KR100661820B1 - Separator and end-plate of the fuel cell stack - Google Patents

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조남웅
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Abstract

Provided are a separator for a fuel cell stack, and an end plate for a fuel cell stack, to allow a separator and an end plate not to be sealed by a masking plate, thereby improving sealing efficiency. The separator(200) comprise a bipolar plate(211) which is provided with manifolder parts(213,218) formed at the both sides for the injection of air or fuel, a channel part(214, 219) formed between the manifolder parts for the flow of air or fuel, and cover plate receiving plates(212,217) formed at the both sides of the channel part in contact with the manifolder part; and a cover plate(220) which is received in the receiving part of the cover plate and is sealed and adhered to it together with a unit cell by a sealing member.

Description

연지전지 스택의 분리판 및 끝판{Separator and end-plate of the fuel cell stack}Separator and end-plate of the fuel cell stack}

도 1은 종래기술의 평판형 연료전지의 분리판과 끝판을 나타낸 것으로서 종래기술의 마스킹 판을 이용하여 제작된 고체산화 연료전지(SOFC) 스택용 분리판의 평면도이고,1 is a plan view of a separator for a solid oxide fuel cell (SOFC) stack manufactured by using a masking plate of the prior art, which shows a separator and an end plate of a conventional flat fuel cell,

도 2 및 도 3은 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 분리판을 나타내는 도면이며,2 and 3 is a view showing a separator according to an embodiment of the present invention,

도 4는 도 2의 A-A 또는 B-B선을 따라 절단한 상기 분리판 중 바이폴라판의 수직단면도이고,4 is a vertical cross-sectional view of the bipolar plate of the separator cut along the line A-A or B-B of FIG.

도 5는 도 2의 분리판에 덮개판을 부착한 후 유리밀봉판(230)을 부착한 상태를 나타내는 도면이고,5 is a view illustrating a state in which the glass sealing plate 230 is attached after the cover plate is attached to the separator of FIG.

도 6 및 도 7은 본원 발명에 따르는 끝판을 나타내는 도면이며,6 and 7 are views showing the end plate according to the present invention,

도 8은 본원 발명의 변형된 실시 예로서 연료전지 스택 조립시 덮개판의 위치가 변화되지 않도록 덮개판 안착부의 모서리 형태를 변형시킨 분리판을 나타내는 도면이고,FIG. 8 is a view illustrating a separation plate in which a corner shape of a cover plate seating portion is modified so that the position of the cover plate does not change when assembling the fuel cell stack as a modified embodiment of the present invention.

도 9는 본원 발명의 또 다른 변형된 실시 예로서 덮개판을 지지하는 받침대가 형성되고, 공기극 채널 및 연료극 채널이 하나의 공간으로 형성되어 매쉬펠트가 채워지도록 구성된 분리판을 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a separator configured to support a cover plate as another modified embodiment of the present invention, wherein the cathode channel and the anode channel are formed as one space to fill the mesh felt.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *Description of the main symbols in the drawings

10, 200, 400, 500: 분리판 c: 채널부10, 200, 400, 500: Separator c: Channel part

11, 211, 411, 511: 바이폴라판 212: 연료극 덮개판 안착부11, 211, 411, 511: bipolar plate 212: anode cover plate seating part

13, 213, 413, 513: 공기극 매니폴더부13, 213, 413, 513: air cathode manifold part

14, 214, 414, 514: 공기 채널14, 214, 414, 514: air channel

15, 215, 315, 415, 515: 공기극 덮개판15, 215, 315, 415, 515: cathode cover plate

16, 216, 316, 416, 516: 안내 구멍16, 216, 316, 416, 516: guide hole

217, 417, 517: 공기극 덮개판 안착부217, 417, 517: air cathode cover plate seat

218, 418, 518: 연료극 매니폴더부218, 418, 518: fuel electrode manifold part

19, 219, 319, 419, 519: 연료 채널19, 219, 319, 419, 519: fuel channel

220, 320, 420, 520: 연료극 덮개판 230: 유리밀봉판220, 320, 420, 520: anode cover plate 230: glass sealing plate

428, 528: 덮개판 고정홈 428, 528: cover plate fixing groove

300: 끝판300: end plate

310: 공기극 끝판 본체 340: 연료극 끝판 본체310: air electrode end plate body 340: fuel electrode end plate body

313: 공기극 매니폴더 홈 314: 공기 채널313: cathode manifold home 314: air channel

318: 연료극 매니폴더 홈 330: 가스 주입공318: anode manifold home 330: gas injection hole

본원 발명은 연료전지 스택에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래기술의 마스킹판(Masking Plate)에 의한 분리판(Separator) 및 끝판(End plate)의 밀봉을 수행하지 않도록 함으로써 연료 전지 스택의 제작을 용이하게 하면서도 효과적인 밀봉을 수행할 수 있도록 하는 연료 전지 스택의 분리판 및 끝판에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell stack, and more particularly, it is easy to manufacture a fuel cell stack by preventing sealing of a separator and an end plate by a masking plate of the prior art. A separator and end plate of a fuel cell stack are provided to enable effective sealing while still being effective.

연료전지란 치밀한 전해질 층 양쪽에 위치한 두 전극판인 연료극과 공기극에 각각 연료 기체와 산화제인 공기를 공급함으로써 전해질층에 유도된 이온 전도현상을 이용하여 전기를 생산하는 전기화학적인 고효율, 무공해 발전장치이다.A fuel cell is an electrochemical high efficiency and pollution-free power generation device that generates electricity by using ionic conduction induced in an electrolyte layer by supplying fuel gas and air as an oxidant, respectively, to the anode and the cathode, which are two electrode plates located on both sides of the dense electrolyte layer. to be.

여러 가지 연료전지의 종류 중에서 전해질층 물질로 고체산화물을 사용하는 연료전지를 고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)라고 부른다. 일반적으로 SOFC는 그 형태에 따라 원통형, 평판평, 일체형 등으로 구분된다(N. Q. Minh, J. Am. Ceram. Soc., 76[3], p563-88, 1993). 그 중에서도 평판형 디자인은 원통형이나 일체형에 비해 제조 단가가 낮고 전력 밀도도 높을 뿐 아니라 제작이 용이하여 대량생산에도 적합하기 때문에 활발한 연구가 진행되고 있는 실정이다.Among various fuel cells, a fuel cell using solid oxide as an electrolyte layer material is called a solid oxide fuel cell (SOFC). In general, SOFCs are classified into cylindrical, flat plate, one-piece, and the like (N. Q. Minh, J. Am. Ceram. Soc., 76 [3], p563-88, 1993). Among them, the flat panel design has a lower manufacturing cost and higher power density than the cylindrical or integral type, and is easy to manufacture, which is suitable for mass production.

일반적으로 연료전지는 하나의 전해질층에 연료극과 공기극이 결합된 단전지를 여러 층으로 쌓은 스택 구조를 형성하여 작동하게 되는데, 이 때 하나의 스택을 구성하는 단위전지들을 전기적으로 직렬연결 시켜줌과 동시에 연료 기체와 공기의 직접적인 접촉을 막아주기 위하여 연결재, 또는 분리판을 각각의 단위전지 사이에 삽입하게 된다. 평판형 SOFC의 경우 분리판의 구조에 의해 스택의 성능 및 수명이 크게 좌우되기 때문에 분리판은 스택 내부에서 단전지 각각에 대한 균일한 기체 분산과 특히 고온에서의 기체 밀봉을 충분히 고려하여 설계되어야만 한다.In general, a fuel cell operates by forming a stack structure in which a single cell including a fuel electrode and an air electrode is stacked in an electrolyte layer in a plurality of layers. At this time, the unit cells constituting a stack are electrically connected in series and fuel In order to prevent direct contact between gas and air, a connecting member or separator is inserted between each unit cell. In the case of flat SOFCs, the performance and lifespan of the stack are largely determined by the structure of the separator, and the separator must be designed with sufficient consideration of uniform gas dispersion for each of the cells in the stack and especially gas sealing at high temperatures. .

과거에 주로 사용되던 이트리아 안정화 지르코니아(Yttria Stabilized Zirconia, 이하 YSZ)계 전해질을 이용한 전해질 지지체 구조의 평판형 SOFC의 경우 작동온도가 1,000℃의 고온이었기 때문에 분리판 소재로써 스트론튬을 첨가한 란타늄 크로메이트(Strontium Dopped Lanthanium Chromate, 이하 LSC) 등 기계 가공이 어려운 세라믹 물질들이 사용됨에 따라 분리판 디자인의 종류가 한정적이었으나 최근 들어 연료극 지지체형 구조나 이온전도도가 높은 새로운 전해질 물질이 도입되면서 SOFC의 작동온도가 800℃ 이하로 낮아짐에 따라 페라이트계 스테인레스강이나 니켈계 초합금 같이 기계 가공이 비교적 용이한 금속으로 분리판을 제작하려는 시도가 활발해지면서 다양한 기체 분배 디자인을 가진 분리판들이 소개되고 있다(H. Yokokawa et al, Fuel Cells, 1[2], p117-131, 2001, 전재호, 김승구, 김도형, 전중환, 재료마당, 17[6], p4-10, 2004).In the case of flat SOFCs having an electrolyte support structure using Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) -based electrolytes, which were mainly used in the past, lanthanum chromate added with strontium as a separator material was operated at a high temperature of 1,000 ° C. The use of difficult-to-machine ceramic materials such as Strontium Dopped Lanthanium Chromate (LSC) has limited the type of separator design, but recently, the anode support structure and the introduction of new electrolyte materials with high ion conductivity have allowed the operating temperature of SOFC to be 800. As the temperature is lowered below ℃, attempts are being made to manufacture separators made of metals that are relatively easy to machine, such as ferritic stainless steels or nickel-based superalloys, and separators with various gas distribution designs have been introduced (H. Yokokawa et al. , Fuel Cells, 1 [2], p117-131, 2001, Seunggu, Kim, Do - Hyung, jeonjunghwan, material yard, 17 [6], p4-10, 2004).

일반적으로 평판형 SOFC 스택 조립에 사용되는 기존의 금속 분리판은 스택을 구성하는 여러 장의 단위전지 각각에 기체를 공급하는 매니폴드부(manifold)와 각 단위전지 내에서 기체가 흐르도록 설계된 채널부(channel)로 이루어져 있는데 수소나 메탄 등 연료로 사용되는 연료기체와 산화제인 공기가 서로 섞이지 않고 각각 SOFC의 연료극과 공기극으로만 공급되게 하기 위해서는 매니폴드부에서 채널부로 기체의 흐름을 유도할 수 있는 특별한 디자인이 요구된다.In general, a conventional metal separator used for assembling a flat SOFC stack includes a manifold for supplying gas to each of the unit cells constituting the stack and a channel part designed to flow gas within each unit cell. in order to ensure that the fuel gas used as the fuel such as hydrogen or methane and the air as the oxidant are not mixed with each other and are supplied only to the anode and the cathode of the SOFC, respectively, in order to induce gas flow from the manifold portion to the channel portion. Design is required.

도 1은 종래기술의 평판형 연료전지의 분리판과 끝판을 나타낸 것으로서 종래기술의 마스킹 판을 이용하여 제작된 SOFC 스택용 분리판의 평면도이다.FIG. 1 is a plan view of a separator plate for an SOFC stack manufactured by using a masking plate of the prior art, showing a separator plate and an end plate of a conventional plate fuel cell.

도 1에 도시된 바와 같이 바이폴라판(1)의 매니폴드부(1m, 1m')에서 채널부 (c)로 기체의 흐름을 유도하기 위해서는 일반적으로 수소기체와 공기를 분리해주는 바이폴라판(Bipolar Plate)(11)과 연료극 마스킹판(Masking Plate)(12)과 공기극 마스킹판(Masking Plate)(13)을 따로 만들어 바이폴라판(11) 양면에 연료극 및 공기극 마스킹판(13, 14)을 용접(블레이징 포함)하거나 유리밀봉판과 같은 밀봉재를 이용해 접합하여 분리판(10)을 제작하고 제작된 분리판(10)을 여러겹으로 쌓아 스택(stack)을 형성한 후에 스택의 양끝은 끝판(공기극 끝판(30)과 연료극 끝판(도면에 미도시))으로 밀봉하는 것에 의해 의도한 대로 기체가 흐를 수 있도록 유로가 형성된 연료전지 스택을 제작하는 방법이 주로 사용되었다.As illustrated in FIG. 1, in order to induce a gas flow from the manifold portions 1m and 1m ′ of the bipolar plate 1 to the channel portion c, a bipolar plate which separates hydrogen gas and air is generally used. (11), anode masking plate (12) and cathode masking plate (13) are made separately to weld anode and cathode masking plates (13, 14) on both sides of bipolar plate (11). After the separation plate 10 is fabricated by stacking the produced separation plate 10 in multiple layers to form a stack, both ends of the stack are end plates (air pole end plates). A method of manufacturing a fuel cell stack in which a flow path is formed so that gas can flow as intended by sealing with 30 and an anode end plate (not shown) is mainly used.

상술한 바와 같은 금속 소재로 제작된 평판형 SOFC 스택용 분리판(10)과 끝판(30)은 매니폴드부(1m,1m')와 채널부(c) 사이의 유로를 형성하기 위하여 거의 동일한 외곽선 면적을 가진 바이폴라판(11)과 마스킹판(12, 13))을 용접하거나 별도의 밀봉재를 이용해 접합하여 제작하게 된다(R. Steinberger-Wilckens et al, Proceedings of the 8th Int. Symp. on SOFC, p98-104, 2003, G. Schiller et al, Proceedings of the 9th Int. Symp. on SOFC, p66-75, 2005).The plate 10 and the end plate 30 for a flat SOFC stack made of a metal material as described above have almost the same outline to form a flow path between the manifold portions 1m and 1m 'and the channel portion c. Bipolar plate 11 and masking plates 12 and 13 having an area are welded or bonded using a separate sealant (R. Steinberger-Wilckens et al, Proceedings of the 8th Int. Symp. On SOFC, p98-104, 2003, G. Schiller et al, Proceedings of the 9th Int. Symp. on SOFC, p66-75, 2005).

그러나 지금까지 개발된 평판형 SOFC 스택 조립용 분리판(10) 대부분은 바이폴라판(11)과 마스킹판(12, 13)의 면적이 거의 동일하게 설계되었기 때문에 분리판(10) 외곽선 및 매니폴드부(1m,1m')에 형성되는 구멍 주위에 대한 용접이나 밀봉재를 이용한 접합이 필수적이라서 용접이나 접합이 필요한 부분이 많은 관계로 분리판(10)의 제작단가를 상승시키는 주원인으로 작용할 뿐 아니라, 용접 또는 밀봉에 의해 용접 변형이나 밀봉재 분포 이상 등으로 인한 불량이 발생할 확률이 증가하므 로 분리판 품질에 대한 신뢰성 확보가 어려우며 SOFC 스택의 수명을 길게 하는데 저해 요인으로 작용하게 되는 문제점을 가진다.However, since most of the separator plates 10 for flat SOFC stack assembly developed so far have been designed to have almost the same area of the bipolar plate 11 and the masking plates 12 and 13, the outline and the manifold of the separator plate 10 Welding around the hole formed at (1m, 1m ') is essential because the welding or sealing material is necessary, so that the welding or joining part has many parts, and it acts as a main cause of increasing the manufacturing cost of the separator 10. In addition, since the probability of failure due to welding deformation or abnormal distribution of the sealant increases due to the sealing, it is difficult to secure reliability of the separator plate quality and has a problem of acting as a deterrent to prolonging the life of the SOFC stack.

상술한 끝판 또한 용접 또는 밀봉재에 의해 상부 최종단의 연료전지 분리판 또는 하부 최종단의 연료전지 분리판에 유로 채널을 형성할 수 있도록 접합되므로 종래기술의 분리판과 동일한 문제점을 가지게 된다.The end plate described above also has the same problem as the separator plate of the prior art because it is joined to form a flow channel in the fuel cell separator plate of the upper end stage or the fuel cell separator plate of the lower end stage by welding or sealing material.

따라서 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분리판과 끝판의 경우 종래의 마스킹판 대신 바이폴라판과 덮개판 사이의 밀봉을 단위전지와 분리판 사이의 밀봉이 이루어지는 과정에서 동시에 수행되도록 하고, 끝판의 경우에도 별도 밀봉 작업 없이 덮개판을 이용하여 분리판의 매니폴더부와 채널부 사이의 유로를 형성할 수 있도록 하는 연료전지 스택의 분리판 및 끝판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art described above, in the case of the separation plate and the end plate instead of the conventional masking plate sealing between the bipolar plate and the cover plate at the same time in the process of sealing between the unit cell and the separator plate It is an object of the present invention to provide a separator plate and an end plate of a fuel cell stack that allow the end plate to form a flow path between the manifold portion and the channel portion of the separator plate using a cover plate without additional sealing work. .

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 연료전지 스택의 분리판은, 양측면에는 공기 또는 연료를 각각 주입하기 위하여 면의 양측으로 각각 매니폴더부가 형성되고, 상기 매니폴더부의 사이에는 공기 또는 연료의 흐름을 위한 채널부가 형성되며, 상기 채널부의 상기 매니폴더부와 접하는 양측에는 각각 덮개판 안착부가 형성된 바이폴라판과; 상기 덮개판 안착부에 안착된 후 밀봉재에 의해 단위전지와 함께 밀봉 부착되는 덮개판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Separator plate of the fuel cell stack of the present invention for achieving the above object, the manifold portion is formed on both sides of the surface for injecting air or fuel, respectively on both sides, the air or fuel flow between the manifold portion A channel portion is formed for the bipolar plate, and a cover plate seating portion is formed at both sides of the channel portion in contact with the manifold portion; And a cover plate that is seated on the cover plate seating portion and sealed with the unit cell by a sealing material.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 연료전지 스택의 끝판은, 일측면 의 양측에는 일면이 막혀있는 홈 형상의 매니폴더부가 형성되고, 상기 매니폴더부 사이에는 가스 흐름을 위한 채널부가 형성되며, 상기 채널부의 상기 매니폴더부와 접하는 채널부 양끝에는 채널입구를 형성하는 덮개판 안착부가 형성되는 채널면이 형성되는 끝판 본체와; 상기 덮개판 안착부에 안착된 후 밀봉재에 의해 단위전지와 함께 밀봉 부착되는 덮개판과;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The end plate of the fuel cell stack of the present invention for achieving the above object, a groove-shaped manifold portion is formed on one side of the side is blocked, the channel portion for gas flow is formed between the manifold portion, An end plate body having a channel surface on which both ends of the channel portion contacting the manifold portion of the channel portion are formed with a cover plate seating portion defining a channel inlet; And a cover plate that is seated on the cover plate seating part and is sealed to the unit cell by a sealing material.

상기 끝판의 매니폴더부에는 연료 또는 공기 주입을 위한 가스주입공이 형성된 것을 특징으로 한다.Manifold portion of the end plate is characterized in that the gas injection hole for fuel or air injection is formed.

상기 끝판 본체는 또한 일측면의 상하 방향으로 가스 주입공을 가지는 매니폴더부를 더 포함하여 구성될 수 있다.The end plate body may further include a manifold portion having a gas injection hole in the vertical direction of one side.

상술한 본원 발명에서 상기 채널부는 다수의 홈에 의한 채널을 포함하거나 또는 하나의 영역을 가지는 단일 홈의 형태로 형성될 수 있다.In the present invention described above, the channel portion may include a channel by a plurality of grooves or may be formed in the form of a single groove having one region.

상술한 본원 발명에서 상기 덮개판은 상기 덮개판 안착부에 안착되는 경우 상기 덮개판을 지지하고 가스 유입을 위한 채널입구를 형성하는 받침대를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In the above-described present invention, the cover plate is characterized in that it further comprises a pedestal for supporting the cover plate when forming the cover plate seating portion and forming a channel inlet for gas inlet.

상술한 본원 발명에서 상기 매니폴더부는 상기 분리판의 변형 방지를 위하여 상기 매니폴더부 영역을 분리하는 격벽이 설치되는 것을 특징으로 한다.In the above-described present invention, the manifold part is characterized in that a partition wall separating the manifold part area is installed to prevent deformation of the separation plate.

상술한 본원 발명에서 상기 덮개판과 상기 덮개판 안착부는 이탈 방지를 위한 맞물림 결합되는 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.In the above-described present invention, the cover plate and the cover plate seating portion is characterized in that the engaging shape for preventing separation.

상술한 본원 발명은 고체산화 연료전지 스택에 유용하게 적용될 수 있다.The present invention described above can be usefully applied to a solid oxide fuel cell stack.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3은 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 분리판을 나타내는 도면이며, 도 4는 도 2의 A-A 또는 B-B선을 따라 절단한 상기 분리판 중 바이폴라판의 수직단면도이다.2 and 3 are views showing a separator according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a vertical cross-sectional view of the bipolar plate of the separator cut along the line A-A or B-B of FIG.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 분리판(200)은 공기 및 연료 채널을 형성하는 바이폴라판(bipolar plate)(211)과 두 개의 공기극 덮개판(215)과 두 개의 연료극 덮개판(220)으로 구성된다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the separator 200 according to an embodiment of the present invention includes a bipolar plate 211 and two cathode cover plates 215 forming air and fuel channels. It consists of two anode cover plates 220.

상기 바이폴라판(211)은 도 2 (a)에 나타낸 바와 같은 공기극면(a)과 공기극면(a)의 반대면에 형성되는 연료극면(b)이 형성된다. 그리고 네 꼭지점의 위치에는 분리판을 스택으로 쌓는 경우 위치를 정확하게 맞추기 기위한 안내구멍(216)이 각각 형성된다.The bipolar plate 211 is formed with a cathode surface b formed on the opposite surface of the cathode surface a and the cathode surface a as shown in FIG. In addition, the four vertices are formed with guide holes 216 for precisely aligning the positions when the separators are stacked in a stack.

상기 공기극면(도 2 (a))과 연료극면(도 2 (b))에는 각각의 공기 채널(214)과 연료 채널(219)이 형성되며, 공기 채널(214)로 공기를 공급하도록 공기극면(도 2 (a))의 양측에는 공기 공급을 위한 관통된 공기극 매니폴더부(218)가 형성되고, 연료극면(도 2 (b))의 상하 양측에는 연료 가스 공급을 위한 관통된 연료극 매니폴더부(213)가 각각 형성된다.The air surface 214 and the fuel channel 219 are formed on the cathode surface (FIG. 2 (a)) and the anode surface (FIG. 2 (b)), and the cathode surface to supply air to the air channel 214. On both sides of (a) of FIG. 2, a penetrating cathode manifold part 218 is formed for air supply, and a penetrating anode manifold for supplying fuel gas is provided on both upper and lower sides of the anode surface (FIG. 2 (b)). The portions 213 are formed respectively.

상기 공기극면(a)의 공기극 매니폴더부(218) 사이에는 양측 공기극 매니폴더부(218)까지 연장되는 홈 형태의 다수의 공기 채널(214)이 형성되어 공기채널부를 이루고, 연료극면의 상하 연료극 매니폴더부(213) 사이에 또한 상하 양측의 연료극 매니폴더부(213)까지 연장되는 홈 형태의 다수의 연료채널(219)이 형성되어 연료채널부를 이룬다.Between the cathode manifold portion 218 of the cathode surface a, a plurality of groove-shaped air channels 214 extending to both cathode manifold portions 218 are formed to form an air channel portion, and upper and lower fuel electrodes on the anode surface. A plurality of groove-shaped fuel channels 219 are formed between the manifold portions 213 and extending to the anode manifold portions 213 on both the upper and lower sides to form a fuel channel portion.

상기 공기 채널(214)이 이루는 공기채널부의 공기극 매니폴더부(218)와 접하는 위치에는 공기 채널(214)의 사이에서 공기 채널(214)의 채널벽을 이루는 돌출부의 높이에서 상기 공기극 덮개판(215)의 두께만큼 낮게 형성되어 공기극 덮개판(213)이 안착되는 공기극 덮개판 안착부(217)가 형성된다. 그리고 상기 연료 채널(219)이 이루는 연료채널부에서 연료극 매니폴더부(213)와 접하는 연료채널부의 위치에는 연료 채널(219)의 벽을 이루는 돌출부의 높이에서 상기 연료극 덮개판(220)의 두께만큼 낮게 형성되어 연료극 덮개판(220)이 안착되는 연료극 덮개판 안착부(212)가 형성된다. 이 때 공기극 또는 연료극 매니폴드부(218, 213)와 공기 또는 연료 채널부 사이의 유로를 충분히 확보하기 위하여 공기극 및 연료극 덮개판(215, 220) 위치 부위에 있는 공기 및 연료 채널의 채널 벽을 이루는 돌출부 일부를 공기 또는 연료 채널부의 바닥면 깊이까지 완전히 제거한다. 이 경우 공기극 덮개판(215)이 공기극 덮개판 안착부(217)에 안착되면 도 4에 도시된 바와 같이 다수(도 4에서는 두개의 공기채널)의 공기 채널(214)로 공기를 유입시키는 다수의 공기채널입구(226)를 형성한다. 그리고 도면에는 미도시 되어 있으나 연료극 덮개판(220)이 연료극 덮개판 안착부(212)에 안착되는 경우에도 공기채널입구(226)와 동일한 형상의 연료채널입구를 형성한다. 상기 공기채널입구 및 연료채널입구는 적어도 두 개 이상의 공기 채널(214) 또는 연료 채널(219)에 공기 및 연료를 공급하도록 형성된다.The cathode cover plate 215 at the height of the protrusion forming the channel wall of the air channel 214 between the air channel 214 at a position in contact with the cathode manifold portion 218 of the air channel portion formed by the air channel 214. The cathode cover plate seating portion 217 is formed to be as low as the thickness of the cathode cover plate on which the cathode cover plate 213 is seated. In the fuel channel portion of the fuel channel 219, the fuel channel portion in contact with the anode manifold portion 213 is positioned at the height of the protrusion that forms the wall of the fuel channel 219 by the thickness of the anode cover plate 220. The anode cover plate seating portion 212 is formed to be low to seat the anode cover plate 220 is formed. At this time, in order to ensure a sufficient flow path between the cathode or anode manifold portions 218 and 213 and the air or fuel channel portion, the channel walls of the air and fuel channels at the position of the cathode and anode cover plates 215 and 220 are formed. Completely remove some of the protrusions to the bottom depth of the air or fuel channel section. In this case, when the cathode cover plate 215 is seated on the cathode cover plate seating portion 217, as shown in FIG. 4, a plurality of air inlets are introduced into the air channels 214 of the plurality (two air channels in FIG. 4). Air channel inlet 226 is formed. Although not shown in the drawing, the fuel channel inlet having the same shape as the air channel inlet 226 is formed even when the anode cover plate 220 is seated on the anode cover plate seating portion 212. The air channel inlet and fuel channel inlet are configured to supply air and fuel to at least two air channels 214 or fuel channels 219.

도 4의 경우 덮개판의 폭을 확장하여 덮개판과 바이폴라판의 접합부 중 덮개판과 바이폴라판의 채널구조가 접하는 부분을 기체 밀봉 부위에서 제거함으로써 스 택 조립 과정에서 외력이 작용하여 덮개판 위치가 약간 변경되었을 경우라도 밀봉재가 채널부로 흘러들어가는 문제를 방지하도록 하는 것이 바람직하다.In the case of Figure 4 by extending the width of the cover plate by removing the portion of the junction between the cover plate and the bipolar plate channel structure of the cover plate and the bipolar plate in the gas sealing site by the external force acts during the stack assembly process the cover plate position is Even if it is slightly changed, it is desirable to prevent the sealing material from flowing into the channel portion.

도 5는 도 2의 분리판에 덮개판을 부착한 후 유리밀봉판(230)을 부착한 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a state in which the glass sealing plate 230 is attached after the cover plate is attached to the separating plate of FIG. 2.

도 5에 도시된 바와 같이 상술한 도 2 내지 도 4와 같이 구성되는 본원 발명에 따르는 연료 전지 분리판(200)은 바이폴라판(211)의 공기극 덮개판 안착부(217)에 공기극 덮개판(215)을 안착시킨다.As shown in FIG. 5, the fuel cell separator 200 according to the present invention configured as described above with reference to FIGS. 2 to 4 has a cathode cover plate 215 disposed on the cathode cover plate seating portion 217 of the bipolar plate 211. )).

이렇게 함으로써 도 4의 사진에서와 같이 공기극 덮개판(215)의 아래에는 공기극 매니폴드부(218))에서 공채널부의 공기채널(214)로 공기 주입을 위한 공기채널입구(226)가 형성되며, 연료극 덮개판(220) 아래에도 연료 가스 주입을 위한 연료채널입구가 형성되어 공기 및 연료가 흐를 수 있는 유로가 확보된다.By doing so, as shown in the photograph of FIG. 4, an air channel inlet 226 is formed below the cathode cover plate 215 for air injection from the cathode manifold portion 218 to the air channel 214 of the empty channel portion. A fuel channel inlet for fuel gas injection is formed under the anode cover plate 220 to secure a flow path through which air and fuel can flow.

그 위에 공기 및 연료극 매니폴더부(218, 213), 공기채널부와 연료채널부, 안내구멍(216)에 대응되는 관통 구멍이 형성되는 밀봉을 위한 고상의 유리밀봉판(230)를 덮는다. 이때 유리밀봉판(230)에 형성되는 공기채널부와 연료채널부에 대응되는 구멍은 단위전지(14, 도 1 참조)의 면적과 동일하도록 형성되어 단위전지(14, 도 1 참조)가 유리밀봉판(230)의 공기채널부와 연료채널부에 대응되는 구멍에 안착된다. 공기채널부와 연료채널부에 대응되는 관통 위치를 통해 단위전지(14, 도 1 참조)를 바이폴라판(211)의 공기극면(a) 및 연료극면(b)에 안착된 후에는 유리밀봉판(230)에 가열 가압을 수행하여 밀봉을 수행하게 된다. 상술한 바와 같은 밀봉의 수행과정에서 공기극 및 연료극 덮개판과 바이폴라판 사이에 형성되는 기체 밀 봉이 필요한 부위는 도 5에서와 같이 고체산화 연료전지(SOFC) 스택 조립에 필수적인 단위전지(14, 도 1 참조)와 분리판(200) 사이는 유리밀봉판(230)에 의해 밀봉선(228)을 이루며 밀봉되므로 이를 위한 별도의 밀봉 작업 또한 필요하지 않게 된다.It covers the airtight manifold parts 218 and 213, the airtight glass sealing plate 230 for sealing by which the through-hole corresponding to the air channel part, the fuel channel part, and the guide hole 216 is formed. In this case, the holes corresponding to the air channel portion and the fuel channel portion formed in the glass sealing plate 230 are formed to be equal to the area of the unit cell 14 (see FIG. 1), so that the unit cell 14 (see FIG. 1) is glass sealed. It is seated in a hole corresponding to the air channel portion and the fuel channel portion of the plate 230. After the unit cell 14 (see FIG. 1) is seated on the cathode surface a and the anode surface b of the bipolar plate 211 through a through position corresponding to the air channel portion and the fuel channel portion, the glass sealing plate ( Sealing is performed by heating and pressing 230. In the process of sealing as described above, the portion of the gas sealing that is formed between the cathode and anode cover plates and the bipolar plate is required as shown in FIG. 5. The unit cell 14, which is essential for assembling a solid oxide fuel cell (SOFC) stack, is illustrated in FIG. 5. Note) and the separation plate 200 is sealed by forming a sealing line 228 by the glass sealing plate 230, so that a separate sealing operation for this is also not necessary.

상술한 바와 같이 본원 발명의 연료전지 분리판(200)은 단순히 공기극 및 연료극 덮개판을 공기극 및 연료극 덮개판 안착부에 얹어 놓은 후 유리밀봉판을 이용하여 밀봉 부착 시키는 것에 의해 공기 및 연료 채널 그리고 연료전지와 바이폴라판 사이의 기체 밀봉이 효과적으로 이루어지도록 조립이 완료되기 때문에 바이폴라판(211)과 공기극 및 연료극 덮개판(215, 220) 사이에 별도의 밀봉을 위한 밀봉재 적용이나 용접 공정을 배제할 수 있다.As described above, the fuel cell separator 200 according to the present invention simply mounts the cathode and anode cover plates on the cathode and anode cover plates, and then seals them using a glass sealing plate to seal the air and fuel channels and the fuel. Since the assembly is completed to effectively seal the gas between the battery and the bipolar plate, the application of a sealing material or a welding process for separate sealing between the bipolar plate 211 and the cathode and anode cover plates 215 and 220 may be excluded. .

즉, 상술한 바의 본원 발명의 연료전지 분리판(200)에서 공기극 및 연료극 덮개판(215,220)과 바이폴라판(211)은 내부에서 형성되는 공기채널(214) 및 연료채널(219)들 사이의 기체(공기, 연료) 밀봉이 필요한 부위가 최소화 되도록 형성되어 분리판의 제조시 제조 공정을 단순화함으로써 분리판의 경제성이 제고됨은 물론 기체 밀봉에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.That is, in the fuel cell separator 200 of the present invention as described above, the cathode and anode cover plates 215 and 220 and the bipolar plate 211 are formed between the air channel 214 and the fuel channel 219 formed therein. It is formed to minimize the area required for gas (air, fuel) sealing to simplify the manufacturing process in the manufacturing of the separator to improve the economics of the separator as well as to improve the reliability of the gas seal.

고체산화 연료전지(SOFC) 스택 조립에는 분리판 이외에도 전체 연 료 전지 스택의 양쪽 끝에 해당하는 공기극 끝판과 연료극 끝판도 필요하다. 다음으로 고체산화 연료전치 스택의 양단부를 이루는 공기극 및 연료극 끝판을 설명한다.In addition to the separator plate, a solid oxide fuel cell (SOFC) stack assembly requires a cathode end plate and an anode end plate corresponding to both ends of the entire fuel cell stack. Next, the cathode and the anode end plate constituting both ends of the solid oxide fuel electrode stack will be described.

도 6은 본원 발명에 따르는 끝판을 나타내는 도면이고 도 7의 실시물의 사진을 나타내는 도면이다.6 is a view showing the end plate according to the present invention and is a view showing a picture of the embodiment of FIG.

이하의 도 6 및 도 7의 설명에서 (a)는 공기극 끝판의 공기채널이 형성된 면을 나타내는 면으로, (b)는 연료극 끝판의 연료채널이 형성된 면을 나타내는 면으로 하여 설명한다.In the following description of FIGS. 6 and 7, (a) is a surface representing a surface on which an air channel of the cathode end plate is formed, and (b) is described as a surface representing a surface on which the fuel channel of the anode end plate is formed.

이하 도 6 및 도 7을 참조하여 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 연료 전지 스택의 끝판(end plate)을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an end plate of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 공기극 끝판(a)의 경우에는 공기 채널만이 형성되며, 연료채널은 연료극 끝판(b)에만 형성된다.As shown in FIGS. 6 and 7, only the air channel is formed in the cathode end plate a, and the fuel channel is formed only in the anode end plate b.

먼저 공기극 끝판을 설명하면 공기극 끝판(도 6 및 도 7의 (a))은 공기극 끝판 본체(310)와 공기극 끝판 본체(310)의 공기채널부의 양측에 안착되는 공기극 덮개판(315)로 구성된다.First, the cathode end plate will be described. The cathode end plate (FIGS. 6 and 7 (a)) includes an anode end plate body 310 and an anode cover plate 315 seated on both sides of the air channel portion of the cathode end plate body 310. .

상기 공기극 끝판 본체(310)은 일면은 도 1의 도면부호 30으로 도시된 공기극 끝판과 같고, 저면은 도 6 및 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 관통구멍이 아닌 일면이 막혀있는 홈 형태로서 연료극 매니폴더부(313)가 각각 상하 양측에 형성되고, 공기극 매니폴더부(318)가 좌우 양측에 각각 형성된다. 공기극 매니폴더부(318)와 연료극 매니폴더부(313)의 외측벽에는 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 가스 주입공(330)이 형성된다. 상기 공기극 끝판 본체(310)의 좌우 양측의 공기극 매니폴더부(318) 사이에는 양측의 공기극 매니폴더부(318)까지 연장되는 홈 형태의 다수의 공기 채널(314)이 형성되어 공기채널부를 이룬다. 공기채널부의 공기극 매니폴더부(318)와 접하는 양측에는 공기극 덮개판(315)이 안착될 수 있도록 공기 채널(314)의 측벽을 이루는 돌출부가 공기극 덮개판(315)의 두께만큼 낮게 형성되어 공기극 덮개판 안착부(317)가 각각 형성된다.One side of the cathode end plate body 310 is the same as the cathode end plate shown by reference numeral 30 of FIG. 1, and the bottom surface of the cathode end plate main body 310 is illustrated in FIGS. As the form, the anode manifold portions 313 are formed on both upper and lower sides, and the cathode manifold portions 318 are formed on both the left and right sides, respectively. Gas injection holes 330 for supplying fuel gas and air are formed in the outer walls of the cathode manifold 318 and the anode manifold 313. Between the cathode manifold portions 318 on the left and right sides of the cathode end plate body 310, a plurality of groove-shaped air channels 314 extending to both cathode manifold portions 318 are formed to form an air channel portion. On both sides of the air channel part in contact with the cathode manifold part 318, the protrusions forming the sidewalls of the air channel 314 are formed as low as the thickness of the cathode cover plate 315 so that the cathode cover plate 315 can be seated. Plate seating portions 317 are formed respectively.

다음으로 연료극 끝판을 설명하면 다음과 같다.Next, the anode end plate will be described.

연료극 끝판(도 6 및 도 7의 (b))은 연료극 끝판 본체(340)와 두 개의 연료극 덮개판(350)으로 구성된다. 연료극 끝판 본체(340) 또한 일면에만 관통구멍이 아닌 일면이 막혀있는 홈 형태로서 연료극 매니폴더부(343)가 각각 상하 양측에 형성된다. 상기 연료극 끝판 본체(340)의 상하 양측의 연료극 매니폴더부(313) 사이에는 양측의 연료극 매니폴더부(313)까지 연장되는 홈 형태의 다수의 연료 채널(349)이 형성되어 연료채널부를 이룬다. 연료채널부의 연료극 매니폴더부(343)와 접하는 양측에는 연료극 덮개판(350)이 안착될 수 있도록 연료 채널(349)의 측벽을 이루는 돌출부가 연료극 덮개판(350)의 두께만큼 낮게 형성되어 연료극 덮개판 안착부(342)가 각각 형성된다.The anode end plate (FIGS. 6 and 7 (b)) includes an anode end plate body 340 and two anode cover plates 350. The anode end plate main body 340 also has a groove shape in which one surface is blocked instead of the through hole on only one surface, and the anode manifold portions 343 are formed on both upper and lower sides, respectively. A plurality of fuel channels 349 having grooves extending to both anode manifold portions 313 on both sides of the anode manifold portion 313 are formed between the upper and lower sides of the anode end plate body 340 to form a fuel channel portion. On both sides of the fuel channel portion in contact with the anode manifold portion 343, the protrusions forming the sidewalls of the fuel channel 349 are formed as low as the thickness of the anode cover plate 350 so that the anode cover plate 350 may be seated thereon. Plate seating portions 342 are each formed.

이때 연료극 끝판 본체(340)의 좌우 양측에는 미 도시되어 있으나 공기극 매니폴더부(318)가 형성될 수 있거나 형성되 않을 수도 있다. 형성되지 않는 경우에는 공기극 끝판(310)에 공기극 매니폴더부가 형성되어야 한다. 공기극 매니폴더부(318)와 연료극 매니폴더부(313)의 외측벽에는 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 가스 주입공(330)이 형성된다. At this time, although not shown in the left and right sides of the anode end plate body 340, the cathode manifold portion 318 may or may not be formed. If not formed, the cathode manifold portion should be formed in the cathode end plate 310. Gas injection holes 330 for supplying fuel gas and air are formed in the outer walls of the cathode manifold 318 and the anode manifold 313.

상기 공기극 및 연료극 끝판(a, b)은 연료전지 스택의 사용에 따라 서로 연료극 및 공기극 끝판으로 사용될 수도 있으며 그 기능이 공기극 끝판 또는 연료극 끝판으로 한정되는 것은 아니다.The cathode and anode end plates a and b may be used as the anode and the cathode end plate according to the use of the fuel cell stack, and the function is not limited to the cathode end plate or the anode end plate.

상술한 바와 같은 공기극 및 연료극 끝판(310, 340)에는 스택 전체로 연료 기체와 공기를 공급할 수 있는 기체 공급 배관과 스택에서 생산된 전기를 외부로 송전하는 전극이 설치된다. 연료 전지 스택에 기체를 흘려보내는 방식에는 연료 기체와 공기를 스택의 한쪽 끝에서 함께 공급하고 배출하는 방식과 연료 기체와 공기를 각각 스택의 반대쪽 끝에서 공급하고 배출하는 방식이 있는데 도 6(a), (b) 및 도 7(a), (b)는 각각 전자의 구조를 가진 연료극 및 공기극 끝판의 도면과 이를 바탕으로 제작된 끝판들을 보여준다.As described above, the cathode and anode end plates 310 and 340 are provided with a gas supply pipe capable of supplying fuel gas and air to the entire stack, and electrodes for transmitting electricity generated from the stack to the outside. The flow of gas into the fuel cell stack includes a method of supplying and discharging fuel gas and air together at one end of the stack and a method of supplying and discharging fuel gas and air at opposite ends of the stack, respectively. , (b) and 7 (a) and (b) show a drawing of an anode and a cathode end plate each having an electron structure and end plates fabricated thereon.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 공기극 및 연료극 끝판 본체(310, 340)에는 분리판과 달리 한쪽 면에만 채널구조가 형성되어 있다. 따라서 연료극 및 공기극 끝판 제작에는 각각 2개의 덮개판 만이 필요하다. 덮개판과 끝판을 결합하는 방법 및 덮개판과 끝판 사이의 기체 밀봉은 분리판의 경우와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.As shown in FIGS. 6 and 7, the channel structure is formed on only one surface of the cathode and anode end plates main bodies 310 and 340, unlike the separator plates. Therefore, only two cover plates are required for manufacturing the anode and cathode end plates. Since the method of joining the cover plate and the end plate and the gas sealing between the cover plate and the end plate are the same as in the case of the separator plate, the detailed description thereof will be omitted.

도 7(a), (b)에서와 같이 덮개판을 적용해 SOFC 스택 조립용 연료극 및 공기극 끝판을 제작하여 단위전지 및 밀봉재와 함께 조립하였을 때　 SOFC 운전에 적합한 매니폴드부와 채널부 사이의 유로 확보 및 단전지와 분리판 사이의 기체 밀봉이 완벽하게 형성되었다. As shown in FIGS. 7A and 7B, when the cover plate is applied to fabricate the anode and the cathode end plate for assembling the SOFC stack and assembled together with the unit cell and the sealing material, a flow path between the manifold portion and the channel portion suitable for SOFC operation Securing and sealing the gas between the unit cell and the separator plate was perfect.

<실시예 1><Example 1>

도 8은 본원 발명의 변형된 실시 예로서 연료전지 스택 조립시 덮개판의 위치가 변화되지 않도록 덮개판 안착부의 모서리 형태(428)를 변형시킨 분리판을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a view showing a separation plate in which the edge shape 428 of the cover plate seating portion is modified so that the position of the cover plate does not change when the fuel cell stack is assembled as a modified embodiment of the present invention.

도 8의 분리판(400)은 연료 전지 스택 조립시 외력의 작용으로 인해 덮개판(415, 420))의 위치가 변화되어 기체 밀봉 파괴 등의 문제가 일어나는 것을 방지하기 위하여 덮개판 및 덮개판 위치의 모양에 돌출부를 형성하는 방식으로 변화를 주어 덮개판이 덮개판 위치에 삽입되었을 경우 외력에 의해서 이동하지 않도록 하였다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 공기극 및 연료극 덮개판(415, 420)의 양단부와 공기극 및 연료극 덮개판 안착부(418, 413)의 양단부를 원호형상으로 하여 덮개판이 덮개판 안착부에 안착되어 조립되는 경우 덮개판이 덮개판 안착부로부터 위치 이동되는 것을 방지할 수 있도록 하였다. 이 형태의 덮개판 및 덮개판 안착부의 형상의 공기극 및 연료극 끝판에도 동일하게 적용될 수 있다.The separation plate 400 of FIG. 8 has a cover plate and a cover plate position in order to prevent problems such as gas seal breakage due to the change of positions of the cover plates 415 and 420 due to the action of external force during assembly of the fuel cell stack. The shape of the protrusion was changed to form a protrusion so that the cover plate was not moved by external force when the cover plate was inserted at the position of the cover plate. That is, as shown in FIG. 8, the cover plate is seated on the cover plate seating part with both ends of the cathode and anode cover plates 415 and 420 and the both ends of the cathode and anode cover plate seating portions 418 and 413 in an arc shape. When it is assembled so that the cover plate can be prevented from being moved from the cover plate mounting portion. The same applies to the air electrode and the fuel electrode end plate in the shape of the cover plate and cover plate seating portion of this type.

<실시예 2><Example 2>

도 9는 본원 발명의 또 다른 변형된 실시 예로서 덮개판을 지지하는 받침대가 형성되고, 공기극 채널 및 연료극 채널이 하나의 공간으로 형성되어 매쉬펠트가 채워지도록 구성된 분리판을 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating a separator configured to support a cover plate as another modified embodiment of the present invention, wherein the cathode channel and the anode channel are formed as one space to fill the mesh felt.

도 9는 본원 발명의 분리판 또는 끝판에서 덮개판을 지지하는 받침대를 바이폴라판에 형성된 채널의 돌출부 높이를 조절하여 만드는 것이 아니라 도 9에 도시된 바와 같이 덮개판에 일체형으로 받침대(515a, 520a)를 제작하고, 공기 및 연료 채널의 구조를 직선형 돌출부에 의해 채널을 형성하도록 하지 않고 원형 및 사각형 돌출부 등 다른 형태의 돌출부로 이루어졌거나 돌출부를 제거하고 이 공간에 니켈 펠트 등의 삽입물을 채워 넣을 수 있도록 구성한 것을 나타내는 도면이다. 상술한 바와 같은 도 9의 공기 및 연료 채널부의 구성 및 덮개판의 구성은 연료전지의 공기극 및 연료극 끝판에도 동일하게 적용될 수 있다.9 is not made by adjusting the height of the protrusions of the channel formed in the bipolar plate to support the cover plate in the separator or end plate of the present invention, as shown in Figure 9 pedestal 515a, 520a integrally to the cover plate And the structure of the air and fuel channels so that the structure of the air and fuel channels can be formed by the straight protrusions, without the protrusions of other shapes such as round and square protrusions, or by removing the protrusions and inserting inserts such as nickel felt into the space. It is a figure which shows what was comprised. The configuration of the air and fuel channel portions and the cover plate of FIG. 9 as described above may be equally applied to the cathode and the anode end plate of the fuel cell.

상술한 본원 발명은 면적을 최소화한 덮개판을 적용하여 SOFC 스택용 분리판 및 끝판을 용접이나 접합과정 없이 제작함으로써 분리판 제작 공정을 단순화하고 덮개판과 바이폴라판 사이의 밀봉을 단위전지와 분리판 사이의 밀봉이 이루어지는 과정에서 동시에 형성되도록 함으로써 별도의 추가적인 용접이나 접합 없이 연료 기체와 공기가 섞이지 않는 기체 밀봉을 효과적으로 형성하면서도 매니폴드부와 채널부 사이의 유로를 확보할 수 있도록 하여 분리판, 끝판 및 연료전지 스택의 제작을 용이하게 하고, 연료전지 스택의 제작 비용을 현저히 낮출 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The present invention described above simplifies the process of manufacturing a separator plate by applying a cover plate with a minimum area to produce a SOFC stack separator plate and end plate without welding or bonding process, and seals the unit cell and the separator plate between the cover plate and the bipolar plate. By simultaneously forming in the process of sealing between the separation plate, end plate to secure a flow path between the manifold and the channel portion while effectively forming a gas seal that does not mix fuel gas and air without additional welding or bonding And providing an effect of facilitating the fabrication of the fuel cell stack and significantly lowering the manufacturing cost of the fuel cell stack.

상술한 본원 발명은 분리판, 끝판의 조립시 별도의 용접이 필요 없고 밀봉 부위가 최소화되기 때문에 분리판 제작 혹은 스택 조립 과정에서 용접 변형이나 밀봉재 분포 이상 등으로 인한 불량이 발생할 확률을 현저히 낮출 수 있도록 하고 이로 인해 연료전지 스택의 품질 및 신뢰성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.The present invention described above does not require separate welding when assembling the separating plate and end plate, and since the sealing area is minimized, it is possible to significantly reduce the probability of defects due to welding deformation or abnormal distribution of the sealing material during the manufacturing of the separating plate or stack assembly. This provides an effect of significantly improving the quality and reliability of the fuel cell stack.

Claims (11)

양측면에는 공기 또는 연료를 각각 주입하기 위하여 면의 양측으로 각각 매니폴더부가 형성되고, 상기 매니폴더부의 사이에는 공기 또는 연료의 흐름을 위한 채널부가 형성되며, 상기 채널부의 상기 매니폴더부와 접하는 양측에는 각각 덮개판 안착부가 형성된 바이폴라판과;On both sides, a manifold part is formed on both sides of the surface for injecting air or fuel, respectively, and a channel part for air or fuel flow is formed between the manifold parts, and on both sides contacting the manifold part of the channel part. Bipolar plates each having a cover plate seating portion; 상기 덮개판 안착부에 안착된 후 밀봉재에 의해 단위전지와 함께 밀봉 부착되는 덮개판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 분리판.And a cover plate which is seated on the cover plate seating part and sealed to be attached together with a unit cell by a sealing material. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴더부는 상기 분리판의 변형 방지를 위하여 상기 매니폴더부 영역을 분리하는 격벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 분리판.The separator plate of claim 1, wherein the manifold portion is provided with a partition wall separating the manifold portion region to prevent deformation of the separator plate. 제 1항에 있어서, 상기 바이폴라판의 상기 채널부는 단일 홈의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 분리판.2. The separator of claim 1, wherein the channel portion of the bipolar plate is configured in the form of a single groove. 제 3항에 있어서, 상기 덮개판은 상기 덮개판 안착부에 안착되는 경우 상기 덮개판을 지지하고 가스 유입을 위한 채널입구를 형성하는 받침대를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 분리판.4. The fuel cell stack of claim 3, wherein the cover plate further comprises a pedestal for supporting the cover plate and forming a channel inlet for gas inflow when the cover plate is seated in the cover plate seating portion. plate. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개판과 상기 덮개판 안착부는 이탈 방지를 위한 맞물림 결합되는 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 분리판.The separator plate of any one of claims 1 to 4, wherein the cover plate and the cover plate seating portion are engaged with each other to prevent separation. 일측면의 양측에는 일면이 막혀있는 홈 형상의 매니폴더부가 형성되고, 상기 매니폴더부 사이에는 가스 흐름을 위한 채널부가 형성되며, 상기 채널부의 상기 매니폴더부와 접하는 채널부 양끝에는 채널입구를 형성하는 덮개판 안착부가 형성되는 채널면이 형성되는 끝판 본체와;On both sides of one side, a groove-shaped manifold portion is formed in which one surface is blocked, and a channel portion for gas flow is formed between the manifold portions, and channel inlets are formed at both ends of the channel portion contacting the manifold portion of the channel portion. An end plate body having a channel surface on which a cover plate seating portion is formed; 상기 덮개판 안착부에 안착된 후 밀봉재에 의해 단위전지와 함께 밀봉 부착되는 덮개판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 끝판.End plate of the fuel cell stack, characterized in that it comprises a; cover plate which is seated on the cover plate seating portion and sealed with the unit cell by a sealing material. 제 6항에 있어서, 상기 매니폴더부에는 연료 또는 공기 주입을 위한 가스주입공이 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 끝판.The end plate of the fuel cell stack according to claim 6, wherein the manifold part is formed with a gas injection hole for fuel or air injection. 제 6항에 있어서, 상기 끝판 본체는 일측면의 상하 방향으로 가스 주입공을 가지는 매니폴더부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 끝판.The end plate of the fuel cell stack of claim 6, wherein the end plate body further comprises a manifold portion having a gas injection hole in a vertical direction of one side. 제 7항에 있어서, 상기 채널부는 다수의 홈에 의한 채널을 포함하거나 또는 하나의 영역을 가지는 단일 홈의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스 택 끝판.8. The fuel cell stack end plate of claim 7, wherein the channel portion includes a channel formed by a plurality of grooves or a single groove having a region. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매니폴더부는 상기 분리판의 변형 방지를 위하여 상기 매니폴더부 영역을 분리하는 격벽이 설치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 끝판.The end plate of the fuel cell stack according to any one of claims 6 to 9, wherein the manifold portion is provided with a partition wall separating the region of the manifold portion to prevent deformation of the separation plate. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개판과 상기 덮개판 안착부는 이탈 방지를 위한 맞물림 결합되는 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택의 끝판.10. The end plate of any one of claims 6 to 9, wherein the cover plate and the cover plate seating portion are engaged with each other to prevent separation.
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