[发明专利]燃料电池用隔离部件和电芯

说明书

本发明提供一种燃料电池用隔离部件和电芯。构成电芯(12)的第一金属隔离部件(30)具有：氧化剂气体入口连通孔(34a)，其在隔离部件厚度方向上贯通形成；连通孔压制肋部(53)，其环绕氧化剂气体入口连通孔(34a)的外周；和多个通道(86)，其从连通孔压制肋部(53)的侧壁突出，并且在隔离部件厚度方向上鼓出形成。多个通道(86)的与连通孔压制肋部(53)连接的根部的截面形状彼此相同。根据本发明，能够以简单且经济的结构来实现施加于包围连通孔的压制肋密封件的表面压力的均匀化。

技术领域

本发明涉及一种具有包围流体连通孔的压制肋密封件的燃料电池用隔离部件和电芯。

背景技术

例如，固体高分子型燃料电池具有膜电极组件(MEA)，该膜电极组件(MEA)为在由高分子离子交换膜构成的电解质膜的一个面上配设有阳极电极，在另一个面上配设有阴极电极的膜电极组件。膜电极组件通过被隔离部件(双极板)夹持而构成电芯(单体燃料电池)。具有将电芯层叠规定数量而成的层叠体的燃料电池堆例如被装入燃料电池车辆(燃料电池电动汽车等)。

在燃料电池堆中，有时使用金属隔离部件作为隔离部件。此时，为了防止氧化剂气体和燃料气体、即反应气体、冷却介质的泄漏，而在金属隔离部件上设置有密封部件。

密封部件使用氟类或硅酮等弹性橡胶密封件，而存在成本高涨的问题。因此，例如，如下述的美国发明专利特许第7718293号的说明书所公开的那样，采用在金属隔离部件上形成凸形状的压制肋密封件来代替弹性橡胶密封件的结构。

发明内容

为了分别单独地供给和排出反应气体和冷却介质，而在电芯的层叠体上设置有沿层叠方向贯通金属隔离部件的连通孔，金属隔离部件中的各连通孔由压制肋密封件单独地被包围。为了使反应气体在发电区域与连通孔之间流通，而在金属隔离部件上设置有连通压制肋密封件的内侧与外侧的连接流路(桥部)。施加于压制肋密封件的表面压力(压制肋密封件的顶端处的接触压力)受到连接于压制肋密封件的连接流路的截面形状的影响。希望抑制施加于压制肋密封件的表面压力的差异。

本发明的目的在于，提供一种燃料电池用隔离部件和电芯，能够以简单且经济的结构来实现施加于包围连通孔的压制肋密封件的表面压力的均匀化。

为了达成上述目的，本发明的燃料电池用隔离部件形成有流体流路、流体连通孔和密封用的压制肋密封件，且层叠于膜电极组件，并在层叠方向上被施加压缩载荷，其中，所述流体流路使为氧化剂气体、燃料气体或制冷剂的流体向沿着电极面的方向流通；所述流体连通孔与所述流体流路连通，并且在隔离部件厚度方向上贯通而形成；密封用的所述压制肋密封件环绕所述流体连通孔的外周，并且向所述隔离部件厚度方向突出，所述燃料电池用隔离部件具有多个通道，所述多个通道从所述压制肋密封件的侧壁突出，并且在所述隔离部件厚度方向上鼓出而形成，所述多个通道的与所述压制肋密封件连接的根部的截面形状彼此相同。

优选所述多个通道各自的截面形状为梯形，且彼此的底边长度、上边长度和高度相同。

优选所述多个通道具有从所述压制肋密封件的内周侧壁突出的多个内侧通道和从所述压制肋密封件的外周侧壁突出的多个外侧通道，所述多个内侧通道和所述多个外侧通道彼此交错地连接于所述压制肋密封件。

优选所述多个通道具有从所述压制肋密封件的内周侧壁突出的内侧通道和从所述压制肋密封件的外周侧壁突出的外侧通道，所述内侧通道和所述外侧通道的与所述压制肋密封件连接的根部的截面形状彼此相同。

优选具有与该燃料电池用隔离部件相邻的其他燃料电池用隔离部件，该燃料电池用隔离部件的所述多个通道与设置于所述其他燃料电池用隔离部件的多个通道的截面形状相同。

本发明的电芯具有上述任一种燃料电池用隔离部件和层叠于所述燃料电池用隔离部件的膜电极组件。