(57)【要約】【課題】従来の燃料電池では、シール材料が一定の幅で連続しているので、シール材料が焼成により収縮した際、累積応力により亀裂等の損傷が生じる可能性があった。【解決手段】電解質５をアノード電極６及びカソード電極７で挟んだ構造を有するセル構造体３と、セル構造体３の両面側に配置する一対のセパレータ４と、セル構造体３及び各セパレータ４の少なくとも周縁部同士の間を気密的に接合するシール部材Ｓとを備え、シール部材Ｓが、前記周縁部に沿って連続し且つ連続方向に同一断面形状を有する本線部Ｓａと、本線部Ｓａの体積を部分的に増大させる増量部Ｓｂとを備えると共に、本線部Ｓａに対して増量部Ｓｂを所定間隔で配置した燃料電池ＦＣとし、本線部Ｓａ全体に応力が及ばないようにすると共に、増量部Ｓｂから本線部Ｓａへシール材料を補充し、製造時におけるシール部材Ｓの損傷を防止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質をアノード電極及びカソード電極で挟んだ構造を有するセル構造体と、
前記セル構造体の両面側に配置する一対のセパレータと、
前記セル構造体及び各セパレータの少なくとも周縁部同士の間を気密的に接合するシール部材とを備え、
前記シール部材が、前記周縁部に沿って連続し且つ連続方向に同一断面形状を有する本線部と、本線部の体積を部分的に増大させる増量部とを備えると共に、前記本線部に対して前記増量部を所定間隔で配置したことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記シール部材の増量部が、本線部からセパレータの面内方向に突出していることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記シール部材の本線部が、直線状であると共に、前記増量部が、セパレータの外周側に突出していることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
前記シール部材の本線部が、ジグザク状であると共に、前記増量部が、本線部のジグザグ形状の角部に設けてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項５】
前記シール部材の本線部が、分割された複数の短線部から成ると共に、前記増量部が、各短線部の端部同士を接合した部分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池。
【請求項６】
前記シール部材が、連続方向に交差する断面において、厚さ方向への変形を促進する形状を成していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項７】
前記セル構造体及びセパレータの少なくとも一方が、本体部とその周縁部であるシール領域との間に、本体部に対してシール領域を変位させる変位促進部を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記セル構造体及びセパレータの少なくとも一方とシール部材との間に、前記シール部材よりも軟質の補助材を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記シール部材を介装したセル構造体及びセパレータの加熱時において相対的に高温になる領域に、前記シール部材の増量部を相対的に多く分布させたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記セパレータが、シール部材の配置に対応した形状のシール溝を有しており、前記シール溝に、シール部材が配置してあることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料電池を積層した構造を有し、
隣接する燃料電池同士が、相互間のセパレータを共用して夫々の燃料電池を構成してい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、セル構造体を一対のセパレータで挟持すると共に、セル構造体とセパレータとの間にシール部材を配置した構造を有する燃料電池の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。特許文献１に記載の燃料電池は、支持体表面を有するフレームと、電解質シートと、フレーム及び電解質シートの間に挿入されるシール材料とを備え、シール材料が蛇行した表面形状を有している。シール材料は、例えばガラス材料から成るもので、塗布後に焼成される。この燃料電池は、シール材料に蛇行パターンを適用することにより、電解質シートの高い応力領域における任意の亀裂形成の可能性を最小化、又は排除するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５３６１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような従来の燃料電池にあっては、シール材料がほぼ一定の断面積で連続しているため、製造時においてシール材料が焼成により収縮した際、その連続方向に累積応力が発生し、シール材料に亀裂等の損傷が生じる可能性が皆無ではないという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するために成されたものであって、製造時におけるシール部材の損傷を防止することができる燃料電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる燃料電池は、電解質をアノード電極及びカソード電極で挟んだ構造を有するセル構造体と、前記セル構造体の両面側に配置する一対のセパレータと、前記セル構造体及び各セパレータの少なくとも周縁部同士の間を気密的に接合するシール部材とを備えている。そして、燃料電池は、前記シール部材が、前記周縁部に沿って連続し且つ連続方向に同一断面形状を有する本線部と、本線部の体積を部分的に増大させる増量部とを備えると共に、前記本線部に対して前記増量部を所定間隔で配置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係わる燃料電池は、シール部材が、その連続方向に一定の断面積ではなく、本線部の体積を部分的に増大させる増量部を所定間隔で配置した構成であって、本線部が各増量部によって複数の短線状に分割された状態になる。このため、燃料電池は、製造時においてシール部材が焼成により収縮しても、本線部全体に応力が及ばない、すなわち累積応力が生じないうえに、増量部から本線部にシール材料を補充する。これにより、燃料電池は、製造時におけるシール部材の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する燃料電池スタックの分解斜視図である。
【図２】燃料電池の長辺部分の断面図である。
【図３】燃料電池のシール部材を説明する拡大図付きの平面図である。
【図４】本発明の燃料電池の第２実施形態を説明する拡大図付きの平面図である。
【図５】本発明の燃料電池の第３実施形態を説明する拡大図付きの平面図である。
【図６】第４及び第５の実施形態を示す各々平面図（Ａ）（Ｂ）である。
【図７】第６実施形態としてシール部材の各種形状を説明する各々断面図（Ａ）〜（Ｇ）である。
【図８】シール部材の断面形状による圧縮量と荷重との関係を示すグラフである。
【図９】シール部材及びセパレータの第７実施形態を示す断面図（Ａ）、及びシール部材の第８実施形態を示す断面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〈第１実施形態〉
図１は、本発明に係わる燃料電池ＦＣを含む燃料電池スタックＦＳを概略的に示す図である。図示の燃料電池スタックＦＳは、発電領域１の周囲にフレーム２を備えたセル構造体３と、セパレータ４とを交互に積層した構造を有している。なお、図１には２枚のセル構造体３を示したが、実際には多数のセル構造体３を積層する。また、燃料電池スタックＦＳは、個々のセル構造体３の両面にガスの流通領域を形成する都合上、セパレータ４の数はセル構造体３の数よりも１枚多くなる。
【００１０】
燃料電池ＦＣは、セル構造体３が、その周囲を保持するフレーム２を含み、このセル構造体３と、一対のセパレータ４，４とを備えている。すなわち、燃料電池ＦＣは、図１に示す燃料電池スタックＦＳにおいては、隣接するもの同士が、相互間のセパレータ４を共用して夫々の燃料電池ＦＣを形成している。
【００１１】
セル構造体３は、平面矩形を成すプレート状の多層構造体であり、図２に一部を示すように、図中で上側のカソード電極（空気極）６と、図中で下側のアノード電極（燃料極）７とで電解質５を挟んだ構造を有している。また、セル構造体３は、アノード電極７側に、発泡金属等の多孔質材から成る支持プレート８を有している。このセル構造体３は、支持プレート８により、アノード電極７へのガス透過性を維持しつつ機械的強度を高めたものであり、例えば、メタルサポートセルと称されることがある。
【００１２】
上記フレーム２は、セル構造体３の一部であり、その材料がとくに限定されるものではないが、樹脂や金属を用いることができる。このフレーム２は、電解質５、カソード電極６及びアノード電極７から成る発電領域１と一体成形しても良い。また、フレーム２は、中央に発電領域１を配置し得る大きさの多孔質材製の支持プレート８を使用し、この支持プレート８の周囲を圧縮して緻密化し、緻密化部分をフレーム（フレーム部）とすることもできる。
【００１３】
この実施形態のセル構造体３は、カソード電極６側に、エキスパンドメタルや金属メッシュ等のガス透過性を有する材料から成る補強プレート９を備えており、カソード電極６へのガス透過性を維持しつつ機械的強度をより一層高めている。
【００１４】
セパレータ４は、ステンレス等の金属材料から成ると共に、セル構造体３に対応した平面矩形の部材であり、プレス加工により凹凸を有する表裏反転形状に成形してある。燃料電池ＦＣにおいて、一対のセパレータ４，４のうちの一方のセパレータ４は、セル構造体３のカソード電極６側との間で、カソードガス（酸素含有ガス・空気）の流通領域Ｇ２を形成する。また、他方のセパレータ４は、セル構造体３のアノード電極７側との間で、アノードガス（水素含有ガス・水素ガス）の流通領域Ｇ１を形成する。
【００１５】
なお、燃料電池ＦＣは、先述したように、燃料電池スタックＦＳにおいては相互間のセパレータ４を共用している。このため、共用の各セパレータ４は、図２中の上側である一方側でカソードガスの流通領域Ｇ２を形成し、図２中の下側である他方側でアノードガスの流通領域Ｇ１を形成して、双方の流通領域Ｇ１，Ｇ２を分離している。各流通領域Ｇ１，Ｇ２は、夫々のガスのみが流通し得る領域である。
【００１６】
ここで、セル構造体３のフレーム２、及びセパレータ４の一方の短辺部分には、アノードガスの供給用マニホールド穴Ｈ１、及びカソードガス排出用マニホールド穴Ｈ２が夫々形成してある。また、他方の短辺部分には、アノードガスの排出用マニホールド穴Ｈ３、及びカソードガスの供給用マニホールド穴Ｈ４が夫々形成してある。これらのマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ４は、セル構造体３及びセパレータ４を積層した状態で、互いに連通して燃料ガスや空気を流通させるマニホールドを夫々形成する。
【００１７】
燃料電池スタックＦＳは、図１に示すように、燃料電池ＦＣの積層体の上下に、集電板Ｃ１，Ｃ２を介してエンドプレートＥ１，Ｅ２を配置する。そして、燃料電池スタックＦＳは、両側のエンドプレートＥ１，Ｅ２をボルト・ナット類で連結して積層体を拘束する。エンドプレートＥ１，Ｅ２の連結には、必要に応じて、積層荷重を付与するためのスプリングを配置する。なお、集電板Ｃ１，Ｃ２及び一方のエンドプレートＥ２にも個々のマニホールド穴Ｈ１〜Ｈ４が形成してある。
【００１８】
また、燃料電池スタックＦＳにおいて、各部材間には、図１中で点線で示すシール部材Ｓが配置してある。このシール部材Ｓには、セル構造体３とセパレータ４との周縁部同士の間に配置したものと、マニホールド穴Ｈ１〜Ｈ４の周囲に配置したものがある。以下、シール部材Ｓについて具体的に述べる。
【００１９】
すなわち、上記の燃料電池ＦＣは、セル構造体３及び各セパレータ４の少なくとも周縁部同士の間を気密的に接合する無端状のシール部材Ｓを備えている。シール部材Ｓは、図２及び図３に示すように、セパレータ４の外周に沿って形成したシール溝Ｇに配置してあり、前記周縁部に沿って連続する本線部Ｓａと、本線部Ｓａの体積を部分的に増大させる増量部Ｓｂとを備えている。本線部Ｓａは、連続方向において実質的に同一の断面形状を有しており、成形上の誤差は許容範囲である。そして、シール部材Ｓは、本線部Ｓａに対して増量部Ｓｂを所定間隔で配置した構成である。
【００２０】
また、この実施形態の燃料電池ＦＣでは、シール部材Ｓの増量部Ｓｂが、本線部Ｓａからセパレータ４の面内方向（面に沿う方向）に突出しており、とくに、本線部Ｓａが、直線状であると共に、増量部Ｓｂが、セパレータ４の外周側（図３の拡大図で下側）に突出している。シール部材Ｓにおいて、本線部Ｓａ及び増量部Ｓｂは同じ材料である。
【００２１】
ここで、上記のシール部材Ｓは、例えば、ガラス等の無機材料とバインダー等とを混合したものであって、燃料電池ＦＣの組立後に焼成され、セル構造体３とセパレータ４とを互いに気密的に接合する。なお、シール部材Ｓは、焼成の際にバインダー等が飛散して収縮する。このようなシール部材Ｓは、例えば燃料電池ＦＣの運転時における熱により軟化することで部材間の気密性を維持すると共に、運転停止後には初期の硬化状態に戻る性質を有している。
【００２２】
上記構成を備えた燃料電池ＦＣは、シール部材Ｓが、その連続方向に一定の断面積ではなく、本線部Ｓａの体積を部分的に増加させる増量部Ｓｂを所定間隔で配置した構成であるから、本線部Ｓａが各増量部Ｓｂによって複数の短線状に分割された状態になる。このため、燃料電池ＦＣは、製造時においてシール部材Ｓが焼成により収縮しても、本線部Ｓａ全体に応力が及ばない、すなわち累積応力が生じないうえに、図３中に白矢印で示すように、増量部Ｓｂから本線部Ｓａにシール材料を補充する。
【００２３】
これにより、燃料電池ＦＣは、製造時におけるシール部材Ｓに亀裂等の損傷が生じるのを防止することができる。また、上記の燃料電池ＦＣを積層してなる燃料電池スタックＦＳでは、損傷の無いシール部材Ｓにより、反応用ガス（燃料ガス及び酸化剤ガス）に対する充分な密閉性能が得られ、安定した発電に貢献することができる。
【００２４】
なお、シール部材は、焼成時の亀裂等を防ぐために、全長にわたって断面積を大きくすることも考えられる。しかし、この場合には、より多くのシール部材が必要であり、シール部材に生じる累積応力も大きくなるうえに、バインダー等の飛散も不充分になる。これに対して、上記のシール部材Ｓでは、累積応力が生じないうえに、焼成時におけるバインダー等の飛散も充分に行われるので、シール性能に優れた組成になる。
【００２５】
また、上記の燃料電池ＦＣは、シール部材Ｓの増量部Ｓｂを、本線部Ｓａからセパレータ４の面内方向に突出させているので、シール部材Ｓの厚みが一定になる。このようなシール部材Ｓは、スクリーン印刷等による形成も可能であると共に、セル構造体３とセパレータ４とを重ねた際、部分的に大きな潰れが生じることもなく、シールラインを良好に維持することができる。
【００２６】
さらに、上記の燃料電池ＦＣは、本線部Ｓａが直線状であると共に、増量部Ｓｂがセパレータ４の外周側に突出しているので、図３中に矢印示す反応用ガスの脇流れを防止することができる。つまり、シール部材Ｓは、図示例とは逆に増量部Ｓｂを内側に設けると、増量部Ｓｂ同士の間に反応用ガスの脇流れ、すなわち発電に寄与しない無駄なガス流が生じる。これに対して、上記のシール部材Ｓは、反応用ガスの脇流れを防止すると共に、増量部Ｓｂがガス流を妨げる心配もない。
【００２７】
さらに、上記の燃料電池ＦＣは、セル構造体３とセパレータ４との間に介装したシール部材Ｓを焼成する場合、例えば、図３中の矢印で示すように、一方側のマニホールド穴Ｈ２から他方側のマニホールド穴Ｈ４に高温ガスを流通させて、シール部材Ｓを焼成することができる。この場合、燃料電池ＦＣは、高温ガスの上流側が、下流側に対して相対的に高温の領域になる。
【００２８】
そこで、燃料電池ＦＣは、より好ましい実施形態として、シール部材Ｓを介装したセル構造体３及びセパレータ４の加熱時において、高温領域（上流側）に、シール部材Ｓの増量部Ｓｂを相対的に多く分布させることができる。これにより、シール部材Ｓの収縮がより顕著になる高温領域において、シール部材Ｓの損傷をより確実に防止する。なお、シール部材Ｓの増量部Ｓｂは、図３に示すマニホールド穴Ｈ１，Ｈ３の周囲に配置したシール部材Ｓにも設けることができる。
【００２９】
〈第２実施形態〉
図４は、本発明の燃料電池の第２実施形態を示す図である。なお、以下に説明する各実施形態において、先の実施形態と同一部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。  
【００３０】
図４に示す燃料電池のシール部材Ｓは、増量部Ｓｂが、本線部Ｓａからセパレータ４の面内方向に突出しており、とくに、本線部Ｓａが、ジグザク状であると共に、増量部Ｓｂが、本線部Ｓａのジグザグ形状の角部に設けてある。
【００３１】
上記の燃料電池にあっても、先の実施形態と同様に、本線部Ｓａが各増量部Ｓｂによって複数の短線状に分割された状態になり、製造時においてシール部材Ｓが焼成により収縮しても、本線部Ｓａ全体に応力が及ばない、すなわち累積応力が発生しないうえに、図４中に白矢印で示すように、増量部Ｓｂから本線部Ｓａにシール材料を補充する。これにより、燃料電池ＦＣは、製造時におけるシール部材Ｓに亀裂等の損傷が生じるのを防止することができる。
【００３２】
また、上記の燃料電池ＦＣは、本線部Ｓａをジグザク状にし、増量部Ｓｂを本線部Ｓａの角部に設けてあるので、本線部Ｓａをより長くして幅の広いシール領域を確保することができる。
【００３３】
〈第３実施形態〉
図５に示す燃料電池のシール部材Ｓは、本線部Ｓａが、分割された複数の短線部Ｓｃから成ると共に、増量部Ｓｂが、各短線部Ｓｃの端部同士を接合した部分である。図示例のシール部材Ｓは、シール部材Ｓの連続方向において、その中心線の左右に短線部Ｓｃを交互に配置し、各短線部Ｓｃの接合部分である端部同士を増量部Ｓｂとした構成である。図示例のシール部材Ｓは、各短線部Ｓｂの端部同士を平面上で接合している。
【００３４】
上記の燃料電池は、分割された複数の短線部Ｓｃを接合して本線部Ｓａを形成しているので、製造時においてシール部材Ｓが焼成により収縮しても、本線部Ｓａ全体に応力が及ばないうえに、図５中に白矢印で示すように、増量部Ｓｂから本線部Ｓａにシール材料を補充する。これにより、燃料電池ＦＣは、製造時におけるシール部材Ｓに亀裂等の損傷が生じるのを防止することができる。また、上記の燃料電池ＦＣは、複数の短線部Ｓｃを採用したことから、様々な形態のシールラインにも容易に適用することが可能である。
【００３５】
〈第４・第５の実施形態〉
図６に示す燃料電池のシール部材Ｓは、本線部Ｓａが、分割された複数の短線部Ｓｃから成ると共に、増量部Ｓｂが、各短線部Ｓｃの端部同士を接合した部分である。なお、先の第３実施形態では、各短線部Ｓｃの端部同士を平面上で接合した構成を説明した。これに対して、第４及び第５の実施形態のシール部材Ｓは、各短線部Ｓｃの端部同士を上下に重ねて接合している。
【００３６】
図６（Ａ）に示す第４実施形態のシール部材Ｓは、分割された複数の短線部Ｓｃをジグザグ状に配置してこれを本線部Ｓａにすると共に、短線部Ｓｃの端部同士を上下に重ねてこれを増量部Ｓｂ、すなわち本線部Ｓａの体積を部分的に増大させる増量部Ｓｂとしたものである。
【００３７】
また、図６（Ｂ）に示す第５実施形態のシール部材Ｓは、分割された複数の短線部Ｓｃを直線状に配置してこれを本線部Ｓａにすると共に、短線部Ｓｃの端部同士を上下に重ねてこれを増量部Ｓｂとしたものである。
【００３８】
さらに、第４及び第５の実施形態では、図６に示すように、セパレータ４が、シール部材Ｓの配置に対応した形状のシール溝Ｇを有している。図示のシール溝Ｇは、シール部材Ｓの配置に対応した形状としてジグザグ状や直線状を成すと共に、シール部材Ｓの幅よりも大きい幅寸法を有しており、その内部にシール部材Ｓが配置してある。
【００３９】
上記の各燃料電池は、シール部材Ｓにおいて、各短線部Ｓｃの端部同士を上下に重ねているので、セル構造体３とセパレータ４とを接合した際に、増量部Ｓｂが押し潰され、その状態でシール材の焼成が行われる。これらの燃料電池にあっても、製造時においてシール部材Ｓが焼成により収縮しても、本線部Ｓａ全体に応力が及ばないうえに、増量部Ｓｂから本線部Ｓａにシール材料を補充する。これにより、燃料電池は、製造時におけるシール部材Ｓに亀裂等の損傷が生じるのを防止することができる。
【００４０】
また、上記の各燃料電池は、セパレータ４にシール部材Ｓの配置に対応した形状のシール溝Ｇを形成し、そのシール溝Ｇにシール部材Ｓを配置しているので、セル構造体３とセパレータ４とを接合して増量部Ｓｂを押し潰す際に、増量部Ｓｂの横方向への広がりをシール溝Ｇ内に留めて、良好なシールラインを形成することができる。
【００４１】
〈第６実施形態〉
図７は、シール部材Ｓの各種の断面形状を示す図である。なお、同図には、シール材Ｓの本線部Ｓａの形状を示し、増量部の図示は省略した。
【００４２】
すなわち、本発明の燃料電池は、より好ましい実施形態として、シール部材Ｓが、連続方向に交差する断面において、厚さ方向への変形を促進する形状を成しているものとすることができる。変形を促進する形状とは、弾性係数が低くなる形状であり、要するに、厚さ方向に変形しやすい形状である。
【００４３】
この実施形態において、図７（Ａ）に示すシール部材Ｓは、上側を外周側とした円弧状を成している。図７（Ｂ）に示すシール部材Ｓは、矩形本体の上部両側に面取りＲを有する形状を成している。図７（Ｃ）に示すシール部材Ｓは、上側を頂点とした三角形状を成している。
【００４４】
図７（Ｄ）に示すシール部材Ｓは、上側を斜辺とした矩形状を成している。図７（Ｅ）に示すシール部材Ｓは、矩形本体の上部片側に三角形の突起Ｔを有している。図７（Ｆ）に示すシール部材Ｓは、矩形本体の上辺中央に三角形の凹部Ｑを有している。そして、図７（Ｇ）に示すシール部材Ｓは、矩形本体の上辺中央に半円形の凹部Ｑを有している。
【００４５】
図８は、断面形状が長方形のシール部材Ｓと、図７（Ａ）に示す如く断面形状が円弧状のシール部材Ｓとについて、荷重と圧縮量との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、荷重Ｆ１は、シール性を発現するために必要な最低荷重（充分に焼成するためのミニマム荷重）である。荷重Ｆ２は、シール部材Ｓが耐えられる限界荷重である。
【００４６】
上記グラフから明らかなように、最低荷重Ｆ１から限界荷重Ｆ２に至る範囲では、図中に点線で示す長方形のシール部材Ｓの圧縮量（Ｌ２−Ｌ１）よりも、図中に実線で示す円弧状のシール部材Ｓの圧縮量（Ｌ２−Ｌ１）の方が大きくなる。このように、長方形のシール部材Ｓよりも圧縮量が増大するのは、円弧状のシール部材Ｓだけでなく、図７（Ｂ）〜（Ｇ）に示す各シール部材Ｓも同様である。
【００４７】
上記のシール部材Ｓを備えた燃料電池は、先の各実施形態と同様に、製造時におけるシール部材Ｓに亀裂等の損傷が生じるのを防止することができるうえに、シール部材Ｓが厚さ方向に変形し易いので、セル構造体３とセパレータ４との間で挟持して焼成する際に、シール溝Ｇの深さのばらつきを吸収して、双方の間を気密的に封止する。
【００４８】
〈第７及び第８の実施形態〉
図９（Ａ）に示す第７実施形態の燃料電池は、セル構造体（３）及びセパレータ（４）の少なくとも一方が、本体部とシール領域との間に、本体部に対してシール領域を変位させる変位促進部Ｆを有している。図示例では、セル構造体３のフレーム２において、本体部Ａと、本体部Ａの周縁部であるシール領域２Ｂとの間に、他の部位よりも肉厚を相対的に小さくした変位促進部Ｆを有している。
【００４９】
上記構成を備えた燃料電池は、シール部材Ｓにより先の各実施形態と同様の効果が得られる。そして、燃料電池は、セル構造体３のフレーム２が、変位促進部Ｆによりシール領域２Ｂが変位し易いので、シール部材Ｓをセル構造体３とセパレータ４との間で挟持して焼成する際に、シール溝Ｇの深さのばらつきに左右されることなく、双方の間を気密的に封止することができる。
【００５０】
図９（Ｂ）に示す第８実施形態の燃料電池は、セル構造体（３）及びセパレータ（４）の少なくとも一方とシール部材ｓとの間に、シール部材Ｓよりも軟質の補助材１０を備えている。図示例では、セル構造体３のフレーム２とシール部材Ｓとの間に補助材を介装している。補助材１０には、ガラスペースト等の接点材料を用いることができる。
【００５１】
上記構成を備えた燃料電池は、シール部材Ｓにより先の各実施形態と同様の効果が得られる。そして、燃料電池は、セル構造体３のフレーム２とシール部材Ｓとの間に、シール部材Ｓよりも軟質の補助材１０を配置したので、図９（Ｂ）中の右図から左図に移行するように、シール部材Ｓをセル構造体３とセパレータ４との組み付け初期から、補助材１０がセル構造体３のフレーム２に必ず接触して潰された状態になる。
【００５２】
これにより、燃料電池は、シール部材Ｓをセル構造体３とセパレータ４との間で挟持して焼成する際に、シール溝Ｇの深さのばらつきに左右されることなく、双方の間を気密的に封止することができ、しかも、補助材１０の分だけシール部材Ｓの圧縮量や収縮量が減るので、シール部材Ｓの密度（ガラス密度）の低下を防ぐことができる。
【００５３】
本発明に係わる燃料電池は、構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することが可能であり、シール部材の配置や断面形状、本線部に対する増量部の形状や配置などを変更したり、各実施形態の構成を組み合わせたりすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  セル構造体の発電領域
２  セル構造体のフレーム
２Ａ  本体部
２Ｂ  シール領域
３  セル構造体
４  セパレータ
５  電解質
６  アノード電極
７  カソード電極
１０  補助材
Ｆ  変位促進部
ＦＣ  燃料電池
ＦＳ  燃料電池スタック
Ｓ  シール部材
Ｓａ  本線部
Ｓｂ  増量部
Ｓｃ  短線部
【図１】
2018055897.tif 000003
【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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