JP5285319B2

JP5285319B2 - Fuel cell stack

Info

Publication number: JP5285319B2
Application number: JP2008095889A
Authority: JP
Inventors: 修酒井; 栄一安本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: JP2009252401A

Description

本発明は、定置用コージェネレーションシステム、自動車用電源、ポータブル電源等に使用される固体高分子形燃料電池スタック（以下、燃料電池スタックという）に関する。 The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell stack (hereinafter referred to as a fuel cell stack) used for a stationary cogeneration system, a power source for automobiles, a portable power source and the like.

固体高分子形燃料電池は、水素を含有する燃料ガスと、空気など酸素を含有する酸化剤ガスとを電気化学的に反応させることより、電力と熱とを同時に発生させる装置である。 A polymer electrolyte fuel cell is an apparatus that generates electric power and heat simultaneously by electrochemically reacting a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen such as air.

固体高分子形燃料電池の単電池（以下、セルという）は、膜電極接合体（以下、ＭＥＡ：Membrane-Electrode-Assemblyという）と、ＭＥＡの周縁部を包囲するように配置されたガスケットと、ＭＥＡの両面に配置された一対の板状の導電性のセパレータとを有している。 A unit cell (hereinafter referred to as a cell) of a polymer electrolyte fuel cell includes a membrane electrode assembly (hereinafter referred to as MEA: Membrane-Electrode-Assembly), a gasket disposed so as to surround a peripheral portion of the MEA, A pair of plate-like conductive separators disposed on both sides of the MEA.

ＭＥＡは、周縁部を前記ガスケットに支持される高分子電解質膜と、当該高分子電解質膜の両面に形成され且つ前記ガスケットより内側に配置された一対の電極層とを有して構成されている。一対の電極層は、高分子電解質膜の両面に形成される白金等の触媒層と、当該触媒層の上に形成される多孔質で導電性を有するガス拡散層とで構成されている。前記一対のセパレータには、ガス拡散層と当接する主面に、燃料ガスを流すための燃料ガス流路溝と、酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路溝とが設けられている。当該各ガス流路溝を通じて前記一対の電極層にそれぞれ燃料ガス及び酸化剤ガスが供給され、電気化学反応が起こり、電力と熱とが発生する。 The MEA includes a polymer electrolyte membrane whose peripheral portion is supported by the gasket, and a pair of electrode layers formed on both sides of the polymer electrolyte membrane and disposed inside the gasket. . The pair of electrode layers includes a catalyst layer made of platinum or the like formed on both surfaces of the polymer electrolyte membrane and a porous and conductive gas diffusion layer formed on the catalyst layer. The pair of separators are provided with a fuel gas flow channel groove for flowing a fuel gas and an oxidant gas flow channel groove for flowing an oxidant gas on a main surface in contact with the gas diffusion layer. Fuel gas and oxidant gas are respectively supplied to the pair of electrode layers through the gas flow channel grooves, an electrochemical reaction occurs, and electric power and heat are generated.

前記のように構成されるセルは、１つ以上積層され、恒常的に加圧締結されて、互いに隣接するセルを電気的に直列に接続されて使用されるのが一般的である。このセルの積層体の両端部を一対の端板で挟んだ状態で、積層方向に加圧締結したものを燃料電池スタックという。 In general, one or more cells configured as described above are stacked, pressure-fastened constantly, and adjacent cells are electrically connected in series and used. A fuel cell stack is formed by pressurizing and fastening in the stacking direction with both ends of the cell stack sandwiched between a pair of end plates.

このような燃料電池スタックとしては、例えば特許文献１，２に開示されたものがある。
特許文献１は、各端板とセル積層体との間に隙間ができることを防止することを目的としている。特許文献１には、一方の矩形の端板の各辺部と４つの板状のカバー部材の一辺部とをそれぞれ組継ぎ状に連結し、かつ、せん断ピンを用いて固定し、他方の矩形の端板の各辺部と前記各カバー部材の他辺部とをそれぞれボルトで締結した構造が開示されている。 Examples of such a fuel cell stack include those disclosed in Patent Documents 1 and 2.
Patent Document 1 aims to prevent a gap from being formed between each end plate and the cell stack. In Patent Document 1, each side portion of one rectangular end plate and one side portion of four plate-like cover members are connected in a joint shape and fixed using a shear pin, and the other rectangular shape is used. A structure in which each side portion of the end plate and the other side portion of each cover member are fastened with bolts is disclosed.

また、特許文献２には、燃料電池スタックの放熱を抑えることを目的として、端板及びセル積層体の外表面の略全体を断熱部材で覆い、さらに当該断熱部材の略全体を覆うようにカバー部材を設けて外気から遮断した構造が開示されている。
特開２００６−３３１８０５号公報特開２００５−３２７５５８号公報 Further, in Patent Document 2, for the purpose of suppressing heat dissipation of the fuel cell stack, substantially the entire outer surface of the end plate and the cell stack is covered with a heat insulating member, and further covered so as to cover substantially the entire heat insulating member. The structure which provided the member and interrupted | blocked from external air is disclosed.
JP 2006-331805 A JP 2005-327558 A

燃料電池スタックは、前述したように、ＭＥＡとセパレータとを有するセルを１つ以上積層し、当該セル積層体の両端部を一対の端板で挟んで構成されている。セルを構成するＭＥＡ及びセパレータは、通常、その厚み方向（積層方向）にそれぞれ製造上の公差を有する。このため、燃料電池スタックは、セル積層体の積層方向に前記公差が累積された公差を有する。前記特許文献１，２に開示された構造においては、前記累積された公差が大きくなる程、前記カバー部材の取り付けが困難になる。このため、前記累積された公差を低減する必要がある。前記累積された公差を低減するには、単純にはＭＥＡ及びセパレータの設計精度を高くすることが考えられるが、これには高いコストがかかる。 As described above, the fuel cell stack is configured by stacking one or more cells each having an MEA and a separator, and sandwiching both end portions of the cell stack with a pair of end plates. The MEA and separator constituting the cell usually have manufacturing tolerances in the thickness direction (stacking direction). For this reason, the fuel cell stack has a tolerance in which the tolerances are accumulated in the stacking direction of the cell stack. In the structures disclosed in Patent Documents 1 and 2, the larger the accumulated tolerance is, the more difficult the attachment of the cover member is. For this reason, it is necessary to reduce the accumulated tolerance. In order to reduce the accumulated tolerance, it is possible to simply increase the design accuracy of the MEA and the separator, but this requires high cost.

一方、固体高分子形燃料電池は、発電運転、起動及び停止運転の際、様々な補機の運転を伴って使用されることが知られている。このため、補機の運転に伴って、燃料電池スタックが微振動する場合がある。このとき、セル積層体の積層方向において端板とカバー部材との間にガタつきがあると、両者が接触して破損する恐れがある。また、セル積層体の積層方向において端板とカバー部材とを間にガタつきがあると、補機の運転に伴って、異音、騒音が発生する恐れがある。このため、燃料電池スタックにおいては、セル積層体の積層方向における端板とカバー部材との間のガタつきを十分に抑えることが必要である。 On the other hand, it is known that the polymer electrolyte fuel cell is used with various auxiliary operations during power generation operation, start-up operation, and stop operation. For this reason, the fuel cell stack may vibrate slightly with the operation of the auxiliary machine. At this time, if there is rattling between the end plate and the cover member in the stacking direction of the cell stack, there is a risk that both will come into contact and break. Further, if there is a backlash between the end plate and the cover member in the stacking direction of the cell stack, abnormal noise and noise may occur with the operation of the auxiliary machine. For this reason, in the fuel cell stack, it is necessary to sufficiently suppress the play between the end plate and the cover member in the stacking direction of the cell stack.

しかしながら、前記特許文献１に開示された燃料電池スタックにおいては、一方の端板と各カバー部材とに設けたダボ穴にせん断ピンを差し込むことで両者を固定するようにしているため、せん断ピンの外径はダボ穴の内径よりも小さく、せん断ピンがダボ穴内を移動できるようになっている。このため、セル積層体の積層方向における端板とカバー部材との間のガタつきを十分に抑えることができず、結果、端板及びカバー部材の破損及び異音の発生を防止することができない。 However, in the fuel cell stack disclosed in Patent Document 1, the shear pins are fixed by inserting the shear pins into dowel holes provided in one end plate and each cover member. The outer diameter is smaller than the inner diameter of the dowel hole so that the shear pin can move in the dowel hole. For this reason, the rattling between the end plate and the cover member in the stacking direction of the cell stack cannot be sufficiently suppressed, and as a result, the end plate and the cover member cannot be prevented from being broken and generating abnormal noise. .

また、前記特許文献２に開示された燃料電池スタックにおいては、端板及びセル積層体の外表面の略全体を断熱部材で覆い、さらに当該断熱部材の略全体を覆うようにカバー部材を設けているので、端板とカバー部材とは断熱部材を介してしか接触していない。また、カバー部材は断熱部材を単純に覆っているだけであるので、スタック本体とカバー部材との固定が十分ではない。このため、前記微震動が生じた場合には、端板及びセル積層体も微震動することとなり、端板及びカバー部材の破損及び異音の発生を防止する根本的な解決策とはならない。 Further, in the fuel cell stack disclosed in Patent Document 2, a heat insulating member covers substantially the entire outer surface of the end plate and the cell stack, and a cover member is provided so as to cover substantially the entire heat insulating member. Therefore, the end plate and the cover member are in contact only through the heat insulating member. Further, since the cover member simply covers the heat insulating member, the stack body and the cover member are not sufficiently fixed. For this reason, when the said fine vibration occurs, an end plate and a cell laminated body will also vibrate slightly, and it will not become the fundamental solution which prevents the end plate and the cover member from being damaged and the generation of abnormal noise.

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、カバー部材の取り付けのためにＭＥＡ及びセパレータの設計精度を高くする必要性を無くすことができる燃料電池スタックを提供することにある。また、端板及びカバー部材の破損及び異音の発生を防止することができる燃料電池スタックを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell stack that solves the above-described problems and can eliminate the need to increase the design accuracy of the MEA and the separator for mounting the cover member. . Another object of the present invention is to provide a fuel cell stack that can prevent the end plate and the cover member from being damaged and generating abnormal noise.

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面側から前記膜電極接合体を挟持するように配置された一対の板状のセパレータとを有するセルを１つ以上積層したセル積層体と、
前記セル積層体の積層方向の両端部側から前記セル積層体を挟持するように配置された一対の端板と、
前記セル積層体の側面に配置された弾性変形可能な断熱部材と、
前記一対の端板のそれぞれの側部の少なくとも一部と前記断熱部材とを覆うように配置された筒状のカバー部材と、
を有し、
前記断熱部材の少なくとも一部が前記セル積層体の前記側面と前記カバー部材との間で圧縮され、
前記カバー部材は、前記圧縮された断熱部材の復元力により前記積層方向と交差する方向に付勢されて保持される、燃料電池スタックを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a cell having a membrane electrode assembly and a pair of plate-like separators arranged so as to sandwich the membrane electrode assembly from both sides of the membrane electrode assembly. Two or more stacked cell stacks;
A pair of end plates arranged so as to sandwich the cell stack from both end sides in the stacking direction of the cell stack;
An elastically deformable heat insulating member disposed on a side surface of the cell laminate;
A cylindrical cover member arranged to cover at least a part of each side portion of the pair of end plates and the heat insulating member;
Have
At least a part of the heat insulating member is compressed between the side surface of the cell stack and the cover member,
The cover member provides a fuel cell stack that is biased and held in a direction crossing the stacking direction by a restoring force of the compressed heat insulating member.

本発明の第２態様によれば、前記一対の端板のそれぞれの側部の互いに対向する側の端部には環状の切り欠きが設けられ、前記カバー部材の両端部は前記それぞれの端板の切り欠きに配置される、第１態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to the second aspect of the present invention, annular notches are provided at the opposite ends of the side portions of the pair of end plates, and both end portions of the cover member are the end plates. A fuel cell stack according to the first aspect is provided, which is disposed in the notch.

本発明の第３態様によれば、前記一対の端板のそれぞれの側部の少なくとも一部が、前記カバー部材の外周面よりも前記積層方向と交差する方向に突出している、第１又は２態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to the third aspect of the present invention, at least a part of each of the side portions of the pair of end plates protrudes in a direction intersecting the stacking direction from the outer peripheral surface of the cover member. A fuel cell stack according to an aspect is provided.

本発明の第４態様によれば、前記カバー部材は、前記断熱部材と対向する面に、前記断熱部材を圧縮するための凸部を有している、第１〜３のいずれか１つの態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to the 4th aspect of this invention, the said cover member has a convex part for compressing the said heat insulation member in the surface facing the said heat insulation member, Any 1st aspect of 1-3 The fuel cell stack described in 1. is provided.

本発明の第５態様によれば、前記カバー部材の前記断熱部材と対向する面の両端部には環状の切り欠きが設けられている、第１〜４のいずれか１つの態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, the fuel according to any one of the first to fourth aspects, wherein annular notches are provided at both ends of the surface of the cover member facing the heat insulating member. Provide a battery stack.

本発明の第６態様によれば、前記カバー部材は、少なくとも１つの帯状部材の両端部を互いに係合させることにより構成されている、第１〜５のいずれか１つの態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the first to fifth aspects, the cover member is configured by engaging both ends of at least one strip-shaped member with each other. Provide a stack.

本発明の第７態様によれば、前記カバー部材は、少なくとも１つの帯状部材の両端部を、当該帯状部材の厚み方向に互いに係合させることにより構成されている、第１〜５のいずれか１つの態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the cover member is configured by engaging both end portions of at least one strip-shaped member with each other in the thickness direction of the strip-shaped member. A fuel cell stack according to one aspect is provided.

本発明の第８態様によれば、前記帯状部材の両端辺部には、それぞれの端辺部に沿って、前記帯状部材の厚み方向に突出する突起と、当該突起と係合可能な受け部とが交互に設けられ、
前記帯状部材の一方の端辺部の前記突起と、前記帯状部材の他方の端辺部の前記受け部とが係合し、かつ、前記帯状部材の他方の端辺部の前記突起と、前記帯状部材の一方の端辺部の前記受け部とが係合することで、前記カバー部材が構成される、第６又は７態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to the eighth aspect of the present invention, the both ends of the belt-shaped member are provided with protrusions protruding in the thickness direction of the belt-shaped member along the respective edge portions, and receiving portions engageable with the protrusions. Are provided alternately,
The protrusion on one end side of the band-shaped member engages with the receiving portion on the other end side of the band-shaped member, and the protrusion on the other end side of the band-shaped member; The fuel cell stack according to the sixth or seventh aspect, in which the cover member is configured by engaging the receiving portion on one end side of the belt-shaped member.

本発明の第９態様によれば、前記端板は樹脂材料で構成されている、第１〜８のいずれか１つの態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the fuel cell stack according to any one of the first to eighth aspects, wherein the end plate is made of a resin material.

本発明の第１０態様によれば、前記セル積層体と前記端板との間に、前記セルが発電した電流を外部に導くための集電板が配置されている、第１〜９のいずれか１つの態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to a tenth aspect of the present invention, any one of the first to ninth aspects, wherein a current collecting plate for guiding the current generated by the cell to the outside is disposed between the cell stack and the end plate. A fuel cell stack according to any one of the embodiments is provided.

本発明の第１１態様によれば、前記集電板と前記端板との間にセル積層体端部用断熱部材が配置されている、第１０態様に記載の燃料電池スタックを提供する。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the fuel cell stack according to the tenth aspect, wherein a heat insulating member for a cell laminate end is disposed between the current collector plate and the end plate.

本発明にかかる燃料電池スタックによれば、セル積層体の積層方向にはカバー部材を配置せず、圧縮した断熱部材の復元力を利用してカバー部材が保持されるように構成しているので、セル積層体の積層方向における端板とカバー部材との間のガタつきを十分に低減することができる。従って、端板及びカバー部材の破損及び異音の発生を防止することができる。また、本発明にかかる燃料電池スタックによれば、セル積層体の積層方向に製造上の公差があっても、カバー部材の取り付けには影響しないので、カバー部材の取り付けのためにＭＥＡ及びセパレータの設計精度を高くする必要性を無くすことができる。 According to the fuel cell stack of the present invention, since the cover member is not disposed in the stacking direction of the cell stack, the cover member is held using the restoring force of the compressed heat insulating member. In addition, rattling between the end plate and the cover member in the stacking direction of the cell stack can be sufficiently reduced. Therefore, breakage of the end plate and the cover member and generation of abnormal noise can be prevented. Further, according to the fuel cell stack according to the present invention, even if there is a manufacturing tolerance in the stacking direction of the cell stack, it does not affect the mounting of the cover member. The need to increase design accuracy can be eliminated.

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Before continuing the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals in the accompanying drawings.
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

《第１実施形態》
図１及び図２を用いて、本発明の第１実施形態にかかる燃料電池スタックを説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる燃料電池スタックの模式斜視図であり、図２は、その断面図である。 << First Embodiment >>
The fuel cell stack according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic perspective view of a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof.

本第１実施形態にかかる燃料電池スタックは、固体高分子形燃料電池の単電池であるセル１０を複数積層したセル積層体１の積層方向Ｘの両端部を、集電板２及び絶縁板３を介して一対の端板４，４で挟持した状態で、締結部材２０を用いて積層方向Ｘに加圧締結して構成されている。また、セル積層体１の側面１ａには弾性変形可能な断熱部材５が配置され、一対の端板４，４のそれぞれの側部の少なくとも一部と断熱部材５とを覆うように筒状のカバー部材６が配置されている。断熱部材５の少なくとも一部は、セル積層体１の側面１ａとカバー部材６との間で圧縮され、カバー部材６は、圧縮された断熱部材５の復元力を利用して積層方向Ｘと交差する方向に付勢されて保持されている。 The fuel cell stack according to the first embodiment includes a current collector plate 2 and an insulating plate 3 at both ends in the stacking direction X of a cell stack 1 in which a plurality of cells 10 that are unit cells of a polymer electrolyte fuel cell are stacked. In the state of being sandwiched between the pair of end plates 4 and 4, the fastening member 20 is used to press and fasten in the stacking direction X. Further, the heat insulating member 5 that can be elastically deformed is disposed on the side surface 1 a of the cell stack 1, and is cylindrical so as to cover at least a part of each side portion of the pair of end plates 4, 4 and the heat insulating member 5. A cover member 6 is disposed. At least a part of the heat insulating member 5 is compressed between the side surface 1 a of the cell stack 1 and the cover member 6, and the cover member 6 intersects the stacking direction X using the restoring force of the compressed heat insulating member 5. It is urged in the direction to hold.

セル１０は、膜電極接合体１１（以下、ＭＥＡという）と、ガスリークを防止するためＭＥＡ１１の周縁部を包囲するように配置されたガスケット１２と、ＭＥＡ１１の両面に配置された一対の板状の導電性のセパレータ１３とを有している。 The cell 10 includes a membrane electrode assembly 11 (hereinafter referred to as MEA), a gasket 12 disposed so as to surround the periphery of the MEA 11 in order to prevent gas leakage, and a pair of plate-shaped members disposed on both surfaces of the MEA 11. And a conductive separator 13.

ＭＥＡ１１は、周縁部をガスケット１２に支持され、プロトンを選択的に輸送する高分子電解質膜１１ａと、当該高分子電解質膜１１ａの両面に形成され且つガスケット１２より内側に配置された一対の電極層１１ｂ，１１ｃとを有して構成されている。一対の電極層のうち一方はアノード電極１１ｂであり、他方はカソード電極１１ｃである。アノード電極１１ｂは、高分子電解質膜１１ａの一方の主面に設けられており、白金系金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とするアノード触媒層（図示せず）と、その外側にガス通気性及び導電性を備えるアノードガス拡散層（図示せず）とを有している。同様に、カソード電極１１ｃは、高分子電解質膜１の他方の主面に設けられており、白金系金属触媒を担持したカーボン粉末を主成分とするカソード触媒層（図示せず）と、その外側にガス通気性及び導電性を備えるカソードガス拡散層（図示せず）とを有している。 The MEA 11 includes a polymer electrolyte membrane 11a whose peripheral portion is supported by the gasket 12 and selectively transports protons, and a pair of electrode layers formed on both sides of the polymer electrolyte membrane 11a and disposed on the inner side of the gasket 12 11b and 11c. One of the pair of electrode layers is the anode electrode 11b, and the other is the cathode electrode 11c. The anode electrode 11b is provided on one main surface of the polymer electrolyte membrane 11a, and has an anode catalyst layer (not shown) mainly composed of carbon powder carrying a platinum-based metal catalyst, and a gas vent on the outside thereof. And an anode gas diffusion layer (not shown) having conductivity and conductivity. Similarly, the cathode electrode 11c is provided on the other main surface of the polymer electrolyte membrane 1, and includes a cathode catalyst layer (not shown) mainly composed of carbon powder carrying a platinum-based metal catalyst, and an outer side thereof. And a cathode gas diffusion layer (not shown) having gas permeability and conductivity.

一対のセパレータ１３には、燃料ガスが流通する燃料ガス流路溝１４と、酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス流路溝１５と、冷却水などの熱媒体が通流する熱媒体流路溝１６とが設けられている。燃料ガス流路溝１４及び酸化剤ガス流路溝１５を通じて一対の電極層１１ｂ，１１ｃにそれぞれ燃料ガス又は酸化剤ガスが供給され、電気化学反応が起こり、電力と熱とが発生する。 The pair of separators 13 includes a fuel gas flow channel 14 through which fuel gas flows, an oxidant gas flow channel 15 through which oxidant gas flows, and a heat medium flow channel through which a heat medium such as cooling water flows. 16 are provided. Fuel gas or oxidant gas is supplied to the pair of electrode layers 11b and 11c through the fuel gas channel groove 14 and the oxidant gas channel groove 15, respectively, an electrochemical reaction occurs, and electric power and heat are generated.

また、一対のセパレータ１３には、燃料ガス流路溝１４を連通するようにセパレータ１３を厚み方向（積層方向Ｘ）に貫通し、熱料ガスを供給及び排出するマニホールド（図示せず）が設けられている。当該マニホールドは、図１に示すように端板４に設けられた燃料ガス供給口３１と連通している。同様に、一対のセパレータ１３には、酸化剤ガス流路溝を連通するようにセパレータ１３を厚み方向に貫通し、酸化剤ガスを供給及び排出するマニホールド（図示せず）が設けられている。当該マニホールドは、図１に示すように端板４に設けられた酸化剤ガス供給口３２と連通している。また、一対のセパレータ１３には、熱媒体流路溝１６を連通するようにセパレータ１３を厚み方向に貫通し、熱媒体を供給及び排出するマニホールド（図示せず）が設けられている。当該マニホールドは、図１に示すように端板４に設けられた熱媒体供給口３３と連通している。 Further, the pair of separators 13 are provided with manifolds (not shown) that supply and discharge heat gas through the separators 13 in the thickness direction (stacking direction X) so as to communicate with the fuel gas flow channel grooves 14. It has been. The manifold communicates with a fuel gas supply port 31 provided in the end plate 4 as shown in FIG. Similarly, the pair of separators 13 is provided with a manifold (not shown) that passes through the separator 13 in the thickness direction so as to communicate with the oxidant gas flow channel and supplies and discharges the oxidant gas. The manifold communicates with an oxidant gas supply port 32 provided in the end plate 4 as shown in FIG. The pair of separators 13 are provided with manifolds (not shown) that pass through the separator 13 in the thickness direction so as to communicate with the heat medium flow channel 16 and supply and discharge the heat medium. The manifold communicates with a heat medium supply port 33 provided in the end plate 4 as shown in FIG.

前記のように構成されるセル１０を複数積層して構成されるセル積層体１の積層方向Ｘの両端部には、セル１０が発電した電流を外部に導くための集電板２，２が配置されている。集電板２，２には、外部電線との接続のため、断熱部材５及びカバー部材６の一部を貫通する集電端子７，７が設けられている。 Current collector plates 2 and 2 for guiding the current generated by the cell 10 to the outside are provided at both ends in the stacking direction X of the cell stack 1 configured by stacking a plurality of the cells 10 configured as described above. Has been placed. The current collecting plates 2 and 2 are provided with current collecting terminals 7 and 7 penetrating a part of the heat insulating member 5 and the cover member 6 for connection to an external electric wire.

集電板２，２より積層方向Ｘの外側には、絶縁板３，３を介して一対の端板４，４が配置されている。端板４は、ステンレス等の金属材料で構成されている。セル積層体１と集電板２，２と絶縁板３，３と端板４，４とはそれぞれ積層方向Ｘで且つ圧縮方向に加圧された状態で、締結部材２０を用いて加圧締結される。ここでは、締結部材２０としてボルト２１とナット２２とバネ２３とを用いた例を、図２に図示している。 A pair of end plates 4, 4 are arranged outside the current collecting plates 2, 2 in the stacking direction X via insulating plates 3, 3. The end plate 4 is made of a metal material such as stainless steel. The cell laminate 1, current collector plates 2, 2, insulating plates 3, 3 and end plates 4, 4 are pressed and fastened using a fastening member 20 in a state of being pressed in the stacking direction X and in the compression direction. Is done. Here, an example in which a bolt 21, a nut 22, and a spring 23 are used as the fastening member 20 is illustrated in FIG.

セル積層体１の側面１ａには、弾性変形可能な断熱部材５が配置されている。断熱部材５は、例えば、発泡ウレタン、発泡ポリイミド、発泡ポリプロピレンなどの弾性変形可能な断熱材料で構成されている。図３Ａ及び図３Ｂに示すように断熱部材５は、前記加圧締結されたセル積層体１に向けて圧縮され、当該圧縮された断熱部材５の復元力により筒状のカバー部材６が保持されている。これにより、カバー部材６は、断熱部材５の脱落を防止している。また、カバー部材６は、例えば、ポリエチレン（polyethylene）、ポリプロピレン、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ポリスチレンなどの樹脂材料で構成されている。 A heat insulating member 5 that can be elastically deformed is disposed on a side surface 1 a of the cell stack 1. The heat insulating member 5 is made of an elastically deformable heat insulating material such as foamed urethane, foamed polyimide, or foamed polypropylene. As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, the heat insulating member 5 is compressed toward the pressure-fastened cell laminate 1, and the cylindrical cover member 6 is held by the restoring force of the compressed heat insulating member 5. ing. As a result, the cover member 6 prevents the heat insulating member 5 from falling off. The cover member 6 is made of a resin material such as polyethylene (polyethylene), polypropylene, ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene), and polystyrene.

また、本第１実施形態において、カバー部材６は、少なくとも１つの帯状部材６１の両端部を、図４に示すように当該帯状部材６１の厚み方向に互いに係合させることにより構成されている。図４では、帯状部材６１の一端部に傾斜面を有する突起６１ａを設けるともに他端部に係合穴６１ｂを設け、両端部を互いに近づくようにスライド移動させることにより突起６１ａを係合穴６１ｂに係合させる方法が示されている。このように、少なくとも１つの帯状部材６１の両端部を互いに係合させてカバー部材６を構成することで、カバー部材６の取り付け及び取り外しが容易になる。また、カバー部材６の取り付け及び取り外しの際に、別途接着剤及びネジ等を使用する必要がない。 Moreover, in this 1st Embodiment, the cover member 6 is comprised by engaging the both ends of at least 1 strip | belt-shaped member 61 mutually in the thickness direction of the said strip | belt-shaped member 61, as shown in FIG. In FIG. 4, a protrusion 61a having an inclined surface is provided at one end of the belt-like member 61, an engagement hole 61b is provided at the other end, and the protrusion 61a is slid so that both ends approach each other. The method of engaging is shown. As described above, the cover member 6 is configured by engaging both ends of at least one belt-like member 61 with each other, so that the cover member 6 can be easily attached and detached. Further, when attaching and removing the cover member 6, it is not necessary to separately use an adhesive, a screw or the like.

なお、帯状部材６１の両端部を係合させる方法としては、図４に示す方法に限定されるものではなく、その他種々の方法が採用することができる。例えば、図５に示すように、帯状部材６１の一端部に傾斜面を有する係合爪６１ｃを設けるともに、他端部に係合爪６１ｃとは逆向きに突出する係合爪６１ｄを設け、両端部を互いに近づくようにスライド移動させることにより係合爪６１ｃ，６１ｄを互いに係合させるようにしてもよい。また、図６に示すように、帯状部材６１の一端部に突起６１ｅを設けるともに他端部に貫通穴６１ｆを設け、突起６１ｅが貫通穴６１ｆに挿入されるように両端部を移動させることにより、突起６１ｅを貫通穴６１ｆに係合させるようにしてもよい。 In addition, as a method of engaging the both ends of the strip-shaped member 61, it is not limited to the method shown in FIG. 4, and various other methods can be employed. For example, as shown in FIG. 5, an engagement claw 61c having an inclined surface is provided at one end of the belt-like member 61, and an engagement claw 61d that protrudes in the opposite direction to the engagement claw 61c is provided at the other end. The engaging claws 61c and 61d may be engaged with each other by sliding the both end portions closer to each other. Further, as shown in FIG. 6, by providing a protrusion 61e at one end of the belt-like member 61 and providing a through hole 61f at the other end, both ends are moved so that the protrusion 61e is inserted into the through hole 61f. The protrusion 61e may be engaged with the through hole 61f.

また、本第１実施形態においては、図４に示す突起６１ａと係合穴６１ｂとが、図７に示すように、帯状部材６１の一端部と他端部とで交互に入れかわるように設けられている。言い換えると、帯状部材６１の両端辺部には、それぞれの端辺部に沿って、帯状部材６１の厚み方向に突出する突起６１ａと、当該突起６１ａと係合可能な受け部の一例である係合穴６１ｂとが交互に設けられている。より具体的には、帯状部材６１の両端辺部には、帯状部材６１の厚み方向の外側（紙面手前側）に位置する外側薄肉部６１ｇと、外側薄肉部６１ｇより帯状部材６１の厚み方向の内側（紙面奥側）に位置する内側薄肉部６１ｈとが、それぞれの端辺部に沿って交互に設けられている。係合穴６１ｂは外側薄肉部６１ｇに設けられ、突起６１ａは内側薄肉部６１ｈに設けられている（係合穴６１ｂが内側薄肉部６１ｈに設けられ、突起６１ａが外側薄肉部６１ｇに設けられてもよい。）。一方の端辺部の突起６１ａに他方の端辺部の係合穴６１ｂが係合し、かつ、一方の端辺部の係合穴６１ｂに他方の端辺部の突起６１ａが係合することで、両端辺部は互いにより強固に係合する。なお、両端辺部を互いに係合させる際には、一方の端辺部の互いに隣接する外側薄肉部６１ｇ，６１ｇの間に、他方の端辺部の外側薄肉部６１ｇを挿入し、他方の端辺部の互いに隣接する内側薄肉部６１ｈ，６１ｈの間に、一方の端辺部の内側薄肉部６１ｈを挿入するように両端辺部を移動させる。このため、前記挿入を容易に行えるように、図７に示すように、一方の端辺部の互いに隣接する外側薄肉部６１ｇ，６１ｇの間よりも他方の端辺部の外側薄肉部６１ｇの幅が狭くなっている。また、他方の端辺部の互いに隣接する内側薄肉部６１ｈ，６１ｈの間よりも一方の端辺部の内側薄肉部６１ｈの幅が狭くなっている。 Further, in the first embodiment, the protrusions 61a and the engagement holes 61b shown in FIG. 4 are provided so as to be alternately replaced at one end and the other end of the belt-like member 61 as shown in FIG. It has been. In other words, the both ends of the belt-like member 61 are an example of a protrusion 61a protruding in the thickness direction of the belt-like member 61 along each edge and an example of a receiving portion that can be engaged with the protrusion 61a. The mating holes 61b are alternately provided. More specifically, the outer side thin part 61g located on the outer side in the thickness direction of the band-shaped member 61 (the front side in the drawing) is disposed at both end sides of the band-shaped member 61, and the thickness direction of the band-shaped member 61 from the outer thin part 61g. Inner thin portions 61h located on the inner side (the back side of the drawing) are alternately provided along the respective end sides. The engaging hole 61b is provided in the outer thin part 61g, and the protrusion 61a is provided in the inner thin part 61h (the engaging hole 61b is provided in the inner thin part 61h, and the protrusion 61a is provided in the outer thin part 61g. It is good.) The engagement hole 61b on the other end side engages with the protrusion 61a on one end side, and the projection 61a on the other end side engages with the engagement hole 61b on one end side. Thus, both end sides engage with each other more firmly. When engaging both end sides with each other, the outer thin portion 61g on the other end portion is inserted between the adjacent outer thin portions 61g, 61g on one end portion, and the other end Both side portions are moved so that the inner thin portion 61h of one end portion is inserted between the adjacent inner thin portions 61h, 61h of the side portions. Therefore, in order to facilitate the insertion, as shown in FIG. 7, the width of the outer thin portion 61g on the other end side than between the adjacent outer thin portions 61g, 61g on the one end side portion. Is narrower. Moreover, the width | variety of the inner side thin part 61h of one edge part is narrower than between the mutually adjacent inner thin parts 61h and 61h of the other edge part.

また、一対の端板４，４のそれぞれの側部の積層方向Ｘの内側の端部には、図２に示すように環状の切り欠き４ａ，４ａ設けられている。当該切り欠き４ａ，４ａにカバー部材６の両端部が配置されている。この切り欠き４ａ，４ａの積層方向Ｘの長さに応じて、カバー部材６の積層方向Ｘの移動が許容されることとなり、セル積層体１の積層方向Ｘに製造上の公差があっても、カバー部材６はセル積層体１の側面１ａ全体を覆うことができる。また、カバー部材６が図２に示す状態から積層方向Ｘに移動した際には、一対の端板４，４のそれぞれの側部の積層方向Ｘの外側の端部と当接することとなるため、カバー部材６は抜け止めされる。このようにカバー部材６を取り付けることにより、セル積層体１からの放熱を抑制することが可能となり、さらに、異物の接触又は漏水によるセル１０間の短絡を防止することができる。また、集電板２の金属部材の腐食を抑制することもできる。 Further, as shown in FIG. 2, annular notches 4a and 4a are provided at the inner ends in the stacking direction X of the side portions of the pair of end plates 4 and 4, respectively. Both ends of the cover member 6 are disposed in the notches 4a and 4a. The movement of the cover member 6 in the stacking direction X is allowed according to the length of the cutouts 4a and 4a in the stacking direction X. Even if there is a manufacturing tolerance in the stacking direction X of the cell stack 1 The cover member 6 can cover the entire side surface 1a of the cell stack 1. Further, when the cover member 6 moves in the stacking direction X from the state shown in FIG. 2, the cover member 6 comes into contact with the outer ends of the pair of end plates 4, 4 in the stacking direction X. The cover member 6 is prevented from coming off. By attaching the cover member 6 in this way, it is possible to suppress heat dissipation from the cell stack 1, and it is possible to prevent a short circuit between the cells 10 due to contact of foreign matter or water leakage. Further, corrosion of the metal member of the current collector plate 2 can be suppressed.

以上、本発明の第１実施形態によれば、セル積層体１の積層方向Ｘにはカバー部材６を配置せず、圧縮した断熱部材５の復元力を利用してカバー部材６が保持されるように構成しているので、セル積層体１の積層方向Ｘにおける端板４とカバー部材６との間のガタつきを十分に低減することができる。従って、端板４及びカバー部材６の破損及び異音の発生を防止することができる。また、前記構成を有するため、セル積層体１の積層方向Ｘに製造上の公差があっても、カバー部材６の取り付けには影響しないので、カバー部材６の取り付けのためにＭＥＡ１１及びセパレータ１３の設計精度を高くする必要性を無くすことができる。 As mentioned above, according to 1st Embodiment of this invention, the cover member 6 is not arrange | positioned in the lamination direction X of the cell laminated body 1, but the cover member 6 is hold | maintained using the restoring force of the compressed heat insulation member 5. FIG. Since it is configured as described above, rattling between the end plate 4 and the cover member 6 in the stacking direction X of the cell stack 1 can be sufficiently reduced. Therefore, breakage of the end plate 4 and the cover member 6 and generation of abnormal noise can be prevented. Moreover, since it has the said structure, even if there exists manufacturing tolerance in the lamination direction X of the cell laminated body 1, since attachment of the cover member 6 is not affected, for attachment of the cover member 6, MEA11 and separator 13 of The need to increase design accuracy can be eliminated.

《第２実施形態》
次に、図８を用いて、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池スタックを説明する。図８は、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池スタックの断面図である。 << Second Embodiment >>
Next, a fuel cell stack according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of a fuel cell stack according to the second embodiment of the present invention.

本第２実施形態が前記第１実施形態と異なる点は、金属材料で構成された端板４及び絶縁板３に代えて樹脂材料で構成された端板４１を用いている点と、端板４１の側部の一部４１ｂをカバー部材６の外周面よりも積層方向Ｘと交差する方向に突出させている点である。 The second embodiment is different from the first embodiment in that an end plate 4 made of a metal material is used instead of an end plate 4 made of a metal material and an end plate 41 made of a resin material. A part 41 b of the side portion of 41 is protruded from the outer peripheral surface of the cover member 6 in a direction intersecting with the stacking direction X.

端板４１に用いる樹脂材料としては、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。 Examples of the resin material used for the end plate 41 include polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), ultrahigh molecular weight polyethylene (UHPE), polyarylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyimide (PI), and the like. It is done.

本発明の第２実施形態にかかる燃料電池スタックによれば、端板４１を樹脂材料で構成することにより、端板４１自体が絶縁性を有することとなるため、絶縁板３を不要とすることができる。また、樹脂材料は金属材料に比べて熱伝導率が小さく軽量である。従って、端板４１を樹脂材料で構成することにより、燃料電池スタックの断熱性を向上させるとともに燃料電池スタックを軽量化することができる。 According to the fuel cell stack according to the second embodiment of the present invention, the end plate 41 is made of a resin material, so that the end plate 41 itself has an insulating property, so that the insulating plate 3 is unnecessary. Can do. In addition, the resin material has a smaller thermal conductivity and is lighter than the metal material. Therefore, by constituting the end plate 41 with a resin material, it is possible to improve the heat insulation of the fuel cell stack and reduce the weight of the fuel cell stack.

なお、図８に示すように、一対の端板４１，４１のそれぞれの切り欠き４１ａ，４１ａとカバー部材６の両端部とが接触するように構成すれば、セル積層体１の表面全体が樹脂材料で覆われることとなり、断熱性をさらに向上させるとともに金属腐食をさらに防止することができる。一方、一対の端板４１，４１のそれぞれの切り欠き４１ａ，４１ａとカバー部材６の両端部とが接触しないように構成した場合（すなわち圧縮された断熱部材５の復元力を利用してカバー部材６の両端部を一対の端板４１，４１の切り欠き４１ａ，４１ａから浮かすように構成した場合）には、一対の端板４１，４１とカバー部材６とが接触することによる破損及び異音の発生等を確実に防止することができる。 In addition, as shown in FIG. 8, if it comprises so that each notch 41a, 41a of a pair of end plates 41 and 41 and the both ends of the cover member 6 may contact, the whole surface of the cell laminated body 1 is resin. It will be covered with the material, so that the heat insulation can be further improved and metal corrosion can be further prevented. On the other hand, when it is configured so that the notches 41a, 41a of the pair of end plates 41, 41 and the both ends of the cover member 6 do not contact (that is, the cover member using the restoring force of the compressed heat insulating member 5) 6 is configured to float from the notches 41a and 41a of the pair of end plates 41 and 41), the pair of end plates 41 and 41 and the cover member 6 are in contact with each other. Can be reliably prevented.

また、本発明の第２実施形態にかかる燃料電池スタックによれば、端板４１の側部の一部４１ｂをカバー部材６の外周面よりも積層方向Ｘと交差する方向に突出させることにより、燃料電池スタックの載置面にカバー部材６が接触（接地）しないようにすることができる。なお、燃料電池スタックの載置面にカバー部材６が接触する場合には、カバー部材６の接触面が隣接する断熱部材５の一部を圧縮する方向に押すこととなり、その結果、断熱部材５、セル積層体１の位置ずれを発生させる恐れがある。 Moreover, according to the fuel cell stack according to the second embodiment of the present invention, by projecting a part 41b of the side portion of the end plate 41 in a direction intersecting the stacking direction X from the outer peripheral surface of the cover member 6, It is possible to prevent the cover member 6 from contacting (grounding) the mounting surface of the fuel cell stack. When the cover member 6 comes into contact with the mounting surface of the fuel cell stack, the contact surface of the cover member 6 pushes a part of the adjacent heat insulating member 5 in a compressing direction. As a result, the heat insulating member 5 There is a risk of causing a displacement of the cell stack 1.

《第３実施形態》
次に、図９を用いて、本発明の第３実施形態にかかる燃料電池スタックを説明する。図９は、本発明の第３実施形態にかかる燃料電池スタックの部分拡大断面図である。 << Third Embodiment >>
Next, a fuel cell stack according to a third embodiment of the present invention will be described using FIG. FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view of a fuel cell stack according to the third embodiment of the present invention.

本第３実施形態が前記第２実施形態と異なる点は、断熱部材５よりも端板４１の切り欠き４１ａの方が積層方向Ｘと直交する方向に突出するように断熱部材５の厚みが薄くなっている点と、カバー部材６の断熱部材５と対向する面（内周面）の両端部に切り欠き６ａを設けている点である。 The third embodiment is different from the second embodiment in that the heat insulating member 5 is thinner than the heat insulating member 5 so that the cutout 41a of the end plate 41 protrudes in a direction perpendicular to the stacking direction X. And the notch 6a is provided at both ends of the surface (inner peripheral surface) of the cover member 6 facing the heat insulating member 5.

本発明の第３実施形態にかかる燃料電池スタックによれば、前記のように断熱部材５の厚みが薄くなっていても、カバー部材６に切り欠き６ａを設けることにより、切り欠き６ａの積層方向Ｘの長さに応じて、カバー部材６の積層方向Ｘの移動が許容されることとなる。従って、セル積層体１の積層方向Ｘに製造上の公差があっても、カバー部材６はセル積層体１の側面１ａ全体を覆うことができる。これにより、セル積層体１からの放熱を抑制することが可能となり、さらに、異物の接触又は漏水によるセル１０間の短絡を防止することができる。また、集電板２の金属部材の腐食を抑制することもできる。 According to the fuel cell stack according to the third embodiment of the present invention, even when the thickness of the heat insulating member 5 is thin as described above, by providing the cover member 6 with the notches 6a, the stacking direction of the notches 6a is achieved. Depending on the length of X, movement of the cover member 6 in the stacking direction X is allowed. Therefore, even if there is a manufacturing tolerance in the stacking direction X of the cell stack 1, the cover member 6 can cover the entire side surface 1 a of the cell stack 1. Thereby, it becomes possible to suppress the heat radiation from the cell stack 1, and further, it is possible to prevent a short circuit between the cells 10 due to contact of foreign matter or water leakage. Further, corrosion of the metal member of the current collector plate 2 can be suppressed.

《第４実施形態》
次に、図１０を用いて、本発明の第４実施形態にかかる燃料電池スタックを説明する。図１０は、本発明の第４実施形態にかかる燃料電池スタックの構成を模式的に示す部分拡大断面図である。 << 4th Embodiment >>
Next, a fuel cell stack according to a fourth embodiment of the present invention will be described using FIG. FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing the configuration of the fuel cell stack according to the fourth embodiment of the present invention.

本第４実施形態が前記第１実施形態と異なる点は、カバー部材６の断熱部材５と対向する面に、断熱部材５を圧縮するための複数の凸部６２を設けている点である。 The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of convex portions 62 for compressing the heat insulating member 5 are provided on the surface of the cover member 6 facing the heat insulating member 5.

本発明の第４実施形態にかかる燃料電池スタックによれば、カバー部材６に凸部６２を設けることにより、カバー部材６の位置ずれ、断熱部材５の位置ずれ及び断熱部材５の欠落などをより確実に防止することができる。 According to the fuel cell stack according to the fourth embodiment of the present invention, by providing the cover member 6 with the convex portion 62, the positional deviation of the cover member 6, the positional deviation of the thermal insulation member 5, the lack of the thermal insulation member 5, and the like are further improved. It can be surely prevented.

なお、凸部６２は、図６に示す突起６１ｅが貫通穴６１ｆから突き出した部分で構成されてもよい。また、凸部６１の突出高さは、セル積層体１と接触して傷つけないように、断熱部材５の厚み範囲内で設定することが好ましい。 In addition, the convex part 62 may be comprised by the part which the protrusion 61e shown in FIG. 6 protruded from the through-hole 61f. Moreover, it is preferable to set the protrusion height of the convex part 61 within the thickness range of the heat insulating member 5 so that the cell laminated body 1 may not be damaged by contact.

なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、セル積層体１は、セル１０を複数積層して構成されるものとしたが、本発明はこれに限定されず、１つのセル１０で構成されてもよい。 In addition, this invention is not limited to said each embodiment, It can implement in another various aspect. For example, in the above description, the cell stack 1 is configured by stacking a plurality of cells 10, but the present invention is not limited to this and may be configured by one cell 10.

また、前記では、カバー部材６は、少なくとも１つの帯状部材６１の両端部を、当該帯状部材６１の厚み方向に互いに係合させて構成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。帯状部材６１の両端部が圧縮された断熱部材５の復元力を利用して積層方向Ｘと交差する方向に付勢されたときに互いに係合して互いに係止し、筒形状を保てるようにカバー部材６は構成されていればよい。 In the above description, the cover member 6 is configured by engaging both ends of at least one belt-like member 61 in the thickness direction of the belt-like member 61, but the present invention is not limited to this. When both ends of the belt-like member 61 are urged in a direction crossing the stacking direction X using the restoring force of the compressed heat insulating member 5, they are engaged with each other and locked to each other so that the cylindrical shape can be maintained. The cover member 6 should just be comprised.

また、前記第２実施形態では、一対の端板４１，４１を樹脂材料で構成することにより、一対の端板４１，４１とカバー部材６とでセル積層体１の表面全体を覆い、燃料電池スタックの断熱性を向上させるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、集電板２と端板４との間に、別途、セル積層体端部用断熱部材を配置してもよい。また、絶縁板３を、絶縁性と断熱性の両方を兼ね備えた材料で構成してもよい。 In the second embodiment, the pair of end plates 41 and 41 are made of a resin material, so that the entire surface of the cell stack 1 is covered with the pair of end plates 41 and 41 and the cover member 6. Although the heat insulation of the stack is improved, the present invention is not limited to this. For example, a cell laminate end heat insulating member may be separately disposed between the current collector plate 2 and the end plate 4. Moreover, you may comprise the insulating board 3 with the material which has both insulation and heat insulation.

また、前記では、セル積層体１と端板４との間に集電板２を別途設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、セル積層体１の積層方向Ｘの両端部に位置するセパレータ１３，１３又は端板４，４に集電板２の機能を持たせて、集電板２を用いない構成してもよい。 In the above description, the current collector plate 2 is separately provided between the cell stack 1 and the end plate 4, but the present invention is not limited to this. For example, the separators 13 and 13 or the end plates 4 and 4 located at both ends in the stacking direction X of the cell stack 1 may be configured to have the function of the current collector plate 2 without using the current collector plate 2. .

なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 It is to be noted that, by appropriately combining any of the various embodiments, the effects possessed by them can be produced.

本発明にかかる燃料電池スタックは、カバー部材の取り付けのためにＭＥＡ及びセパレータの設計精度を高くする必要性を十分に低減し、かつ、端板及びカバー部材の破損及び異音の発生を防止することができるので、定置用コージェネレーションシステム、自動車用電源、ポータブル電源等に使用される燃料電池スタックに有用である。 The fuel cell stack according to the present invention sufficiently reduces the necessity of increasing the design accuracy of the MEA and the separator for mounting the cover member, and prevents breakage of the end plate and the cover member and generation of abnormal noise. Therefore, it is useful for fuel cell stacks used in stationary cogeneration systems, automobile power supplies, portable power supplies, and the like.

本発明の第１実施形態にかかる燃料電池スタックの模式斜視図である。1 is a schematic perspective view of a fuel cell stack according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態にかかる燃料電池スタックの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell stack concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態にかかる燃料電池スタックにおいて、断熱部材を圧縮してカバー部材を取り付ける様子を模式的に示す部分断面図である。In the fuel cell stack concerning 1st Embodiment of this invention, it is a fragmentary sectional view which shows typically a mode that a heat insulation member is compressed and a cover member is attached. 本発明の第１実施形態にかかる燃料電池スタックにおいて、断熱部材を亜圧縮してカバー部材を取り付ける様子を模式的に示す部分断面図である。In the fuel cell stack concerning 1st Embodiment of this invention, it is a fragmentary sectional view which shows typically a mode that a heat insulation member is subcompressed and a cover member is attached. 帯状部材の両端部が互いに係合する様子を示す模式説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows a mode that the both ends of a strip | belt-shaped member mutually engage. 図４とは別の帯状部材の両端部が互いに係合する様子を示す模式説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows a mode that the both ends of the strip | belt-shaped member different from FIG. 4 mutually engage. 図４及び図５とは別の帯状部材の両端部が互いに係合する様子を示す模式説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows a mode that the both ends of the strip | belt-shaped member different from FIG.4 and FIG.5 mutually engage. 図４に示す帯状部材の両端部の構成を示す模式平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the both ends of the strip | belt-shaped member shown in FIG. 本発明の第２実施形態にかかる燃料電池スタックの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell stack concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態にかかる燃料電池スタックの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the fuel cell stack concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態にかかる燃料電池スタックの構成を模式的に示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows typically the structure of the fuel cell stack concerning 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１セル積層体
１ａ側面
２集電板
３絶縁板
４端板
４ａ切り欠き
５断熱部材
６カバー部材
６ａ切り欠き
７集電端子
１０セル
１１ＭＥＡ
１２ガスケット
１３セパレータ
１４燃料ガス流路溝
１５酸化剤ガス流路溝
１６熱媒体流路溝
２０締結部材
２１ボルト
２２ナット
２３バネ
３１燃料ガス供給口
３２酸化剤ガス供給口
３３熱媒体供給口
６１帯状部材
６２凸部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell laminated body 1a Side surface 2 Current collecting plate 3 Insulating plate 4 End plate 4a Notch 5 Heat insulation member 6 Cover member 6a Notch 7 Current collecting terminal 10 Cell 11 MEA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Gasket 13 Separator 14 Fuel gas channel groove 15 Oxidant gas channel groove 16 Heat medium channel groove 20 Fastening member 21 Bolt 22 Nut 23 Spring 31 Fuel gas supply port 32 Oxidant gas supply port 33 Heat medium supply port 61 Belt shape Member 62 Convex

Claims

膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両面側から前記膜電極接合体を挟持するように配置された一対の板状のセパレータとを有するセルを１つ以上積層したセル積層体と、
前記セル積層体の積層方向の両端部側から前記セル積層体を挟持するように配置された一対の端板と、
前記セル積層体の側面に配置された弾性変形可能な断熱部材と、
前記一対の端板のそれぞれの側部の少なくとも一部と前記断熱部材とを覆うように配置された筒状のカバー部材と、
を有し、
前記断熱部材の少なくとも一部が前記セル積層体の前記側面と前記カバー部材との間で圧縮され、
前記カバー部材は、前記圧縮された断熱部材の復元力により前記積層方向と交差する方向に付勢されて保持される、燃料電池スタック。
A cell laminate in which one or more cells having a membrane electrode assembly and a pair of plate-like separators arranged so as to sandwich the membrane electrode assembly from both sides of the membrane electrode assembly are stacked;
A pair of end plates arranged so as to sandwich the cell stack from both end sides in the stacking direction of the cell stack;
An elastically deformable heat insulating member disposed on a side surface of the cell laminate;
A cylindrical cover member arranged to cover at least a part of each side portion of the pair of end plates and the heat insulating member;
Have
At least a part of the heat insulating member is compressed between the side surface of the cell stack and the cover member,
The fuel cell stack, wherein the cover member is biased and held in a direction crossing the stacking direction by a restoring force of the compressed heat insulating member.

前記一対の端板のそれぞれの側部の互いに対向する側の端部には環状の切り欠きが設けられ、前記カバー部材の両端部は前記それぞれの端板の切り欠きに配置される、請求項１に記載の燃料電池スタック。 An annular notch is provided in an end portion of each side portion of the pair of end plates facing each other, and both end portions of the cover member are disposed in the notches of the respective end plates. 2. The fuel cell stack according to 1.

前記一対の端板のそれぞれの側部の少なくとも一部が、前記カバー部材の外周面よりも前記積層方向と交差する方向に突出している、請求項１又は２に記載の燃料電池スタック。 3. The fuel cell stack according to claim 1, wherein at least a part of each side portion of the pair of end plates protrudes in a direction intersecting with the stacking direction from an outer peripheral surface of the cover member.

前記カバー部材は、前記断熱部材と対向する面に、前記断熱部材を圧縮するための凸部を有している、請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1, wherein the cover member has a convex portion for compressing the heat insulating member on a surface facing the heat insulating member.

前記カバー部材の前記断熱部材と対向する面の両端部には環状の切り欠きが設けられている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 4, wherein an annular notch is provided at both ends of a surface of the cover member facing the heat insulating member.

前記カバー部材は、少なくとも１つの帯状部材の両端部を互いに係合させることにより構成されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 5, wherein the cover member is configured by engaging both end portions of at least one strip-shaped member with each other.

前記カバー部材は、少なくとも１つの帯状部材の両端部を、当該帯状部材の厚み方向に互いに係合させることにより構成されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 5, wherein the cover member is configured by engaging both end portions of at least one strip-shaped member with each other in the thickness direction of the strip-shaped member.

前記帯状部材の両端辺部には、それぞれの端辺部に沿って、前記帯状部材の厚み方向に突出する突起と、当該突起と係合可能な受け部とが交互に設けられ、
前記帯状部材の一方の端辺部の前記突起と、前記帯状部材の他方の端辺部の前記受け部とが係合し、かつ、前記帯状部材の他方の端辺部の前記突起と、前記帯状部材の一方の端辺部の前記受け部とが係合することで、前記カバー部材が構成される、請求項６又は７に記載の燃料電池スタック。 Protrusions projecting in the thickness direction of the strip-shaped member and receiving portions that can be engaged with the projections are provided alternately on both side portions of the strip-shaped member,
The protrusion on one end side of the band-shaped member engages with the receiving portion on the other end side of the band-shaped member, and the protrusion on the other end side of the band-shaped member; The fuel cell stack according to claim 6 or 7, wherein the cover member is configured by engaging the receiving portion at one end side of the belt-shaped member.

前記端板は樹脂材料で構成されている、請求項１〜８のいずれか１つに記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 1, wherein the end plate is made of a resin material.

前記セル積層体と前記端板との間に、前記セルが発電した電流を外部に導くための集電板が配置されている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to any one of claims 1 to 9, wherein a current collecting plate for guiding a current generated by the cell to the outside is disposed between the cell stack and the end plate. .

前記集電板と前記端板との間にセル積層体端部用断熱部材が配置されている、請求項１０に記載の燃料電池スタック。 The fuel cell stack according to claim 10, wherein a heat insulating member for a cell stack end is disposed between the current collector plate and the end plate.