
プレートとの間の間隙を充填する充填材を兼ねる、加圧
によって収縮する多孔性の材料からなる外周端部が形成
されていることを特徴とする。
【０００７】この発明の固体高分子型燃料電池によれ
ば、充填材を兼ねる集電体の外周端部によって、イオン
交換膜の変形や破損が防止される。また、集電体に充填
材を兼ねる外周端部が形成されているので、集電体と充
填材との位置関係がずれることはない。また、請求項２
記載の発明は、イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、電極に対向してガスチャネルが設けられた
一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つセルの
中央部と電池プレートとの間には一対の集電体が介挿さ
れ、セルの外周部と一対の電池プレートとの間にはシー
ル部が設けられている固体高分子型燃料電池において、
電極の外周と前記シール部との間には、イオン交換膜と
電池プレートとの間の間隙を充填する加圧によって収縮
する多孔性の材料からなる充填材が設けられ、且つ、シ
ール部は、セルを所定の形状に保持する保持用枠体とし
ての機能を兼ね備えるとともに、イオン交換膜の外周部
に接合されていることを特徴とする。この発明の固体高
分子型燃料電池によれば、充填材によって、イオン交換
膜の変形や破損が防止される。セルを所定の形状に保持
する保持用枠体としての機能を有するシール部が形成さ
れているので、セルが単独で存在する場合（電池に組み
込まれていない状態）においても、セルはシール部によ
って所定の形状に保持される。また、請求項５記載の発
明は、イオン交換膜の中央部に一対の電極を配したセル
が、電極に対向してガスチャネルが設けられた一対の電
池プレートで挟持されて構成され、且つ、セルの中央部
と電池プレートとの間には一対の集電体が介挿され、セ
ルの外周部と一対の電池プレートとの間にはシール部が
設けられ、電極の外周とシール部との間には、イオン交
換膜と電池プレートとの間の間隙を充填する多孔性の充
填材が設けられている固体高分子型燃料電池の製造方法
であって、シール部は、セルを所定の形状に保持する保
持用枠体としての機能を兼ね備えるとともに、イオン交
換膜の外周部に接合されており、一対の集電体と、充填
材の材料とを介挿しつつ、該セルを一対の電池プレート
で挟持する積層ステップと、積層ステップの後、充填材
の材料を圧縮してイオン交換膜上の空間を隙間なく 充填
しながら、一対の電池プレートを締め付けると共に、セ
ルと一対の電池プレートの外周部とをシールする締付ス
テップとを備えることを特徴とする。
ば、充填材を兼ねる集電体の外周端部によって、イオン
交換膜の変形や破損が防止される。また、集電体に充填
材を兼ねる外周端部が形成されているので、集電体と充
填材との位置関係がずれることはない。また、請求項２
記載の発明は、イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、電極に対向してガスチャネルが設けられた
一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つセルの
中央部と電池プレートとの間には一対の集電体が介挿さ
れ、セルの外周部と一対の電池プレートとの間にはシー
ル部が設けられている固体高分子型燃料電池において、
電極の外周と前記シール部との間には、イオン交換膜と
電池プレートとの間の間隙を充填する加圧によって収縮
する多孔性の材料からなる充填材が設けられ、且つ、シ
ール部は、セルを所定の形状に保持する保持用枠体とし
ての機能を兼ね備えるとともに、イオン交換膜の外周部
に接合されていることを特徴とする。この発明の固体高
分子型燃料電池によれば、充填材によって、イオン交換
膜の変形や破損が防止される。セルを所定の形状に保持
する保持用枠体としての機能を有するシール部が形成さ
れているので、セルが単独で存在する場合（電池に組み
込まれていない状態）においても、セルはシール部によ
って所定の形状に保持される。また、請求項５記載の発
明は、イオン交換膜の中央部に一対の電極を配したセル
が、電極に対向してガスチャネルが設けられた一対の電
池プレートで挟持されて構成され、且つ、セルの中央部
と電池プレートとの間には一対の集電体が介挿され、セ
ルの外周部と一対の電池プレートとの間にはシール部が
設けられ、電極の外周とシール部との間には、イオン交
換膜と電池プレートとの間の間隙を充填する多孔性の充
填材が設けられている固体高分子型燃料電池の製造方法
であって、シール部は、セルを所定の形状に保持する保
持用枠体としての機能を兼ね備えるとともに、イオン交
換膜の外周部に接合されており、一対の集電体と、充填
材の材料とを介挿しつつ、該セルを一対の電池プレート
で挟持する積層ステップと、積層ステップの後、充填材
の材料を圧縮してイオン交換膜上の空間を隙間なく 充填
しながら、一対の電池プレートを締め付けると共に、セ
ルと一対の電池プレートの外周部とをシールする締付ス
テップとを備えることを特徴とする。
【０００８】このような製造方法によって、上記の充填
材が充填された固体高分子型燃料電池を作業性よく且つ
精度良く作製することができる。
材が充填された固体高分子型燃料電池を作業性よく且つ
精度良く作製することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明者等は、固体高分子型燃料
電池のイオン交換膜が変形したり破損したりする現象を
観察した結果、従来の固体高分子型燃料電池では、構造
上、電極の外周に沿ってイオン交換膜上に間隙が形成さ
れ、この間隙がイオン交換膜の変形や破損の発生と関わ
りが深いことがわかった。
電池のイオン交換膜が変形したり破損したりする現象を
観察した結果、従来の固体高分子型燃料電池では、構造
上、電極の外周に沿ってイオン交換膜上に間隙が形成さ
れ、この間隙がイオン交換膜の変形や破損の発生と関わ
りが深いことがわかった。
【００１０】即ち、固体高分子型燃料電池の電極の厚み
は通常２０〜３０μｍ程度の薄さなので、電極の外周に
沿って形成される間隙の厚さもわずかなものであるが、
この間隙があるために、柔軟なイオン交換膜にかかる差
圧によって、イオン交換膜が変形したり破損したりす
る。また、固体高分子型燃料電池は、通常の運転時には
イオン交換膜が加湿されて湿潤状態に保たれるよう運転
するが、運転停止時等にイオン交換膜が乾燥した場合に
は収縮し、収縮に伴ってイオン交換膜の間隙の部分が破
損する場合もある。
は通常２０〜３０μｍ程度の薄さなので、電極の外周に
沿って形成される間隙の厚さもわずかなものであるが、
この間隙があるために、柔軟なイオン交換膜にかかる差
圧によって、イオン交換膜が変形したり破損したりす
る。また、固体高分子型燃料電池は、通常の運転時には
イオン交換膜が加湿されて湿潤状態に保たれるよう運転
するが、運転停止時等にイオン交換膜が乾燥した場合に
は収縮し、収縮に伴ってイオン交換膜の間隙の部分が破
損する場合もある。
【００１１】例えば、図１０に示す従来の固体高分子型
燃料電池では、アノード３１２及びカソード３１３上
に、これより若干大きい集電体３４０，３４１が積層さ
れている。従って、アノード３１２及びカソード３１３
の外周３１２ａ，３１３ａとシール材３５０，３５１と
の間には、イオン交換膜３１１と集電体３４０，３４１
との間に、アノード３１２，カソード３１３の厚みに相
当する間隙３９０，３９１が形成されている。図１０で
は、イオン交換膜１１が間隙３９１側に押されて変形し
た様子（即ち膜がたるんだ状態）が示されている。この
ような状況は、アノードガスの圧力がカソードガスの圧
力より高い場合に発生する。
燃料電池では、アノード３１２及びカソード３１３上
に、これより若干大きい集電体３４０，３４１が積層さ
れている。従って、アノード３１２及びカソード３１３
の外周３１２ａ，３１３ａとシール材３５０，３５１と
の間には、イオン交換膜３１１と集電体３４０，３４１
との間に、アノード３１２，カソード３１３の厚みに相
当する間隙３９０，３９１が形成されている。図１０で
は、イオン交換膜１１が間隙３９１側に押されて変形し
た様子（即ち膜がたるんだ状態）が示されている。この
ような状況は、アノードガスの圧力がカソードガスの圧
力より高い場合に発生する。
【００１２】ここで、集電体３４０，３４１をアノード
３１２，カソード３１３と同等の大きさに設定したとす
れば、アノード３１２及びカソード３１３の外周３１２
ａ，３１３ａとシール材３５０，３６０との間には、イ
オン交換膜３１１と電池プレート３２０，３３０との間
に間隙が形成されるので、同様の問題が生じる。またこ
こで、シール材３５０，３６０を、アノード３１２及び
カソード３１３の外周３１２ａ，３１３ａにぴったりと
接触させることができれば、間隙３９０，３９１をなく
すことができるとも考えられる。
３１２，カソード３１３と同等の大きさに設定したとす
れば、アノード３１２及びカソード３１３の外周３１２
ａ，３１３ａとシール材３５０，３６０との間には、イ
オン交換膜３１１と電池プレート３２０，３３０との間
に間隙が形成されるので、同様の問題が生じる。またこ
こで、シール材３５０，３６０を、アノード３１２及び
カソード３１３の外周３１２ａ，３１３ａにぴったりと
接触させることができれば、間隙３９０，３９１をなく
すことができるとも考えられる。
【００１３】しかし、アノード３１２及びカソード３１
３の外周３１２ａ，３１３ａと、集電体４０，４１の外
周とをぴったり合わせることは事実上困難であるし、シ
ール材３５０，３６０及び集電体３４０，３４１を介挿
させながらセル３１０を一対の電池プレート３２０，３
３０で挟持するという電池の組立工程において、シール
材３５０，３６０と、アノード３１２及びカソード３１
３の外周３１２ａ，３１３ａとを隙間なくぴったりと合
わせることは事実上困難であって、ある程度の間隙が生
じるのは避けられなかった。
３の外周３１２ａ，３１３ａと、集電体４０，４１の外
周とをぴったり合わせることは事実上困難であるし、シ
ール材３５０，３６０及び集電体３４０，３４１を介挿
させながらセル３１０を一対の電池プレート３２０，３
３０で挟持するという電池の組立工程において、シール
材３５０，３６０と、アノード３１２及びカソード３１
３の外周３１２ａ，３１３ａとを隙間なくぴったりと合
わせることは事実上困難であって、ある程度の間隙が生
じるのは避けられなかった。
【００１４】本発明者等は、この間隙が形成される部分
に充填材を配することによって、イオン交換膜の変形や
破損を防止できることを見いだし本発明に到った。請求
項１記載の発明によれば、電極が配されたセルの中央部
と電池プレートとの間に介挿される一対の集電体には、
前記電極の外周とシール部との間において、イオン交換
膜と電池プレートとの間の間隙を充填する充填材を兼ね
る外周端部が形成されているので、前記外周端部がイオ
ン交換膜を両側から押さえて保持する。 従って、差圧に
よるイオン交換膜の変形や破損が防止され、またイオン
交換膜の収縮に伴う破損も防止される。また、集電体と
充填材との位置関係がずれることもない。
に充填材を配することによって、イオン交換膜の変形や
破損を防止できることを見いだし本発明に到った。請求
項１記載の発明によれば、電極が配されたセルの中央部
と電池プレートとの間に介挿される一対の集電体には、
前記電極の外周とシール部との間において、イオン交換
膜と電池プレートとの間の間隙を充填する充填材を兼ね
る外周端部が形成されているので、前記外周端部がイオ
ン交換膜を両側から押さえて保持する。 従って、差圧に
よるイオン交換膜の変形や破損が防止され、またイオン
交換膜の収縮に伴う破損も防止される。また、集電体と
充填材との位置関係がずれることもない。
【００１５】燃料電池の組立時において、このような集
電体を電極上に配すれば、セルに対する充填材の配置も
自動的に行うことができ、作業性に優れる。 また、集電
体は、多孔性カーボン等の通気性を持つ材料で形成され
ているため、加圧によって圧縮されたり弾力性を有した
りする点で、充填材の材料として適している。
電体を電極上に配すれば、セルに対する充填材の配置も
自動的に行うことができ、作業性に優れる。 また、集電
体は、多孔性カーボン等の通気性を持つ材料で形成され
ているため、加圧によって圧縮されたり弾力性を有した
りする点で、充填材の材料として適している。
【００１６】請求項２記載の発明によれば、電極の外周
とシール部との間には、イオン交換膜と電池プレートと
の間の間隙を充填する、加圧によって収縮する多孔性の
材料からなる充填材が設けられ、且つ、シール部は、セ
ルを所定の形状に保持する保持用枠体としての機能を兼
ね備えるとともに、イオン交換膜の外周部に接合されて
いる。従って、セルが単独で存在する場合（電池に組み
込まれていない状態）においても、セルは保持用枠体と
しての機能を兼ね備えるシール部によって所定の形状に
保持される。
とシール部との間には、イオン交換膜と電池プレートと
の間の間隙を充填する、加圧によって収縮する多孔性の
材料からなる充填材が設けられ、且つ、シール部は、セ
ルを所定の形状に保持する保持用枠体としての機能を兼
ね備えるとともに、イオン交換膜の外周部に接合されて
いる。従って、セルが単独で存在する場合（電池に組み
込まれていない状態）においても、セルは保持用枠体と
しての機能を兼ね備えるシール部によって所定の形状に
保持される。
【００１７】
【００１８】
【００１９】従って、燃料電池を組立てるときに、セル
の乾燥等に伴って変形したり寸法が変化することが少な
いため、電池の組立の作業性が優れる。シール部の材料
としては、充填材の材料と同様の耐熱性、耐圧性が必要
であり、ある程度の剛性も必要である。シール部の材料
の具体例としては、耐熱性高分子材料（ポリアミド，ポ
リイミド，ポリスルホン，メラミン樹脂，尿素樹脂，Ａ
ＢＳ樹脂，エポキシ樹脂，ジアリルフタレート樹脂，ケ
イ素樹脂，ポリチアゾール，ＰＴＦＥ、窒化ホウ素、グ
ラファイト等）、或はこれらにガラス繊維，合成繊維，
セルロース繊維等を充填して剛性を高めたものを用いる
ことができる。また、充填材の材料としては、電池の作
動温度（１００℃程度）に耐える耐熱性と、作動圧力に
耐える耐圧性とを有することが必要であって、更に適度
な柔軟性及び弾力性を備えることが望ましい。具体例と
しては、ポリアミド，ポリイミド，ポリスルホン，メラ
ミン樹脂，尿素樹脂，ＡＢＳ樹脂，エポキシ樹脂，ジア
リルフタレート樹脂，ケイ素樹脂，ポリチアゾール，ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの耐熱性高
分子を発泡させた多孔性の材料等を用いることができ
る。
の乾燥等に伴って変形したり寸法が変化することが少な
いため、電池の組立の作業性が優れる。シール部の材料
としては、充填材の材料と同様の耐熱性、耐圧性が必要
であり、ある程度の剛性も必要である。シール部の材料
の具体例としては、耐熱性高分子材料（ポリアミド，ポ
リイミド，ポリスルホン，メラミン樹脂，尿素樹脂，Ａ
ＢＳ樹脂，エポキシ樹脂，ジアリルフタレート樹脂，ケ
イ素樹脂，ポリチアゾール，ＰＴＦＥ、窒化ホウ素、グ
ラファイト等）、或はこれらにガラス繊維，合成繊維，
セルロース繊維等を充填して剛性を高めたものを用いる
ことができる。また、充填材の材料としては、電池の作
動温度（１００℃程度）に耐える耐熱性と、作動圧力に
耐える耐圧性とを有することが必要であって、更に適度
な柔軟性及び弾力性を備えることが望ましい。具体例と
しては、ポリアミド，ポリイミド，ポリスルホン，メラ
ミン樹脂，尿素樹脂，ＡＢＳ樹脂，エポキシ樹脂，ジア
リルフタレート樹脂，ケイ素樹脂，ポリチアゾール，ポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの耐熱性高
分子を発泡させた多孔性の材料等を用いることができ
る。
【００２０】請求項３記載の発明によれば、電極の外周
とシール部との間には、イオン交換膜と電池プレートと
の間の間隙を充填する、加圧によって収縮する多孔性の
材料からなる充填材が設けられ、且つ、イオン交換膜の
外周部には、セルを所定の形状に保持する保持用枠体が
接合されており、当該保持用枠体の上にシール部が重ね
られている。 シール部の材料および充填材の材料など
は、上記と同様である。 この燃料電池も、上記請求項２
に記載の発明の場合と同様に、保持用枠体によりセルを
所定の形状に保持することが出来るので、燃料電池を組
立てるときに、セルの乾燥等に伴って変形したり寸法が
変化することが少なくすることが出来、電池の組立の作
業性が優れる。 請求項４記載の発明によれば、充填材の
材料は、電池プレートが挟持する圧力で加圧するときに
圧縮される材料である。従って、圧縮される前の充填材
の材料としては、厚さの厚い材料を用いることができる
ので、電池組立時の作業性に優れ、また、イオン交換膜
と電池プレートとの間を隙間なく充填する作用も優れ
る。
とシール部との間には、イオン交換膜と電池プレートと
の間の間隙を充填する、加圧によって収縮する多孔性の
材料からなる充填材が設けられ、且つ、イオン交換膜の
外周部には、セルを所定の形状に保持する保持用枠体が
接合されており、当該保持用枠体の上にシール部が重ね
られている。 シール部の材料および充填材の材料など
は、上記と同様である。 この燃料電池も、上記請求項２
に記載の発明の場合と同様に、保持用枠体によりセルを
所定の形状に保持することが出来るので、燃料電池を組
立てるときに、セルの乾燥等に伴って変形したり寸法が
変化することが少なくすることが出来、電池の組立の作
業性が優れる。 請求項４記載の発明によれば、充填材の
材料は、電池プレートが挟持する圧力で加圧するときに
圧縮される材料である。従って、圧縮される前の充填材
の材料としては、厚さの厚い材料を用いることができる
ので、電池組立時の作業性に優れ、また、イオン交換膜
と電池プレートとの間を隙間なく充填する作用も優れ
る。
【００２１】請求項５記載の発明によれば、セルを所定
の形状に保持する保持用枠体としての機能を持たせたシ
ール部をイオン交換膜の外周部に接合しておき、積層ス
テップでは、一対の集電体と多孔性の充填材の材料を介
挿しつつ、セルを一対の電池プレートで挟持し、その
後、締付ステップでは、充填材の材料を圧縮してイオン
交換膜上の空間を隙間なく充填しながら、一対の電池プ
レートを締め付ける共に、セルと一対の電池プレートの
外周部とをシールする。この製造方法によれば、積層ス
テップを行うときに、セルはシール部によって所定の形
状に保持されており、イオン交換膜が乾燥したとして
も、セルが変形したり寸法が変化することが少ないた
め、作業性よく且つ精度よく電池を組み立てることがで
きる。請求項６記載の発明によれば、枠体形成ステップ
において、セルを所定の形状に保持する保持用枠体をイ
オン交換膜とシール部との間に介挿するとともにイオン
交換膜の外周部に接合しておき、枠体形成ステップの後
の積層ステップにおいて、一対の集電体と充填材の材料
とを介挿しつつ、該セルを一対の電池プレートで挟持
し、積層ステップの後の締め付けステップにおいて、充
填材の材料を圧縮してイオン交換膜上の空間を隙間なく
充填しながら、一対の電池プレートを締め付けると共
に、セルと一対の電池プレートの外周部とをシールす
る。この製造方法においても、上記請求項５記載の発明
と同様に、積層ステップを行うときに、セルはシール部
によって所定の形状に保持されており、イオン交換膜が
乾燥したとしても、セルが変形したり寸法が変化するこ
とが少ないため、作業性よく且つ精度よく電池を組み立
てることができる。
の形状に保持する保持用枠体としての機能を持たせたシ
ール部をイオン交換膜の外周部に接合しておき、積層ス
テップでは、一対の集電体と多孔性の充填材の材料を介
挿しつつ、セルを一対の電池プレートで挟持し、その
後、締付ステップでは、充填材の材料を圧縮してイオン
交換膜上の空間を隙間なく充填しながら、一対の電池プ
レートを締め付ける共に、セルと一対の電池プレートの
外周部とをシールする。この製造方法によれば、積層ス
テップを行うときに、セルはシール部によって所定の形
状に保持されており、イオン交換膜が乾燥したとして
も、セルが変形したり寸法が変化することが少ないた
め、作業性よく且つ精度よく電池を組み立てることがで
きる。請求項６記載の発明によれば、枠体形成ステップ
において、セルを所定の形状に保持する保持用枠体をイ
オン交換膜とシール部との間に介挿するとともにイオン
交換膜の外周部に接合しておき、枠体形成ステップの後
の積層ステップにおいて、一対の集電体と充填材の材料
とを介挿しつつ、該セルを一対の電池プレートで挟持
し、積層ステップの後の締め付けステップにおいて、充
填材の材料を圧縮してイオン交換膜上の空間を隙間なく
充填しながら、一対の電池プレートを締め付けると共
に、セルと一対の電池プレートの外周部とをシールす
る。この製造方法においても、上記請求項５記載の発明
と同様に、積層ステップを行うときに、セルはシール部
によって所定の形状に保持されており、イオン交換膜が
乾燥したとしても、セルが変形したり寸法が変化するこ
とが少ないため、作業性よく且つ精度よく電池を組み立
てることができる。
【００２２】
【実施例】（参考例１） 図１は、固体高分子型燃料電池の一参考例における基本
単位の構成を示す分解斜視図である。この燃料電池１
は、イオン交換膜１１の中央部にアノード１２とカソー
ド１３（図１においてはイオン交換膜１１の背面にあっ
て見えない。図２参照）とが配されたセル１０と、セル
１０を挟持する１対の電池プレート２０，３０と、アノ
ード１２，カソード１３と接するように、電池プレート
２０，３０とセル１０との間に介挿された一対の集電体
４０，４１と、電池プレート２０，３０の外周部とセル
１０との間に介挿されこの部分をシールするシール材５
０，６０と、アノード１２の外周１２ａとカソード１３
の外周１３ａ（図１においては見えない。図２参照）に
沿って配され、イオン交換膜１１と集電体４０，４１と
の間を充填する充填材７０，８０とから構成されてい
る。
単位の構成を示す分解斜視図である。この燃料電池１
は、イオン交換膜１１の中央部にアノード１２とカソー
ド１３（図１においてはイオン交換膜１１の背面にあっ
て見えない。図２参照）とが配されたセル１０と、セル
１０を挟持する１対の電池プレート２０，３０と、アノ
ード１２，カソード１３と接するように、電池プレート
２０，３０とセル１０との間に介挿された一対の集電体
４０，４１と、電池プレート２０，３０の外周部とセル
１０との間に介挿されこの部分をシールするシール材５
０，６０と、アノード１２の外周１２ａとカソード１３
の外周１３ａ（図１においては見えない。図２参照）に
沿って配され、イオン交換膜１１と集電体４０，４１と
の間を充填する充填材７０，８０とから構成されてい
る。
【００２３】上記参考例１の固体高分子型燃料電池は、
このような基本単位の燃料電池１が所定の数だけ積層さ
れ、その積層体の両端が一対の端板（不図示）で押さえ
られて構成されている。なお、積層される基本単位の数
は、出力しようする電圧に応じて設定される。イオン交
換膜１１は、ナフィオン１１５（ナフィオンは商品名，
ＵＳＡ ＤｕＰｏｎｔ社製，厚み０．１３ｍｍ）からな
る長方形状の薄膜である。アノード１２，カソード１３
は、共に白金担持カーボンからなる所定の厚さ（２０〜
３０μｍ）の成形体であって、イオン交換膜１１の中央
部に密着されており、所定の白金担持量（０．７ｍｇ／
ｃｍ2）に調整されている。また、イオン交換膜１１の
外周部の４つ角の部分には、内部マニホールドを形成す
るための４つの円形の窓１４，１５，１６…が開設され
ている。
このような基本単位の燃料電池１が所定の数だけ積層さ
れ、その積層体の両端が一対の端板（不図示）で押さえ
られて構成されている。なお、積層される基本単位の数
は、出力しようする電圧に応じて設定される。イオン交
換膜１１は、ナフィオン１１５（ナフィオンは商品名，
ＵＳＡ ＤｕＰｏｎｔ社製，厚み０．１３ｍｍ）からな
る長方形状の薄膜である。アノード１２，カソード１３
は、共に白金担持カーボンからなる所定の厚さ（２０〜
３０μｍ）の成形体であって、イオン交換膜１１の中央
部に密着されており、所定の白金担持量（０．７ｍｇ／
ｃｍ2）に調整されている。また、イオン交換膜１１の
外周部の４つ角の部分には、内部マニホールドを形成す
るための４つの円形の窓１４，１５，１６…が開設され
ている。
【００２４】電池プレート２０，３０は、共にイオン交
換膜１１と同等の寸法に形成されたカーボン材料からな
るプレートであって、電池プレート２０のアノード１２
と対向する側には複数のアノードガスチャネル２１…が
刻まれ（図１においては、電池プレートの背面側に形成
されているので見えない。図２参照）、電池プレート３
０のカソード１３と対向する側には複数のカソードガス
チャネル３１…が刻まれている。
換膜１１と同等の寸法に形成されたカーボン材料からな
るプレートであって、電池プレート２０のアノード１２
と対向する側には複数のアノードガスチャネル２１…が
刻まれ（図１においては、電池プレートの背面側に形成
されているので見えない。図２参照）、電池プレート３
０のカソード１３と対向する側には複数のカソードガス
チャネル３１…が刻まれている。
【００２５】また、電池プレート２０，３０の各々に
も、内部マニホールドを形成するための４つの円形の窓
２４，２５，２６，２７並びに窓３４，３５，３６…が
開設されている。図に示されるように窓３４及び窓３６
は、複数のカソードガスチャネル３１…と連通されてお
り、図には示されないが、これと同様に窓２５及び窓２
７は、複数のカソードガスチャネル２１…と連通されて
いる。
も、内部マニホールドを形成するための４つの円形の窓
２４，２５，２６，２７並びに窓３４，３５，３６…が
開設されている。図に示されるように窓３４及び窓３６
は、複数のカソードガスチャネル３１…と連通されてお
り、図には示されないが、これと同様に窓２５及び窓２
７は、複数のカソードガスチャネル２１…と連通されて
いる。
【００２６】集電体４０，４１は、溌水処理を施した多
孔性カーボンの薄板からなり、アノード１２，カソード
１３よりも若干大きい寸法で形成されている。そして、
集電体４０を介してアノード１２と複数のアノードガス
チャネル２１…は対向し、集電体４１を介して、カソー
ド１３と複数のカソードガスチャネル３１…とは対向し
ている。
孔性カーボンの薄板からなり、アノード１２，カソード
１３よりも若干大きい寸法で形成されている。そして、
集電体４０を介してアノード１２と複数のアノードガス
チャネル２１…は対向し、集電体４１を介して、カソー
ド１３と複数のカソードガスチャネル３１…とは対向し
ている。
【００２７】シール材５０，６０は、弾力性のある材料
（例えば、ＥＰＤＭゴム）からなる枠体状の板であっ
て、その外周はイオン交換膜１１の外周と同等の寸法で
あって、その内周５０ａ，６０ａは、集電体４０，４１
の外周４０ａ，４１ａと同等の寸法である。また、シー
ル材５０，６０の各々にも、内部マニホールドを形成す
るための４つの円形の窓５４，５５，５６…並びに窓６
４，６５，６６…が開設されている。
（例えば、ＥＰＤＭゴム）からなる枠体状の板であっ
て、その外周はイオン交換膜１１の外周と同等の寸法で
あって、その内周５０ａ，６０ａは、集電体４０，４１
の外周４０ａ，４１ａと同等の寸法である。また、シー
ル材５０，６０の各々にも、内部マニホールドを形成す
るための４つの円形の窓５４，５５，５６…並びに窓６
４，６５，６６…が開設されている。
【００２８】充填材７０，８０は、耐熱性樹脂からなる
枠体状の薄板であって、その厚さはアノード１２及びカ
ソード１３と同等である。また、その外周の寸法は集電
体４０，４１と同等であり、内周７０ａ，８０ａの寸法
はアノード１２，カソード１３と同等である。これらの
各部材、即ちセル１０、電池プレート２０，３０及びシ
ール材５０，６０が積層されることにより、窓２４，５
４，１４，６４，３４によってカソードガス供給用のマ
ニホールドが構成され、窓２６，５６，１６，６６，３
６によりカソードガス排出用のマニホールドが構成され
ている。また、窓２５，５５，１５，６５，３５により
アノードガス供給用のマニホールドが構成され、窓２７
…によってアノードガス排出用のマニホールドが構成さ
れている。
枠体状の薄板であって、その厚さはアノード１２及びカ
ソード１３と同等である。また、その外周の寸法は集電
体４０，４１と同等であり、内周７０ａ，８０ａの寸法
はアノード１２，カソード１３と同等である。これらの
各部材、即ちセル１０、電池プレート２０，３０及びシ
ール材５０，６０が積層されることにより、窓２４，５
４，１４，６４，３４によってカソードガス供給用のマ
ニホールドが構成され、窓２６，５６，１６，６６，３
６によりカソードガス排出用のマニホールドが構成され
ている。また、窓２５，５５，１５，６５，３５により
アノードガス供給用のマニホールドが構成され、窓２７
…によってアノードガス排出用のマニホールドが構成さ
れている。
【００２９】そして、カソードガス供給用のマニホール
ドに供給されるカソードガスは、複数のカソードガスチ
ャネル３１…に分配され、カソード１３で発電に用いら
れた後、カソードガス排出用のマニホールドから排出さ
れる。一方、アノードガス供給用のマニホールドに供給
されるアノードガスは、複数のアノードガスチャネル２
１…に分配され、アノード１２で発電に用いられた後、
アノードガス排出用のマニホールドから排出されるよう
になっている。
ドに供給されるカソードガスは、複数のカソードガスチ
ャネル３１…に分配され、カソード１３で発電に用いら
れた後、カソードガス排出用のマニホールドから排出さ
れる。一方、アノードガス供給用のマニホールドに供給
されるアノードガスは、複数のアノードガスチャネル２
１…に分配され、アノード１２で発電に用いられた後、
アノードガス排出用のマニホールドから排出されるよう
になっている。
【００３０】図２は、図１に示す燃料電池１をＸ−Ｘ線
に沿って切断した断面を描いた図である。図に示すよう
に、イオン交換膜１１の外周部は、シール材５０，６０
を介して電池プレート２０，３０で挟持されていると共
に、電池プレート２０，３０の外周部とイオン交換膜１
１との間がシール材５０，６０でシールされている。ま
た、集電体４０は、シール材５０の内周５０ａの内側に
丁度はまり込んでおり、集電体４１は、シール材６０の
内周６０ａの内側に丁度はまり込んでいる。
に沿って切断した断面を描いた図である。図に示すよう
に、イオン交換膜１１の外周部は、シール材５０，６０
を介して電池プレート２０，３０で挟持されていると共
に、電池プレート２０，３０の外周部とイオン交換膜１
１との間がシール材５０，６０でシールされている。ま
た、集電体４０は、シール材５０の内周５０ａの内側に
丁度はまり込んでおり、集電体４１は、シール材６０の
内周６０ａの内側に丁度はまり込んでいる。
【００３１】また、充填材７０は、アノード１２の外周
１２ａとシール材５０の内周５０ａとの間の範囲で、集
電体４０とイオン交換膜１１との間を充填し、充填材８
０は、カソード１３の外周１３ａとシール材６０の内周
６０ａとの間の範囲で、集電体４１とイオン交換膜１１
との間を充填している。このように、アノード１２，カ
ソード１３の外周１２ａ，１３ａとシール材５０の内周
５０ａとの間の範囲で、イオン交換膜１１は、充填材７
０，８０によって両側から押さえられているため、差圧
によってイオン交換膜１１が変形したり破損したりする
ようなことはなく、またイオン交換膜１１が乾燥した場
合にも、収縮による膜の破損は生じにくい。
１２ａとシール材５０の内周５０ａとの間の範囲で、集
電体４０とイオン交換膜１１との間を充填し、充填材８
０は、カソード１３の外周１３ａとシール材６０の内周
６０ａとの間の範囲で、集電体４１とイオン交換膜１１
との間を充填している。このように、アノード１２，カ
ソード１３の外周１２ａ，１３ａとシール材５０の内周
５０ａとの間の範囲で、イオン交換膜１１は、充填材７
０，８０によって両側から押さえられているため、差圧
によってイオン交換膜１１が変形したり破損したりする
ようなことはなく、またイオン交換膜１１が乾燥した場
合にも、収縮による膜の破損は生じにくい。
【００３２】上記参考例１の固体高分子型燃料電池は、
次のようにして製造することができる。セル１０は、イ
オン交換膜１１に、アノード１２，カソード１３の材料
をホットプレスで密着させることによって作製できる。
電池プレート２０，３０は、カーボンプレートを切削加
工することによって作製できる。集電体４０，４１や、
シール材５０，６０や、充填材７０，８０の材料は、各
々の素材を切削することによって作製できる。
次のようにして製造することができる。セル１０は、イ
オン交換膜１１に、アノード１２，カソード１３の材料
をホットプレスで密着させることによって作製できる。
電池プレート２０，３０は、カーボンプレートを切削加
工することによって作製できる。集電体４０，４１や、
シール材５０，６０や、充填材７０，８０の材料は、各
々の素材を切削することによって作製できる。
【００３３】電池組立て時には、セル１０を水に漬けて
イオン交換膜１１を湿潤状態にしておく。このように湿
潤させるのは、イオン交換膜１１は湿潤させると膨潤す
るので、仮に乾燥状態のままイオン交換膜１１を組み込
むと、運転時に加湿によってイオン交換膜１１がたるん
でしまうためである。そして、セル１０の外周部にはシ
ール材５０，６０を介挿させ、且つセル１０の中央部に
は集電体４０，４１及び充填材７０，８０を介挿させな
がら、セル１０に電池プレート２０，３０を積層させ
る。
イオン交換膜１１を湿潤状態にしておく。このように湿
潤させるのは、イオン交換膜１１は湿潤させると膨潤す
るので、仮に乾燥状態のままイオン交換膜１１を組み込
むと、運転時に加湿によってイオン交換膜１１がたるん
でしまうためである。そして、セル１０の外周部にはシ
ール材５０，６０を介挿させ、且つセル１０の中央部に
は集電体４０，４１及び充填材７０，８０を介挿させな
がら、セル１０に電池プレート２０，３０を積層させ
る。
【００３４】具体的な手順としては、電池プレート３０
を、カソードガスチャネル３１…側を上にして置き、そ
の外周部にはシール材６０を配置し、中央部には、集電
体４１，充填材８０の材料，セル１０を順に位置合わせ
しながら積層する。更に、セル１０の外周部上にシール
材５０を、中央部に充填材７０の材料，集電体４０を位
置合わせしながら順に積層し、その上に電池プレート２
０を、アノードガスチャネル２１…側を下にして配置す
ることによって、燃料電池１の積層体を組立てることが
できる。ただし、燃料電池１の積層体を組立てる順序は
これに限られず、例えば、セル１０に、充填材７０，８
０を介挿させながら集電体４０，４１を積層させ、これ
に、シール材５０，６０を介挿させながら電池プレート
を積層させるといった方法等でも可能である。
を、カソードガスチャネル３１…側を上にして置き、そ
の外周部にはシール材６０を配置し、中央部には、集電
体４１，充填材８０の材料，セル１０を順に位置合わせ
しながら積層する。更に、セル１０の外周部上にシール
材５０を、中央部に充填材７０の材料，集電体４０を位
置合わせしながら順に積層し、その上に電池プレート２
０を、アノードガスチャネル２１…側を下にして配置す
ることによって、燃料電池１の積層体を組立てることが
できる。ただし、燃料電池１の積層体を組立てる順序は
これに限られず、例えば、セル１０に、充填材７０，８
０を介挿させながら集電体４０，４１を積層させ、これ
に、シール材５０，６０を介挿させながら電池プレート
を積層させるといった方法等でも可能である。
【００３５】このように組み立てた燃料電池１の積層体
を、所定の数だけ積層し、その両端を一対の端板で締め
付ける。このとき、端板による締め付けに伴って、電池
プレート２０，３０がシール材５０，６０を介してセル
１０を締め付けて、電池プレート２０，３０の外周部と
イオン交換膜１１との間がシールされると共に、充填材
７０，８０の材料も圧縮されて、充填材７０，８０が集
電体４０，４１とイオン交換膜１１との間に充填され、
固体高分子型燃料電池が作製される。
を、所定の数だけ積層し、その両端を一対の端板で締め
付ける。このとき、端板による締め付けに伴って、電池
プレート２０，３０がシール材５０，６０を介してセル
１０を締め付けて、電池プレート２０，３０の外周部と
イオン交換膜１１との間がシールされると共に、充填材
７０，８０の材料も圧縮されて、充填材７０，８０が集
電体４０，４１とイオン交換膜１１との間に充填され、
固体高分子型燃料電池が作製される。
【００３６】なお、充填材７０，８０の材料は、電池に
組み込まれた状態（即ち締め付けによって加圧された状
態）において、集電体４０，４１とイオン交換膜１１と
の間がうまく充填されるようにその厚さを設定する。こ
こで、充填材７０，８０の材料として、加圧によって収
縮する多孔性の材料（例えばＰＴＦＥの発泡シート）を
用いれば、材料の厚さを比較的厚く設定することができ
るので、充填材７０，８０の材料の形成や電池組立時の
取扱いが容易となる。また、このような性質を持つ材料
を充填材７０，８０として用いると、集電体４０，４１
とイオン交換膜１１との間を隙間なく充填することが比
較的容易であって、その点でも充填材として優れてい
る。
組み込まれた状態（即ち締め付けによって加圧された状
態）において、集電体４０，４１とイオン交換膜１１と
の間がうまく充填されるようにその厚さを設定する。こ
こで、充填材７０，８０の材料として、加圧によって収
縮する多孔性の材料（例えばＰＴＦＥの発泡シート）を
用いれば、材料の厚さを比較的厚く設定することができ
るので、充填材７０，８０の材料の形成や電池組立時の
取扱いが容易となる。また、このような性質を持つ材料
を充填材７０，８０として用いると、集電体４０，４１
とイオン交換膜１１との間を隙間なく充填することが比
較的容易であって、その点でも充填材として優れてい
る。
【００３７】（参考例２） 図３は、参考例２の燃料電池を示す図であって、図２と
同様に断面が描かれている。上記参考例１の燃料電池１
においては、集電体４０，４１が、アノード１２，カソ
ード１３より大きく、シール材５０，６０の内周５０
ａ，６０ａに丁度納まる大きさであったが、参考例２で
は、図３に示すように、集電体４０，４１をアノード１
２，カソード１３と同等の大きさとし、その代わり、充
填材７０，８０の厚さを大きくして、充填材７０，８０
でイオン交換膜１１と電池プレート２０，３０との間を
充填するようにしている。このような燃料電池において
も、上記参考例１の燃料電池１の場合と同様の効果を奏
する。
同様に断面が描かれている。上記参考例１の燃料電池１
においては、集電体４０，４１が、アノード１２，カソ
ード１３より大きく、シール材５０，６０の内周５０
ａ，６０ａに丁度納まる大きさであったが、参考例２で
は、図３に示すように、集電体４０，４１をアノード１
２，カソード１３と同等の大きさとし、その代わり、充
填材７０，８０の厚さを大きくして、充填材７０，８０
でイオン交換膜１１と電池プレート２０，３０との間を
充填するようにしている。このような燃料電池において
も、上記参考例１の燃料電池１の場合と同様の効果を奏
する。
【００３８】また図４は、参考例２の燃料電池の変形例
を示す図であって、図２と同様に断面が描かれている。
上記の燃料電池１においては、電池プレート２０，３０
の外周部が、シール材５０，６０を介してイオン交換膜
１１の外周部を挟持していたが、この変形例では、電池
プレート２０，３０の代わりに、外周部にイオン交換膜
１１を挟持する周壁部２９，３９が形成された電池プレ
ート２８，３８が用いられており、更に、周壁部２９，
３９の外周面２９ａ，３９ａに沿って、電池プレート２
８，３８とイオン交換膜１１との間に、枠体状のシール
材５１，６１がはめ込まれている。なお、この燃料電池
では、各マニホールドは、周壁部２９，３９の４つ角の
部分に形成されており、シール材５１，６１にはマニホ
ールド用の窓は開設されていない。
を示す図であって、図２と同様に断面が描かれている。
上記の燃料電池１においては、電池プレート２０，３０
の外周部が、シール材５０，６０を介してイオン交換膜
１１の外周部を挟持していたが、この変形例では、電池
プレート２０，３０の代わりに、外周部にイオン交換膜
１１を挟持する周壁部２９，３９が形成された電池プレ
ート２８，３８が用いられており、更に、周壁部２９，
３９の外周面２９ａ，３９ａに沿って、電池プレート２
８，３８とイオン交換膜１１との間に、枠体状のシール
材５１，６１がはめ込まれている。なお、この燃料電池
では、各マニホールドは、周壁部２９，３９の４つ角の
部分に形成されており、シール材５１，６１にはマニホ
ールド用の窓は開設されていない。
【００３９】本例の燃料電池では、充填材７０，８０
が、アノード１２，カソード１３と周壁部２６，３６と
の間の範囲で、イオン交換膜１１と集電体４０，４１と
の間に充填されている。このような燃料電池において
も、上記の燃料電池１の場合と同様、イオン交換膜１１
の変形や破損が防止される。
が、アノード１２，カソード１３と周壁部２６，３６と
の間の範囲で、イオン交換膜１１と集電体４０，４１と
の間に充填されている。このような燃料電池において
も、上記の燃料電池１の場合と同様、イオン交換膜１１
の変形や破損が防止される。
【００４０】（実施例１） 本実施例の固体高分子型燃料電池は、参考例１の燃料電
池１と同様の構成であるが、燃料電池１ではシール材５
０，６０とイオン交換膜１１とは圧接されていただけで
あるのに対して、本実施例ではシール材５０，６０とイ
オン交換膜１１とがホットプレスされて接合されている
点が異なっている。
池１と同様の構成であるが、燃料電池１ではシール材５
０，６０とイオン交換膜１１とは圧接されていただけで
あるのに対して、本実施例ではシール材５０，６０とイ
オン交換膜１１とがホットプレスされて接合されている
点が異なっている。
【００４１】また、本実施例では、シール材５０，６０
に、シール材としての機能と共にセル１０を所定の形状
に保持する保持枠体としての機能を持たせるため、シー
ル材５０，６０の材料に、弾力性と適度の剛性とを備え
たものが用いられている。この場合のシール材５０，６
０の材料の例としては、上記の耐熱性高分子、或はこれ
らにガラス繊維，合成繊維，セルロース繊維等を充填し
て剛性を高めたたもの等が挙げられる。
に、シール材としての機能と共にセル１０を所定の形状
に保持する保持枠体としての機能を持たせるため、シー
ル材５０，６０の材料に、弾力性と適度の剛性とを備え
たものが用いられている。この場合のシール材５０，６
０の材料の例としては、上記の耐熱性高分子、或はこれ
らにガラス繊維，合成繊維，セルロース繊維等を充填し
て剛性を高めたたもの等が挙げられる。
【００４２】以下、このようにセルが保持枠体と接合さ
れて一体となっているものをセルユニットと称すること
とする。本実施例の固体高分子型燃料電池の製造方法
は、先ず、セル１０を水に漬けてイオン交換膜１１を湿
潤状態にし、これにシール材５０，６０を積層しホット
プレス（温度１００〜２００℃、圧力５０〜２００ｋｇ
／ｃｍ2）で接合して、セルユニットを作製する。
れて一体となっているものをセルユニットと称すること
とする。本実施例の固体高分子型燃料電池の製造方法
は、先ず、セル１０を水に漬けてイオン交換膜１１を湿
潤状態にし、これにシール材５０，６０を積層しホット
プレス（温度１００〜２００℃、圧力５０〜２００ｋｇ
／ｃｍ2）で接合して、セルユニットを作製する。
【００４３】図５は、このセルユニットの斜視図であ
る。図に示されるように、このセルユニットは、枠体状
のシール材５０，６０が、セル１０の外周部に接合され
てセル１０を保持している。従って、イオン交換膜１１
が乾燥して収縮力が働いても、セル１０はもとの形状が
保持されるようになっている。このように作製されたセ
ルユニットと、電池プレート２０，３０とを、集電体４
０，４１及び充填材７０，８０の材料を介挿させながら
積層させることによって、基本単位の燃料電池の積層体
を組み立てることができる。
る。図に示されるように、このセルユニットは、枠体状
のシール材５０，６０が、セル１０の外周部に接合され
てセル１０を保持している。従って、イオン交換膜１１
が乾燥して収縮力が働いても、セル１０はもとの形状が
保持されるようになっている。このように作製されたセ
ルユニットと、電池プレート２０，３０とを、集電体４
０，４１及び充填材７０，８０の材料を介挿させながら
積層させることによって、基本単位の燃料電池の積層体
を組み立てることができる。
【００４４】そして、参考例１と同様に、組み立てた積
層体を所定の数だけ積層し、その両端を一対の端板で締
め付けることによって、固体高分子型燃料電池が作製さ
れる。この製造方法によれば、電池を組み立てる時に、
セル１０を、単体ではなく形状が定まったセルユニット
として取り扱える点で、組立て時の作業性が優れたもの
となる。
層体を所定の数だけ積層し、その両端を一対の端板で締
め付けることによって、固体高分子型燃料電池が作製さ
れる。この製造方法によれば、電池を組み立てる時に、
セル１０を、単体ではなく形状が定まったセルユニット
として取り扱える点で、組立て時の作業性が優れたもの
となる。
【００４５】また、組立時にイオン交換膜１１を湿潤さ
せなくてもよく、また組立中にセル１０が変形しにくい
という点においても、組立時の作業性が良好となる。特
に、燃料電池１の積層数が多い場合には積層するのに時
間がかかるので、組立中にイオン交換膜１１が乾燥して
セル１０に収縮力が生じやすいが、セルユニット化する
ことによってセルの変形が防止できる。
せなくてもよく、また組立中にセル１０が変形しにくい
という点においても、組立時の作業性が良好となる。特
に、燃料電池１の積層数が多い場合には積層するのに時
間がかかるので、組立中にイオン交換膜１１が乾燥して
セル１０に収縮力が生じやすいが、セルユニット化する
ことによってセルの変形が防止できる。
【００４６】なお、本実施例では、シール材５０，６０
がセル１０を保持する保持枠体を兼ねる例を示したが、
シール材とは別個の保持枠体でセル１０を保持してセル
ユニットを作製してもよい。例えば、図５に示したセル
ユニットにおいて、シール材５０，６０の代わりに、金
属，カーボン，セラミック等の剛性の高い材料で同様に
作製した枠体を用いてセルユニットを作製し、その枠体
の上に別のシール材を重ねて燃料電池を組立てることも
可能であって、この場合も同様の効果を奏する。
がセル１０を保持する保持枠体を兼ねる例を示したが、
シール材とは別個の保持枠体でセル１０を保持してセル
ユニットを作製してもよい。例えば、図５に示したセル
ユニットにおいて、シール材５０，６０の代わりに、金
属，カーボン，セラミック等の剛性の高い材料で同様に
作製した枠体を用いてセルユニットを作製し、その枠体
の上に別のシール材を重ねて燃料電池を組立てることも
可能であって、この場合も同様の効果を奏する。
【００４７】（参考例３） 図６は、参考例３にかかる燃料電池の基本単位の構成を
示す図であって、図２と同様に断面が描かれている。な
お、参考例１の燃料電池１と同じ構成要素については、
図中に同一の番号を付し、その説明を省略する。参考例
３の燃料電池１０１は、参考例１の燃料電池１と同様の
構成であるが、燃料電池１では、シール材５０と充填材
７０並びにシール材６０と充填材８０が、各々別体で構
成されているのに対して、燃料電池１０１では、シール
材と充填材とが一体となったシール充填材１５０及びシ
ール充填材１６０が用いられている点が異なっている。
示す図であって、図２と同様に断面が描かれている。な
お、参考例１の燃料電池１と同じ構成要素については、
図中に同一の番号を付し、その説明を省略する。参考例
３の燃料電池１０１は、参考例１の燃料電池１と同様の
構成であるが、燃料電池１では、シール材５０と充填材
７０並びにシール材６０と充填材８０が、各々別体で構
成されているのに対して、燃料電池１０１では、シール
材と充填材とが一体となったシール充填材１５０及びシ
ール充填材１６０が用いられている点が異なっている。
【００４８】図７は、シール充填材１５０の斜視図であ
り、図中の斜線部は、Ｘ−Ｘ線に沿った断面を表してい
る。シール充填材１５０は、図に示されるようにシール
材としての機能を持つシール部１５１の内側に、充填材
としての機能を持つ充填部１５２が形成されている。シ
ール部１５１及び充填部１５２は、参考例１のシール材
５０及び充填材７０と同様の形状であって、図６に示す
ように、アノード１２の外周１２ａが充填部１５２の内
側に丁度収納されるようになっている。
り、図中の斜線部は、Ｘ−Ｘ線に沿った断面を表してい
る。シール充填材１５０は、図に示されるようにシール
材としての機能を持つシール部１５１の内側に、充填材
としての機能を持つ充填部１５２が形成されている。シ
ール部１５１及び充填部１５２は、参考例１のシール材
５０及び充填材７０と同様の形状であって、図６に示す
ように、アノード１２の外周１２ａが充填部１５２の内
側に丁度収納されるようになっている。
【００４９】また、シール充填材１６０は、シール充填
材１５０と同じものであって、シール部１５１と同様の
シール部１６１及び充填部１５２と同様の充填部１６２
が形成され、カソード１３の外周１３ａが充填部１６２
の内側に丁度収納されるようになっている。シール充填
材１５０，１６０の材料としては、シール部１５１，１
６１は弾力製のある材料が適しており、充填部１５２，
１６２は柔軟性とある程度の弾力性を備えた材料が適し
ている。その点で、シール部１５１，１６１と充填部１
５２，１６２とは、別々の材料で構成するのが好ましい
が、弾力性と柔軟性の両方を備えた単一の材料を用いて
全体を構成することも可能である。
材１５０と同じものであって、シール部１５１と同様の
シール部１６１及び充填部１５２と同様の充填部１６２
が形成され、カソード１３の外周１３ａが充填部１６２
の内側に丁度収納されるようになっている。シール充填
材１５０，１６０の材料としては、シール部１５１，１
６１は弾力製のある材料が適しており、充填部１５２，
１６２は柔軟性とある程度の弾力性を備えた材料が適し
ている。その点で、シール部１５１，１６１と充填部１
５２，１６２とは、別々の材料で構成するのが好ましい
が、弾力性と柔軟性の両方を備えた単一の材料を用いて
全体を構成することも可能である。
【００５０】この燃料電池１０１においては、シール充
填材１５０，１６０の充填部１５２，１６２は、燃料電
池１の充填材７０，８０と同様、アノード１２及びカソ
ード１３の外周１２ａ，１３ａに沿って、イオン交換膜
１１と集電体４０，４１との間を充填し、イオン交換膜
１１を押さえて保持するので、イオン交換膜１１の変形
や破損が防止される。
填材１５０，１６０の充填部１５２，１６２は、燃料電
池１の充填材７０，８０と同様、アノード１２及びカソ
ード１３の外周１２ａ，１３ａに沿って、イオン交換膜
１１と集電体４０，４１との間を充填し、イオン交換膜
１１を押さえて保持するので、イオン交換膜１１の変形
や破損が防止される。
【００５１】燃料電池１０１の製法は、先ず、電池プレ
ート３０を、カソードガスチャネル３１…側を上にして
置き、その中央部に集電体４１を配置した後、シール充
填材１６０を載置した後、セル１０を載置する。更に、
セル１０の外周部の上にシール充填材１５０、中央部の
上に集電体４０を順に積層し、その上から電池プレート
２０を配置することによって、積層体を組立てることが
でき、その後、実施例１と同様にして締め付けることに
よって作製される。
ート３０を、カソードガスチャネル３１…側を上にして
置き、その中央部に集電体４１を配置した後、シール充
填材１６０を載置した後、セル１０を載置する。更に、
セル１０の外周部の上にシール充填材１５０、中央部の
上に集電体４０を順に積層し、その上から電池プレート
２０を配置することによって、積層体を組立てることが
でき、その後、実施例１と同様にして締め付けることに
よって作製される。
【００５２】ここで、充填材とシール材とが一体となっ
ているため、両者の位置合わせは不要であり、参考例１
の場合と比べて更に組立が容易である。なお、参考例３
の燃料電池１０１においても、実施例１と同様に、シー
ル充填材１５０，１６０をセル１０に接合してセルユニ
ットを作製したり、別個の保持枠体を用いてセルユニッ
トを作製することができ、この場合、電池の組立時に実
施例２と同様の効果を得ることが可能である。
ているため、両者の位置合わせは不要であり、参考例１
の場合と比べて更に組立が容易である。なお、参考例３
の燃料電池１０１においても、実施例１と同様に、シー
ル充填材１５０，１６０をセル１０に接合してセルユニ
ットを作製したり、別個の保持枠体を用いてセルユニッ
トを作製することができ、この場合、電池の組立時に実
施例２と同様の効果を得ることが可能である。
【００５３】（実施例２） 図８は、本実施例にかかる燃料電池の基本単位の構成を
示す図であって、図２と同様に断面が描かれている。な
お、参考例１の燃料電池１と同じ構成要素については、
図中に同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施
例の燃料電池２０１は、参考例１の燃料電池１と同様の
構成であるが、燃料電池１では、集電体４０と充填材７
０並びに集電体４１と充填材８０が各々別体で構成され
ているのに対して、燃料電池２０１では、充填材として
の機能も備えた集電体１４０及び集電体１４１が用いら
れている点が異なっている。
示す図であって、図２と同様に断面が描かれている。な
お、参考例１の燃料電池１と同じ構成要素については、
図中に同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施
例の燃料電池２０１は、参考例１の燃料電池１と同様の
構成であるが、燃料電池１では、集電体４０と充填材７
０並びに集電体４１と充填材８０が各々別体で構成され
ているのに対して、燃料電池２０１では、充填材として
の機能も備えた集電体１４０及び集電体１４１が用いら
れている点が異なっている。
【００５４】図９は、集電体１４１の斜視図であって、
図中の斜線部は、Ｘ−Ｘ線に沿った断面を表している。
集電体１４１は、参考例１の集電体４１と同じ材料でほ
ぼ同様の形状であるが、図に示されるように、その外周
端部には、中央部１４１ａより厚みの厚い充填部１４１
ｂが形成されている点が異なっている。中央部１４１ａ
は、カソード１３と同じ寸法であって、充填部１４１ｂ
は、カソード１３の厚みだけ厚く形成され、図８に示す
ように、中央部１４１ａにカソード１３が丁度納まって
いる。
図中の斜線部は、Ｘ−Ｘ線に沿った断面を表している。
集電体１４１は、参考例１の集電体４１と同じ材料でほ
ぼ同様の形状であるが、図に示されるように、その外周
端部には、中央部１４１ａより厚みの厚い充填部１４１
ｂが形成されている点が異なっている。中央部１４１ａ
は、カソード１３と同じ寸法であって、充填部１４１ｂ
は、カソード１３の厚みだけ厚く形成され、図８に示す
ように、中央部１４１ａにカソード１３が丁度納まって
いる。
【００５５】なお、充填部１４１ｂの幅は、参考例の充
填材８０と同等で、その厚さは集電体４１と充填材８０
との厚さを合わせたものに相当する。また、図８に示す
ように、集電体１４０は、集電体１４１と同じものであ
って、中央部１４１ａと同様の中央部１４０ａ、及び充
填部１４０ｂと同様の充填部１４０ｂから構成され、中
央部１４１ａにアノード１２が丁度納まっている。
填材８０と同等で、その厚さは集電体４１と充填材８０
との厚さを合わせたものに相当する。また、図８に示す
ように、集電体１４０は、集電体１４１と同じものであ
って、中央部１４１ａと同様の中央部１４０ａ、及び充
填部１４０ｂと同様の充填部１４０ｂから構成され、中
央部１４１ａにアノード１２が丁度納まっている。
【００５６】この燃料電池２０１においては、充填部１
４２，１４３が、燃料電池１の充填材７０，８０と同様
に、アノード１２及びカソード１３の外周１２ａ，１３
ａとシール材５０，６０との間において、イオン交換膜
１１と電池プレート２０，３０との間を充填し、イオン
交換膜１１を押さえて保持するので、イオン交換膜１１
の変形や破損が防止される。
４２，１４３が、燃料電池１の充填材７０，８０と同様
に、アノード１２及びカソード１３の外周１２ａ，１３
ａとシール材５０，６０との間において、イオン交換膜
１１と電池プレート２０，３０との間を充填し、イオン
交換膜１１を押さえて保持するので、イオン交換膜１１
の変形や破損が防止される。
【００５７】この燃料電池２０１は、電池プレート３０
を、カソードガスチャネル３１…側を上にして置き、そ
の外周部にはシール材６０を、中央部には集電体１４１
を載置した後、セル１０を載置する。更に、そのセル１
０の外周部にシール材５０、中央部に集電体１４０を積
層し、その上から電池プレート２０を載置することによ
って、積層体を組立てることができ、その後、参考例１
と同様にして締め付けることによって作製される。
を、カソードガスチャネル３１…側を上にして置き、そ
の外周部にはシール材６０を、中央部には集電体１４１
を載置した後、セル１０を載置する。更に、そのセル１
０の外周部にシール材５０、中央部に集電体１４０を積
層し、その上から電池プレート２０を載置することによ
って、積層体を組立てることができ、その後、参考例１
と同様にして締め付けることによって作製される。
【００５８】ここで、集電体１４０，１４１では集電体
と充填材とが一体となっているため、電池組立時に集電
体と充填材との位置合わせが不要であって、参考例１の
燃料電池１の場合と比べて組立が容易である。なお、本
実施例の燃料電池２０１においても、実施例１と同様
に、シール充填材１５０，１６０をセル１０に接合する
ことによってセルユニットを作製したり、別個の保持枠
体を用いてセルユニットを作製することができ、この場
合、電池の組立時に実施例１と同様の効果を得ることが
可能である。
と充填材とが一体となっているため、電池組立時に集電
体と充填材との位置合わせが不要であって、参考例１の
燃料電池１の場合と比べて組立が容易である。なお、本
実施例の燃料電池２０１においても、実施例１と同様
に、シール充填材１５０，１６０をセル１０に接合する
ことによってセルユニットを作製したり、別個の保持枠
体を用いてセルユニットを作製することができ、この場
合、電池の組立時に実施例１と同様の効果を得ることが
可能である。
【００５９】（比較例） 図１０は、本比較例にかかる固体高分子型燃料電池の構
成を示す図である。この燃料電池３０１は、充填材７
０，８０が設けられていない点以外は参考例の燃料電池
１と同様の構成であって、イオン交換膜３１１にアノー
ド３１２，カソード３１３を配したセル３１０と、複数
のアノードガスチャネル３２１…が形成された電池プレ
ート３２０及び複数のカソードガスチャネル３３１…が
形成された電池プレート３３０と、一対の集電体３４
０，３４１と、シール材３５０，３６０とから構成され
ている。
成を示す図である。この燃料電池３０１は、充填材７
０，８０が設けられていない点以外は参考例の燃料電池
１と同様の構成であって、イオン交換膜３１１にアノー
ド３１２，カソード３１３を配したセル３１０と、複数
のアノードガスチャネル３２１…が形成された電池プレ
ート３２０及び複数のカソードガスチャネル３３１…が
形成された電池プレート３３０と、一対の集電体３４
０，３４１と、シール材３５０，３６０とから構成され
ている。
【００６０】この燃料電池３０１では、アノード３１
２，カソード３１３の外周３１２ａ，３１３ａとシール
材３５０，３６０との間の範囲で、イオン交換膜３１１
と集電体３４０，３４１との間に、アノード３１２，カ
ソード３１３の厚みに相当する間隙３９０，３９１が形
成されている。従って、イオン交換膜３１１にアノード
ガスとカソードガスの差圧がかかったり、イオン交換膜
３１１が乾燥してこれに収縮力がかかった場合に、間隙
３９０，３９１の部分でイオン交換膜３１１の変形や破
損が発生しやすい。
２，カソード３１３の外周３１２ａ，３１３ａとシール
材３５０，３６０との間の範囲で、イオン交換膜３１１
と集電体３４０，３４１との間に、アノード３１２，カ
ソード３１３の厚みに相当する間隙３９０，３９１が形
成されている。従って、イオン交換膜３１１にアノード
ガスとカソードガスの差圧がかかったり、イオン交換膜
３１１が乾燥してこれに収縮力がかかった場合に、間隙
３９０，３９１の部分でイオン交換膜３１１の変形や破
損が発生しやすい。
【００６１】（その他の事項）上記実施例１、２および参考例２、３では、 各電池プレ
ートが一体形成されている例を示したが、複数の部材を
組み合わせて作製した電池プレートを用いても同様に実
施することができる。上記実施例１、２および参考例
２、３では、片面にガスチャネルが形成された電池プレ
ートを用いた燃料電池の例を示したが、両面にガスチャ
ネルが形成されたバイポーラプレートを用いた燃料電池
においても、同様に実施することができる。
ートが一体形成されている例を示したが、複数の部材を
組み合わせて作製した電池プレートを用いても同様に実
施することができる。上記実施例１、２および参考例
２、３では、片面にガスチャネルが形成された電池プレ
ートを用いた燃料電池の例を示したが、両面にガスチャ
ネルが形成されたバイポーラプレートを用いた燃料電池
においても、同様に実施することができる。
【００６２】上記実施例１、２および参考例２、３で
は、内部マニホールド型の固体高分子型燃料電池の例を
示したが、外部マニホールド型の固体高分子型燃料電池
においても、同様にして実施することができる。
は、内部マニホールド型の固体高分子型燃料電池の例を
示したが、外部マニホールド型の固体高分子型燃料電池
においても、同様にして実施することができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、積層型の固体高分子型
燃料電池において、イオン交換膜が変形したり破損した
りすることを防止することができる。従って、長寿命の
固体高分子型燃料電池を開発する上で価値のある技術で
ある。また、本発明の固体高分子型燃料電池の製造方法
によれば、そのような特性を持つ固体高分子型燃料電池
を容易に製造することができる。
燃料電池において、イオン交換膜が変形したり破損した
りすることを防止することができる。従って、長寿命の
固体高分子型燃料電池を開発する上で価値のある技術で
ある。また、本発明の固体高分子型燃料電池の製造方法
によれば、そのような特性を持つ固体高分子型燃料電池
を容易に製造することができる。
【図１】参考例１にかかる固体高分子型燃料電池の基本
単位の構成を示す分解斜視図である。
単位の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す燃料電池１をＸ−Ｘ線に沿って切断
した断面を描いた図である。
した断面を描いた図である。
【図３】参考例２にかかる燃料電池を示す図である。
【図４】参考例２の燃料電池の一変形例を示す図であ
る。
る。
【図５】実施例１にかかるシール材が接合されたセルの
図である。
図である。
【図６】参考例３にかかる燃料電池の基本単位の構成を
示す図である。
示す図である。
【図７】参考例３にかかるシール充填材の斜視図であ
る。
る。
【図８】実施例２にかかる燃料電池の基本単位の構成を
示す図である。
示す図である。
【図９】実施例２にかかる集電体の斜視図である。
【図１０】比較例にかかる固体高分子型燃料電池の構成
を示す図である。
を示す図である。
１ 燃料電池 １０ セル １１ イオン交換膜 １２ アノード １３ カソード ２０，３０ 電池プレート ２１ アノードガスチャネル ３１ カソードガスチャネル ４０，４１ 集電体 ５０，６０ シール材 ７０，８０ 充填材 １０１ 燃料電池 １４０，１４１ 集電体 １５０，１６０ シール充填材 ２０１ 燃料電池
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−96783（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−220742（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−65847（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/02,8/10
Claims (6)
- 【請求項１】 イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、前記電極に対向してガスチャネルが設けら
れた一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つ前
記セルの中央部と電池プレートとの間には一対の集電体
が介挿され、前記セルの外周部と一対の電池プレートと
間にはシール部が設けられている固体高分子型燃料電池
において、 前記集電体には、前記電極の外周と前記シール部との間
において、イオン交換膜と電池プレートとの間の間隙を
充填する、加圧によって収縮する多孔性の材料からなる
充填材を兼ねる外周端部が形成されていることを特徴と
する固体高分子型燃料電池。 - 【請求項２】 イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、前記電極に対向してガスチャネルが設けら
れた一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つ前
記セルの中央部と電池プレートとの間には一対の集電体
が介挿され、前記セルの外周部と一対の電池プレートと
の間にはシール部が設けられている固体高分子型燃料電
池において、 前記電極の外周と前記シール部との間には、イオン交換
膜と電池プレートとの間の間隙を充填する、加圧によっ
て収縮する多孔性の材料からなる充填材が設けられ、 且つ、前記シール部は、前記セルを所定の形状に保持す
る保持用枠体としての機能を兼ね備えており、前記イオ
ン交換膜の外周部に接合されている ことを特徴とする固
体高分子型燃料電池。 - 【請求項３】 イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、前記電極に対向してガスチャネルが設けら
れた一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つ前
記セルの中央部と電池プレートとの間には一対の集電体
が介挿され、前記セルの外周部と一対の電池プレートと
の間にはシール部が設けられている固体高分子型燃料電
池において、 前記電極の外周と前記シール部との間には、イオン交換
膜と電池プレートとの間の間隙を充填する、加圧によっ
て収縮する多孔性の材料からなる充填材が設けられ、 且つ、前記イオン交換膜の外周部には、前記セルを所定
の形状に保持する保持用枠体が接合されており、当該保
持用枠体の上に前記シール部が重ねられている ことを特
徴とする固体高分子型燃料電池。 - 【請求項４】 前記充填材の材料は、前記電池プレート
が挟持する圧力で加圧するときに圧縮される材料である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記
載の固体高分子型燃料電池。 - 【請求項５】 イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、前記電極に対向してガスチャネルが設けら
れた一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つ、
前記セルの中央部と電池プレートとの間には一対の集電
体が介挿され、前記セルの外周部と一対の電池プレート
との間にはシール部が設けられ、前記電極の外周と前記
シール部との間には、イオン交換膜と電池プレートとの
間の間隙を充填する多孔性の充填材が設けられている固
体高分子型燃料電池の製造方法であって、 前記シール部は、セルを所定の形状に保持する保持用枠
体としての機能を兼ね備えているとともに、前記イオン
交換膜の外周部に接合されており、 前記一対の集電体と、前記充填材の材料とを介挿しつ
つ、該セルを一対の電池プレートで挟持する積層ステッ
プと、 前記積層ステップの後、前記充填材の材料を圧縮してイ
オン交換膜上の空間を隙間なく充填しながら、一対の電
池プレートを締め付けると共に、セルと一対の電池プレ
ートの外周部とをシールする締付ステップとを備える こ
とを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。 - 【請求項６】 イオン交換膜の中央部に一対の電極を配
したセルが、前記電極に対向してガスチャネルが設けら
れた一対の電池プレートで挟持されて構成され、且つ、
前記セルの中央部と電池プレートとの間には一対の集電
体が介挿され、前記セルの外周部と一対の電池プレート
との間にはシール部が設けられ、前記電極の外周と前記
シール部との間には、イオン交換膜と電池プレートとの
間の間隙を充填する多孔性の充填材が設けられている固
体高分子型燃料電池の製造方法であって、 セルを所定の形状に保持する保持用枠体を、前記イオン
交換膜とシール部との間に介挿するとともに、前記イオ
ン交換膜の外周部に接合する枠体形成ステップと、 前記枠体形成ステップの後、前記一対の集電体と、充填
材の材料とを介挿しつつ、該セルを一対の電池プレート
で挟持する積層ステップと、 前記積層ステップの後、前記充填材の材料を圧縮してイ
オン交換膜上の空間を隙間なく充填しながら、一対の電
池プレートを締め付けると共に、セルと一対の電池プレ
ートの外周部とをシールする締め付けステップとを備え
る ことを特徴とする固体高分子型燃料電池の製造方法。
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