[发明专利]燃料电池堆及使用了该燃料电池堆的载荷分担方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过将多个燃料电池单元层叠起来而构成的燃料电池堆及使用了该燃料电池堆的载荷分担方法。

背景技术

作为该种以往技术，存在专利文献1所公开的内容。

专利文献1所公开的燃料电池堆是通过将多个具有膜电极接合体的单电池单元层叠起来而构成的，该燃料电池堆包括：绝缘构件，其沿着该膜电极接合体的外周形成，且具有电绝缘性；及粘接构件，其用于将相邻接的单电池单元中的上述绝缘构件彼此接合起来。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2010－123377号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的专利文献1所述的燃料电池堆中，利用粘接构件将绝缘构件彼此接合起来，因此，以绝缘构件追随燃料电池堆在层叠方向上的位移的方式使粘接构件变形，从而能够抑制绝缘构件发生龟裂。

但是，上述粘接构件并不会分担作用于阳极隔板和阴极隔板的载荷，而且，阳极电极的气体扩散层、阴极电极的气体扩散层会伴随着因阳极气体、或因阳极气体与阴极气体的差而产生的脉动运转而发生膨胀或萎缩，然而，无法否认以下可能发生的情况：伴随着该膨胀或萎缩对膜电极接合体反复作用应力，从而导致膜电极接合体发生破损等。

因此，本发明的目的在于，提供一种燃料电池堆及使用了该燃料电池堆的载荷分担方法，该燃料电池堆能够分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷，而且，能够消除该层叠方向上的拉伸载荷的作用。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的本发明是一种燃料电池堆，其是通过将配有阳极隔板和阴极隔板的燃料电池单元层叠在电池单元框架的两个面侧而构成的，该电池单元框架配设有膜电极接合体，该膜电极接合体是通过在两个面接合有阳极侧的气体扩散层和阴极侧的气体扩散层而构成的，该燃料电池堆的特征在于，该燃料电池堆包括：阳极侧载荷分担构件，其将上述阳极隔板、电池单元框架及气体扩散层彼此固定，用于分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷；及阴极侧载荷分担构件，其将阴极隔板、电池单元框架及气体扩散层彼此固定，用于分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷，在上述阳极侧载荷分担构件或阴极侧载荷分担构件上、或者在上述这两者上设有用于消除燃料电池单元的层叠方向上的拉伸载荷的作用的载荷消除部件。

在该结构中，能够利用阳极侧载荷分担构件和阴极侧载荷分担构件分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷，在作用有燃料电池单元的层叠方向上的拉伸载荷时，能够利用载荷消除部件消除拉伸载荷的作用。由此，能够分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷，而且，能够消除该层叠方向上的拉伸载荷的作用。

发明的效果

采用本发明，能够利用阳极侧载荷分担构件和阴极侧载荷分担构件分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷，在作用了燃料电池单元的层叠方向上的拉伸载荷时，能够利用载荷消除部件消除拉伸载荷的作用，因此，能够分担燃料电池单元的层叠方向上的压缩载荷，而且，能够消除该层叠方向上的拉伸载荷的作用，由此，能够防止膜电极接合体破损等。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的燃料电池堆的立体图。

图2是该燃料电池堆的分解立体图。

图3是构成燃料电池单元的一部分的电池单元框架的放大主视图。

图4是构成该燃料电池单元的一部分的隔板的放大主视图。

图5是沿着图4所示的Ⅰ－Ⅰ线的局部放大剖视图，其表示的是第一例的载荷消除部件。

图6的(A)是表示膜电极接合体的位移与阳极侧载荷分担构件、阴极侧载荷分担构件的关系的图，图6的(B)是表示膜电极接合体所产生的应力与是否设有阳极侧载荷分担构件、阴极侧载荷分担构件之间的关系的图，图6的(C)是表示施加于膜电极接合体的反复弯曲应力与反复次数之间的关系的图。

图7表示的是第二例的载荷消除部件，其是与沿着图4所示的Ⅰ－Ⅰ线的部分相当的局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的一实施方式的燃料电池堆的立体图，图2是该燃料电池堆的分解立体图，图3是构成燃料电池单元的一部分的电池单元框架的放大主视图。而且，图4是构成该燃料电池单元的一部分的隔板的放大主视图，图5是沿着图4所示的Ⅰ－Ⅰ线的局部放大剖视图，其表示的是第一例的载荷消除部件。

第1实施例