JP6914979B2 - 枠付き電解質膜・電極構造体及びその製造方法並びに燃料電池 - Google Patents
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Description
18…電解質膜 24…枠部材
24a…第1枠状シート 24b…第2枠状シート
24c…接着層
Claims (14)
- 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、
前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、
を備えた枠付き電解質膜・電極構造体(10)であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
前記第2枠状シート(24b)の内周部は、前記電解質膜・電極構造体(10a)の厚さ方向から見て、前記第1電極(20)の外周部と重なる重なり部(24bk)を有する、枠付き電解質膜・電極構造体(10)。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、
前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、
を備えた枠付き電解質膜・電極構造体(10)であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
前記第2枠状シート(24b)の前記第1枠状シート(24a)側の面は、全面且つ全周に亘って、前記接着層(24c)を介して前記第1枠状シート(24a)に直接接合されている、枠付き電解質膜・電極構造体(10)。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、
前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、
を備えた枠付き電解質膜・電極構造体(10)であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
前記第2枠状シートの厚さは、前記第1枠状シートの厚さと同じである、枠付き電解質膜・電極構造体(10)。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の枠付き電解質膜・電極構造体(10)において、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記電解質膜・電極構造体(10a)の厚さ方向から見て、前記第1電極(20)の外周部と重なる重なり部(24ak)を有する、枠付き電解質膜・電極構造体(10)。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の枠付き電解質膜・電極構造体(10)において、
前記第1枠状シート(24a)の前記第2枠状シート(24b)側の面には、全面に亘って前記接着層(24c)が設けられ、
前記接着層(24c)は、前記第1枠状シート(24a)の内周部と前記電解質膜(18)の外周部とを接合する、枠付き電解質膜・電極構造体(10)。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の枠付き電解質膜・電極構造体(10)において、
前記第2枠状シートは、前記第1枠状シートよりも厚い、枠付き電解質膜・電極構造体(10)。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、を有する枠付き電解質膜・電極構造体(10)と、
前記枠付き電解質膜・電極構造体(10)の両側にそれぞれ積層されたセパレータ(14、16)と、
を備えた燃料電池であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
前記第1電極と前記第1枠状シートと前記第2電極とが重なる重なり部は、一方の前記セパレータに設けられ前記第1電極に向かって突出した凸部と、他方の前記セパレータに設けられ前記第2電極に向かって突出した凸部とにより挟持されている、燃料電池。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、を有する枠付き電解質膜・電極構造体(10)と、
前記枠付き電解質膜・電極構造体(10)の両側にそれぞれ積層されたセパレータ(14、16)と、
を備えた燃料電池であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
各前記セパレータ(14、16)は、反応ガスの漏れを防止するために前記枠部材(24)に向かって突出するビードシール(42、44)を一体に有し、
一方の前記セパレータ(14)の前記ビードシール(42)と、他方の前記セパレータ(16)の前記ビードシール(44)とが、前記枠部材(24)の前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが重なる領域を厚さ方向の両側から挟持する、燃料電池。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、を有する枠付き電解質膜・電極構造体(10)と、
前記枠付き電解質膜・電極構造体(10)の両側にそれぞれ積層されたセパレータ(14、16)と、
を備えた燃料電池であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
各前記セパレータ(14、16)には、反応ガスの漏れを防止するための弾性体からなる凸状シール部が設けられ、
一方の前記セパレータ(14)の前記凸状シール部と、他方の前記セパレータ(16)の前記凸状シール部とが、前記枠部材(24)の前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが重なる領域を厚さ方向の両側から挟持する、燃料電池。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、を有する枠付き電解質膜・電極構造体(10)と、
前記枠付き電解質膜・電極構造体(10)の両側にそれぞれ積層されたセパレータ(14、16)と、
を備えた燃料電池であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
前記第1電極(20)は、アノード電極であり、
前記第2電極(22)は、カソード電極である、燃料電池。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、を有する枠付き電解質膜・電極構造体(10)と、
前記枠付き電解質膜・電極構造体(10)の両側にそれぞれ積層されたセパレータ(14、16)と、
を備えた燃料電池であって、
前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合されており、
前記第1枠状シート(24a)の内周部は、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置され、
前記第2枠状シート(24b)の内周端は、前記第2電極(22)の外周端との間に隙間を有し、
前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とは、全周に亘って接着層(24c)により直接接合され、
前記第2枠状シートの厚さは、前記第1枠状シートの厚さと同じである、燃料電池。 - 電解質膜(18)の一方の面に第1電極(20)が設けられるとともに前記電解質膜(18)の他方の面に平面寸法が前記第1電極(20)よりも小さく設定された第2電極(22)が設けられてなる電解質膜・電極構造体(10a)と、前記電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に全周に亘って設けられた枠部材(24)と、を備え、前記枠部材(24)は、第1枠状シート(24a)と、第2枠状シート(24b)とを有し、前記第1枠状シート(24a)の内周部は、電解質膜・電極構造体(10a)の外周部に接合されており、前記第1枠状シート(24a)と前記第2枠状シート(24b)とが厚さ方向に互いに接合された枠付き電解質膜・電極構造体(10)の製造方法であって、
枠形状に成形される前の前記第1枠状シート(24a)である第1シート(50)の一方面の全面に接着剤(24d)が塗布された接着剤付きシート(52)を提供する第1シート提供工程と、
前記第2枠状シート(24b)を提供する第2シート提供工程と、
前記接着剤付きシート(52)と前記第2枠状シート(24b)とを、前記第2枠状シート(24b)の全周に亘って前記接着剤(24d)を介して接合するラミネート工程と、
前記第2枠状シート(24b)の内周端よりも内側に前記接着剤付きシート(52)に開口部(53)を形成して、前記第1シート(50)を枠形状に成形するトリム工程と、
前記第2枠状シート(24b)の内周端と前記第2電極(22)の外周端との間に隙間(G)を設けた状態で、前記第1シート(50)の内周部を、前記第1電極(20)の外周部と前記第2電極(22)の外周部との間に配置し、前記電解質膜・電極構造体(10a)と前記枠部材(24)とを接合するMEA接合工程と、を含む、枠付き電解質膜・電極構造体(10)の製造方法。 - 請求項12記載の枠付き電解質膜・電極構造体(10)の製造方法において、
前記第2枠状シートの厚さは、前記第1枠状シートの厚さと同じである、枠付き電解質膜・電極構造体(10)の製造方法。 - 請求項12記載の枠付き電解質膜・電極構造体(10)の製造方法において、
前記第2枠状シートは、前記第1枠状シートよりも厚い、枠付き電解質膜・電極構造体(10)の製造方法。
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