(57)【要約】      （修正有）【課題】プレート間での相対位置のずれが起こりにくく、更にターミナルプレートとエンドプレートの寸法のばらつきを吸収することが可能な燃料電池スタックを提供する。【解決手段】ターミナルプレート部３及びエンドプレート部４を樹脂によって絶縁した状態で且つ一体的に成形する樹脂部５が設けられ、樹脂部は、発電に関する発電関連物質が、セル積層部２に対して供給され又は該セル積層部２から排出される出入口に応じて設置される通路であって、該発電関連物質の該セル積層部２とその外部との移動を可能とする供給排出通路を有する、燃料電池スタック。【選択図】図２
2010205463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両面に電極が配設され、燃料ガスと酸化ガスの化学反応により発電するセルが積層されたセル積層部と、
前記セル積層部の積層方向両端に設けられ、積層されたセルによって発電された電力を集電するターミナルプレート部と、
前記セル積層部及び前記ターミナルプレート部を該ターミナルプレート部の外側から保持するエンドプレート部と、を備える燃料電池スタックであって、
前記ターミナルプレート部及び前記エンドプレート部を樹脂によって絶縁した状態で且つ一体的に成形する樹脂部が設けられ、
前記樹脂部は、前記発電に関する発電関連物質が、前記セル積層部に対して供給され又は該セル積層部から排出される出入口に応じて設置される通路であって、該発電関連物質の該セル積層部とその外部との移動を可能とする供給排出通路を有する、
燃料電池スタック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応によって電気を発生させる燃料電池は、発電効率が高く、排出されるガスがクリーンであるため、環境に対する影響が極めて少ない。そのため、燃料電池は、発電用、低公害の自動車用電源等の様々な用途に期待されている。
【０００３】
この燃料電池は、電解質膜の両面に電極が配設され、燃料ガスと酸化ガスの化学反応により発電するセルが所定数だけ積層することにより、燃料電池スタックとして使用される。セルは、例えば、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜と、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極と、２枚のセパレータから構成される。
【０００４】
従来の燃料電池スタックは、セルによって発電した電力を集電するターミナルプレートが積層されたセルの両端に設けられ、更にターミナルプレートの外側両端に絶縁プレートを介してエンドプレートが設けられる（特許文献１から３を参照。）。つまり、従来の燃料電池スタックは、ターミナルプレート、エンドプレート、絶縁プレートが個々に重ね合わさって配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４９１２９号公報
【特許文献２】特開２００５−２６８１８４号公報
【特許文献３】特開２００８−２４３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の燃料電池スタックは、ターミナルプレート、エンドプレート、絶縁プレートが個々に重ね合わさって配置される。しかし、燃料電池スタックに衝撃が加えられたとき、ターミナルプレート、エンドプレート、絶縁プレートの間で相対位置のずれが起こりやすく、燃料ガス、酸化ガス、又は冷却媒体の漏れが発生することがある。更に、従来の燃料電池スタックは、ターミナルプレート、エンドプレート、絶縁プレートが個々に重ね合わさった際に、寸法のばらつきが大きくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、プレート間での相対位置のずれが起こりにくく、更にターミナルプレートとエンドプレートの寸法のばらつきを吸収することが可能な燃料電池スタックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、ターミナルプレート部とエンドプレート部を樹脂部によって絶縁した状態で且つ一体的に成型する点を工夫した。これにより、ターミナルプレート部とエンドプレート部の間で相対位置のずれが起こり難く、更にターミナルプレート部とエンドプレート部の寸法のばらつきを吸収する燃料電池スタックを提供することが可能である。
【０００９】
詳細には、本発明に係る燃料電池スタックは、電解質膜の両面に電極が配設され、燃料
ガスと酸化ガスの化学反応により発電するセルが積層されたセル積層部と、前記セル積層部の積層方向両端に設けられ、積層されたセルによって発電された電力を集電するターミナルプレート部と、前記セル積層部及び前記ターミナルプレート部を該ターミナルプレート部の外側から保持するエンドプレート部と、を備える燃料電池スタックであって、前記ターミナルプレート部及び前記エンドプレート部を樹脂によって絶縁した状態で且つ一体的に成形する樹脂部が設けられ、前記樹脂部は、前記発電に関する発電関連物質が、前記セル積層部に対して供給され又は該セル積層部から排出される出入口に応じて設置される通路であって、該発電関連物質の該セル積層部とその外部との移動を可能とする供給排出通路を有する。
【００１０】
セル積層部は、電解質膜の両面に電極が配設され、燃料ガスと酸化ガスの化学反応により発電するセルが積層されたものである。従って、本発明に係る燃料電池スタックは、発電効率が高く、排出されるガスがクリーンであり、環境に対する影響が極めて少ない。
【００１１】
ターミナルプレート部は、セル積層部の積層方向両端に設けられ、積層されたセルによって発電された電力を集電する。また、エンドプレート部は、セル積層部及びターミナルプレート部を該ターミナルプレート部の外側から保持する。尚、ターミナルプレート部とエンドプレート部は、通常、金属製である。
【００１２】
樹脂部は、ターミナルプレート部及びエンドプレート部を樹脂によって絶縁した状態で且つ一体的に形成する。その結果、本発明に係る燃料電池スタックは、衝撃が加えられても、ターミナルプレート部とエンドプレート部の間での相対位置のずれが起こりにくく、ターミナルプレート部とエンドプレート部が絶縁した状態を維持することが可能である。また、樹脂によって一体的に形成することにより、ターミナルプレート部とエンドプレート部の寸法のばらつきを吸収することが可能である。その結果、本発明に係る燃料電池スタックは、ターミナルプレート部の厚さのばらつきに関係なく、ターミナルプレート部の平行度の精度を高くすることが可能である。従って、本発明に係る燃料電池スタックは、ターミナルプレート部がセルの電極面に均一に荷重を付与することが可能であるため、良好な発電性能を得ることが可能である。
【００１３】
更に、樹脂部は、発電に関する発電関連物質が、セル積層部に対して供給され又は該セル積層部から排出される出入口に応じて設置される通路であって、該発電関連物質の該セル積層部とその外部との移動を可能とする供給排出通路を有する。その結果、本発明に係る燃料電池スタックは、供給排出通路を、発電関連物質がセル積層部に対して供給され又は該セル積層部から排出される出入口と直接繋ぐことが可能であるため、エンドプレート部にパイプを後付けする必要がなく、コストを削減することが可能である。また、金属製であるターミナルプレート部及びエンドプレート部が、発電関連物質に接触することがないため、ターミナルプレート部及びエンドプレート部の防錆処理が不要である。尚、発電関連物質は、例えば、燃料ガス、酸化ガス、又は冷却媒体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、プレート間での相対位置のずれが起こりにくく、更にターミナルプレートとエンドプレートの寸法のばらつきを吸収することが可能な燃料電池スタックを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る燃料電池スタックの概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る燃料電池スタックの部分断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１について、図面に基づいて説明する。以下に示す実施例は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１７】
本発明の実施例に係る燃料電池スタック１の各構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１の斜視図である。図２は、図１に示す燃料電池スタック１のＡ−Ａ部分断面概略図である。また、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１は、図２に示すように、セル積層部２と、ターミナルプレート部３と、エンドプレート部４と、樹脂部５を主な構成とする。以下、各構成について、図１及び図２を基に具体的に説明する。
【００１８】
先ず、セル積層部２について説明する。セル積層部２は、電解質膜の両面に電極が配設され、燃料ガスと酸化ガスの化学反応により発電するセル２１が積層されたものである。セル２１は、例えば、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜と、燃料ガスが供給されるアノード電極と、酸化ガスが供給されるカソード電極と、２枚のセパレータから構成される（不図示）。以上により、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１は、発電効率が高く、排出されるガスがクリーンであり、環境に対する影響が極めて少ない。
【００１９】
次に、ターミナルプレート部３について説明する。ターミナルプレート部３は、セル積層部２の積層方向両端に設けられ、セル積層部２によって発電された電力を集電する。また、ターミナルプレート部３は、セル積層部２の末端のセル２１と、樹脂部５に挟まれて配置される。尚、ターミナルプレート部３は、金属製である。
【００２０】
エンドプレート部４について説明する。エンドプレート部４は、セル積層部２及びターミナルプレート部３を該ターミナルプレート部３の外側から保持する。尚、エンドプレート部４は、金属製である。
【００２１】
樹脂部５について説明する。樹脂部５は、ターミナルプレート部３及びエンドプレート部４を樹脂によって絶縁した状態で且つ一体的に形成する。尚、ターミナルプレート部３及びエンドプレート部４を樹脂によって一体的に形成する方法は、金型内にターミナルプレート部３とエンドプレート部４を装填した後、樹脂を注入して、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４を樹脂で包んで固化させ、一体化させるインサート成形によって成形する。従って、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１は、衝撃が加えられても、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４が一体化されているため、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４の間での相対位置のずれが起こりにくく、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４が絶縁した状態を維持することが可能である。
【００２２】
更に、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４の厚さにばらつきがある場合であっても、金型内にターミナルプレート部３とエンドプレート部４を装填した後、樹脂を注入するため、樹脂部５がターミナルプレート部３とエンドプレート部４の寸法のばらつきを吸収することが可能である。その結果、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１は、ターミナルプレート部３の厚さのばらつきに関係なく、ターミナルプレート部３の平行度の精度を高くすることが可能である。従って、本発明に係る燃料電池スタック１は、ターミナルプレート部３がセル２１の電極面に均一に荷重を付与することが可能であるため、良好な発電性能を得ることが可能である。尚、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４の間には樹脂部５が存在しているため、ターミナルプレート部３とエンドプレート部４の間の絶縁を保つことが可能である。
【００２３】
また、樹脂部５は、燃料ガス、酸化ガス、及び冷却媒体等の発電に関する発電関連物質が、セル積層部２に対して供給され又は該セル積層部２から排出される出入口２２に応じて設置される通路であって、該発電関連物質の該セル積層部２とその外部との移動を可能
とする供給排出通路５１を有する。供給排出通路５１は、予め金型に形成しておき、樹脂部５がターミナルプレート部３及びエンドプレート部４を樹脂によって一体成形する際に、形成される。その結果、本発明の実施例に係る燃料電池スタック１は、供給排出通路５１を、燃料ガス、酸化ガス、及び冷却媒体を通る配管と直接繋ぐことが可能であるため、エンドプレート部４にパイプを後付けする必要がなく、コストを削減することが可能である。また、金属製であるターミナルプレート部３及びエンドプレート部４が、燃料ガス、酸化ガス、及び冷却媒体の何れにも接触することがないため、ターミナルプレート部３及びエンドプレート部４の防錆処理が不要である。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・燃料電池スタック
２・・・セル積層部
２１・・・セル
２２・・・出入口
２３・・・通路
３・・・ターミナルプレート部
４・・・エンドプレート部
５・・・樹脂部
５１・・・供給排出通路
【図１】
2010205463.tif 000003
【図２】
2010205463.tif 000004