(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成で、端部セルの温度低下を確実に阻止することができ、良好な発電性能を維持するとともに、所望のシール機能を確保することを可能にする。【解決手段】燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が積層される積層体１４の一方の端部に、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート１８ｂ及びエンドプレート２０ｂを配設する。ターミナルプレート１６ｂと絶縁プレート１８ｂとの間には、コネクタ部７４を有するシート状ヒータ７２が介装される一方、前記絶縁プレート１８ｂの内部には、前記コネクタ部７４が挿入される開口部７０が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁部材及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックであって、
少なくとも一方のターミナルプレートと絶縁部材との間には、コネクタ部を有するシート状ヒータが介装される一方、
前記絶縁部材の内部、該絶縁部材と前記ターミナルプレートとの間又は該ターミナルプレートの内部には、前記積層方向に交差する方向に延在し、前記コネクタ部が挿入される開口部が形成されることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池スタックにおいて、前記絶縁部材には、前記ターミナルプレートが収容される凹部が形成されるとともに、
前記凹部は、前記開口部を介して外部に連通することを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池スタックにおいて、前記絶縁部材には、前記積層方向に貫通する孔部が形成され、前記孔部は、前記開口部に連通することを特徴と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、電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁部材及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ電極触媒（電極触媒層）及び多孔質カーボン（ガス拡散層）を有するアノード電極とカソード電極とを配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持する発電セルを構成している。
【０００３】
通常、発電セルを所定の数だけ積層した積層体を備えるとともに、前記積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁プレート及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックを構成する場合が多い。この種の燃料電池スタックは、例えば、燃料電池電気自動車に搭載される車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００４】
この種の燃料電池スタックでは、外部への放熱により他の発電セルに比べて温度低下が惹起され易い発電セルが存在している。例えば、積層方向端部に配置されている発電セル（以下、端部セルともいう）は、この発電セルに隣接するターミナルプレートやエンドプレート等からの放熱が多く、上記の温度低下が顕著になっている。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている燃料電池のスタック構造が知られている。このスタック構造は、燃料電池、例えば、固体高分子電解質型燃料電池のセル積層体において、少なくともガス拡散層出入り側端部に、発電に寄与しないガス流路を形成した層を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３８３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１では、層は、実質的にガス流路を持つがＭＥＡを有さないダミーセルにより構成されている。このため、専用のダミーセルが必要になっており、部品点数及び部品種類が増加し、燃料電池の製造工程が複雑化するとともに、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、端部セルの温度低下を確実に阻止することができ、良好な発電性能を維持するとともに、所望のシール機能を確保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】
【０００９】
本発明は、電解質の両側に電極が配設される電解質・電極構造体とセパレータとを有する発電セルを備え、複数の前記発電セルが積層される積層体の積層方向両側には、ターミナルプレート、絶縁部材及びエンドプレートが配設される燃料電池スタックに関するものである。
【００１０】
この燃料電池スタックでは、少なくとも一方のターミナルプレートと絶縁部材との間には、コネクタ部を有するシート状ヒータが介装される一方、前記絶縁部材の内部、該絶縁部材と前記ターミナルプレートとの間又は該ターミナルプレートの内部には、積層方向に交差する方向に延在し、前記コネクタ部が挿入される開口部が形成される。
【００１１】
また、この燃料電池スタックでは、絶縁部材には、ターミナルプレートが収容される凹部が形成されるとともに、前記凹部は、開口部を介して外部に連通することが好ましい。
【００１２】
さらに、この燃料電池スタックでは、絶縁部材には、積層方向に貫通する孔部が形成され、前記孔部は、開口部に連通することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ターミナルプレートと絶縁部材の間に、ダミーセルに代えてシート状ヒータが介装されている。このため、燃料電池スタック全体の積層方向の寸法を、可及的に短尺化することが可能になる。
【００１４】
しかも、シート状ヒータのコネクタ部は、積層方向に交差する方向に延在する開口部に挿入されて燃料電池スタックの側部から外部に露呈している。従って、絶縁プレートのプレート面にコネクタ部が配置されることがなく、前記プレート面に当接するシール部材によるシール機能の低下を可及的に抑制することができる。
【００１５】
これにより、簡単且つ経済的な構成で、端部セルの温度低下を確実に阻止することができ、良好な発電性能を維持するとともに、所望のシール機能を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。
【図２】前記燃料電池スタックの、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタックの積層方向一端側の断面説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタックの積層方向一端側の断面説明図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタックの積層方向一端側の断面説明図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタックの一部分解概略斜視図である。
【図８】前記燃料電池スタックの、図７中、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】前記燃料電池スタックを構成する発電セルの分解斜視説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０は、複数の発電セル１２が水平方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体１４を備える。
【００１８】
積層体１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１６ａ、絶縁プレート（絶縁部材）１８ａ及びエンドプレート２０ａが外方に向かって、順次、配設される（図１参照）。積層体１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１６ｂ、絶縁プレート（絶縁部材）１８ｂ及びエンドプレート２０ｂが外方に向かって、順次、配設される（図１及び図２参照）。
【００１９】
燃料電池スタック１０は、例えば、長方形に構成されるエンドプレート２０ａ、２０ｂを端板として含む箱状ケーシング（図示せず）により一体的に保持され、あるいは、矢印Ａ方向に延在する複数のタイロッド（図示せず）により一体的に締め付け保持される。
【００２０】
発電セル１２は、図２及び図３に示すように、電解質膜・電極構造体２２と、前記電解質膜・電極構造体２２を挟持する第１金属セパレータ２４及び第２金属セパレータ２６とを備える。第１金属セパレータ２４及び第２金属セパレータ２６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属薄板を波形にプレス成形して構成されるが、例えば、カーボンセパレータを用いてもよい。
【００２１】
電解質膜・電極構造体２２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜２８と、前記固体高分子電解質膜２８を挟持するアノード電極３０及びカソード電極３２とを備える。固体高分子電解質膜２８は、アノード電極３０及びカソード電極３２よりも大きな平面寸法を有している。
【００２２】
なお、電解質膜・電極構造体２２は、アノード電極３０とカソード電極３２とが互いに異なる平面寸法に設定される段差ＭＥＡを構成してもよい。
【００２３】
アノード電極３０及びカソード電極３２は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層（図示せず）と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子を前記ガス拡散層の表面に一様に塗布して形成される電極触媒層（図示せず）とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜２８の両面に形成されている。
【００２４】
発電セル１２の矢印Ｂ方向（図３中、水平方向）の一端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔３４ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３６ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３８ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２５】
発電セル１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔３８ａ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３６ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが、矢印Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２６】
第１金属セパレータ２４の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２４ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する燃料ガス流路４０が形成される。燃料ガス流路４０は、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとに連通する。
【００２７】
第２金属セパレータ２６の電解質膜・電極構造体２２に向かう面２６ａには、例えば、矢印Ｂ方向に延在する酸化剤ガス流路４２が設けられる。酸化剤ガス流路４２は、酸化剤ガス入口連通孔３４ａと酸化剤ガス出口連通孔３４ｂとに連通する。
【００２８】
互いに隣接する第１金属セパレータ２４の面２４ｂと第２金属セパレータ２６の面２６ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３６ａと冷却媒体出口連通孔３６ｂとに連通する冷却媒体流路４４が形成される。冷却媒体流路４４は、燃料ガス流路４０の裏面形状と酸化剤ガス流路４２の裏面形状とが重なり合って形成される。
【００２９】
図２及び図３に示すように、第１金属セパレータ２４の面２４ａ、２４ｂには、この第１金属セパレータ２４の外周端部を周回して、第１シール部材４８が一体化される。第２金属セパレータ２６の面２６ａ、２６ｂには、この第２金属セパレータ２６の外周端部を周回して、第２シール部材５０が一体化される。
【００３０】
第１シール部材４８及び第２シール部材５０には、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００３１】
図１に示すように、ターミナルプレート１６ａ、１６ｂの略中央には、積層方向外方に延在する端子部５８ａ、５８ｂが設けられる。端子部５８ａ、５８ｂは、絶縁性筒体６０に挿入されて、絶縁プレート１８ａ、１８ｂの孔部６２ａ、６２ｂ及びエンドプレート２０ａ、２０ｂの孔部６４ａ、６４ｂを貫通して前記エンドプレート２０ａ、２０ｂの外部に突出する。
【００３２】
絶縁プレート１８ａ、１８ｂは、絶縁性材料、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やフェノール樹脂等で形成されている。絶縁プレート１８ａは、中央部に矩形状の凹部６６が設けられるとともに、この凹部６６の略中央に孔部６２ａが連通する。凹部６６には、ターミナルプレート１６ａが収容され、前記ターミナルプレート１６ａの端子部５８ａが絶縁性筒体６０を介装して孔部６２ａに挿入される。凹部６６の深さは、ターミナルプレート１６ａの厚さよりも小さな寸法に設定される。
【００３３】
絶縁プレート１８ｂは、絶縁プレート１８ａと同様に構成され、積層体１４側の端部が開口される凹部６８を有する。凹部６８を構成する底面６８ａの略中央には、孔部６２ｂが連通する。絶縁プレート１８ｂの１つの側部には、後述するシート状ヒータ７２に接続されているコネクタ部７４が挿入される開口部７０が形成される。図２に示すように、開口部７０は、スリット形状等を有するとともに、積層方向（矢印Ａ方向）に直交する矢印Ｂ方向に沿って延在する。
【００３４】
ターミナルプレート１６ｂと絶縁プレート１８ｂとの間には、シート状ヒータ７２が介装される。シート状ヒータ７２は、発熱体を絶縁フィルムで被覆しており、端部には、コネクタ部７４が外方に突出して設けられる。シート状ヒータ７２の中央部には、端子部５８ｂを挿通させるための孔部７６が形成される。
【００３５】
シート状ヒータ７２は、矩形状を有し、絶縁プレート１８ｂの凹部６８に収容されるとともに、コネクタ部７４は、開口部７０に挿入されて外部に露呈する。コネクタ部７４は、図示しない電源に接続される。
【００３６】
このように構成される燃料電池スタック１０の動作について、以下に説明する。
【００３７】
先ず、図１に示すように、酸素含有ガス等の酸化剤ガスは、エンドプレート２０ａの酸化剤ガス入口連通孔３４ａに供給される。水素含有ガス等の燃料ガスは、エンドプレート２０ａの燃料ガス入口連通孔３８ａに供給される。純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体は、エンドプレート２０ａの冷却媒体入口連通孔３６ａに供給される。
【００３８】
酸化剤ガスは、図３に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３４ａから第２金属セパレータ２６の酸化剤ガス流路４２に導入される。酸化剤ガスは、矢印Ｂ方向に移動して電解質膜・電極構造体２２のカソード電極３２に供給される。
【００３９】
一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３８ａから第１金属セパレータ２４の燃料ガス流路４０に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路４０に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体２２のアノード電極３０に供給される。
【００４０】
従って、各電解質膜・電極構造体２２では、カソード電極３２に供給される酸化剤ガスと、アノード電極３０に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００４１】
次いで、カソード電極３２に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極３０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４２】
また、冷却媒体入口連通孔３６ａに供給された冷却媒体は、第１金属セパレータ２４と第２金属セパレータ２６との間の冷却媒体流路４４に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体２２を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３６ｂから排出される。
【００４３】
この場合、第１の実施形態では、図１及び図２に示すように、ターミナルプレート１６ｂと絶縁プレート１８ｂとの間には、ダミーセルに代えてシート状ヒータ７２が介装されている。このため、燃料電池スタック１０全体の積層方向の寸法を、可及的に短尺化することが可能になる。
【００４４】
しかも、シート状ヒータ７２のコネクタ部７４は、絶縁プレート１８ｂの積層方向に交差する方向に延在する開口部７０に挿入されており、燃料電池スタック１０の側部から外部に露呈している。従って、絶縁プレート１８ｂのプレート面（積層体１４に対向する面）１８ｂｐにコネクタ部７４が配置されることがない。これにより、図２に示すように、絶縁プレート１８ｂのプレート面１８ｂｐに当接する第２金属セパレータ２６の第２シール部材５０によるシール機能の低下を可及的に抑制することができる。
【００４５】
このため、簡単且つ経済的な構成で、積層方向端部に配設される発電セル１２（端部セル）の温度低下を確実に阻止することができ、良好な発電性能を維持するとともに、所望のシール機能を確保することが可能になるという効果が得られる。
【００４６】
なお、第１の実施形態では、シート状ヒータ７２は、燃料電池スタック１０の積層方向一端でもよく、又は、積層方向両端に適用してもよい。また、以下に説明する第２以降の実施形態でも、同様である。
【００４７】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池スタック８０の積層方向一端側の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池スタック１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第３の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
燃料電池スタック８０は、絶縁プレート１８ｂを備えるとともに、前記絶縁プレート１８ｂには、シート状ヒータ７２に接続されているコネクタ部７４が挿入される開口部８２が形成される。開口部８２は、スリット形状等を有するとともに、積層方向（矢印Ａ方向）に直交する矢印Ｂ方向に対してエンドプレート２０ｂ側に傾斜して延在する。
【００４９】
このように構成される第２の実施形態では、開口部８２がエンドプレート２０ｂ側に傾斜して延在している。このため、シート状ヒータ７２を設置する際に、コネクタ部７４を開口部８２に容易に挿入することができる。従って、シート状ヒータ７２の設置作業は、一層容易且つ効率的に遂行可能になるという効果が得られる。
【００５０】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池スタック９０の積層方向一端側の断面説明図である。
【００５１】
燃料電池スタック９０は、絶縁プレート１８ｂを備えるとともに、前記絶縁プレート１８ｂには、シート状ヒータ７２に接続されているコネクタ部７４が挿入される開口部９２が形成される。開口部９２は、スリット形状等を有するとともに、積層方向（矢印Ａ方向）に直交する矢印Ｂ方向に対してエンドプレート２０ｂから離間する側に傾斜して延在する。
【００５２】
このように構成される第３の実施形態では、開口部９２がエンドプレート２０ｂから離間する側に傾斜して延在している。このため、シート状ヒータ７２を凹部６８の底面６８ａに押さえるようにして、コネクタ部７４が設置される。従って、シート状ヒータ７２に位置ずれ等を惹起させることがなく、前記シート状ヒータ７２を一層確実に凹部６８に設置することができるという効果が得られる。
【００５３】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る燃料電池スタック１００の積層方向一端側の断面説明図である。
【００５４】
燃料電池スタック１００は、絶縁プレート１８ｂを備えるとともに、前記絶縁プレート１８ｂには、シート状ヒータ７２に接続されているコネクタ部７４が挿入される孔部１０２が形成される。孔部１０２は、絶縁プレート１８ｂを積層方向に貫通して形成される。孔部１０２は、絶縁プレート１８ｂとエンドプレート２０ｂとの間に形成された開口部１０４に連通し、前記開口部１０４は、積層方向に直交する矢印Ｂ方向に沿って延在する。
【００５５】
開口部１０４は、エンドプレート２０ｂの表面に溝部を形成することにより構成されるが、絶縁プレート１８ｂの表面に溝部を形成してもよい。また、エンドプレート２０ｂの内部に開口部１０４をスリット状に形成してもよい。
【００５６】
孔部１０２の角部は、Ｒ形状部（湾曲形状部）１０２ａを構成する一方、開口部１０４と前記孔部１０２との境界部には、Ｒ形状部（湾曲形状部）１０４ａが構成される。
【００５７】
このように構成される第４の実施形態では、コネクタ部７４は、絶縁プレート１８ｂの孔部１０２に挿入されると、この孔部１０２から開口部１０４に挿入されてエンドプレート２０ｂの側部から外部に露呈する。
【００５８】
その際、孔部１０２及び開口部１０４の角部には、Ｒ形状部１０２ａ、１０４ａが設けられている。このため、シート状ヒータ７２を凹部６８に設置する際に、コネクタ部７４の設置作業が容易に遂行されるとともに、前記コネクタ部７４の損傷を可及的に抑制することが可能になるという効果が得られる。
【００５９】
図７に示すように、本発明の第５の実施形態に係る燃料電池スタック１１０は、複数の発電セル１１２が水平方向（矢印Ａ方向）に積層された積層体１１４を備える。積層体１１４の積層方向（矢印Ａ方向）一端には、ターミナルプレート１１６ａ、絶縁プレート（絶縁部材）１１８ａ及びエンドプレート１２０ａが外方に向かって、順次、配設される。積層体１１４の積層方向他端には、ターミナルプレート１１６ｂ、絶縁プレート（絶縁部材）１１８ｂ及びエンドプレート１２０ｂが外方に向かって、順次、配設される（図７及び図８参照）。
【００６０】
発電セル１１２は、図９に示すように、第１金属セパレータ１２４、第１電解質膜・電極構造体（電解質・電極構造体）１２６ａ、第２金属セパレータ１２８、第２電解質膜・電極構造体１２６ｂ及び第３金属セパレータ１３０を設ける。第１金属セパレータ１２４、第２金属セパレータ１２８及び第３金属セパレータ１３０は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した縦長形状の金属板により構成されるが、例えば、カーボンセパレータを用いてもよい。
【００６１】
図８及び図９に示すように、第１電解質膜・電極構造体１２６ａ及び第２電解質膜・電極構造体１２６ｂは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜１３２と、前記固体高分子電解質膜１３２を挟持するアノード電極１３４及びカソード電極１３６とを備える。アノード電極１３４は、カソード電極１３６よりも小さな平面寸法を有する段差ＭＥＡを構成しているが、これとは逆に、前記カソード電極１３６よりも大きな平面寸法を有することもできる。
【００６２】
発電セル１１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、酸化剤ガス入口連通孔３４ａ及び燃料ガス入口連通孔３８ａが設けられる。発電セル１１２の長辺方向（矢印Ｃ方向）の下端縁部には、燃料ガス出口連通孔３８ｂ及び酸化剤ガス出口連通孔３４ｂが設けられる。発電セル１１２の短辺方向（矢印Ｂ方向）の両端縁部上方には、一対の冷却媒体入口連通孔３６ａが設けられるとともに、前記発電セル１１２の短辺方向の両端縁部下方には、一対の冷却媒体出口連通孔３６ｂが設けられる。
【００６３】
第１金属セパレータ１２４の第１電解質膜・電極構造体１２６ａに向かう面１２４ａには、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとを連通する第１燃料ガス流路４０ａが形成される。第１金属セパレータ１２４の面１２４ｂには、冷却媒体入口連通孔３６ａと冷却媒体出口連通孔３６ｂとを連通する冷却媒体流路４４の一部が形成される。
【００６４】
第２金属セパレータ１２８の第１電解質膜・電極構造体１２６ａに向かう面１２８ａには、酸化剤ガス入口連通孔３４ａと酸化剤ガス出口連通孔３４ｂとを連通する第１酸化剤ガス流路４２ａが形成される。第２金属セパレータ１２８の第２電解質膜・電極構造体１２６ｂに向かう面１２８ｂには、燃料ガス入口連通孔３８ａと燃料ガス出口連通孔３８ｂとを連通する第２燃料ガス流路４０ｂが形成される。
【００６５】
第３金属セパレータ１３０の第２電解質膜・電極構造体１２６ｂに向かう面１３０ａには、酸化剤ガス入口連通孔３４ａと酸化剤ガス出口連通孔３４ｂとを連通する第２酸化剤ガス流路４２ｂが形成される。第３金属セパレータ１３０の面１３０ｂには、冷却媒体流路４４の一部が形成される。
【００６６】
第１金属セパレータ１２４の面１２４ａ、１２４ｂには、この第１金属セパレータ１２４の外周端縁部を周回して第１シール部材１３８が一体成形される。第２金属セパレータ１２８の面１２８ａ、１２８ｂには、この第２金属セパレータ１２８の外周端縁部を周回して第２シール部材１４０が一体成形されるとともに、第３金属セパレータ１３０の面１３０ａ、１３０ｂには、この第３金属セパレータ１３０の外周端縁部を周回して第３シール部材１４２が一体成形される。
【００６７】
第１金属セパレータ１２４は、燃料ガス入口連通孔３８ａと第１燃料ガス流路４０ａとを連通する複数の入口連結流路１４４ａと、燃料ガス出口連通孔３８ｂと前記第１燃料ガス流路４０ａとを連通する複数の出口連結流路１４４ｂとを有する。
【００６８】
第２金属セパレータ１２８は、燃料ガス入口連通孔３８ａと第２燃料ガス流路４０ｂとを連通する複数の入口連結流路１４６ａと、燃料ガス出口連通孔３８ｂと前記第２燃料ガス流路４０ｂとを連通する複数の出口連結流路１４６ｂとを有する。
【００６９】
図７に示すように、積層体１１４の少なくとも一方の端部、第５の実施形態では、絶縁プレート１１８ｂ側に、シート状ヒータ７２が設置される。絶縁プレート１１８ｂには、凹部６８が設けられるとともに、前記凹部６８に連通して、例えば、第１の実施形態と同様の開口部７０が形成される。なお、開口部７０に変えて、第２〜第４の実施形態のいずれかを採用してもよい。
【００７０】
このように、第３の実施形態では、シート状ヒータ７２を備えるとともに、前記シート状ヒータ７２のコネクタ部７４が開口部７０に挿入されている。従って、第５の実施形態では、簡単且つ経済的な構成で、積層方向端部に配設される発電セル１１２の温度低下を確実に阻止することができ、良好な発電性能を維持するとともに、所望のシール機能を確保することが可能になる等、上記の第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７１】
１０、８０、９０、１００、１１０…燃料電池スタック
１２、１１２…発電セル            １４、１１４…積層体
１６ａ、１６ｂ、１１６ａ、１１６ｂ…ターミナルプレート
１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂ…絶縁プレート
２０ａ、２０ｂ、１２０ａ、１２０ｂ…エンドプレート
２２、１２６ａ、１２６ｂ…電解質膜・電極構造体
２４、２６、１２４、１２８、１３０…金属セパレータ
２８、１３２…固体高分子電解質膜  ３０、１３４…アノード電極
３２、１３６…カソード電極        ３４ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３４ｂ…酸化剤ガス出口連通孔      ３６ａ…冷却媒体入口連通孔
３６ｂ…冷却媒体出口連通孔        ３８ａ…燃料ガス入口連通孔
３８ｂ…燃料ガス出口連通孔        ４０…燃料ガス流路
４２…酸化剤ガス流路              ４４…冷却媒体流路
４８、５０、１３８、１４０、１４２…シール部材
６６、６８…凹部                  ６８ａ…底面
７０、８２、９２、１０４…開口部  ７２…シート状ヒータ
７４…コネクタ部                  １０２…孔部
１０２ａ、１０４ａ…Ｒ形状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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