TWI225718B - Solid polymer cell assembly - Google Patents

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1225718 玖、發明說明： C發明所屬之技術領域3 發明領域 本發明係有關於一種設有具有以陽極電極與陰極電極夾 5 持固體高分子電解質膜之接合體之單位電池，並且多數前述單 位電池並聯成使各個電極面互相平行且一體地構成電池總成 之固體高分子型電池總成。 I：先前技術3 發明背景 10 通常，固體高分子型燃料電池係採用由高分子離子交 換膜（陽離子交換膜)構成之電解質膜。於該電解質膜之兩 側，分別設有以隔板(二極板）夾持接合體（電解質·電極接 合體)之單位電池(單位發電電池），且該接合體配置有將貴 金屬系之電極觸媒層接合於以碳為主體之基材上之陽極電 15 極及陰極電極。通常，該單位電池係層疊預定數目以作為 燃料電池組使用。 這種燃料電池中，供給至陽極電極之燃料氣體，如主 要含有氫之氣體（以下，稱為含氫氣體)係在電極觸媒上將氫 離子化，並透過電解質而往陰極電極移動。這期間所產生 20 之電子進入外部電路，並作為直流之電能加以利用。又， 由於如主要含有氧之氣體之空氣（以下，亦稱為含氧氣體) 之氧化劑氣體供給至陰極電極，故在該陰極電極中，氫離 子、電子及氧進行反應而生成水。 然而，上述之燃料電池中，當電解質膜乾燥時，則不 5 能維持高輪出密庚 膜。因此，μιΓ ’必須適當地增濕前述電解質 於燃料電、、也之,广用了種種的增濕法。例如’已知的有， 電池之外部财起絲等 化劑氣_水分供給』= 濕電解質膜ΐ二體之電解質膜之外部增濕法，或將用以增 内部増:法膜:増濕器(増—於單位電'池之内部之 晉由於上述之外部增濕法係於燃料電池之外部設 擴2為附加裝置，因此燃料電池全體會大型化，並 '、上間。此外，尤其是如使燃料電池之電荷急速上 8、增屬器之追隨性會有問題。 又，上述之内部增濕法中，一般是由埋入於電解質膜 、卩之吸水系封之增餘，由陽極侧通過水透過板之 增濕法’或於電解質膜之陽極側接觸吸衫之增濕法。然 而’這種方式如某些職㈣財完全時，_以進行 適當的修補。 【日月内 發明概要 本發明係可解決上述問題者，目的在於提供一種不需 使用特別之增濕裝置’即可確實地得到所期望之增濕狀 態，並可完成有效率地發電之固體高分子型電池總成。 本發明係包含具有以陽極電極與陰極電極爽持固體高 分子電解質膜之接合體之單位電池，並且多數前述單位電 池並聯成使各個電極面互相平行且_體地構成電池總成。 且，電池總成内，使燃料氣體或氧化劑氣體之至少一者之 反應氣體流至前述電極面之反應氣體流路之至少一部份， 係通過並聯之各单位電池且串聯地連通。在此，至少一 份係指為多數之反應氣體流路中至少一部份，及反應氣體 流路自體之至少一部份。 因此，電池總成中，附加有下游側之單位電池之反應 中所需之流1之反應氣體係供給至上游側之單位電池，而 供給至前述電池總成内之反應氣體之流量會增加。藉此， 可防止反應氣體流路内之凝結，同時可使各單位電池之溼 度均一化，並可使多數單位電池之電流密度分布均一以減 少濃度過電壓。此外，僅增加供給至電池總成内之反應氣 體之流速，藉此可有效地排出各單位電池之生成水，並可 提高前述電池總成全體之排水性。 而且，由於設有聯繫多數單位電池之連續的反應氣體 流路，因此會增加壓力損失而有效地提高在各單位電池之 反應氣體之分配性與生成水之排水性。此外，電池總成中， 多數單位電池係並聯成使各個電極面互相平行，因此，每 個單位電池可獨立使用，例如，可依前述各單位電池，容 易且正確地進行性能評價。 並且，如以下所詳述，例如，藉設定反應氣體流路之 氧化劑氣體流路及燃料氣體流路之流動方向或冷媒流路之 流動方向，來賦與上游側之單位電池與下游側之單位電池 座度差及溫度差，並可藉低增《無增濕之方式來供給反 應氣體。藉此，不必使用特別之增濕裝i，即可確實地得 到所期望之增濕狀態。 又’反應氣體流路係串聯地連通設置於構成反應氣體 流動方向上游側之單位電池之接合體上方之通路 ，及設置 於構成前妓應氣戯動方向下_之單位電池之接合體 下方之通路，此’在上_之單位電池所生权生成水 可藉重力而朝下關之單位電池確實地排出，並可以簡單 的構造有效地阻止凝結水滯留於接合I此外，來自接合 體之過剩的水分可·重力而朝設置於該接合體下方之反 應氣體流路有效地排出。 反應氣體流路之燃料氣體流路與氧化劑氣體流路係設 定為沿著構成單位電池之接合體之兩面互相對向流動。因 此口體间刀子電解質膜係挾持於流經燃料氣體流路之燃 料氣體與流經氧化職體流路之氧化·體之間而進行水 分之移動。藉此，可確實地阻止_高分子電解質膜乾燥， 並可以低增濕或無增濕供給反應氣體。 、巧】祁對於氧化劑氣體流路之氧化劑氣體流| =向上游側（以下，亦稱為〇2上游側)之單位電池，將氧化窄 氣體雜杨下_(町，_為〇2下關)之單位電池$ 持於高溫，具錢冷射自前述上游狀科電池串聯* 流至前述下_之單㈣池之冷媒流路。 因此02上獅彳之單位電池係構成低溫型單位電池 且〇2下游側之單位電池係構成高溫型單位電池。低溫㈤ :電池成為t化劑氣體之入口 (低溼度)側’同時也成為燃， 孔體之出口 U濕度)側’高溫型單位電池成前述氧化劑氣爱 之出口(高座度)側，同時也成為燃料氣體之入口（低濕、度) 側。藉此，雖然02下游側之單位電池中，氧化劑氣體藉1 j水而成為高;H度，但藉前述〇2下游側之單位電池自體之 高溫化而降低前述氧化劑氣體之相對澄度。因此，在02下 游側之單位電林會產生凝結，而可使電流紐分布均— 且減少濃度過電壓。 又’上游側之單位電池(低溫型單位電池)與下游侧之單 位電池（高溫型單位電池)係設定為相異之構造。因此，可依 各單位電池㈣用最適於反應之構造。具體而言，構成上 游側之單位f池之上_接合體比構成下義之單位電池 之下游側接合體低溫，且可發揮與前述下游側接合體同等 之發電性能。 此外，構成〇2上游側之單位電池之上游側接合體係在 陰極電極6X置低空孔率·疏水性擴散層，並且於陽極電極 設置高空孔率.親水性擴散層，又，前述低空孔率·疏水 性擴散層係朝上配置，^前述高空孔率.親水性擴散層係 朝下配置。 因此，氧化劑氣體流經上游側接合體之上方時，透過 低空孔率·疏水性擴散層，生成水不會因重力而朝下方移 動故可良好地增濕保持前述氧化劑氣體。另一方面，燃料 氣體通過〇2下游側之單位電池而流經上游侧接合體之下方 時’可透過咼空孔率·親水性擴散層而使凝結水移動至固 體南分子電解質膜側。藉此，固體高分子電解質膜或電極 可在最適於發電之狀態下均一地保持平面内濕度，並以低 增濕2無料^式供給氧_鐘。 1 Φ又.構柄2下游側之單位電池之下游難合體係在陽 置低空孔率·疏水性擴散層，並且於陰極電極設 置尚空孔率.親水性擴散層’又，前述低空孔率.疏水性 擴散層係朝上配置，且高空孔率·親水性擴散層係朝下配 置。 处因此’燃料氣體流經下流側接合體之上方時，透過低 二=率疏水性擴散層，生成水不會因重力而朝下方移動 故可良好地增濕保持前述燃料氣體。另-方面，氧化劑氣 體L過上;㈣之單位電池且在業經增濕之狀態下流經下游 側接合體之下树，可透過高空孔率·親水性擴散層而使 U移動至固體高分子電解質膜側。藉此，固體高分子 電解質膜或電極可在最適於發電之狀態下均—地保持平面 内之濕度，並以低增濕或無增濕之方式供給燃料氣體。此 外，來自接合體之過剩的水分可利用重力而有效地排出至 設置於該接合體下方之氧化劑氣體流路。 又，用以串聯地供給反應氣體及冷媒之反應氣體連通 路與冷媒連通路之連結流路構件係設置成介於並聯之多數 單位電池之間。因此，可緊密地構成電池總成，並可容易 且良好地安装於種種設置部位。 由添附之圖式與以下適當之實施形態例之說明，應可 更清楚了解上述目的及其他目、特徵及優點。 圖式簡單說明 第1圖係有關本發明之第1實施形態之固體高分子型電 池總成之要部概略構造圖。 第2圖係15 - 乂 L ^ 卜 $.、肩不則述電池總成之特徵構造之概略說明圖。 卜圖係第1及第2單位電池内之溼度變化之說明圖。 第4圖係前述第1及第2單位電池内之溫度變化之說明 5圖。 第5圖〆 、 圖係有關本發明之第2實施形態之固體高分子型電 池總成之要部概略構造圖。 【貧施方式】 較佳實施例之詳細說明 鲁 第1圖係有關本發明之第1實施形態之固體高分子型電 池總成10之要部概略構造圖。 電池總成10係將如第1單位電池12與第2單位電池14之 夕數單位電池並聯地構成使各個電極面互相平行。第丨及第 2單位電池12、14之間配設有連結流路構件16。第丨單位電 · 15池12係構成氧化劑氣體(反應氣體）流動方向（箭頭A方向）上 游側之單位電池，第2單位電池14係構成氧化劑氣體流動方 ， 向下游側之單位電池。 審 第1及第2單位電池12、14設有第1及第2接合體18、20。 第1及第2接合體18、20係具有如有水含浸於全氟續酸之薄 20膜中之固體高分子電解質膜22a、22b，及夾持前述固體高 分子電解質膜22a、22b而配設之陰極電極24a、24b及陽極 電極26a、26b。固體高分子電解質膜22a係相對地低溫型電 解質膜，另一方面固體高分子電解質膜22b係相對地高溫型 電解質膜，前述固體高分子電解質膜22a係比前述固體高分 11 1225718 子電解質膜22b低溫，且可發揮與該固體高分子型電解質膜 22同等之發電性能。 陰極電極24a、24b及陽極電極26a、26b係將貴金屬系 之電極觸媒層接合於以碳為主體之基材上，且該面配設有 5如由多孔質層之多孔質碳紙等構成之氣體擴散層。 第1接合體18中，陰極電極24a具有低空孔率·疏水性 擴散層二且該陰極電極24a係朝上（箭頭ci方向）配置，同時 陽極電極26a具有高空孔岸率·親水性擴散層，且該陽極電 極26a係朝下（箭頭C2方向）配置。第2接合體2〇中，陽極電 ίο極26b具有低空孔率·疏水性擴散層，且該陽極電極26b係 朝上（箭頭ci方向）配置，同時陽極電極24b具有高空孔率 率·親水性擴散層，且該陰極電極24b係朝下（箭頭C2方向） 配置。 第1及第2接合體18、20之陰極電極24a、24b側配設有 15第1隔板28a、28b，並於前述第1及第2接合體18、20之陽極 電極26a、26b側配設有第2隔板30a、30b。 電池總成10包含有·由並聯之第1單位電池12經過第2 單位電池14而串聯地供給氧化劑氣體（反應氣體）之氧化劑 氣體流路(反應氣體流路)32’由第2單位電池14經過第1單位 20電池12而串聯地供給燃料氣體（反應氣體）之燃料氣體流路 (反應氣體流路)34’及由刚述第1單位電池12經過第2單位電 池14而串聯地供給冷媒之冷媒流路36。 第1單位電池12在構成第1接合體μ之陰極電極24&與 第1隔板28a之間設有往箭頭A方向延伸之第丨氧化劑氣體通 12 路38。該第i氧化劑氣體通路38係連胁設置於連結流路構 件16之氧化劑氣體連通路4G’而且連通於在構成第2單位電 池14之第2接合體20之陰極電極⑽與帛丨祕挪之間所形 成之第2氧化劑氣體通路42。 5 氧化劑氣體流路32係經由第1氧化劑氣體通路38、氧化 劑氣體連通路40及第2氧化劑氣體通路42且通過第丨及第2 單位電池12、14而串聯地連通。 構成第2單位電池14之第2接合體2〇之陽極電極26b與 第2隔板30b之間形成有第1燃料氣體通路44。該第丨燃料氣 10體通路44係連通於在連結流路構件16形成之燃料氣體連通 路46，又，連通於在構成第丨單位電池12之第丨接合體“之 陽極電極26b與第2隔板30b之間所形成之第2燃料氣體通路 48 〇 第1及第2燃料氣體通路44、48係相對於第1及第2氧化 15劑氣體通路42、38而設定為沿著第2及第丨接合體2〇、18之 兩面互相對向流動。燃料氣體流路34係構成與氧化劑氣體 流路32對向流動，且經由第1燃料氣體通路44、燃料氣體連 通路46及第2燃料氣體通路48而由第2單位電池14通過第i 單位電池12串聯地連通。 20 第1單位電池12之第2隔板30a中，第1冷媒通路50係形 成為與第2燃料氣體通路48對向流動。該第1冷媒通路5〇係 連通於在連結流路構件16形成之冷媒連通路52，又連通於 與構成第2單位電池14之第2隔板28b之第2氧化劑氣體通路 42成為平行流動之第2冷媒通路54。 13 1225718 《媒流路36係與氧化劑氣體流路32構成平行流動，並 經由第1冷媒通路50、冷媒連通路52及第2冷媒通㈣而由 第1單位電池12通過第2單位電池14串聯地連通。 以下說明如上構成之電池總成1〇之動作。 5 f先，含氧氣體等氧化劑氣體供給至氧化劑氣體流路 32，且含氫氣體等燃料氣體供給至燃料氣體流路％。又， 純水或乙二醇、油等冷媒供給至冷媒流路36。 氧化劑氣體係導入於構成第丨單位電池12之第丨氧化劑 氣體通路38，並沿著構成第丨接合體18之陰極電極24&而朝 1〇箭頭A方向移動。又，氧化劑氣體係由第1氧化劑氣體通路 38之出口側供給至於連結流路構件16形成之氧化劑氣體連 通路40，並朝重力方向（箭頭C2方向）移動後，導入至設置 於第2單位電池14之第2氧化劑氣體通路42。因此，氧化劑 氣體沿著構成第2單位電池14之第2接合體20之陰極電極 15 2仆而朝箭頭A方向移動後，由前述第2單位電池14排出。 燃料氣體係導入至設置於第2單位電池14之第1燃料氣 體通路44 ’並沿著構成第2接合體20之陽極電極26b而朝箭 頭B方向（與箭頭A方向逆向）移動。又，燃料氣體係由第1 燃料氣體通路44之出口側經由於連結流路構件16形成之燃 20料氣體連通路46而朝重力方向（箭頭C2方向）移動後，導入 至於第1單位電池12形成之第2燃料氣體通路48。該燃料氣 體係沿著構成第1單位電池12之第1接合體18之陽極電極 26b而朝箭頭B方向移動，並由第1單位電池12排出。 因此，第1及第2接合體18、20中，供給至陰極電極24a、 14 1225718 24b之氧化劑氣體，與供給至陽極電極26a、26b之機料氣〜 係在電極觸媒層内藉電氣化學反應而消耗、進行發電。〜 又，供給至冷媒流路36之冷媒導入至第1單伋電池q 之第1冷媒通路50之後，沿著箭頭A方向移動。該冷媒疒 5 由連結流路構件16之冷媒連通路52而導入於第2單位 電池 14之第2冷媒通路54，並在冷卻第1及第2接合體18、2〇後 由前述第2單位電池14排出。 第2圖係概略地顯示該情況下，第1實施形態中電池納 成10之特徵構造。具體而言，低增濕或無增濕之氧化劑氣 10體係供給至第1單位電池12之第1氧化劑氣體通路38，同時 低增濕或無增濕之燃料氣體係供給至第2單位電池14之第i 燃料氣體通路44 〇 氧化劑氣體通過設置於第1接合體18上方之第丨氧化劑 氣體通路38而在連結流路構件16内朝重力方向移動後，供 15給至設置於構成第2單位電池14之第2接合體20下方之第2 氧化氣氣體通路42。 另一方面，燃料氣體供給至設置於構成第2單位電池14 之第2接合體20上方之第1燃料氣體通路44後，經由連接流 路構件16朝重力方向移動後，供給至設置於構成第1單位電 20 池12之第1接合體18下方之第2燃料氣體通路48。 第1及第2接合體18、20中，氧化劑氣體與燃料氣體係 設定為沿著前述第1及第2接合體20之兩面互相對向流動。 此外，冷媒係與氧化劑氣體朝同一方向移動，即，由第1單 位電池12之第1冷媒通路5〇經由連結流路構件16而朝第2單 15 1225718 位電池14之第2冷媒通路54，沿著箭頭A方向移動。 因此，第1單位電池12比第2單位電池14低溫，構成第1 接合體18之固體高分子電解質膜22a比構成第2接合體20之 固體高分子電解質膜22b低溫，且設定成可發揮與該固體高 5分子電解質膜22b同等之發電機能。 由於構成第1接合體18之陰極電極24a係供給低增濕乃 至無增濕之氧化劑氣體，因此為了提高前述第丨接合體18之 保水性而設有低空孔率·疏水性擴散層，另一方面，由於 陽極電極26a係供給通過第2單位電池14而氫分壓變低之燃 10料氣體，即相對溼度變高之燃料氣體，因此設有高空孔率· 親水性擴散層以使水分容易移動至陰極電極24a側。 同樣地’第2接合體20中，供給低增濕乃至無增濕之燃 料氣體之陽極電極26b為了提高保水性而設有低空孔率·疏 水性擴散層，另一方面，由於陰極電極24b係供給通過第1 15單位電池12而含有生成水並成為高溼度之氧化劑氣體，因 此設有高空孔率·親水性擴散層以使水分容易移動至陽極 電極26b側。 如此，在第1實施形態係例如氧化劑氣體流路32通過並 聯之第1及第2單位電池而串聯地連通。因此，電池總成ι〇 2〇中，添加了下游側之第2單也電池14之反應中必要之流量之 氧化劑氣體係供給至上游側之第i單位電池12，並增加供給 至前述電池總成10内之氧化劑氣體之流量。 藉此，可防止氧化劑氣體流路32内之凝結，並可使第j 及第2單位電池12、14之座度均一化，並可使前述第认幻 16 1225718 單位電池12、14之電流密度分布均一且減低濃度過電壓。 此外，由於供給至電池總成1〇内之氧化劑氣體之流速增 加，因此可有效地排出第1及第2單位電池12、14内之生成 水0 5 尤其，第1氧化劑氣體通路38係設置於第1接合體18之 上方，同時，第2氧化劑氣體通路42係設置於第2接合體20 之下方。因此，在第1單位電池12所生成之生成水藉重力而 —由該第1單位電池12確實地排出至第2單位電池14側後，則 由該第2單位電池14排出。而且，來自第1接合體μ之過剩 10的水分利用重力而有效地排出至設置於該第1接合體丨8下 方之第2氧化劑氣體通路42。因此，可以簡單的構造而有效 地阻止凝結水滞留在第1及第2接合體18、20。 而且，氧化劑氣體流路32係連續地構成以聯繫第丨及第 2單位電池12、14。藉此，可增加壓力損失而有效地提高在 15第1及第2單位電池12、14内之氧化劑氣體之分配性與生成 水之排水性。再者，燃料氣體流路34係通過並聯之第2及第 1單位電池14、12而串聯地連通，具有與上述之氧化劑氣體 流路32同樣之效果。 此外，電池總成10中，第1及第2單位電池12、14係炎 20聯成使各個電極面互相平行。因此，第1單位電池12與第2 單位電池14可獨立使用，例如，可容易且正確地進行僅前 述第1單位電池12之性能評價。 又，第1單位電池12中，低增濕乃至無增濕之氧化劑氣 體係朝箭頭A方向流向第丨氧化劑氣體通路38，同時，相對 17 屋度馬之燃料氣體係朝箭頭B方向而流向第2燃料氣體通路 48 °藉此，第2氧化劑氣體通路48之水分可由具有高空孔 率親水性擴散層之陽極電劑26a，朝固體高分子電解質膜 22a移動。因此，可確實地阻止固體高分子電解質膜22a乾 燥並將該固體高分子電解質膜22a維持在所期望之保濕狀 I、同時可以低增濕乃至無增濕供給氧化劑氣體。 另—方面，第2單位電池14中，含有生成水之高溼度之 氧化劑氣體係朝箭頭A方向而流向第2氧化鲫氣體通路42， 同夺低増濕乃至無增濕之燃料氣體係朝箭頭B方向而流向 1〇第1燃料氣體通路44。因此，第2氧化劑氣體通路42之水分 係由具有高空孔率·親水性擴散層之陰極電極24b移動至固 體高分子電解質膜22b，並 可使該固體高分子電解質膜22b有效地維持在所期望 之增濕狀態。因此，可以低增濕乃至無增濕供給燃料氣體。 15 其次，第3圖係顯示第1及第2單位電池12、14内之第i 及第2接合體18、20,第丨及第2氧化劑氣體通路38、42，第 1及第2燃料氣體通路44、48之溼度變化。 第1單位電池12中’係藉流經第2燃料氣體通路48之相 對溼度高之燃料氣體來增濕第丨接合體18，同時，第2單位 2〇電池14中，係藉流經第2氧化劑氣體通路42之高溼度之氧化 劑氣體來增濕第2接合體20。 藉此，可達到反應氣體之氧化劑氣體及燃料氣體之益 增濕化’同_可將第i及第2接合體18、2〇維持在所期望之 溼度，並可提高第1及第2單位電池12、14之發電性能。 18 1225718 又，第1及第2單位電池12、14中之溫度變化係如第4 圖所示。雖然第2單位電池14中，氧化劑氣體係藉生成水而 成為高溼度，但藉該第2單位電池14之高溫化，可降低前述 氧化劑氣體之相對溼度（參照第3圖及第4圖）。因此，在第2 5 單位電池14内不會發生凝結，可使電流密度分布均一且減 低濃度過電壓。 此外，第1實施形態中，介於第1及第2單位電池12、14 之間安裝有連結流路構件16。因此，可緊密地電池總成1〇 全體，同時可提高前述電池總成10之使用作業性，並可將 10 該電池總成10容易且良好地安裝於種種設置部位。 第5圖係有關本發明之第2實施形態之固體高分子变電 池總成80之要部概略構造圖。再者，與有關第丨實施形態之 電池總成10相同之構造要素則賦予相同參照符號，且省略 其詳細說明。 15 電池總成80係在如3段之多段地層疊第丨單位電池12之 第1燃料電池組82，與例如3段之多段地層疊第2單位電池14 之第2燃料電池組84之間裝設連結流路構件16，且互相並聯 地構成。 連結流路構件16可為單一構造，亦可為3段地層疊之構 2〇造。又，第1及第2燃料電池組82、84係具有可對各個第 第2單位電池12、14進行氧化劑氣體、燃料氣體及冷媒之供 給、排出之分歧構件86、88。 如此，第2實施形態中，係藉分別層疊多數之第丨及第2 單位電池12、14而構成第1及第2燃料電池組82、料，而可 19 1225718 容易達到高輸出化。此外，若構造成可由外部將如氧化劑 氣體之反應氣體供給至連結流路構件16，則可有效地削減 ' 供給至第1燃料電池組82之氧化劑氣體之流量。 &於本發明中附加有下游側之單位電池之反應中必要 5之流量之反應氣體係供給在上游侧之單位電池，因此可防 止反應氣體流量内之凝結，並可使各單位電池之渥度均一 化。因此，可使各單位電池之電流密度分布均一，並可減 低7辰度過電壓。 此外，增加反應氣體之流速可有效地排出單位電池之 10生成尺又，複數之單位電池係並聯成使各個電極面互相 平行，而各單位電池可獨立使用。藉此，例如，可依各單 位電池容易且確實地進行性能評價。 【阐式簡單說明】 第1圖係有關本發明之第1實施形態之固體高分子型電 15池總成之要部概略構造圖。 第2圖係顯示前述電池總成之特徵構造之概略說明圖。 第3圖係第1及第2單位電池單位電池内之溼度變化之 說明圖。 第4圖係前述第1及第2單位電池單位電池内之溫度變 20化之說明圖。 第5圖係有關本發明之第2實施形態之固體高分子型電 池總成之要部概略構造圖。 20 1225718 【圖式之主要元件代表符號表】 10, 80…電池總成 12, 14…單位電池單位電池 16.. .連結流路構件 18,20.··接合體 22a，22b...固體高分子電解質膜 24a，24b...陰極側電極 26a，26b···陽極側電極 28a，28b，30a，30b···隔板 32…氧化劑氣體流路 34.. .燃料氣體通路 36…冷媒流路 38,42…氧化劑氣體通路 40…氧化劑氣體連通路 44.48.. .燃料氣體通路 46.. .燃料氣體連通路 50, 54...冷媒通路 52.. .冷媒連通路 82, 84…燃料電池組 86, 88···分歧構件

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍： 第92117282號專利申請案申請專利範圍替換本2〇〇4/8/16 1· 一種固體高分子型電池總成，包含具有以陽極電極 (26a)與陰極電極（24a)夾持固體高分子電解質膜（22a) 之接合體（18)之單位電池（12)，並且多數前述單位電 池（12)並聯成使各個電極面互相平行且一體地構成 電池總成（10)，且 使燃料氣體或氧化劑氣體之至少一者之反應氣 體流至前述電極面之反應氣體流路（32)之至少一部 份，係串聯地連通設置於構成反應氣體流動方向上 游側之單位電池（12)之接合體（is)上方之通路（38)， 與設置於構成前述反應氣體流動方向下游側之單位 電池（14)之接合體（20)下方之通路（42)。 2·如申請專利範圍第1項之固體高分子型電池總成， 其中前述反應氣體流路之燃料氣體流路（34)與氧化 劑氣體流路（32)係設定為沿著構成前述單位電池〇2) 之接合體（18)之兩面互相對向流動者。 3·如申請專利範圍第2項之固體高分子型電池總成， 其中為了相對於前述氧化劑氣體流路（32)之氧化劑 氣體流動方向上游側之單位電池（12)，將氧化劑氣體 流動方向下游側之單位電池（14)維持於高溫，具有使 冷媒可由前述上游側之單位電池（12)串聯地流至前 述下游側之單位電池（14)之冷媒流路（36)。 4.如申請專利範圍第3項之固體高分子型電池總成， 1225718 其中前述上游側之單位電池（12)與前述下游側之單 位電池（14)係設定成相異之構造。 5. 如申請專利範圍第4項之固體高分子型電池總成， 其中構成前述上游側之單位電池（12)之上游側接合 5 體（18)係比構成前述下游側之單位電池（14)之下游 側接合體（20)低溫，且可發揮與該下游側接合體（20) 同等之發電性能。

   6. 如申請專利範圍第4或5項之固體高分子型電池總 成，其中構成前述上游側之單位電池（12)之上游側接 10 合體（18)係在前述陰極電極（24a)設置低空孔率·疏 水性擴散層，並且於前述陽極電極（26a)設置高空孔 率·親水性擴散層， 又，前述低空孔率·疏水性擴散層係朝上配置， 且前述高空孔率·親水性擴散層係朝下配置。 15 7.如申請專利範圍第4項之固體高分子型電池總成，

   其中構成前述下游側之單位電池（14)之下游側接合 體（20)係在陽極電極（26b)設置低空孔率·疏水性擴 散層，並且於陰極電極（24b)設置高空孔率·親水性 擴散層， 20 又，前述低空孔率·疏水性擴散層係朝上配置， 且前述高空孔率·親水性擴散層係朝下配置。 8.如申請專利範圍第1項之固體高分子型電池總成， 其中具有用以串聯地供給反應氣體及冷媒之連通路 (40)與冷媒連通路（52)之連結流路構件（16)係設置成 23 1225718 介於並聯之多數前述單位電池（12，14)之間。

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