JP5552971B2 - Fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池セルの構造に関する。   The present invention relates to a structure of a fuel cell.

燃料電池を構成する１つのセル（以下、「燃料電池セル」と呼ぶ）は、従来、膜電極接合体（「ＭＥＡ」あるいは「ＭＥＧＡ」とも呼ばれる）を、両側から２つのセパレータで挟持した構造を有している。また、２つのセパレータ間は、膜電極接合体の外側に設けられた絶縁シール部により、電気的に絶縁されている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a single cell constituting a fuel cell (hereinafter referred to as “fuel cell”) has a structure in which a membrane electrode assembly (also referred to as “MEA” or “MEGA”) is sandwiched between two separators from both sides. Have. The two separators are electrically insulated by an insulating seal portion provided outside the membrane electrode assembly (see, for example, Patent Document 1).

特開２００４−０５５３５０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-055350 特開平０８−０４５５３４号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-045534 特開２００９−２５２６２７号公報JP 2009-252627 A 特開２００８−１９２４０３号公報JP 2008-192403 A 特開２００９−２６６６９２号公報JP 2009-266692 A 特開２００７−１４９３９３号公報JP 2007-149393 A

図６は２つのセパレータ間に絶縁部シール部を形成する方法の一例を示す説明図であり、図７は従来の燃料電池セル構造の問題点について示す説明図である。図は、いずれも、燃料電池セルの外周近傍の概略断面を拡大して示している。図６（Ａ）に示すように、下金型ＫＤ上に、一方のセパレータ２０、膜電極接合体１０、他方のセパレータ２０の順に積層し、上金型ＫＵを被せて、下金型ＫＤと上金型ＫＵでプレスする。膜電極接合体１０は、電解質膜１１の両面に触媒電極層１２およびガス拡散層１３を形成したものである。そして、絶縁シール部を形成する領域Ａ１，Ａ２に、絶縁シール剤を注入して、絶縁シール部Ｒ１，Ｒ２を形成する。ここで、絶縁シール剤としては、比較的粘性の高い樹脂材料が一般に用いられている。   FIG. 6 is an explanatory view showing an example of a method for forming an insulating portion seal portion between two separators, and FIG. 7 is an explanatory view showing a problem of a conventional fuel cell structure. Each of the drawings shows an enlarged schematic cross section in the vicinity of the outer periphery of the fuel battery cell. As shown in FIG. 6 (A), on the lower mold KD, one separator 20, the membrane electrode assembly 10, and the other separator 20 are laminated in this order, and the upper mold KU is put on the lower mold KD. Press with upper mold KU. The membrane electrode assembly 10 is obtained by forming a catalyst electrode layer 12 and a gas diffusion layer 13 on both surfaces of an electrolyte membrane 11. Then, an insulating sealant is injected into the regions A1 and A2 where the insulating seal portions are formed to form the insulating seal portions R1 and R2. Here, a resin material having a relatively high viscosity is generally used as the insulating sealant.

しかしながら、樹脂材料であるため、図６（Ａ）に示すように、下金型ＫＤと上金型ＫＵとで単純に上下にプレスして、絶縁シール剤を注入するだけでは、図６（Ｂ）に示すように、絶縁シール剤が硬化時して形成される絶縁シール部の端部位置の寸法公差が大きくなってしまう。この結果、図７に示すように、絶縁シール部Ｒ１の外周端がセパレータ２０の外周端よりも内側となった場合には、セパレータ２０の絶縁シール部Ｒ１の外周端よりも外側の部分に外力が加わって折れ曲がることにより、２つのセパレータ２０同士が接触して短絡してしまうことがある。   However, since it is a resin material, as shown in FIG. 6 (A), simply pressing up and down with a lower mold KD and an upper mold KU and injecting an insulating sealant, FIG. ), The dimensional tolerance of the end position of the insulating seal portion formed when the insulating sealant is cured increases. As a result, as shown in FIG. 7, when the outer peripheral end of the insulating seal portion R <b> 1 is inside the outer peripheral end of the separator 20, an external force is applied to a portion outside the outer peripheral end of the insulating seal portion R <b> 1 of the separator 20. In some cases, the two separators 20 may come into contact with each other and be short-circuited.

以上説明したように、膜電極接合体の外側に、絶縁シール剤により絶縁シール部を形成することにより、２つのセパレータ間を電気的に絶縁する従来の燃料電池セルの構造では、２つのセパレータの外周端でセパレータ同士が接触して短絡する、という問題がある。   As described above, in the conventional fuel cell structure in which the two separators are electrically insulated by forming an insulating seal portion with an insulating sealant outside the membrane electrode assembly, the two separators There is a problem that the separators are brought into contact with each other at the outer peripheral end to cause a short circuit.

そこで、本発明は、セパレータ同士の短絡の防止が可能な技術を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the technique which can prevent the short circuit of separators.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［形態１］
膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持する第１と第２のセパレータと、前記膜電極接合体の外周に接した状態で前記膜電極接合体の外周を覆うように前記第１と第２のセパレータの間に挟まれて設けられた絶縁シール部と、を備える燃料電池セルであって、
前記第１と第２のセパレータを積層方向に見たときに、前記第１のセパレータの外周端に対して前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部が内側となるように形成されており、
前記絶縁シール部の外周端は前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となるように形成されており、
前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となるように形成されている絶縁シール部は、前記第２のセパレータの外周端の側面を覆い隠すように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
形態１の燃料電池セルによれば、第１のセパレータの外周端に対して内側となっている第２のセパレータの外周端の少なくとも一部の側面が絶縁シール部に覆い隠されているので、第１と第２のセパレータの接触の抑制効果を高めることができ、短絡の発生の抑制効果を高めることが可能である。
［形態２］
形態２記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部は、前記膜電極接合体の外周の前記第１と第２のセパレータの間の空間に注入された絶縁シール部材が硬化されることによって形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
形態２の燃料電池セルによれば、前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部の側面が絶縁シール部で覆われた燃料電池セルとすることができる。
［形態３］
形態１または形態２記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部の外周端は、さらに、前記第１のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
形態３の燃料電池セルによれば、絶縁シール部の外周端が、第１のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも内側となるように形成されているので、燃料電池セルの外形寸法を第１のセパレータの外形寸法によって規定することができ、燃料電池セルの寸法精度を向上させることが可能である。
［形態４］
形態３記載の燃料電池セルであって、
前記第１のセパレータと前記絶縁シール部と前記第２のセパレータには、それぞれ、複数のマニホールド孔が形成されており、
前記第１のセパレータのマニホールド孔は、これに対向する前記絶縁シール部のマニホールド孔の内側となるように形成されており、
前記絶縁シール部のマニホールド孔は、これに対向する前記第２のセパレータのマニホールド孔の内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
形態４の燃料電池セルによれば、第２のセパレータのマニホールド孔の周囲のセパレータ部分が絶縁シール部に隠れるので、セパレータ間のクリアランス不足を防止することができ、クリアランス精度を向上させることができる。
［形態５］
形態４記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部は、前記第２のセパレータのマニホールド孔の側面を覆うように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
形態５の燃料電池セルによれば、前記第２のセパレータのマニホールド孔の側面が絶縁シール部で覆われて隠れるので、第１と第２のセパレータ接触の抑制効果を高めることができ、短絡の発生の抑制効果を高めることが可能である。
［形態６］
形態１ないし形態５のいずれか一つに記載の燃料電池セルの製造方法であって、
下側金型のキャビティに、前記第２のセパレータ、前記膜電極接合体、前記第１のセパレータを順に重ねて配置するとともに、前記第２のセパレータの上に上側金型を被せて、前記下側金型と上方金型により、前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となる前記第１のセパレータの外周端部分を挟持しつつ、前記第２のセパレータと前記膜電極接合体と前記第１のセパレータとを挟んでプレスする工程と、
前記第１と前記第２のセパレータの間の前記膜電極接合体を除く空間のうち、前記絶縁シール部に対応する空間部分に、絶縁シール部材を注入することにより、前記絶縁シール部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池セルの製造方法。
形態６の燃料電池セルの製造方法によれば、第１のセパレータを下側金型と上側金型で挟持し、第１と第２のセパレータの間の膜電極接合体を除く空間のうち、絶縁シール部に対応する空間部分に、絶縁シール部材を注入して、絶縁シール部を形成することにより、第１と第２のセパレータセパレータの接触を低減することができるため、短絡の発生を抑制することが可能となる。また、第１のセパレータを下側金型と上側金型で挟持して、アノード側セパレータの歪を矯正することにより、セパレータ間のクリアランス不足を抑制して、クリアランス精度を向上させることができる。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Form 1]
And the membrane electrode assembly, the first and second separators sandwiching the membrane electrode assembly, the membrane electrode assembly first as a state in contact with the outer peripheral cover the outer periphery of the membrane electrode assembly with An insulating seal portion sandwiched between second separators, and a fuel cell comprising:
When the first and second separators are viewed in the stacking direction, they are formed such that at least a part of the outer peripheral end of the second separator is inside the outer peripheral end of the first separator. ,
The outer peripheral end of the insulating seal part is formed to be outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator,
The insulating seal portion formed so as to be outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator is formed so as to cover the side surface of the outer peripheral end of the second separator. Fuel cell.
According to the fuel battery cell of aspect 1, since at least a part of the side surface of the outer peripheral end of the second separator that is inside the outer peripheral end of the first separator is covered with the insulating seal portion, The effect of suppressing contact between the first and second separators can be increased, and the effect of suppressing the occurrence of a short circuit can be increased.
[Form 2]
A fuel battery cell according to aspect 2,
The insulating seal portion is formed by curing an insulating seal member injected into a space between the first and second separators on the outer periphery of the membrane electrode assembly. cell.
According to the fuel battery cell of aspect 2, at least a part of the side surface of the outer peripheral end of the second separator can be a fuel battery cell covered with the insulating seal portion.
[Form 3]
A fuel battery cell according to Form 1 or Form 2,
The fuel cell according to claim 1, wherein an outer peripheral end of the insulating seal portion is further formed inside at least a part of the outer peripheral end of the first separator.
According to the fuel cell of aspect 3, the outer peripheral end of the insulating seal portion is formed so as to be inside at least a part of the outer peripheral end of the first separator. 1 can be defined by the outer dimension of the separator, and the dimensional accuracy of the fuel cell can be improved.
[Form 4]
A fuel cell according to Aspect 3,
Each of the first separator, the insulating seal part, and the second separator has a plurality of manifold holes,
The manifold hole of the first separator is formed so as to be inside the manifold hole of the insulating seal portion facing the first separator,
The fuel cell according to claim 1, wherein the manifold hole of the insulating seal portion is formed inside the manifold hole of the second separator facing the insulating seal part.
According to the fuel battery cell of aspect 4, the separator portion around the manifold hole of the second separator is hidden by the insulating seal portion, so that the clearance between the separators can be prevented from being insufficient and the clearance accuracy can be improved. .
[Form 5]
A fuel cell according to Aspect 4,
The insulating seal portion is formed so as to cover a side surface of a manifold hole of the second separator.
According to the fuel cell of aspect 5, since the side surface of the manifold hole of the second separator is covered and hidden by the insulating seal portion, the effect of suppressing contact between the first and second separators can be enhanced, and the short circuit It is possible to increase the effect of suppressing the occurrence.
[Form 6]
A method for manufacturing a fuel cell according to any one of Forms 1 to 5,
The second separator, the membrane electrode assembly, and the first separator are sequentially stacked on the cavity of the lower mold, and the upper mold is placed on the second separator, and the lower mold is disposed. The second separator and the membrane electrode joint are sandwiched by the side mold and the upper mold while holding the outer peripheral end portion of the first separator that is outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator. Pressing between the body and the first separator;
The insulating seal portion is formed by injecting an insulating seal member into a space portion corresponding to the insulating seal portion in the space excluding the membrane electrode assembly between the first and second separators. Process,
A method for producing a fuel battery cell, comprising:
According to the fuel cell manufacturing method of aspect 6, the first separator is sandwiched between the lower mold and the upper mold, and the space excluding the membrane electrode assembly between the first and second separators, By injecting an insulating seal member into the space corresponding to the insulating seal portion to form the insulating seal portion, the contact between the first and second separator separators can be reduced, thereby suppressing the occurrence of a short circuit. It becomes possible to do. Further, by sandwiching the first separator between the lower mold and the upper mold and correcting the distortion of the anode-side separator, it is possible to suppress the clearance between the separators and improve the clearance accuracy.

［適用例１］
膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持する第１と第２のセパレータと、前記第１と第２のセパレータの間に挟まれ、前記膜電極接合体の外周を覆うように前記第１と第２のセパレータの間に挟まれて設けられた絶縁シール部と、を備える燃料電池セルであって、
前記第１と第２のセパレータを積層方向に見たときに、前記第１のセパレータの外周端に対して前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部が内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
適用例１の燃料電池セルによれば、第１と第２のセパレータセパレータの接触を低減することができるため、短絡の発生を抑制することが可能となる。 [Application Example 1]
The membrane electrode assembly, the first and second separators sandwiching the membrane electrode assembly, and the first and second separators are sandwiched between the first and second separators so as to cover the outer periphery of the membrane electrode assembly. An insulating seal provided between 1 and a second separator, and a fuel cell comprising:
When the first and second separators are viewed in the stacking direction, at least a part of the outer peripheral end of the second separator is formed inside with respect to the outer peripheral end of the first separator. The fuel cell characterized by the above-mentioned.
According to the fuel battery cell of Application Example 1, it is possible to reduce the contact between the first and second separator separators, and thus it is possible to suppress the occurrence of a short circuit.

［適用例２］
適用例１記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部の外周端は前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
適用例２の燃料電池セルによれば、第１のセパレータの外周端に対して内側となっている第２のセパレータの外周端の少なくとも一部が絶縁シール部に隠れるので、第１と第２のセパレータ接触の抑制効果を高めることができ、短絡の発生の抑制効果を高めることが可能である。 [Application Example 2]
A fuel battery cell according to Application Example 1,
The fuel cell, wherein an outer peripheral end of the insulating seal portion is formed to be outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator.
According to the fuel cell of Application Example 2, since at least a part of the outer peripheral end of the second separator that is inside the outer peripheral end of the first separator is hidden by the insulating seal portion, the first and second It is possible to increase the effect of suppressing the separator contact, and it is possible to increase the effect of suppressing the occurrence of a short circuit.

［適用例３］
適用例２記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部の外周端は、さらに、前記第１のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
適用例３の燃料電池セルによれば、絶縁シール部の外周端が、第１のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも内側となるように形成されているので、燃料電池セルの外形寸法を第１のセパレータの外形寸法によって規定することができ、燃料電池セルの寸法精度を向上させることが可能である。 [Application Example 3]
A fuel battery cell according to Application Example 2,
The fuel cell according to claim 1, wherein an outer peripheral end of the insulating seal portion is further formed inside at least a part of the outer peripheral end of the first separator.
According to the fuel cell of Application Example 3, since the outer peripheral end of the insulating seal portion is formed so as to be inside at least a part of the outer peripheral end of the first separator, the outer dimensions of the fuel cell are reduced. It can be defined by the outer dimension of the first separator, and the dimensional accuracy of the fuel cell can be improved.

［適用例４］
適用例３記載の燃料電池セルであって、
前記第１のセパレータと前記絶縁シール部と前記第２のセパレータには、それぞれ、複数のマニホールド孔が形成されており、
前記第１のセパレータのマニホールド孔は、これに対向する前記絶縁シール部のマニホールド孔の内側となるように形成されており、
前記絶縁シール部のマニホールド孔は、これに対向する前記第２のセパレータのマニホールド孔の内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。
適用例４の燃料電池セルによれば、第２のセパレータのマニホールド孔の周囲のセパレータ部分が絶縁シール部に隠れるので、セパレータ間のクリアランス不足を防止することができ、クリアランス精度を向上させることができる。 [Application Example 4]
A fuel battery cell according to Application Example 3,
Each of the first separator, the insulating seal part, and the second separator has a plurality of manifold holes,
The manifold hole of the first separator is formed so as to be inside the manifold hole of the insulating seal portion facing the first separator,
The fuel cell according to claim 1, wherein the manifold hole of the insulating seal portion is formed inside the manifold hole of the second separator facing the insulating seal part.
According to the fuel cell of Application Example 4, since the separator portion around the manifold hole of the second separator is hidden by the insulating seal portion, insufficient clearance between the separators can be prevented, and clearance accuracy can be improved. it can.

［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一つに記載の燃料電池セルの製造方法であって、
下側金型のキャビティに、前記第２のセパレータ、前記膜電極接合体、前記第１のセパレータを順に重ねて配置するとともに、前記第２のセパレータの上に上側金型を被せて、前記下側金型と上方金型により、前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となる前記第１のセパレータの外周端部分を挟持しつつ、前記第２のセパレータと前記膜電極接合体と前記第１のセパレータとを挟んでプレスする工程と、
前記第１と前記第２のセパレータの間の前記膜電極接合体を除く空間のうち、前記絶縁シール部に対応する空間部分に、絶縁シール部材を注入することにより、前記絶縁シール部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池セルの製造方法。
適用例５の燃料電池セルの製造方法によれば、第１のセパレータを下側金型と上側金型で挟持し、第１と第２のセパレータの間の膜電極接合体を除く空間のうち、絶縁シール部に対応する空間部分に、絶縁シール部材を注入して、絶縁シール部を形成することにより、第１と第２のセパレータセパレータの接触を低減することができるため、短絡の発生を抑制することが可能となる。また、第１のセパレータを下側金型と上側金型で挟持して、アノード側セパレータの歪を矯正することにより、セパレータ間のクリアランス不足を抑制して、クリアランス精度を向上させることができる。 [Application Example 5]
A manufacturing method of a fuel cell according to any one of Application Examples 1 to 4,
The second separator, the membrane electrode assembly, and the first separator are sequentially stacked on the cavity of the lower mold, and the upper mold is placed on the second separator, and the lower mold is disposed. The second separator and the membrane electrode joint are sandwiched by the side mold and the upper mold while holding the outer peripheral end portion of the first separator that is outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator. Pressing between the body and the first separator;
The insulating seal portion is formed by injecting an insulating seal member into a space portion corresponding to the insulating seal portion in the space excluding the membrane electrode assembly between the first and second separators. Process,
A method for producing a fuel battery cell, comprising:
According to the fuel cell manufacturing method of Application Example 5, the first separator is sandwiched between the lower mold and the upper mold, and the space excluding the membrane electrode assembly between the first and second separators The contact between the first and second separator separators can be reduced by injecting an insulating seal member into the space corresponding to the insulating seal portion to form the insulating seal portion, so that the occurrence of a short circuit is prevented. It becomes possible to suppress. Further, by sandwiching the first separator between the lower mold and the upper mold and correcting the distortion of the anode-side separator, it is possible to suppress the clearance between the separators and improve the clearance accuracy.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池セル、これを用いた燃料電池や燃料電池スタック、この燃料電池を用いた燃料電池システム等の種々の形態や、燃料電池セルの製造方法で実現することが可能である。   It should be noted that the present invention can be realized in various forms, for example, various forms such as a fuel cell, a fuel cell or a fuel cell stack using the fuel cell, a fuel cell system using the fuel cell, etc. It can be realized by a method for manufacturing a fuel cell.

本発明の第１実施例としての燃料電池セルの構造を分解して示す概略平面図である。It is a schematic plan view which decomposes | disassembles and shows the structure of the fuel battery cell as 1st Example of this invention. 図１に示したＡ−Ａ線における概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the AA shown in FIG. 第１実施例において２つのセパレータ間に絶縁シール部を形成する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of forming an insulation seal part between two separators in 1st Example. 本発明の第２実施例としての燃料電池セルの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the fuel cell as 2nd Example of this invention. 第２実施例において２つのセパレータ間に絶縁シール部を形成する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of forming an insulation seal | sticker part between two separators in 2nd Example. ２つのセパレータ間に絶縁部シール部を形成する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of forming an insulation part seal | sticker part between two separators. 従来の燃料電池セル構造の問題点について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about the problem of the conventional fuel cell structure.

本発明の実施の形態を、実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．変形例： Embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
B. Second embodiment:
C. Variations:

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の第１実施例としての燃料電池セルの構造を分解して示す概略平面図である。図１（Ａ）はアノード側セパレータ１２０Ａを示し、図１（Ｃ）はカソード側セパレータ１２０Ｃを示している。また、図１（Ｂ）はアノード側セパレータ１２０Ａおよびカソード側セパレータ１２０Ｃに挟持された膜電極接合体１１０を示している。なお、各図は、それぞれ、アノード側セパレータ１２０Ａの膜電極接合体１１０に接する側とは反対側（以下、「上面側」と呼ぶ）からみた状態を示している。 A. First embodiment:
FIG. 1 is an exploded schematic plan view showing the structure of a fuel cell as a first embodiment of the present invention. 1A shows an anode side separator 120A, and FIG. 1C shows a cathode side separator 120C. FIG. 1B shows the membrane electrode assembly 110 sandwiched between the anode side separator 120A and the cathode side separator 120C. Each figure shows a state viewed from the side (hereinafter referred to as “upper surface side”) of the anode side separator 120A opposite to the side in contact with the membrane electrode assembly 110.

図１（Ａ）に示すように、アノード側セパレータ１２０Ａの左端上部および右端下部には、酸化ガスに対応するマニホールド孔（以下、「酸化ガスマニホールド孔」と呼ぶ）１２１Ａ，１２２Ａが形成されており、左端下部および右端上部には燃料ガスに対応するマニホールド孔（以下、「燃料ガスマニホールド孔」と呼ぶ）１２３Ａ，１２４Ａが形成されている。また、アノード側セパレータ１２０Ａの左端中央部および右端中央部には冷媒に対応するマニホールド孔（以下、「冷媒マニホールド孔」と呼ぶ）１２５Ａ，１２６Ａが形成されている。そして、燃料ガスマニホールド孔１２３Ａ，１２４Ａの内側には、アノード側セパレータ１２０Ａの下面側に形成されている燃料ガス流路（不図示）と、燃料ガスマニホールド孔１２３Ａ，１２４Ａと、を繋ぐための連通孔（以下、「燃料ガス連通孔」と呼ぶ）１２７Ａ，１２８Ａが形成されている。また、アノード側セパレータ１２０Ａの上面には冷媒マニホールド孔１２５Ａと冷媒マニホールド孔１２６Ａの間を結ぶように冷媒流路１３０が形成されており、この冷媒流路１３０には、複数の冷媒流路溝１３２および冷媒拡散突起１３４が形成されている。   As shown in FIG. 1A, manifold holes (hereinafter referred to as “oxidizing gas manifold holes”) 121A and 122A corresponding to oxidizing gas are formed at the upper left end and lower right end of the anode separator 120A. Manifold holes (hereinafter referred to as “fuel gas manifold holes”) 123A and 124A corresponding to the fuel gas are formed in the lower left end and the upper right end. In addition, manifold holes (hereinafter referred to as “refrigerant manifold holes”) 125A and 126A corresponding to the refrigerant are formed in the left end central part and the right end central part of the anode separator 120A. Further, inside the fuel gas manifold holes 123A and 124A, a communication for connecting a fuel gas flow path (not shown) formed on the lower surface side of the anode separator 120A and the fuel gas manifold holes 123A and 124A. Holes (hereinafter referred to as “fuel gas communication holes”) 127A and 128A are formed. A refrigerant flow path 130 is formed on the upper surface of the anode separator 120A so as to connect the refrigerant manifold hole 125A and the refrigerant manifold hole 126A. The refrigerant flow path 130 includes a plurality of refrigerant flow path grooves 132. And the refrigerant | coolant diffusion protrusion 134 is formed.

また、図１（Ｃ）に示すように、カソード側セパレータ１２０Ｃには、アノード側セパレータ１２０Ａと同様に、左端上部および右端下部に、酸化ガスマニホールド孔１２１Ｃ，１２２Ｃが形成されており、左端下部および右端上部に、燃料ガスマニホールド孔１２３Ｃ，１２４Ｃが形成されている。また、カソード側セパレータ１２０Ｃの左端中央部および右端中央部には冷媒マニホールド孔１２５Ｃ，１２６Ｃが形成されている。そして、酸化ガスマニホールド孔１２１Ｃ，１２２Ｃの内側には、カソード側セパレータ１２０Ｃの上面側に形成されている酸化ガス流路１５０と、アノード側セパレータ１２０Ａの酸化ガスマニホールド孔１２１Ａ，１２２Ａと、を繋ぐための連通孔（以下、「酸化ガス連通孔」と呼ぶ）１２７Ｃ，１２８Ｃが形成されている。酸化ガス流路１５０には、複数の酸化ガス流路溝１５２が形成されている。   As shown in FIG. 1C, the cathode side separator 120C is formed with oxidizing gas manifold holes 121C and 122C at the upper left end and the lower right end, similarly to the anode side separator 120A. Fuel gas manifold holes 123C and 124C are formed at the upper right end. In addition, refrigerant manifold holes 125C and 126C are formed in the left end center portion and the right end center portion of the cathode separator 120C. In order to connect the oxidizing gas flow passage 150 formed on the upper surface side of the cathode side separator 120C and the oxidizing gas manifold holes 121A and 122A of the anode side separator 120A inside the oxidizing gas manifold holes 121C and 122C. The communication holes (hereinafter referred to as “oxidizing gas communication holes”) 127C and 128C are formed. A plurality of oxidizing gas flow channel grooves 152 are formed in the oxidizing gas flow channel 150.

そして、図１（Ａ）に示すように、燃料ガスマニホールド孔１２３Ａと燃料ガス連通孔１２７Ａの周囲、および、燃料ガスマニホールド孔１２４Ａと燃料ガス連通孔１２８Ａの周囲、をそれぞれ囲むように絶縁シール部１４３，１４４が形成されている。また、酸化ガスマニホールド孔１２１Ａと上側に重ねられる他の燃料電池セルのカソード側セパレータ１２０Ｃの酸化ガス連通孔１２７Ｃに対応する領域（図の破線で示す長方形）の周囲、および、酸化ガスマニホールド孔１２２Ａと上側に重ねられる他の燃料電池セルのカソード側セパレータ１２０Ｃの酸化ガス連通孔１２８Ｃに対応する領域（図の破線で示す長方形）の周囲、をそれぞれ囲むように絶縁シール部１４１，１４２が形成されている。また、冷媒マニホールド孔１２５Ａ，１２６Ａと冷媒流路１３０の周囲を囲むように絶縁シール部１４５が形成されている。   As shown in FIG. 1A, the insulating seal portion surrounds the periphery of the fuel gas manifold hole 123A and the fuel gas communication hole 127A and the periphery of the fuel gas manifold hole 124A and the fuel gas communication hole 128A. 143 and 144 are formed. Further, the periphery of the region corresponding to the oxidizing gas communication hole 127C of the cathode side separator 120C of another fuel cell overlapped with the oxidizing gas manifold hole 121A (a rectangle indicated by a broken line in the drawing), and the oxidizing gas manifold hole 122A Insulating seal portions 141 and 142 are formed so as to surround the area corresponding to the oxidizing gas communication hole 128C of the cathode side separator 120C of the other fuel cell stacked on the upper side (a rectangle indicated by a broken line in the drawing). ing. In addition, an insulating seal portion 145 is formed so as to surround the refrigerant manifold holes 125A and 126A and the refrigerant flow path 130.

また、図１（Ｂ）に示すように、アノード側セパレータ１２０Ａとカソード側セパレータ１２０Ｃとの間には、膜電極接合体１１０が設けられている。そして、膜電極接合体１１０の外周には、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、膜電極接合体１１０の外周端部と、カソード側セパレータ１２０Ｃの外周端部を覆うように絶縁シール部１４６が形成されている。絶縁シール部１４６には、アノード側セパレータ１２０Ａのマニホールド孔１２１Ａ〜１２６Ａおよびカソード側セパレータ１２０Ｃのマニホールド孔１２１Ｃ〜１２６Ｃに対向する位置に、それぞれ、マニホールド孔１２１Ｒ〜１２６Ｒが形成されている。なお、膜電極接合体１１０は、図６に示した膜電極接合体１０と同様に、電解質膜１１１の両面に触媒電極層１１２およびガス拡散層１１３を形成したものである（後述する図２参照）。   Further, as shown in FIG. 1B, a membrane electrode assembly 110 is provided between the anode side separator 120A and the cathode side separator 120C. As shown in FIGS. 1B and 1C, the outer periphery of the membrane electrode assembly 110 is insulated so as to cover the outer peripheral end of the membrane electrode assembly 110 and the outer peripheral end of the cathode separator 120C. A seal portion 146 is formed. Manifold holes 121R to 126R are formed in the insulating seal portion 146 at positions facing the manifold holes 121A to 126A of the anode side separator 120A and the manifold holes 121C to 126C of the cathode side separator 120C, respectively. The membrane electrode assembly 110 is formed by forming the catalyst electrode layer 112 and the gas diffusion layer 113 on both surfaces of the electrolyte membrane 111 as in the membrane electrode assembly 10 shown in FIG. 6 (see FIG. 2 described later). ).

図２は、図１に示したＡ−Ａ線における概略断面図である。なお、図２は、燃料電池セルの断面構造を明確化するために、２つの燃料電池セルを積層した状態で示している。また、説明の容易化のために、アノード側セパレータの冷媒流路および燃料ガス流路や、カソード側セパレータの酸化ガス流路を省略して示している。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. FIG. 2 shows a state in which two fuel cells are stacked in order to clarify the cross-sectional structure of the fuel cells. For ease of explanation, the refrigerant flow path and fuel gas flow path of the anode side separator and the oxidizing gas flow path of the cathode side separator are omitted.

図２に示すように、カソード側セパレータ１２０Ｃは、その外周端がアノード側セパレータ１２０Ａの外周端より内側となるように、その外形寸法がアノード側セパレータ１２０Ａの外形寸法に比べて小さくなっている。そして、アノード側セパレータ１２０Ａとカソード側セパレータ１２０Ｃの間に設けられた絶縁シール部１４６は、その外周端がカソード側セパレータ１２０Ｃの外周端よりも外側となるように形成されている。これにより、カソード側セパレータ１２０Ｃの外周端が絶縁シール部１４６の内側に隠れるので、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端とカソード側セパレータ１２０Ｃの外周端とが接触して短絡してしまうのを防止することができる。また、絶縁シール部１４６は、その外周端がアノード側セパレータ１２０Ａの外周端よりも内側となるように形成されている。これにより、燃料電池セルの外形寸法をアノード側セパレータ１２０Ａの外形寸法により規定することができるので、燃料電池セルの寸法精度を改善することができる。   As shown in FIG. 2, the outer dimension of the cathode-side separator 120C is smaller than the outer dimension of the anode-side separator 120A so that the outer peripheral end is inside the outer peripheral end of the anode-side separator 120A. The insulating seal portion 146 provided between the anode-side separator 120A and the cathode-side separator 120C is formed so that the outer peripheral end is outside the outer peripheral end of the cathode-side separator 120C. Thereby, since the outer peripheral end of the cathode side separator 120C is hidden inside the insulating seal portion 146, the outer peripheral end of the anode side separator 120A and the outer peripheral end of the cathode side separator 120C are prevented from contacting and short-circuiting. Can do. Further, the insulating seal portion 146 is formed so that the outer peripheral end thereof is inside the outer peripheral end of the anode separator 120A. Thereby, since the outer dimension of the fuel cell can be defined by the outer dimension of the anode separator 120A, the dimensional accuracy of the fuel cell can be improved.

なお、絶縁シール部１４６は、以下で説明するように形成することができる。図３は、第１実施例において２つのセパレータ間に絶縁シール部を形成する方法を示す説明図である。なお、図３は、図２と同様に、燃料電池セルの概略断面により示している。   The insulating seal portion 146 can be formed as described below. FIG. 3 is an explanatory view showing a method of forming an insulating seal portion between two separators in the first embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the fuel cell, similarly to FIG.

図３に示すように、下金型ＫＤＰは、図６に示した従来のフラットな下金型ＫＤとは異なり、カソード側セパレータ１２０Ｃの外形寸法よりも大きく、アノード側セパレータ１２０Ａの外形寸法よりも小さい凹部（キャビティ）ＫＡを有している。この凹部ＫＡにカソード側セパレータ１２０Ｃ、膜電極接合体１１０、アノード側セパレータ１２０Ａを順に重ねて配置し、図６に示した従来の上金型ＫＵと同じ上金型ＫＵＰを被せて、下金型ＫＤＰと上金型ＫＵＰにより、カソード側セパレータ１２０Ｃ、膜電極接合体１１０、および、アノード側セパレータ１２０Ａを挟んでプレスする。なお、このとき、下金型ＫＤＰの凹部ＫＡは、上記したように、カソード側セパレータ１２０Ｃの外形寸法よりも大きいので、カソード側セパレータ１２０Ｃの外周端と下金型ＫＤＰの凹部ＫＡの側壁との間に隙間ができるように、カソード側セパレータ１２０Ｃを配置する。また、下金型ＫＤＰの凹部ＫＡは、上記したように、アノード側セパレータ１２０Ａの外形寸法よりも小さいので、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端部分が下金型ＫＤＰの凸部上となるように配置する。これにより、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端部分を下金型ＫＤＰと上金型ＫＵＰによって挟持することができる。そして、アノード側セパレータ１２０Ａとカソード側セパレータ１２０Ｃとの間の膜電極接合体１１０を除く空間のうち、絶縁シール部１４５，１４６に対応する空間部分に、絶縁シール剤ＭＳＬを注入して硬化させることにより、絶縁シール部１４５，１４６を形成することができる。なお、絶縁シール剤ＭＳＬとしては、比較的粘性の高い樹脂材料を用いることができる。   As shown in FIG. 3, unlike the conventional flat lower mold KD shown in FIG. 6, the lower mold KDP is larger than the outer dimension of the cathode-side separator 120C and larger than the outer dimension of the anode-side separator 120A. It has a small recess (cavity) KA. A cathode-side separator 120C, a membrane electrode assembly 110, and an anode-side separator 120A are arranged in this recess KA in this order, and the same upper die KUP as the conventional upper die KU shown in FIG. The cathode side separator 120C, the membrane electrode assembly 110, and the anode side separator 120A are sandwiched and pressed by the KDP and the upper mold KUP. At this time, since the recess KA of the lower mold KDP is larger than the outer dimension of the cathode separator 120C as described above, the outer peripheral end of the cathode separator 120C and the side wall of the recess KA of the lower mold KDP The cathode separator 120C is arranged so that a gap is formed between them. Further, as described above, the concave portion KA of the lower mold KDP is smaller than the outer dimension of the anode side separator 120A, so that the outer peripheral end portion of the anode side separator 120A is disposed on the convex portion of the lower mold KDP. To do. Accordingly, the outer peripheral end portion of the anode separator 120A can be sandwiched between the lower mold KDP and the upper mold KUP. Then, in the space excluding the membrane electrode assembly 110 between the anode side separator 120A and the cathode side separator 120C, the insulating sealant MSL is injected into the space corresponding to the insulating seal portions 145 and 146 and cured. Thus, the insulating seal portions 145 and 146 can be formed. As the insulating sealant MSL, a relatively viscous resin material can be used.

以上のようにして、カソード側セパレータの外周端よりも外側で、アノード側セパレータの外周端よりも内側となるように、絶縁シール部を形成することができる。また、アノード側セパレータの外周端部分を上金型と下金型で挟持しつつ、カソード側セパレータと膜電極接合体とアノード側セパレータの積層体を挟み込んでプレスすることにより、アノード側セパレータの歪みを矯正することができるので、２つのセパレータ間のクリアランス精度を改善することが可能である。   As described above, the insulating seal portion can be formed so as to be outside the outer peripheral end of the cathode side separator and inside the outer peripheral end of the anode side separator. In addition, by sandwiching and pressing the laminate of the cathode-side separator, membrane electrode assembly, and anode-side separator while holding the outer peripheral end portion of the anode-side separator between the upper mold and the lower mold, the distortion of the anode-side separator is reduced. Therefore, the clearance accuracy between the two separators can be improved.

Ｂ．第２実施例：
図４は、本発明の第２実施例としての燃料電池セルの構造を示す概略断面図である。図４は、図２と同様に、燃料電池セルの断面構造を明確化するために、２つの燃料電池セルを積層した状態で示している。また、説明の容易化のために、アノード側セパレータの冷媒流路および燃料ガス流路や、カソード側セパレータの酸化ガス流路を省略して示している。 B. Second embodiment:
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fuel cell as a second embodiment of the present invention. 4 shows a state in which two fuel cells are stacked in order to clarify the cross-sectional structure of the fuel cells, as in FIG. For ease of explanation, the refrigerant flow path and fuel gas flow path of the anode side separator and the oxidizing gas flow path of the cathode side separator are omitted.

第２実施例の燃料電池セルの構造は、第１実施例の構造に加えて以下の構造を有している点が、第１実施例の燃料電池セルの構造と異なっている。すなわち、アノード側セパレータ１２０Ａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ａ）は、これに対向する前記絶縁シール部１４６ａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｒａ）の内側となるように形成されている。また、前記絶縁シール部１４６ａのマニホールド孔は、これに対向する第２のセパレータ１２０Ｃのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｃ）の内側となるように形成されている。   The structure of the fuel cell of the second embodiment is different from the structure of the fuel cell of the first embodiment in that it has the following structure in addition to the structure of the first embodiment. That is, the manifold hole (refrigerant manifold hole 125A in the example in the figure) of the anode side separator 120A is formed so as to be inside the manifold hole (refrigerant manifold hole 125Ra in the example in the figure) facing the insulating seal part 146a. Has been. Further, the manifold hole of the insulating seal portion 146a is formed so as to be inside the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125C in the illustrated example) of the second separator 120C opposed to the manifold hole.

第２実施例の燃料電池セルの構造により、第１実施例の燃料電池セルの構造と同様に、カソード側セパレータ１２０Ｃの外周端が絶縁シール部１４６ａの外周端よりも内側に隠れるので、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端とカソード側セパレータ１２０Ｃａの外周端とが接触して短絡してしまうのを防止することができる。また、絶縁シール部１４６ａは、その外周端がアノード側セパレータ１２０Ａの外周端よりも内側となるように形成されている。これにより、燃料電池セルの外形寸法をアノード側セパレータ１２０Ａの外形寸法により規定することができるので、燃料電池セルの寸法精度を改善することができる。また、絶縁シール部１４６ａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｒ）がカソード側セパレータ１２０Ｃのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｃａ）の内側となるように形成されている。これにより、アノード側セパレータ１２０Ａのマニホールド孔の周囲のセパレータ部分とカソード側セパレータ１２０Ｃａのマニホールド孔の周囲のセパレータ部分とが接触して短絡してしまうのを防止することができ、セパレータ間のクリアランス精度を改善することができる。また、アノード側セパレータ１２０Ａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ａ）は、絶縁シール部１４６ａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｒ）の内側となるように形成されている。これにより、燃料電池セルのマニホールド孔の寸法をアノード側セパレータ１２０Ａのマニホールド孔の寸法により規定することができるので、燃料電池セルの寸法精度を改善することができる。   Due to the structure of the fuel cell of the second embodiment, the outer peripheral end of the cathode-side separator 120C is hidden inside the outer peripheral end of the insulating seal portion 146a, as in the structure of the fuel battery cell of the first embodiment. It is possible to prevent the outer peripheral end of the separator 120A and the outer peripheral end of the cathode-side separator 120Ca from coming into contact with each other and causing a short circuit. Further, the insulating seal portion 146a is formed so that its outer peripheral end is inside the outer peripheral end of the anode separator 120A. Thereby, since the outer dimension of the fuel cell can be defined by the outer dimension of the anode separator 120A, the dimensional accuracy of the fuel cell can be improved. Further, the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125R in the illustrated example) of the insulating seal portion 146a is formed to be inside the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125Ca in the illustrated example) of the cathode side separator 120C. As a result, it is possible to prevent the separator part around the manifold hole of the anode side separator 120A and the separator part around the manifold hole of the cathode side separator 120Ca from coming into contact with each other and short-circuiting, and the clearance accuracy between the separators can be prevented. Can be improved. Further, the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125A in the illustrated example) of the anode side separator 120A is formed so as to be inside the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125R in the illustrated example) of the insulating seal portion 146a. Thereby, since the dimension of the manifold hole of a fuel cell can be prescribed | regulated by the dimension of the manifold hole of 120 A of anode side separators, the dimensional accuracy of a fuel cell can be improved.

なお、絶縁シール部１４６ａは、以下で説明するように形成することができる。図５は、第２実施例において２つのセパレータ間に絶縁シール部を形成する方法を示す説明図である。なお、図５は、図４と同様に、燃料電池セルの概略断面により示している。   The insulating seal portion 146a can be formed as described below. FIG. 5 is an explanatory view showing a method of forming an insulating seal portion between two separators in the second embodiment. In addition, FIG. 5 is shown with the schematic cross section of the fuel cell similarly to FIG.

図５に示すように、下金型ＫＤＰａは、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端部分およびマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ａ）の周囲のセパレータ部分で、アノード側セパレータ１２０Ａを挟持するように、凹部（キャビティ）ＫＡａを有している。また、この凹部ＫＡａは、カソード側セパレータ１２０Ｃａの外周端およびマニホールド孔と、凹部ＫＡａの側壁との間に隙間ができるように形成されている。この凹部ＫＡａにカソード側セパレータ１２０Ｃａ、膜電極接合体１１０、アノード側セパレータ１２０Ａを順に重ねて配置し、図６に示した従来の上金型ＫＵと同じ上金型ＫＵＰを被せて、下金型ＫＤＰａと上金型ＫＵＰにより、カソード側セパレータ１２０Ｃａ、膜電極接合体１１０、および、アノード側セパレータ１２０Ａを挟んでプレスする。なお、このとき、下金型ＫＤＰａの凹部ＫＡａは、上記したように、カソード側セパレータ１２０Ｃの外周端よりも外側となるように形成されており、凹部ＫＡａには、アノード側セパレータのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ａ）よりも大きく、カソード側セパレータのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｃａ）よりも小さい凸部分ＫＴが形成されている。そこで、カソード側セパレータ１２０Ｃａの外周端と下金型ＫＤＰａの凹部ＫＡａの側壁との間、および、カソード側セパレータ１２０Ｃａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ｃａ）と凹部ＫＡａ内の凸部分ＫＴの側壁との間、に隙間ができるように、カソード側セパレータ１２０Ｃａを配置する。また、下金型ＫＤＰａの凹部ＫＡａは、上記したように、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端よりも内側であり、凹部ＫＡａ内の凸部分ＫＴはアノード側セパレータ１２０Ａのマニホールド孔（図の例では冷媒マニホールド孔１２５Ａ）よりも大きいので、アノード側セパレータ１２０Ａの外周端部分およびマニホールド孔の周囲のセパレータ部分を下金型ＫＤＰａと上金型ＫＵＰによって挟持することができる。そして、そして、アノード側セパレータ１２０Ａとカソード側セパレータ１２０Ｃａとの間の膜電極接合体１１０を除く空間のうち、絶縁シール部１４５，１４６ａに対応する空間部分に、絶縁シール剤ＭＳＬを注入して硬化させることにより、絶縁シール部１４５，１４６ａを形成することができる。なお、絶縁シール剤ＭＳＬとしては、比較的粘性の高い樹脂材料を用いることができる。   As shown in FIG. 5, the lower mold KDPa sandwiches the anode-side separator 120A at the outer peripheral end portion of the anode-side separator 120A and the separator portion around the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125A in the illustrated example). And a recess (cavity) KAa. The recess KAa is formed so that a gap is formed between the outer peripheral end of the cathode separator 120Ca and the manifold hole, and the side wall of the recess KAa. A cathode-side separator 120Ca, a membrane electrode assembly 110, and an anode-side separator 120A are sequentially stacked on the recess KAa, and the same upper die KUP as the conventional upper die KU shown in FIG. The cathode side separator 120Ca, the membrane electrode assembly 110, and the anode side separator 120A are sandwiched and pressed by KDPa and the upper mold KUP. At this time, as described above, the recess KAa of the lower mold KDPa is formed outside the outer peripheral end of the cathode side separator 120C, and the recess KAa has a manifold hole ( In the illustrated example, a convex portion KT that is larger than the refrigerant manifold hole 125A) and smaller than the manifold hole of the cathode separator (the refrigerant manifold hole 125Ca in the illustrated example) is formed. Therefore, between the outer peripheral end of the cathode side separator 120Ca and the side wall of the recess KAa of the lower mold KDPa, and the manifold hole (the refrigerant manifold hole 125Ca in the example in the figure) of the cathode side separator 120Ca and the convex portion KT in the recess KAa. The cathode-side separator 120Ca is arranged so that a gap is formed between the side walls. Further, as described above, the concave portion KAa of the lower mold KDPa is inside the outer peripheral end of the anode side separator 120A, and the convex portion KT in the concave portion KAa is a manifold hole of the anode side separator 120A (refrigerant in the example shown in the figure). Since it is larger than the manifold hole 125A), the outer peripheral end portion of the anode separator 120A and the separator portion around the manifold hole can be sandwiched between the lower mold KDPa and the upper mold KUP. Then, in the space excluding the membrane electrode assembly 110 between the anode side separator 120A and the cathode side separator 120Ca, the insulating sealant MSL is injected into the space corresponding to the insulating seal portions 145 and 146a and cured. As a result, the insulating seal portions 145 and 146a can be formed. As the insulating sealant MSL, a relatively viscous resin material can be used.

以上のようにして、カソード側セパレータの外周端よりも外側で、アノード側セパレータの外周端よりも内側となるように、絶縁シール部を形成することができる。また、アノード側セパレータのマニホールド孔が、これに対向する絶縁シール部のマニホールド孔の内側となるように、かつ、絶縁シール部のマニホールド孔が、これに対向するカソード側セパレータのマニホールド孔の内側となるように、絶縁シール部を形成することができる。また、アノード側セパレータの外周端部分およびマニホールド孔の周囲のセパレータ部分を上金型と下金型で挟持してプレスすることにより、アノード側セパレータの歪みを矯正することができるので、２つのセパレータ間のクリアランス精度を改善することが可能である。   As described above, the insulating seal portion can be formed so as to be outside the outer peripheral end of the cathode side separator and inside the outer peripheral end of the anode side separator. Further, the manifold hole of the anode-side separator is positioned inside the manifold hole of the insulating seal portion facing the anode hole, and the manifold hole of the insulating seal portion is positioned inside the manifold hole of the cathode-side separator facing the anode hole. Thus, an insulating seal part can be formed. In addition, since the outer peripheral end portion of the anode-side separator and the separator portion around the manifold hole are sandwiched and pressed between the upper die and the lower die, the distortion of the anode-side separator can be corrected. It is possible to improve the clearance accuracy between.

Ｃ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。 C. Variations:
In addition, elements other than the elements claimed in the independent claims among the constituent elements in each of the above embodiments are additional elements and can be omitted as appropriate. The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.

上記実施例では、アノード側セパレータとカソード側セパレータの外形寸法が全周にわたって異なっている場合を例に説明しているが、その一部が異なっている構造でもよい。   In the above embodiment, the case where the outer dimensions of the anode-side separator and the cathode-side separator are different over the entire circumference is described as an example, but a structure in which a part thereof is different may be used.

また、上記実施例では、アノード側セパレータよりもカソード側セパレータの外形寸法が小さい場合を例に説明しているが、逆の構造であってもよい。   Moreover, although the said Example demonstrated to the case where the external dimension of a cathode side separator was smaller than an anode side separator, the reverse structure may be sufficient.

また、上記実施例では、流路溝が形成されたセパレータ、いわゆる、プレス型セパレータの場合を例に説明しているが、流路溝が形成されていないフラット型セパレータであってもよい。なお、フラット側セパレータの場合には、膜電極接合体とセパレータとの間に、多孔質体等を用いたガス流路部が形成される。   Moreover, although the said Example demonstrated the case of the separator in which the flow-path groove | channel was formed, what is called a press type | mold separator, the flat type separator in which the flow-path groove | channel is not formed may be used. In the case of a flat separator, a gas flow path portion using a porous body or the like is formed between the membrane electrode assembly and the separator.

また、一方のセパレータがプレス型セパレータであり、他方のセパレータがフラット型セパレータであり、プレス型セパレータの外形寸法のほうがフラット型セパレータの外形寸法よりも大きい構造や、プレス型セパレータのマニホールド孔の寸法がフラット型セパレータのマニホールド孔の寸法よりも小さい構造としてもよい。   Also, one separator is a press-type separator, the other separator is a flat-type separator, and the external dimensions of the press-type separator are larger than the external dimensions of the flat-type separator, and the dimensions of the manifold holes of the press-type separator It is good also as a structure where is smaller than the dimension of the manifold hole of a flat type separator.

また、外形寸法が大きい方のセパレータの厚さが小さい方のセパレータの厚さよりも厚い構造としてもよい。   Moreover, it is good also as a structure thicker than the thickness of the separator with a smaller thickness of the separator with a larger external dimension.

絶縁シール部を形成する部材としては、ゴム材や熱可塑性樹脂等種々の部材を利用することができる。   Various members such as a rubber material and a thermoplastic resin can be used as the member forming the insulating seal portion.

１０…膜電極接合体
１１…電解質膜
１２…触媒電極層
１３…ガス拡散層
２０…セパレータ
１１０…膜電極接合体
１１１…電解質膜
１１２…触媒電極層
１１３…ガス拡散層
１２０Ａ…アノード側セパレータ
１２０Ｃ…カソード側セパレータ
１２０Ｃａ…カソード側セパレータ
１２１Ａ，１２２Ａ…酸化ガスマニホールド孔
１２１Ｃ，１２２Ｃ…酸化ガスマニホールド孔
１２１Ｒ，１２２Ｒ…酸化ガスマニホールド孔
１２３Ａ，１２４Ａ…燃料ガスマニホールド孔
１２３Ｃ，１２４Ｃ…燃料ガスマニホールド孔
１２３Ｒ，１２４Ｒ…燃料ガスマニホールド孔
１２５Ａ，１２６Ａ…冷媒マニホールド孔
１２５Ｃ，１２６Ｃ…冷媒マニホールド孔
１２５Ｒ，１２６Ｒ…冷媒マニホールド孔
１２５Ｃａ…冷媒マニホールド孔
１２７Ａ，１２８Ａ…燃料ガス連通孔
１２７Ｃ，１２８Ｃ…酸化ガス連通孔
１３０…冷媒流路
１３２…冷媒流路溝
１３４…冷媒拡散突起
１４１，１４２…絶縁シール部
１４３，１４４…絶縁シール部
１４５…絶縁シール部
１４６…絶縁シール部
１４６ａ…絶縁シール部
１５０…酸化ガス流路
１５２…酸化ガス流路溝
ＫＡ…凹部
ＫＡａ…凹部
ＫＤ…下金型
ＫＵ…上金型
ＫＵＰ…上金型
ＫＤＰ…下金型
ＫＤＰａ…下金型
ＫＴ…凸部分
ＭＳＬ…絶縁シール剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Membrane electrode assembly 11 ... Electrolyte membrane 12 ... Catalyst electrode layer 13 ... Gas diffusion layer 20 ... Separator 110 ... Membrane electrode assembly 111 ... Electrolyte membrane 112 ... Catalyst electrode layer 113 ... Gas diffusion layer 120A ... Anode side separator 120C ... Cathode side separator 120Ca ... Cathode side separator 121A, 122A ... Oxidizing gas manifold hole 121C, 122C ... Oxidizing gas manifold hole 121R, 122R ... Oxidizing gas manifold hole 123A, 124A ... Fuel gas manifold hole 123C, 124C ... Fuel gas manifold hole 123R, 124R ... Fuel gas manifold holes 125A, 126A ... Refrigerant manifold holes 125C, 126C ... Refrigerant manifold holes 125R, 126R ... Refrigerant manifold holes 125Ca ... Refrigerant manifold holes 127A, 1 28A ... Fuel gas communication hole 127C, 128C ... Oxidizing gas communication hole 130 ... Refrigerant flow path 132 ... Refrigerant flow path groove 134 ... Refrigerant diffusion protrusion 141, 142 ... Insulation seal part 143, 144 ... Insulation seal part 145 ... Insulation seal part 146 Insulating seal part 146a ... Insulating seal part 150 ... Oxidizing gas channel 152 ... Oxidizing gas channel groove KA ... Concave part KAa ... Concave part KD ... Lower mold KU ... Upper mold KUP ... Upper mold KDP ... Lower mold KDPa ... Lower mold KT ... Convex part MSL ... Insulating sealant

Claims (6)

膜電極接合体と、前記膜電極接合体を挟持する第１と第２のセパレータと、前記膜電極接合体の外周に接した状態で前記膜電極接合体の外周を覆うように前記第１と第２のセパレータの間に挟まれて設けられた絶縁シール部と、を備える燃料電池セルであって、
前記第１と第２のセパレータを積層方向に見たときに、前記第１のセパレータの外周端に対して前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部が内側となるように形成されており、
前記絶縁シール部の外周端は前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となるように形成されており、
前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となるように形成されている絶縁シール部は、前記第２のセパレータの外周端の側面を覆い隠すように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。 And the membrane electrode assembly, the first and second separators sandwiching the membrane electrode assembly, the membrane electrode assembly first as a state in contact with the outer peripheral cover the outer periphery of the membrane electrode assembly with An insulating seal portion sandwiched between second separators, and a fuel cell comprising:
When the first and second separators are viewed in the stacking direction, they are formed such that at least a part of the outer peripheral end of the second separator is inside the outer peripheral end of the first separator. ,
The outer peripheral end of the insulating seal part is formed to be outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator,
The insulating seal portion formed so as to be outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator is formed so as to cover the side surface of the outer peripheral end of the second separator. Fuel cell. 請求項１記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部は、前記膜電極接合体の外周の前記第１と第２のセパレータの間の空間に注入された絶縁シール部材が硬化されることによって形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。 The fuel cell according to claim 1,
The insulating seal portion is formed by curing an insulating seal member injected into a space between the first and second separators on the outer periphery of the membrane electrode assembly. cell. 請求項１または請求項２記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部の外周端は、さらに、前記第１のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。 The fuel cell according to claim 1 or 2, wherein
The fuel cell according to claim 1, wherein an outer peripheral end of the insulating seal portion is further formed inside at least a part of the outer peripheral end of the first separator. 請求項３記載の燃料電池セルであって、
前記第１のセパレータと前記絶縁シール部と前記第２のセパレータには、それぞれ、複数のマニホールド孔が形成されており、
前記第１のセパレータのマニホールド孔は、これに対向する前記絶縁シール部のマニホールド孔の内側となるように形成されており、
前記絶縁シール部のマニホールド孔は、これに対向する前記第２のセパレータのマニホールド孔の内側となるように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。 The fuel battery cell according to claim 3, wherein
Each of the first separator, the insulating seal part, and the second separator has a plurality of manifold holes,
The manifold hole of the first separator is formed so as to be inside the manifold hole of the insulating seal portion facing the first separator,
The fuel cell according to claim 1, wherein the manifold hole of the insulating seal portion is formed inside the manifold hole of the second separator facing the insulating seal part. 請求項４記載の燃料電池セルであって、
前記絶縁シール部は、前記第２のセパレータのマニホールド孔の側面を覆うように形成されている
ことを特徴とする燃料電池セル。 The fuel cell according to claim 4,
The insulating seal portion is formed so as to cover a side surface of a manifold hole of the second separator. 請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の燃料電池セルの製造方法であって、
下側金型のキャビティに、前記第２のセパレータ、前記膜電極接合体、前記第１のセパレータを順に重ねて配置するとともに、前記第２のセパレータの上に上側金型を被せて、前記下側金型と上方金型により、前記第２のセパレータの外周端の少なくとも一部よりも外側となる前記第１のセパレータの外周端部分を挟持しつつ、前記第２のセパレータと前記膜電極接合体と前記第１のセパレータとを挟んでプレスする工程と、
前記第１と前記第２のセパレータの間の前記膜電極接合体を除く空間のうち、前記絶縁シール部に対応する空間部分に、絶縁シール部材を注入することにより、前記絶縁シール部を形成する工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池セルの製造方法。 A method of manufacturing a fuel cell according to any one of claims 1 to 5,
The second separator, the membrane electrode assembly, and the first separator are sequentially stacked on the cavity of the lower mold, and the upper mold is placed on the second separator, and the lower mold is disposed. The second separator and the membrane electrode joint are sandwiched by the side mold and the upper mold while holding the outer peripheral end portion of the first separator that is outside of at least a part of the outer peripheral end of the second separator. Pressing between the body and the first separator;
The insulating seal portion is formed by injecting an insulating seal member into a space portion corresponding to the insulating seal portion in the space excluding the membrane electrode assembly between the first and second separators. Process,
A method for producing a fuel battery cell, comprising:
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