[go: up one dir, main page]

JP2007273113A - マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック - Google Patents

マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック Download PDF

Info

Publication number
JP2007273113A
JP2007273113A JP2006093799A JP2006093799A JP2007273113A JP 2007273113 A JP2007273113 A JP 2007273113A JP 2006093799 A JP2006093799 A JP 2006093799A JP 2006093799 A JP2006093799 A JP 2006093799A JP 2007273113 A JP2007273113 A JP 2007273113A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell
stack
stacking direction
clamping member
sandwiching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006093799A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5109277B2 (ja
Inventor
Mikio Wada
三喜男 和田
Masashi Murate
政志 村手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006093799A priority Critical patent/JP5109277B2/ja
Publication of JP2007273113A publication Critical patent/JP2007273113A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5109277B2 publication Critical patent/JP5109277B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

【課題】 複数のセルを積層し締結荷重を付与したセル積層体における、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決できるマルチセルモジュールおよび該マルチセルモジュールを含む燃料電池スタックの提供。
【解決手段】(1) 積層された複数のセルを含むセル積層体1と、セル積層体の外側部をセル積層方向に挟む第1の挟持部材4と、セル積層体の内側部をセル積層方向に挟む、前記第1の挟持部材に対してセル積層方向に移動可能な、第2の挟持部材5と、を含むマルチセルモジュール3。
(2) 第1の挟持部材4は剛体で連結用側板6を介して互いに連結されており、第2の挟持部材5は剛体である。
(3) セル面内方向において複数の挟持部材4、5を有し、該複数の挟持部材は互いに異なる間隔でセル積層体1をセル積層方向に挟持する。
(7) マルチセルモジュール3を、複数、積層した燃料電池スタック23。
【選択図】 図1

Description

本発明は、複数のセルを積層したモジュール(マルチセルモジュール)と、積層したマルチセルモジュールを含む燃料電池スタックに関する。
特開2004−207074号公報に開示されているように、燃料電池(セル)は、MEA(膜電極接合体、membrane-electrode assembly )をセパレータで挟んだものを含む。MEAとセパレータとの間にはガス拡散層が介装される。セルは積層されて燃料電池スタックを構成する。
セパレータは薄板で流路等が形成されるため、また、特にメタルセパレータは剛性が低いため、製作された時、またはセル化されて拡散層から面圧を受けて、反りやセル中央部が太鼓状に膨らんだ変形が生じていることが多い。変形したセルを積層してスタック化した場合には、反りや変形が累積される。その結果、スタック締結荷重がかかった時に、セルにかかる面圧が不均一となり、面圧が小さい部位では接触抵抗が増加し、出力性能が低下する、シール性の確保が困難になる、等の問題が生じる。
セパレータ、セルの反りや変形を抑制するために、特開2002−151136号公報に開示されているように、セルの所定数単位毎に、金属製またはカーボン性の矯正プレートを介在させる場合がある(たとえば、特開2002−151136号公報)。
特開2004−207074号公報 特開2002−151136号公報
しかし、セルの所定数単位毎に金属製またはカーボン性の矯正プレートを介在させるだけでは、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決することは困難である。
そこで、セルの所定数単位毎に金属製またはカーボン性の矯正プレートを介在させ、セル積層方向に締め付け荷重を付与し、矯正プレート間を外枠で拘束してモジュール化(ユニット化)すると、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題は抑制されるが、他方、モジュールの両端の矯正プレートが、セル中央部で拡散層からの面圧によって、互いに離れる方向の荷重を受けた時に矯正プレートと外枠との結合部(たとえば、接着部)に高い応力が加わる、耐久性に影響する(接着の場合は剥がれる)という問題が生じる。
本発明の第1の目的は、複数のセルを積層し締結荷重を付与したセル積層体における、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決できるマルチセルモジュールおよび該マルチセルモジュールを含む燃料電池スタックを提供することにある。
本発明の第2の目的は、マルチセルモジュールの両端のプレートとそれを連結する外枠との連結部を損傷させることなく、第1の目的を達成できるマルチセルモジュールおよび該マルチセルモジュールを含む燃料電池スタックを提供することにある。
上記課題を解決する、そして上記目的を達成する、本発明は、つぎのとおりである。
(1) 積層された複数のセルを含むセル積層体と、
セル積層体の積層端面の外側部をセル積層方向に挟む第1の挟持部材と、
セル積層体の積層端面の内側部をセル積層方向に挟む、前記第1の挟持部材に対してセル積層方向に移動可能な、第2の挟持部材と、
を含むマルチセルモジュール。
(2) 第1の挟持部材は剛体でセル積層体のセル積層方向両面部位に一対あり、該一対の第1の挟持部材は連結用側板を介して互いに連結されており、第2の挟持部材は剛体でセル積層体のセル積層方向両面部位に一対ある(1)記載のマルチセルモジュール。
(3) セル面内方向において複数の挟持部材を有し、該複数の挟持部材は互いに異なる間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持するマルチセルモジュール。
(4) 前記挟持部材はセルの中央よりもセルの端部側ほど短い間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持する(3)記載のマルチセルモジュール。
(5) 前記挟持部材は、セル積層方向に移動不能な第1の挟持部材と、セル積層方向に移動可能に前記第1の挟持部材に連結された第2の挟持部材とを含む(3)または(4)記載のマルチセルモジュール。
(6) 前記セルはメタルセパレータを含む(1)〜(5)の何れかに記載のマルチセルモジュール。
(7) (1)〜(6)の何れかに記載の前記マルチセルモジュールを、複数、積層し、スタック締結荷重を付与した燃料電池スタック。
(8) セル積層方向での曲げ剛性がセルよりも大な1枚以上の板状部材がセル間に介在する(7)記載の燃料電池スタック。
(9) 前記板状部材の一方の面に接触するセルと他方の面に接触するセルとは、互いに逆方向に撓み、前記板状部材は撓まない(8)記載の燃料電池スタック。
(10) 前記セルはメタルセパレータを含む(8)または(9)記載の燃料電池スタック。
上記(1)のマルチセルモジュールによれば、第2の挟持部材が第1の挟持部材に対してセル積層方向に移動可能なため、マルチセルモジュールの両端の第2の挟持部材が拡散層からの面圧を受けた時に、互いに離れる方向に移動し、セル積層体の太鼓状の変形を吸収できる。マルチセルモジュールを複数積層してスタック締結荷重を付与した時には、各マルチセルモジュールの両端の第2の挟持部材が互いに近接する方向に移動して、第1の挟持部材とほぼ同位置になり、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決できる。
上記(2)のマルチセルモジュールによれば、第2の挟持部材が第1の挟持部材に対してセル積層方向に移動可能なため、マルチセルモジュールの両端の第2の挟持部材が拡散層からの面圧を受けた時に、互いに離れる方向に移動できる。その結果、モジュール化した時に、第2の挟持部材から第1の挟持部材に大きな荷重がかかることがなく、第1の挟持部材と連結用側板の連結部に損傷が生じない。
上記(3)のマルチセルモジュールによれば、セル面内方向において複数の挟持部材を有し、該複数の挟持部材は互いに異なる間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持するので、マルチセルモジュールの両端の、中央の挟持部材が互いに離れる方向に移動し、セル積層体の太鼓状の変形を吸収できる。マルチセルモジュールを複数積層してスタック締結荷重を付与した時には、各マルチセルモジュールの両端の、中央の挟持部材が互いに近接する方向に移動して、外周の挟持部材とほぼ同位置になり、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決できる。
上記(4)のマルチセルモジュールによれば、挟持部材は(マルチセルモジュールの自由状態において)、セルの中央よりもセルの端部側ほど短い間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持するので、中央の挟持部材から外周の挟持部材に大きな荷重がかかることがなく、外周の挟持部材が連結用側板によって連結されていても、外周の挟持部材と連結用側板の連結部に損傷が生じない。
上記(5)のマルチセルモジュールによれば、挟持部材が、(連結用側板によって連結されて)セル積層方向に移動不能な第1の挟持部材と、セル積層方向に移動可能に第1の挟持部材に連結された第2の挟持部材とを含むので、マルチセルモジュールの両端の第2の挟持部材が拡散層からの面圧を受けた時に、互いに離れる方向に移動できる。その結果、モジュール化した時に、第2の挟持部材から第1の挟持部材に大きな荷重がかかることがなく、第1の挟持部材(と連結用側板の連結部)に損傷が生じない。
上記(6)のマルチセルモジュールによれば、セルはメタルセパレータを含み、メタルセパレータは剛性が低いため、拡散層から面圧を受けた場合に、セル積層体が太鼓状に変形しやすいので、本発明による上記(1)〜(5)の問題解決がとくに効果的となる。
上記(7)の燃料電池スタックによれば、上記(1)〜(6)のマルチセルモジュールを、複数、積層し、スタック締結荷重を付与してスタックとしたので、スタックの全セルにわたって変形が累積することがなく各マルチセルモジュールでセル積層体の太鼓状変形を吸収でき、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決でき、かつ各マルチセルモジュールでマルチセルモジュールの両端の第1の挟持部材とそれを連結する外枠との連結部の損傷を防止することができる。
上記(8)の燃料電池スタックによれば、セル積層方向での曲げ剛性がセルよりも大な1枚以上の板状部材(第1、第2の挟持部材)がセル間に介在するので、各マルチセルモジュールのセル積層方向両端で平面度と垂直度(マルチセルモジュールの両端面のセル積層方向に対する垂直度)が出される。
上記(9)の燃料電池スタックに記載のように、上記(8)の燃料電池スタックでは、板状部材の一方の面に接触するセルと他方の面に接触するセルとは、互いに逆方向に撓み、板状部材は撓まない。
上記(10)の燃料電池スタックによれば、セルはメタルセパレータを含み、メタルセパレータは剛性が低いため、拡散層から面圧を受けた場合に、セル積層体が太鼓状に変形しやすいので、本発明による上記(8)、(9)の問題解決がとくに効果的となる。
以下に、本発明のマルチセルモジュールとそれを積層した燃料電池スタックを図1〜図5を参照して説明する。
まず、本発明のマルチセルモジュールとそれを積層した燃料電池スタックに含まれる燃料電池(セル)は、低温型燃料電池であり、たとえば固体高分子電解質型燃料電池10である。燃料電池10は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。
固体高分子電解質型燃料電池10は、図4に示すように、膜−電極アッセンブリ(MEA:Membrane-Electrode Assembly )19とセパレータ18との積層体からなる。
膜−電極アッセンブリ19は、イオン交換膜からなる電解質膜11とこの電解質膜11の一面に配置された触媒層からなる電極(アノード、燃料極)14および電解質膜11の他面に配置された触媒層からなる電極(カソード、空気極)17とからなる。膜−電極アッセンブリ19とセパレータ18との間には、アノード側、カソード側にそれぞれガス拡散層(単に、拡散層ともいう)13、16が設けられる。
図1に示すように、膜−電極アッセンブリ19とセパレータ18を重ねてセル10を構成し、セル10を複数積層してセル積層体1としセル積層体1のセル積層方向両端にセル積層体1を挟持する挟持部材2を配置してマルチセルモジュール(複数のセルで取扱の1単位であるモジュールを構成したもの)3を構成する。
図3に示すように、マルチセルモジュール3を1個以上セル積層方向に重ねてモジュール積層体とし、モジュール積層体のセル積層方向両端に、ターミナル20、インシュレータ21、エンドプレート22を配置し、両端エンドプレート22をセル積層方向に延びる締結部材24(たとえば、通しボルト)、ナット25にて固定し、モジュール積層体をセル積層方向に締め付けてスタック締結荷重を付与し燃料電池スタック23を構成する。スタック締結荷重の付与は、たとえばスタック一端側のエンドプレート22の内側にプレッシャプレート37を配置し、エンドプレート22とプレッシャプレート37の間にバネ35(たとえば、皿バネ)を配置してバネ力でスタック締結力を出すことにより行うことができる(他の方法でも可)。
図4、図5に示すように、セパレータ18には、発電領域51において、アノード14に燃料ガス(水素)を供給するための燃料ガス流路27が形成され、カソード17に酸化ガス(酸素、通常は空気)を供給するための酸化ガス流路28が形成されている。また、セパレータ18には冷媒(通常、冷却水)を流すための冷媒流路26も形成されている。セパレータ18には、非発電領域52において、燃料ガスマニホールド30、酸化ガスマニホールド31、冷媒マニホールド29が形成されている。燃料ガスマニホールド30は燃料ガス流路27と連通しており、酸化ガスマニホールド31は酸化ガス流路28と連通しており、冷媒マニホールド29は冷媒流路26と連通している。
各セル19の、アノード14側では、水素を水素イオン(プロトン)と電子に変換する電離反応が行われ、水素イオンは電解質膜11中をカソード17側に移動し、カソード17側では酸素と水素イオンおよび電子(隣りのMEAのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる)から水が生成され、次式にしたがって発電が行われる。
アノード側:H2 →2H+ +2e-
カソード側:2H+ +2e- +(1/2)O2 →H2
セパレータ18は、メタルセパレータ(樹脂フレームとの組み合わせである場合を含む)、またはカーボンセパレータからなる。図4は、セパレータ18がメタルセパレータである場合を示している。
図5、図1に示すように、各種流体は、互いに、かつ外部から、それぞれシールされる。各セル10のMEA19を挟む2つのセパレータ18間は、第1のシール部材32によってシールされており、隣接するセル19同士の間は、第2のシール部材32によってシールされており、マルチセルモジュール間は第3のシール部材32によってシールされている。メタルセパレータ18と電解質膜11との間には、非発電領域52において、樹脂フレーム(発電領域51が中抜きされた樹脂製フレームで、マニホールド孔は具備しているフレーム))が介装される場合があるが、その場合は、メタルセパレータ18と樹脂フレームとの間、および樹脂フレームと電解質膜11との間が第1のシール部材32によってシールされる。
第1のシール部材32、第2のシール部材32、第3のシール部材32は、たとえば接着剤、ゴムなどのガスケットから構成される。第1のシール部材32、第2のシール部材32、第3のシール部材32は同じシール部材から構成されてもよいし、互いに異なるシール部材から構成されてもよい。
図1、図2に示すように、マルチセルモジュール3は、積層された複数のセル10を含むセル積層体1と、セル積層体1をセル積層方向に挟持する挟持部材2を含む。
挟持部材2は、セル積層体1の積層端面の外側部(たとえば、非発電領域52)をセル積層方向に定寸で挟む第1の挟持部材4と、セル積層体1の積層端面のの内側部(たとえば、発電領域51)をセル積層方向に挟む、第1の挟持部材4に対してセル積層方向に移動可能な、第2の挟持部材5と、を含む。第2の挟持部材5は、第1の挟持部材4の内側にある。第2の挟持部材5の第1の挟持部材4に対する可動構造は、たとえば、第2の挟持部材5と第1の挟持部材4の一方にピン7を設け、他方に溝8を設けて、ピン7を溝8内で摺動可能とすることにより達成できる。ただし、他の可動構造としてもよい。
第1の挟持部材4は、剛体で、セル積層体1のセル積層方向両面部位に一対ある(各面に1枚、両面で一対)。一対の第1の挟持部材4は、セル積層体1の外周面に沿って設けられた連結用側板6(外枠板といってもよい)を介して互いに連結されており、セル積層体1に対してセル積層方向に移動不能である。図1、図2において、第1の挟持部材4と連結用側板6とは、たとえばネジ9により連結され固定されている。第1の挟持部材4には、スタックの連結ボルト24が挿通する孔36もあいている。
第2の挟持部材5は、剛体で、セル積層体1のセル積層方向両面部位に一対ある(各面に1枚、両面で一対)。第2の挟持部材5は導電性であり、たとえば金属製である。第1の挟持部材4は導電性(たとえば、金属製)であってもよいし絶縁性(たとえば、樹脂製)であってもよい。
連結用側板6は絶縁性であり、たとえば、樹脂製である。第1の挟持部材4と第2の挟持部材5は、セル10に比べて十分大な曲げ剛性を有する。
マルチセルモジュール3は、セル面内方向において複数の挟持部材4、5を有する。該複数の挟持部材4、5は、マルチセルモジュール3にスタック締結荷重がかかっていないフリーの状態において、互いに異なる間隔D1、D2でセル積層体1をセル積層方向に挟持している。
挟持部材2(第1の挟持部材4、第2の挟持部材5を含む)は、マルチセルモジュール3にスタック締結荷重がかかっていないフリーの状態で、セルの中央よりもセルの外周端部側ほど、短い間隔でセル積層体1をセル積層方向に挟持している。
挟持部材2のうち、第1の挟持部材4はセル積層方向に移動不能であり、第2の挟持部材5はセル積層方向に移動可能である。第2の挟持部材5は、第1の挟持部材4に移動可能に連結されている。
マルチセルモジュール3は、複数、セル積層方向に積層され、ばね35によりスタック締結荷重を付与されて、燃料電池スタック23を構成する。
燃料電池スタック23において、セル積層方向での曲げ剛性がセル10よりも大な1枚以上の板状部材4、5が、隣接するマルチセルモジュール3の間に、一つのマルチセルモジュール3のセルと、隣接するマルチセルモジュール3のセルとの間に介在する。
燃料電池スタック23において、板状部材4、5の一方の面に接触するセルと他方の面に接触するセルとは、互いに逆方向に撓み、板状部材4、5は撓まない。
燃料電池スタック23において、セルはメタルセパレータを含む。
つぎに、本発明の作用、効果を説明する。
本発明のマルチセルモジュール3では、第2の挟持部材5が第1の挟持部材4に対してセル積層方向に移動可能なため、マルチセルモジュール3の両端の第2の挟持部材5は、拡散層13、16から面圧を受けた時に、互いに離れる方向に移動し、セル積層体1の太鼓状の変形を吸収できる。また、第1、第2の挟持部材4、5がマルチセルモジュール3の両端面を構成しているので、セル10の太鼓状変形と無関係に平面度とセル積層方向との垂直度が出ている。また、各マルチセルモジュール3で両端面の平面度とセル積層方向との垂直度が出ているので、スタック化してもセル10の変形が累積することはない。スタック化した場合は、スタック締結荷重が付与されるので、各マルチセルモジュール3の両端の第2の挟持部材5が互いに近接する方向に移動して、セル積層方向において第1の挟持部材4とほぼ同位置になっており、セル10は全域にわたって第1の挟持部材4と第2の挟持部材5で同量(ほぼ均一に)圧縮されて、セル10の中央部と外側部との面圧不均一の問題が解決される。
第2の挟持部材5が第1の挟持部材4に対してセル積層方向に移動可能なため、マルチセルモジュール3の両端の第2の挟持部材5が拡散層13、16の圧縮の反力である面圧を受けた時に、互いに離れる方向に移動できる。その結果、モジュール化した時に、第2の挟持部材5から第1の挟持部材1にセル積層方向に大きな荷重がかかることがなく、第1の挟持部材4と連結用側板6の連結部に損傷(ネジ9の破損、ネジ9のかわりに第1の挟持部材4と連結用側板6とを接着剤で接着した場合は接着部位の剥がれ)が生じることが防止される。
セル面内方向において複数の挟持部材4、5を有し、該複数の挟持部材4、5はフリー状態において互いに異なる間隔D1、Dでセル積層体をセル積層方向に挟持するので、マルチセルモジュール3の両端の、中央の挟持部材5がセル積層方向に互いに離れる方向に移動し、セル積層体の太鼓状の変形を吸収できる。マルチセルモジュール3を複数積層してスタック締結荷重を付与しスタック化した時には、各マルチセルモジュール3の両端の、中央の挟持部材5がセル積層方向に互いに近接する方向に移動して、外周の挟持部材4とセル積層方向にほぼ同位置になり、従来の単にセルを積層した場合の、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決できる。
挟持部材4、5は(マルチセルモジュール3の自由状態において)、セルの中央よりもセルの端部側ほど短い間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持するので、中央の挟持部材から外周の挟持部材に大きな荷重がかかることがなく、外周の挟持部材が連結用側板によって連結されていても、外周の挟持部材と連結用側板の連結部に損傷が生じない。
挟持部材4、5が、連結用側板6によって連結されることによりセル積層方向に移動不能とされている第1の挟持部材4と、セル積層方向に移動可能に第1の挟持部材4に連結された第2の挟持部材5とを含むので、マルチセルモジュール3の両端の第2の挟持部材5が拡散層13、16からの面圧を受けた時に、互いに離れる方向に移動できる。その結果、モジュール化した時に、第2の挟持部材5から第1の挟持部材4にセル積層方向に大きな荷重がかかることがなく、第1の挟持部材4と連結用側板6の連結部(ネジ8による連結や接着剤による接着部)に損傷が生じない。
セル10のセパレータ18がメタルセパレータである場合は、メタルセパレータは剛性が低いため、拡散層13、16から面圧を受けた場合に、セル積層体が太鼓状に変形しやすいので、上記のセル積層体1の太鼓状変形吸収効果がとくに発揮される。
燃料電池スタック23において、上記のマルチセルモジュール3を、複数、積層してスタックを構成したので、従来のようなスタック23の全セルにわたって変形が累積するという問題が解決され、各マルチセルモジュール3でセル積層体1の太鼓状変形を吸収できる。その結果、セル中央部と外側部との面圧不均一の問題を解決でき、かつ各マルチセルモジュール3でマルチセルモジュールの両端の第1の挟持部材4とそれを連結する外枠6との連結部の損傷を防止することができる。
燃料電池スタック23において、セル積層方向での曲げ剛性がセルよりも大な1枚以上の板状部材4、5(第1、第2の挟持部材4、5)がセル間に介在するので、各マルチセルモジュール3の両端部で平面度とセル積層方向に対する垂直度が出される。
この場合、板状部材4、5の一方の面に接触するセルと他方の面に接触するセルとは、互いに逆方向に撓み、板状部材4、5は剛体のため撓まない。
セル10がメタルセパレータを含む場合は、メタルセパレータは剛性が低いため、拡散層13、16から面圧を受けた場合に、セル積層体1が太鼓状に変形しやすいので、上記のセル積層体1の太鼓状変形吸収効果がとくに発揮される。
本発明のマルチセルモジュールの断面図である。 本発明のマルチセルモジュールの平面図(または正面図)である。 本発明の燃料電池スタックの側面図である。 本発明のマルチセルモジュール、燃料電池スタックの一部の断面図である。 本発明のマルチセルモジュール、燃料電池スタックのセル間から見たマルチセルモジュールの平面図(または正面図)である。
符号の説明
1 マルチセルモジュールのセル積層体
2 挟持部材
3 マルチセルモジュール
4 第1の挟持部材
5 第2の挟持部材
6 連結用側板(外枠板)
7 ピン
8 溝
9 ネジ
10 (固体高分子電解質型)燃料電池
11 電解質膜
13、16 拡散層
14 アノード
17 カソード
18 セパレータ
19 MEA
20 ターミナル
21 インシュレータ
22 エンドプレート
23 燃料電池スタック
24 締結部材(たとえば、通しボルト)
25 ナット
26 冷媒流路(冷却水流路)
27 燃料ガス流路
28 酸化ガス流路
29 冷媒マニホールド
30 燃料ガスマニホールド
31 酸化ガスマニホールド
32 第1、第2、第3のシール部材
35 バネ
36 孔
37 プレッシャプレート
51 発電領域
52 非発電領域

Claims (10)

  1. 積層された複数のセルを含むセル積層体と、
    セル積層体の積層端面の外側部をセル積層方向に挟む第1の挟持部材と、
    セル積層体の積層端面の内側部をセル積層方向に挟む、前記第1の挟持部材に対してセル積層方向に移動可能な、第2の挟持部材と、
    を含むマルチセルモジュール。
  2. 第1の挟持部材は剛体でセル積層体のセル積層方向両面部位に一対あり、該一対の第1の挟持部材は連結用側板を介して互いに連結されており、第2の挟持部材は剛体でセル積層体のセル積層方向両面部位に一対ある請求項1記載のマルチセルモジュール。
  3. セル面内方向において複数の挟持部材を有し、該複数の挟持部材は互いに異なる間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持するマルチセルモジュール。
  4. 前記挟持部材はセルの中央よりもセルの端部側ほど短い間隔でセル積層体をセル積層方向に挟持する請求項3記載のマルチセルモジュール。
  5. 前記挟持部材は、セル積層方向に移動不能な第1の挟持部材と、セル積層方向に移動可能に前記第1の挟持部材に連結された第2の挟持部材とを含む請求項3または請求項4記載のマルチセルモジュール。
  6. 前記セルはメタルセパレータを含む請求項1〜請求項5の何れか一項記載のマルチセルモジュール。
  7. 請求項1〜請求項6の何れか一項記載の前記マルチセルモジュールを、複数、積層し、スタック締結荷重を付与した燃料電池スタック。
  8. セル積層方向での曲げ剛性がセルよりも大な1枚以上の板状部材がセル間に介在する請求項7記載の燃料電池スタック。
  9. 前記板状部材の一方の面に接触するセルと他方の面に接触するセルとは、互いに逆方向に撓み、前記板状部材は撓まない請求項8記載の燃料電池スタック。
  10. 前記セルはメタルセパレータを含む請求項8または請求項9記載の燃料電池スタック。
JP2006093799A 2006-03-30 2006-03-30 マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック Expired - Fee Related JP5109277B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006093799A JP5109277B2 (ja) 2006-03-30 2006-03-30 マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006093799A JP5109277B2 (ja) 2006-03-30 2006-03-30 マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007273113A true JP2007273113A (ja) 2007-10-18
JP5109277B2 JP5109277B2 (ja) 2012-12-26

Family

ID=38675731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006093799A Expired - Fee Related JP5109277B2 (ja) 2006-03-30 2006-03-30 マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5109277B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014007182A1 (ja) * 2012-07-02 2014-01-09 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
WO2014068854A1 (ja) * 2012-11-02 2014-05-08 トヨタ自動車株式会社 セルモジュール、および、燃料電池スタック
WO2014171260A1 (ja) * 2013-04-15 2014-10-23 日産自動車株式会社 燃料電池の製造方法及び製造装置
JP2022515948A (ja) * 2018-07-31 2022-02-24 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 燃料電池スタック、燃料電池スタックを製造するための方法および燃料電池スタックを作動させるための方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205972A (ja) * 1984-03-29 1985-10-17 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
JPS6158176A (ja) * 1984-08-30 1986-03-25 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
JP2000012068A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池装置
JP2000133291A (ja) * 1998-04-17 2000-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造法
JP2002151136A (ja) * 2000-11-07 2002-05-24 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2004185845A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Suzuki Motor Corp 燃料電池スタックの締結構造
JP2004207074A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Honda Motor Co Ltd 燃料電池
JP2004362940A (ja) * 2003-06-04 2004-12-24 Yuasa Corp 燃料電池セルスタック
JP2005149849A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2005158615A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の製造方法および燃料電池の製造装置
JP2005243282A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタックの組み付け方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60205972A (ja) * 1984-03-29 1985-10-17 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
JPS6158176A (ja) * 1984-08-30 1986-03-25 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
JP2000133291A (ja) * 1998-04-17 2000-05-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池およびその製造法
JP2000012068A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Mitsubishi Electric Corp 燃料電池装置
JP2002151136A (ja) * 2000-11-07 2002-05-24 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2004185845A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Suzuki Motor Corp 燃料電池スタックの締結構造
JP2004207074A (ja) * 2002-12-25 2004-07-22 Honda Motor Co Ltd 燃料電池
JP2004362940A (ja) * 2003-06-04 2004-12-24 Yuasa Corp 燃料電池セルスタック
JP2005149849A (ja) * 2003-11-13 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP2005158615A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Honda Motor Co Ltd 燃料電池の製造方法および燃料電池の製造装置
JP2005243282A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタックの組み付け方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150140466A1 (en) * 2012-07-02 2015-05-21 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell stack
US9979042B2 (en) * 2012-07-02 2018-05-22 Nissan Motor Co., Ltd. Fuel cell stack
WO2014007182A1 (ja) * 2012-07-02 2014-01-09 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
JP5839122B2 (ja) * 2012-07-02 2016-01-06 日産自動車株式会社 燃料電池スタック
CN104769761B (zh) * 2012-11-02 2016-08-17 丰田自动车株式会社 电池模块以及燃料电池组
CN104769761A (zh) * 2012-11-02 2015-07-08 丰田自动车株式会社 电池模块以及燃料电池组
JP2014093168A (ja) * 2012-11-02 2014-05-19 Toyota Motor Corp セルモジュール、および、燃料電池スタック
US9525188B2 (en) 2012-11-02 2016-12-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cell module and fuel cell stack
WO2014068854A1 (ja) * 2012-11-02 2014-05-08 トヨタ自動車株式会社 セルモジュール、および、燃料電池スタック
CN105210224A (zh) * 2013-04-15 2015-12-30 日产自动车株式会社 燃料电池的制造方法和制造装置
WO2014171260A1 (ja) * 2013-04-15 2014-10-23 日産自動車株式会社 燃料電池の製造方法及び製造装置
JP6056964B2 (ja) * 2013-04-15 2017-01-11 日産自動車株式会社 燃料電池の製造方法及び製造装置
CN105210224B (zh) * 2013-04-15 2019-06-18 日产自动车株式会社 燃料电池的制造方法和制造装置
JP2022515948A (ja) * 2018-07-31 2022-02-24 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 燃料電池スタック、燃料電池スタックを製造するための方法および燃料電池スタックを作動させるための方法
JP7150133B2 (ja) 2018-07-31 2022-10-07 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 燃料電池スタック、燃料電池スタックを製造するための方法および燃料電池スタックを作動させるための方法
US11652229B2 (en) 2018-07-31 2023-05-16 Robert Bosch Gmbh Fuel cell stack, method for producing a fuel cell stack and method for operating a fuel cell stack

Also Published As

Publication number Publication date
JP5109277B2 (ja) 2012-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4747486B2 (ja) 燃料電池
CA2549555C (en) Fuel cell stack structure with an adhesive layer
CN103730679B (zh) 燃料电池组
JPWO2007105740A1 (ja) セル積層体およびこれを備えた燃料電池
JP2007250353A (ja) 燃料電池
JP4510267B2 (ja) 燃料電池スタック
WO2014007182A1 (ja) 燃料電池スタック
JP5034273B2 (ja) 燃料電池
JP5109277B2 (ja) マルチセルモジュールおよび燃料電池スタック
JP4592927B2 (ja) 燃料電池スタックの製造方法
JP2009070674A (ja) 燃料電池スタック
JP2007193970A (ja) 燃料電池
JP2007194124A (ja) 燃料電池
JP4042547B2 (ja) 燃料電池のシール構造
JP4569084B2 (ja) 燃料電池積層構造
JP2003086229A (ja) 燃料電池のスタック構造
JP4581702B2 (ja) 燃料電池
JP4608924B2 (ja) 燃料電池スタック
JP4539069B2 (ja) 燃料電池
JP4752253B2 (ja) 燃料電池
JP2007242373A (ja) 燃料電池とその製造方法
JP3636126B2 (ja) 燃料電池のシール構造
JP4765594B2 (ja) 燃料電池
JP2008108485A (ja) 燃料電池
JP4851722B2 (ja) 燃料電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111220

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120911

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120924

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5109277

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees