[发明专利]用于燃料电池的分隔件以及燃料电池

说明书

本发明提供了一种用于燃料电池的分隔件，其中，该燃料电池具有置于分隔件之间的利用反应气体产生电力的膜电极组件，所述分隔件包括设置有供反应气体流动穿过的流路槽组的分隔板。流路槽组包括单个第一流路槽、多个第二流路槽以及将第一流路槽的端部连接至第二流路槽的端部的分支部。分支部包括窄部，该窄部具有比分支部的其余部分的槽宽窄的槽宽。窄部的槽深比分支部的其余部分的槽深浅。

技术领域

本发明涉及用于燃料电池的分隔件以及燃料电池。

背景技术

具有安装在其中的燃料电池堆的燃料电池车辆(fuelcell vehicle，FCV)已经开发为与汽油车辆不同的新的车辆。安装在FCV中的燃料电池通过例如氢气的燃料与空气中的氧气的电化学反应产生电力，并且由此驱动马达。

燃料电池堆通过堆叠多个燃料电池来构造。燃料电池包括发生电化学反应的膜电极组件(membrane electrode assembly，MEA)以及一对分隔板，其中，MEA置于该对分隔板之间。第一分隔板设置有供氢气流动穿过的流路槽，第二分隔板设置有供空气流动穿过的流路槽，以使得氢气和空气分别从流路槽供给至MEA。

作为流路槽的形式，例如将单个流路槽分支成多个流路槽(例如，参照日本未审查专利申请公报No.2009-59685(JP 2009-59685A)、日本未审查专利申请公报No.2009-81061(JP 2009-81061A)、日本未审查专利申请公报No.2007-207731(JP 2007-207731A)、日本未审查专利申请公报No.2007-207730(JP 2007-207730A)和日本未审查专利申请公报No.2004-178816(JP 2004-178816A))。在这种类型的流路槽中，构成流路槽的位于流路槽的分支部处的肋之间的距离大于构成位于分支部前后的部分的肋之间的距离。因此，分隔板不能用肋以适当的间隔保持MEA，并且MEA的未被分隔板的肋压缩的区域增加。

在该区域中，MEA由于反复的干燥及润湿而发生收缩及膨胀，并且由此使MEA可能发生变形。因此，MEA发生褶皱、折叠等，并且由此MEA劣化。于是，存在例如发生交叉泄漏的可能性(例如，参照日本未审查专利申请公报No.20012-119169(JP2012-119169A))。

发明内容

关于该问题，当整个流路槽的槽宽变窄时，肋之间的间隔即使在分支部处也会充分变窄，并且MEA的未被压缩的区域可以减少。然而，在这种情况下，在分隔板的制造过程中，例如当通过压制成型或碳成型形成流路槽时，需要相对较高的加工精度。因此，难以保持生产效率。该问题不限于安装在FCV中的燃料电池堆，并且也存在于用于其他目的燃料电池堆中。

本发明提供了一种用于燃料电池的分隔件以及能够在抑制膜电极组件劣化的同时保持生产效率的燃料电池。

本发明的第一方面涉及一种用于燃料电池的分隔件，其中，该燃料电池具有置于所述分隔件之间的利用反应气体产生电力的膜电极组件，所述分隔件包括设置有供反应气体流动穿过的流路槽组的分隔板。流路槽组包括单个第一流路槽、多个第二流路槽以及将第一流路槽的端部连接至多个第二流路槽的端部的分支部。分支部包括窄部，该窄部具有比分支部的其余部分的槽宽窄的槽宽。窄部的槽深比分支部的其余部分的槽深浅。分支部的其余部分是分支部的除了窄部之外的部分。

在根据第一方面的分隔件中，窄部可以连接至多个第二流路槽中的每个第二流路槽的入口。

在根据第一方面的分隔件中，多个第二流路槽中的每个第二流路槽所延伸的方向与单个第一流路槽所延伸的方向之间的角度可以彼此相等。分别地连接至多个第二流路槽的入口的窄部的槽宽可以彼此相等。

在根据第一方面的分隔件中，多个第二流路槽中的每个第二流路槽具有形成于该第二流路槽所延伸的方向与单个第一流路槽所延伸的方向之间的角度，并且连接至具有较大角度的第二流路槽的入口的窄部的槽宽更宽。