JPS58194262A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

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JPS58194262A
JPS58194262A JP57076604A JP7660482A JPS58194262A JP S58194262 A JPS58194262 A JP S58194262A JP 57076604 A JP57076604 A JP 57076604A JP 7660482 A JP7660482 A JP 7660482A JP S58194262 A JPS58194262 A JP S58194262A
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JP
Japan
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interconnector
fuel cell
graphite
fuel
graphite sheet
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Pending
Application number
JP57076604A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Hayashi
宏 林
Toshiaki Seki
関 敏昭
Takeshi Kuwabara
武 桑原
Mitsuru Kono
河野 満
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0228Composites in the form of layered or coated products
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213Gas-impermeable carbon-containing materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0226Composites in the form of mixtures
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は特4二電流の目出部を改良した燃料電池に関す
る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
燃料電池は、水素などの活性な燃料な′嘔気化学プロセ
スを経て酸化させ、そのとき(二生ずる酸化エネルギー
を直接電気エネルギーの形で外部回路(二供給すること
が可能な発電り置で、最近新エネルギーの有効利用の観
点から見直されてきている。
この燃料−亀の原理的な構成は次のようになっている。
すなわち、電池反応(二関与できるイオン棟?tMする
電解質を含浸したマトリックスを中(二沃んでその両[
1’:多孔質の負電極と正’4極とを組み合せ、その一
方の負4極の背面に水素などの流坏燃料馨接触名せ、他
方の正電−の背面(二酸素などc) u’t、体酸化剤
を接触させ、このとき(二起る電気1ヒ学反応を利用し
て上記の電極間から′(気エネルギーを取シ出すよう6
二構成される。
しかして、この檜の燃料電池(二おける′磁流は、只I
4惚および正電極の背面1二りって燃料または鈑1ヒ則
の通路を形成する蒋付インタコネクタから集喝板(二集
められて外S回路に供i8するようになっている。こ\
でインタコネクタはその使用目的から一般にはグラファ
イトと熱硬化性ItM′I!の混合結着体から構成され
、集゛題板は勿論綱材で構成されている。そしてこのイ
ンタコネクタと集゛題板とは、導電性接着剤を用いて強
固に接着されている。このように構成された従来の゛−
流目出部にあっては、次のような問題がめる。
(1)集電板とインタコネクタとの材質の相異による熱
膨張係数の違いから、加熱冷却を繰シ返丁と、その接合
面に応力が発生して剥離するおそれがある。
+2)  M着剤は耐熱性を必要とするため、−価な加
熱硬化形接着剤が使用すること(二な)、コストが高く
なることと装置1設備と多くの装置時間を要する。
(3)接着剤を比較大形板である嵌合面の全面に均一に
塗布して接着させることが1販でめシ、部分的な接着の
ため(;゛磁圧降下(二よる効率低下が大きくなる。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、インタコネクタと集電板との組合せよ
ルなる電流取出部を電気的および熱的に411実に結合
し、内部(二発生した電気エネルギーを外部回路C二効
率よく供給できる燃料電池を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は電流取出部をグツファイト樹脂板のインクコネ
クタと集電板との間に又はインタコネクタ同志の間に膨
張黒鉛を加温加圧成型した黒鉛シートをはさんで締めつ
けて構成した燃料′電池(二関するものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を図面(=示す実施例について説明する。′
s1図は本発明(;よる燃料電池lの全体外形を示して
おp、燃料電池ケース2内ζ:は後述する磁電積層体が
内蔵されている。ケース2の相対向する両側面(:それ
ぞれマニホールド3.4および5.6を形成している。
この各マニホールド3゜5および5.4には、図示のよ
うに供給ロア、9および排出口8.10が設けられてい
る。供給ロアおよび排出口8は、水素などの活性な流体
燃料用であシ、供給口9およびリド出口10は、酸系な
どの流体酸化剤用でめる。ケース2内の後述する磁電槓
層体で発生した電[10出端子11から城シ鎮されて外
部回路に供給される。
さて、電池ケース2内に収納された璽池槓層体加は、s
2図(二示すように積層されている。郁2図虐二おいて
、電池反応響;関与できるイオン撫を含んだ電解質l含
浸したマトリックス21を中に挾んでその両側に縦素材
の多孔質材で作った買電−nおよび正電ri凪を組み合
せる。さら(ここの負電極nおよび正電極囚の背面4二
燃料又は酸化剤のクシ路を形成する浦付インタコネクタ
ムを配置している。
このインクコネクタ属は、一般4ニゲ2ファイトと熱硬
化性樹脂の混合結着体から構成されておル、その上下面
6二は図のように横方図4:延びる@125と縦方向(
二延びる#がが刻1れている。したがってマトリックス
21を挾んでいるJL 題極囚および、正電極四の背面
4ニインタコネクタ冴を配置すると、jiL電極βの背
WJには、横方向の都乙が対接し、正14E極nの背面
(−は、縦方向の褥加が対画すること(二なる。すなわ
ちインクコネクタ属の横方向の溝すには、水素などの流
体燃料が通って負電極nと接触し、縦方向の#264=
は、酸素などの酸化剤が通って正電極nと接触すること
(=なる。
このようζニインタコネクタ属、正電極4、マトリック
ス4、負iiE極乙およびインクコネクタ属を一率位A
、Bとし、これを所望電気容量に適応するように所 単
位を積層して電池積層体加を構成するインクコネクタ属
の$25.26は両端開口だけ残して容積層端間部を気
折シールされる。電池積層体20亀;おける最終段の単
位は電流取出単位(二なる。したがってこの単位のイン
タコネクタ24(二は、負電極ムの場合で下面の燃料用
横方向の溝6のみを設け、その上面は平滑1;仕上げら
れている。
本発明においては、1iEfI22.23で発生した電
流をこのインクコネクタ属から端子11を有する集電板
列を介して外部回路に取9出すのであるが、このグラフ
ァイト樹脂結着体のインクコネクタ冴と鋼材の集電板列
との間に黒鉛シート四を挿入しためと、積層体nを強固
(=締めつけて構成したも0である。黒鉛シー)29は
、酸などで処理したi&給(黒鉛層間化合物)を急激に
温度を上げること(二よって得られる11脹黒鉛を使用
し、これを加温加圧成製してシート状礪二作ったもので
ある。この黒鉛シート3は流体燃料と流体酸化剤との温
合を防止するととも(二、良好な耐熱性、耐薬性、#6
および電気伝導性、気密性および弾力性(二富み、この
特性を利用して各種&Aa分野のセパレータとして利用
されている。したがって、本発明(二おいては、従来の
高価な導電性接着剤でインタコネクタ属と集電版画とを
接着したもの(二比し、装置tおよび内省の組合せが簡
単で、広い面積を有する二つの平面を熱および電気的(
=結合し、電圧降下(−よる効率低下が小さく、かつ運
転時の高温状態あるいは停止時の常温状態を繰シ返して
も異常なく便用することができる。
これらの積層上皇てられた電池積層体加は、第1図1:
示す電池ケース2(二内蔵して燃料4浦1を構成する。
内蔵した電池積層体20ζ:おいて、インタコネクタ属
の横方回の溝すは、燃料用のマニホールド3.4)二向
って開口し、縦方向の11ま鐵化剤用ノマニホールド5
.6(二向って開口する。
したがって、供給ロアから供給された燃料をよ、マニホ
ールド3からインタコネクタあの溝5を通り、Q’4極
乙の背面と接触したのち、反対側のマニホールド4およ
び排出口8から外部(二排出する。一方共帖口9から供
給された酸化剤は、マニホールド5からインタコネクタ
属の#部を通9、正′醒極−の14′面と接触したのち
、反対側のマニホールド6および排出口10から外部へ
排出する。このとき内電極22.231=は電気化学反
応を利用した電気エネルギーが発生するが、これは最終
段のインタコネクタ冴から黒鉛シート四を通して集電板
28喀=集めらAt1端子板11から外部回路(=供給
さオする。
第3図1=示す他の実施例4二おいて、′疏池積]一体
ごのうち、畝単位A、B毎ロ一枚の割合で、そのインタ
コネクタ30には、図示のよう(二冷却管31カニ琥め
こtTして冷却機能を兄挿させている。し力為して、冷
却機能を備えたインタコネクタ加の上向をよ、冷却管a
1を導電接涜剤で埋めこみ、平滑面(=仕上げたもので
あp、その上の片面溝付インタコネクタ!の下面は平滑
面d二仕上げたものでめる。この両インタコネクタ工、
32の平滑(3)の関(二黒鉛シート四を挿入して強固
6二締めつけて使用する。従米両インタコネクタ加、3
2の導電性接着剤で接着していた場合よりも弗2図の笑
施例と同様の効果を賽すること(二なる。
〔発明の効果〕
以上のよう(二本発明においては、−解質を會況したマ
トリックス、多孔質材の岨極および流体燃料又は流体酸
化剤の通路を形成するグラファイト樹脂板のインタコネ
クタとの積層体において、インクコネクタと慰f&果合
板との関又は冷wft喝チインタ;ネクタと片面#1何
インタコネクタとの閾は、高価な導電性接着材を使用せ
ず毫;、両省の間4−黒鉛シートを挿入して強固る二締
めつけて構成したことによj)、M鉛シートの良好な耐
熱性、mおよび電気伝導性、気密性1弾力性を活用して
、安価で簡単な製造方法で、二千面間の熱および一気的
結合を行なうことができ、併せて運転状)龜(二おける
従来の導電性接着材を使用した場合の各−の支障をなく
して安定な長寿命の燃料電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本2発明(;よる燃料電池の外形な示す斜視図
、第2図は本発明1:よる燃料電池の電池積j一体の一
実施例を示す斜視図、第3図は本発明の燃料゛4池の電
池積層体の他の実施例を示す斜視図でφる。 l・・・燃料電池     2・・・燃料電池ケース3
、4.5.6−−・マニホールド 7・・・燃料供給口
8・・・燃料排出口    9・・・酸化剤供給口10
・・・酸化剤排出口   11・・・電流端子加・・・
′電池積層体    4・・・マトリックスn・・・正
電極      ム・・・負i!極24・・・インタコ
ネクタ  6・・・燃料用溝が・・・酸化剤用#128
・・・集電版画・・・黒鉛シート       (9)
・・・冷却管付インクコネクタ31・・・冷却管   
       諺・・・片面枠付インタコネクタA、B
・・・単位積層体 第1図 q5 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  電解質を含浸したマトリックス、多孔質材の
    ゛砿極および流体燃料又は流体酸化剤の通路を形成する
    グラファイト樹脂結合板のインクコネクタとの積層体に
    おいて、前記インクコネクタと電流集合板との間に黒鉛
    シートを挿入して全体を締めつけて構成した燃料電池
  2. (2)冷却管付インタコネクタの場合(ここの平面と片
    面溝付インタコネクタの平面との閲t:愚鉛シートを挿
    入して締めつけた特許請求の範囲第1項記載の燃料電池
  3. (3)黒鉛シートは膨張黒鉛を加圧成型して作った特許
    請求の範囲第1項および第2XA記載の燃料電池
JP57076604A 1982-05-10 1982-05-10 燃料電池 Pending JPS58194262A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6723463B2 (en) * 2000-12-18 2004-04-20 Honda Giken Kabushiki Kaisha Fuel cell stack having terminal element located at specified location
JP2007311343A (ja) * 2006-05-15 2007-11-29 Gm Global Technology Operations Inc 複合燃料電池スタック用の非浸透性の低接触抵抗シム
JP2021131999A (ja) * 2020-02-21 2021-09-09 森村Sofcテクノロジー株式会社 電気化学反応セルスタック

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