JPS58164170A - 燃料電池のセルスタツク - Google Patents
燃料電池のセルスタツクInfo
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- JPS58164170A JPS58164170A JP57047987A JP4798782A JPS58164170A JP S58164170 A JPS58164170 A JP S58164170A JP 57047987 A JP57047987 A JP 57047987A JP 4798782 A JP4798782 A JP 4798782A JP S58164170 A JPS58164170 A JP S58164170A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cell
- cell stack
- plates
- plate
- rigid
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えばりん酸電解買形燃料電亀に適用され
る燃料電池のセルスタックの改良基こ闇するＯ ′ まず頭記燃料電池のセルスタックの従来ｌこおける
一般構造を第１図に示す。図に右いて１４ｉ燃料電極、
電解質を含浸させたマトリックス、および！ｆｉ電極か
らなる単電池、２は空気通路縛および燃料通路酵をそれ
ぞれ反対向に形成してなるカーボン焼結成形品として作
られたセパレートグレートとしてのバイポーラプレート
であり、単電池ｌとバイポー２プレート２とを交圧に積
み嵐ねてセル積層体３が構成される。史にこのセル積層
体３に対し、その上下肉趨には雌却板４を当てがって配
−し１これ等全体を図示されてないスタッドボルトによ
り一付けてセルスタックが構成される＠符１１４１は冷
却ｌｋ４に配管された冷却水通流パイプである。なお冷
却歇、４の代りＩこ集電板あるいは支持板を配−してセ
ルスタックを構成する場合もある。また前記の冷却４１
４．集電板あるいは支持板等はいずれも剛性が大である
剛体グレートとして作られており、このグレートの閾で
前記のセル積層体３を加圧挾持させることにより、パイ
ボーラブレート２と単電池ｌの各電極が押圧されて密着
する。
る燃料電池のセルスタックの改良基こ闇するＯ ′ まず頭記燃料電池のセルスタックの従来ｌこおける
一般構造を第１図に示す。図に右いて１４ｉ燃料電極、
電解質を含浸させたマトリックス、および！ｆｉ電極か
らなる単電池、２は空気通路縛および燃料通路酵をそれ
ぞれ反対向に形成してなるカーボン焼結成形品として作
られたセパレートグレートとしてのバイポーラプレート
であり、単電池ｌとバイポー２プレート２とを交圧に積
み嵐ねてセル積層体３が構成される。史にこのセル積層
体３に対し、その上下肉趨には雌却板４を当てがって配
−し１これ等全体を図示されてないスタッドボルトによ
り一付けてセルスタックが構成される＠符１１４１は冷
却ｌｋ４に配管された冷却水通流パイプである。なお冷
却歇、４の代りＩこ集電板あるいは支持板を配−してセ
ルスタックを構成する場合もある。また前記の冷却４１
４．集電板あるいは支持板等はいずれも剛性が大である
剛体グレートとして作られており、このグレートの閾で
前記のセル積層体３を加圧挾持させることにより、パイ
ボーラブレート２と単電池ｌの各電極が押圧されて密着
する。
一方、焼結成形品として作られるバイポーラグレート２
は、その両面に互に直交する空気通路鍔と燃料通路溝が
形成されでいるために、その成形品は僅かながらそりが
生じ、全体として湾曲する゛ことが多い。これに対し冷
却板４のごとき剛体プレートは平担面に加工されている
ので、セルスタックの組立ｌこ際し、バイポーラプレー
ト２は剛体の平担プレートから拘束を受けて全面域で一
看し得なくなる。この様子は第１図にｌｌ＊Ｌ、て−〜
かれているように、セル積層体３の止痛は上部グレート
に対してその肉燗が硬醜し、下端は下部プレートに対し
てその中央部のみが１１触する。この結果、６単電池ｌ
の電極面に加わる面圧分布は、セル積層体３の場所によ
ってそれぞれ異なり不均一となる。すなわち第１１１！
！Ｉにおけるセル積層体３の１−最上部単電池をａ、以
Ｆ同様に中央部をす、４下部をＣとしてその電極に加わ
る面方向の血圧分布を示すと第２図のごとくであり、層
中央部６を除き、最上ｓ１．最下部Ｃでは血圧分布が不
均一となる。この結果、第１図憂こ示した従来の構造に
よるセルスタックの出力特性は第４図における特性＠Ａ
、Ｈ，０のようになる。なおＡ、Ｈ，ＯはそれぞれＪＩ
ＥＩ図におけるａ、ｂ、ｃ部に対応する単電池の特性を
表わす。この図から明らかなように、セル積層体３の層
中央部分を除き、層上部。
は、その両面に互に直交する空気通路鍔と燃料通路溝が
形成されでいるために、その成形品は僅かながらそりが
生じ、全体として湾曲する゛ことが多い。これに対し冷
却板４のごとき剛体プレートは平担面に加工されている
ので、セルスタックの組立ｌこ際し、バイポーラプレー
ト２は剛体の平担プレートから拘束を受けて全面域で一
看し得なくなる。この様子は第１図にｌｌ＊Ｌ、て−〜
かれているように、セル積層体３の止痛は上部グレート
に対してその肉燗が硬醜し、下端は下部プレートに対し
てその中央部のみが１１触する。この結果、６単電池ｌ
の電極面に加わる面圧分布は、セル積層体３の場所によ
ってそれぞれ異なり不均一となる。すなわち第１１１！
！Ｉにおけるセル積層体３の１−最上部単電池をａ、以
Ｆ同様に中央部をす、４下部をＣとしてその電極に加わ
る面方向の血圧分布を示すと第２図のごとくであり、層
中央部６を除き、最上ｓ１．最下部Ｃでは血圧分布が不
均一となる。この結果、第１図憂こ示した従来の構造に
よるセルスタックの出力特性は第４図における特性＠Ａ
、Ｈ，０のようになる。なおＡ、Ｈ，ＯはそれぞれＪＩ
ＥＩ図におけるａ、ｂ、ｃ部に対応する単電池の特性を
表わす。この図から明らかなように、セル積層体３の層
中央部分を除き、層上部。
層下部の特性が大巾ｌこ感化する。更にセル積層体３と
冷却［４とが全面域でｖＨ層してないとセルでの発生熱
の熱伝導が愚化し、十分な冷却性能が発揮できない。ま
た同様にプレートが集電板である場合には、この集電板
とセルとの間の接触電気抵抗が増してそれだけ億抗損失
が増す。
冷却［４とが全面域でｖＨ層してないとセルでの発生熱
の熱伝導が愚化し、十分な冷却性能が発揮できない。ま
た同様にプレートが集電板である場合には、この集電板
とセルとの間の接触電気抵抗が増してそれだけ億抗損失
が増す。
この発明は上記の点にかんがみなされたものであり１そ
の目的はバイポーラプレートの僅かなそり分を吸収して
セルスタックを構成する各単電池に加わる面圧を均等し
、出力特性の改善を図るようにし、併せて冷却板、集電
飯等のグレートとセ １ルとの接触性をよくした燃
料電池のセルスタックを提供することにある。
の目的はバイポーラプレートの僅かなそり分を吸収して
セルスタックを構成する各単電池に加わる面圧を均等し
、出力特性の改善を図るようにし、併せて冷却板、集電
飯等のグレートとセ １ルとの接触性をよくした燃
料電池のセルスタックを提供することにある。
かかる目的はこの発明により、セル積層体の内趨部で剛
体プレートとバイポーラプレートとの開−こクッション
材を介挿して構成したこと４こより４成される。
体プレートとバイポーラプレートとの開−こクッション
材を介挿して構成したこと４こより４成される。
以下図示実施例に基づきこの発明を詳述する。
第３図において、セルスタックの基本的な構造は＠１崗
と同様である。ところでこの発明ｉこより、セル積１一
体３の上下肩部にはバイポーラプレート２と冷却板４と
の間にクッション材５が介挿されている。このクッショ
ン＠５はバイポーラプレート３と冷却板、′４に電板前
の剛体プレートとの間の導電および熱伝導媒体機能をも
たせるよう４こ、カボンペーバーあるいはカーボン繊維
マットのごとくカーボン末とペーパーあるいは繊維マッ
トとの複合材料で作られた導電性のあるクッション材が
用いられる。なお剛体プレートがエンドプレートのよう
に絶、轍物で作られたものである場合には、クッション
材は必ずしも導゛鑞性である必要ぽない。
と同様である。ところでこの発明ｉこより、セル積１一
体３の上下肩部にはバイポーラプレート２と冷却板４と
の間にクッション材５が介挿されている。このクッショ
ン＠５はバイポーラプレート３と冷却板、′４に電板前
の剛体プレートとの間の導電および熱伝導媒体機能をも
たせるよう４こ、カボンペーバーあるいはカーボン繊維
マットのごとくカーボン末とペーパーあるいは繊維マッ
トとの複合材料で作られた導電性のあるクッション材が
用いられる。なお剛体プレートがエンドプレートのよう
に絶、轍物で作られたものである場合には、クッション
材は必ずしも導゛鑞性である必要ぽない。
さて−上記のようにクッション材５を介挿したセルスタ
ックの構成によれば、バイポーラプレート２の焼結成形
品に僅かなそりがあっても、このそり分を吸収してバイ
ポーラプレート２と上下両端に配した冷却′＃Ｌ４のご
とく剛体プレートとを完全に密着しで締付は組立てする
ことができる。したがってセルスタックの締付けによっ
て各単位電池の電極に加わる面圧分布が大巾に改善され
ることになる。そして運転テストからも、第４図におけ
る特性ｉ１Ａ 、 Ｂ 、 ０がそれぞれ）、＋ 、
Ｂｌ 、 Ｑｌのよう番こ改善できる結果が得られた。
ックの構成によれば、バイポーラプレート２の焼結成形
品に僅かなそりがあっても、このそり分を吸収してバイ
ポーラプレート２と上下両端に配した冷却′＃Ｌ４のご
とく剛体プレートとを完全に密着しで締付は組立てする
ことができる。したがってセルスタックの締付けによっ
て各単位電池の電極に加わる面圧分布が大巾に改善され
ることになる。そして運転テストからも、第４図におけ
る特性ｉ１Ａ 、 Ｂ 、 ０がそれぞれ）、＋ 、
Ｂｌ 、 Ｑｌのよう番こ改善できる結果が得られた。
また轟然のことながら冷却板あるいは集電板との闇での
接触熱抵抗あるいは接触電気抵抗も改善できる。
接触熱抵抗あるいは接触電気抵抗も改善できる。
上述のようにこの発明によれば、セルスタックの構成部
品であるバイポーラプレートが多少湾曲していても、そ
のそり分を乃みに吸収して単位電池への面圧分布をほぼ
均等にすることができ、その結果としてセルスタックの
出力特性の改善、並びに冷却性能、集電性能の改善も図
ることができる０
品であるバイポーラプレートが多少湾曲していても、そ
のそり分を乃みに吸収して単位電池への面圧分布をほぼ
均等にすることができ、その結果としてセルスタックの
出力特性の改善、並びに冷却性能、集電性能の改善も図
ることができる０
第１間怠よび第３ｗＪはそれぞれ従来およびこの発明の
実施例によるセルスタックの組立構成図、第２図は第１
図における半１ｍ亀に加わる面圧分布図、第４図は第１
図および第３図のセルスタックを対比して示した出力特
性図である。 １：単電池、２：バイポーラプレート、３：セル積層体
、４：剛体プレートとしての冷却板、５：クッション材
。 オ １ 記 ″）１′ ２１ ４辺Ｉ１１； 中づ咬−師 罵１ｉノ１都 面を
町−７１ｆｉ ピｆ］３７
実施例によるセルスタックの組立構成図、第２図は第１
図における半１ｍ亀に加わる面圧分布図、第４図は第１
図および第３図のセルスタックを対比して示した出力特
性図である。 １：単電池、２：バイポーラプレート、３：セル積層体
、４：剛体プレートとしての冷却板、５：クッション材
。 オ １ 記 ″）１′ ２１ ４辺Ｉ１１； 中づ咬−師 罵１ｉノ１都 面を
町−７１ｆｉ ピｆ］３７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）燃料電極、電解質を含浸させたマトリックス。 空気電極からなる単電池をセパレートプレートを介して
横み重ねてセル積層体となすととも瀞こ、このセル積層
体を剛性が大である剛体グレートの間に加圧挾持して組
立構成された燃料電池のセ“ルスタックにおいて、セル
積層体の崗ｇＩＡｔｓで前記剛体プレートとセパレート
プレートとの関−こクッション材を介挿したことを％徴
とする燃料電池のセルスタック。 ２、特許請求の範囲第１項ｌこ記載のセルスタックにお
いて、クッション材がカーボン粉末と町憫性のあるペー
パーあるいは繊維Ｖットとの儂合材料で作られた導電性
のクッション材であることを特徴とする燃料電池のセル
スタック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047987A JPS58164170A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 燃料電池のセルスタツク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57047987A JPS58164170A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 燃料電池のセルスタツク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164170A true JPS58164170A (ja) | 1983-09-29 |
Family
ID=12790662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57047987A Pending JPS58164170A (ja) | 1982-03-25 | 1982-03-25 | 燃料電池のセルスタツク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58164170A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173157U (ja) * | 1986-04-23 | 1987-11-04 | ||
| JPH04123767A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-23 | Internatl Fuel Cells Corp | 燃料電池の端部構造 |
| WO2002027813A2 (en) * | 2000-09-27 | 2002-04-04 | Proton Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| US6682845B2 (en) | 2000-09-27 | 2004-01-27 | Proton Energy Systems, Inc. | Apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| US6869720B2 (en) | 2000-09-27 | 2005-03-22 | Proton Energy Systems, Inc. | Method and apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| EP1406335A3 (en) * | 2002-10-04 | 2007-03-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell assembly |
| JP2007134202A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池及びその製造方法 |
| US7354675B2 (en) | 1999-10-07 | 2008-04-08 | Proton Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| US9520612B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| JP2017183225A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
-
1982
- 1982-03-25 JP JP57047987A patent/JPS58164170A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173157U (ja) * | 1986-04-23 | 1987-11-04 | ||
| JPH04123767A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-23 | Internatl Fuel Cells Corp | 燃料電池の端部構造 |
| US7354675B2 (en) | 1999-10-07 | 2008-04-08 | Proton Energy Systems, Inc. | Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
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| WO2002027813A3 (en) * | 2000-09-27 | 2002-12-12 | Proton Energy Sys Inc | Apparatus and method for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| US6682845B2 (en) | 2000-09-27 | 2004-01-27 | Proton Energy Systems, Inc. | Apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| US6869720B2 (en) | 2000-09-27 | 2005-03-22 | Proton Energy Systems, Inc. | Method and apparatus for maintaining compression of the active area in an electrochemical cell |
| EP1406335A3 (en) * | 2002-10-04 | 2007-03-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell assembly |
| US8771853B2 (en) | 2002-10-04 | 2014-07-08 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell assembly |
| JP2007134202A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 燃料電池及びその製造方法 |
| US9520612B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| JP2017183225A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
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