(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池に接合して用いられ、該燃料電池の発電電力の集電に用いられる燃料電池用のターミナルプレートであって、
導電性を有するプレートと、
前記燃料電池に接合する側の前記プレートの表面を覆うよう形成されて平板状の表面をなし、低電気抵抗と耐食性を備える膜層とを備え、
該膜層は、
前記燃料電池において電極が占める電極領域と対面する電極対面領域と、該電極対面領域を取り囲む周囲領域とで膜厚が相違し、該周囲領域の膜厚が前記電極対面領域の膜厚より厚くなるよう形成されている
ターミナルプレート。
【請求項２】
前記プレートは、前記電極対面領域と前記周囲領域とにおいてプレート厚みが相違し、前記周囲領域のプレート厚みが前記電極対面領域のプレート厚みより薄くされている請求項１に記載のターミナルプレート。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のターミナルプレートであって、
前記膜層が形成済みの前記プレートにおける前記周囲領域に前記燃料電池への燃料ガスの給排と冷却水の給排のための開口を備え、
前記膜層は、前記開口を取り囲む開口周囲領域においてのみ前記膜層の膜厚が厚くされている
ターミナルプレート。
【請求項４】
前記膜層は金メッキにて形成されている請求項１ないし請求項３いずれかに記載のターミナルプレート。
【請求項５】
燃料電池であって、
水素と酸素の電気化学反応によって発電する複数の燃料電池ユニットを積層した燃料電池スタックと、
該燃料電池スタックの両端の前記燃料電池ユニットに接合し、前記燃料電池スタックの発電電力の集電に用いられるターミナルプレートと、
対向する一対のエンドプレートの間に、前記燃料電池スタックを前記ターミナルプレートと共に締結する締結機構とを備え、
前記ターミナルプレートは、
導電性を有するプレートと、
前記燃料電池に接合する側の前記プレートの表面を覆うよう形成されて平板状の表面をなし、低電気抵抗と耐食性を備える膜層とを備え、
該膜層は、
前記燃料電池において電極が占める電極領域と対面する電極対面領域と、該電極対面領域を取り囲む周囲領域とで膜厚が相違し、該周囲領域の膜厚が前記電極対面領域の膜厚より厚くなるよう形成されている
燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池の発電電力の集電に用いられる燃料電池用のターミナルプレートと、スタック構造の燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素と酸素の電気化学反応によって発電する都合上、水が生成される。また、固体高分子膜タイプの燃料電池では、電解質膜を所定の湿潤状態とする必要上、燃料ガスを水蒸気と共に供給することなども行われている。更には、燃料電池を電気化学反応に適した温度に維持するために、冷却水を循環させることも行われている。よって、燃料電池の発電単位としての燃料電池ユニットでは、隣り合うユニットを区画するセパレータは、燃料電池ユニットの発電に伴う電位を受けた上で生成水やガス中の水分と接することから、セパレータには耐食性と接触抵抗の低減が求められる。また、電位を受けた上での水分との接触の他、生成水やガス中の水分に溶け込んだ腐食成分に対する耐食性も必要とされる。このため、セパレータの表面に耐食性と低電気抵抗を有する金メッキを施すことがなされている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４５１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各燃料電池ユニットで得られた発電電力は、当該ユニットを複数積層した燃料電池スタックの両端に設けた導電性のターミナルプレートで集電され、外部に取り出されている。こうしたターミナルプレートは、燃料電池スタックの個々の燃料電池ユニットへの燃料ガス給排、冷却水給排のための機能を果たしつつ集電を行うので、セパレータと同様の耐食性と接触抵抗の低減が求められる。
【０００５】
しかしながら、ターミナルプレートは発電電力の集電を担って大きな電位差に晒されるという性質上、セパレータと同様の手法を取ることができず、特に、給排されるガス中の水分や冷却水との接触回避を図るため、燃料電池スタック端部の燃料電池ユニットとの間に導電性のシールプレートを用いることがなされている。このようにシールプレートを介在させると、その分だけ接触抵抗が大きくなるため発電電力の若干の低下は起き得るが、電力低下よりも耐食性確保が優先されているのが実情である。なお、ターミナルプレートの全面に金メッキをただ単に施せば、耐食性と接触抵抗低減を図ることができるが、貴金属たる金の使用量を低減することも必要とされる。
【０００６】
本発明は、上記した課題を踏まえ、集電を図るターミナルプレートに金メッキ等の低電気抵抗と耐食性を備える膜層を形成して耐食性と接触抵抗低減を図りつつ、膜層形成材の使用量を低減することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。
【０００８】
[適用：燃料電池用のターミナルプレート]
水素と酸素の電気化学反応によって発電する燃料電池に接合して用いられ、該燃料電池の発電電力の集電に用いられる燃料電池用のターミナルプレートであって、
導電性を有するプレートと、
前記燃料電池に接合する側の前記プレートの表面を覆うよう形成されて平板状の表面をなし、低電気抵抗と耐食性を備える膜層とを備え、
該膜層は、
前記燃料電池において電極が占める電極領域と対面する電極対面領域と、該電極対面領域を取り囲む周囲領域とで膜厚が相違し、該周囲領域の膜厚が前記電極対面領域の膜厚より厚くなるよう形成されている
ことを要旨とする。
【０００９】
上記構成のターミナルプレートは、プレート表面の膜層を燃料電池に接合させる。この膜層は、プレート表面において平板状の表面をなし、低電気抵抗と耐食性を備える膜層であり、こうした膜層としては金メッキにて形成されたメッキ層とすることが簡便である。その上、この膜層は、プレート表面において一律な厚みで形成されているわけではなく、燃料電池において電極が占める電極領域と対面する電極対面領域と、該電極対面領域を取り囲む周囲領域とで膜厚が相違し、該周囲領域の膜厚が前記電極対面領域の膜厚より厚くなるよう形成されている。
【００１０】
電極対面領域は燃料電池と接合しているものの、燃料電池に対して給排される燃料ガスおよび冷却水が、この電極対面領域におけるプレート表面の膜層に直接接することはない。よって、電極対面領域における膜層には、ターミナルプレートと燃料電池との接合の際の接触抵抗の低減は求められるものの、耐食性確保についての特段の配慮、具体的には厚肉化は無用である。よって、電極対面領域において薄肉の膜層としても、接触抵抗の低減を達成できることから支障はない。
【００１１】
その一方、電極対面領域を取り囲む周囲領域においては、ターミナルプレートは、燃料電池に対して給排される燃料ガスおよび冷却水の流路の一部をなすことから、ガス中の水分或いは冷却水自体の他、これらに含まれる腐食成分がターミナルプレート表面に接する機会があり得る。このため、上記構成のターミナルプレートでは、この周囲領域においては、燃料電池と接合するプレート表面の膜層の膜厚を厚くすることで、耐食性を確保しつつ接触抵抗の低減を図っている。この結果、プレート表面に一律な厚みで接触抵抗の低減と耐食性確保を図る場合に較べて、上記構成のターミナルプレートによれば、膜層の形成材料の使用量を低減することができる。
【００１２】
上記した積層体締結構造は、次のような態様とすることができる。例えば、上記したように表面が平板状となるよう膜層をプレートに形成するに当たり、プレート自体を、前記電極対面領域と前記周囲領域とにおいてプレート厚みが相違するものとし、前記周囲領域のプレート厚みが前記電極対面領域のプレート厚みより薄くする。こうすれば、プレート厚みが薄い分だけ、周囲領域においては厚みが厚い膜層を容易に形成できる。つまり、プレート厚みが薄いプレートの周囲領域に膜層を形成した後に（例えば、金メッキを施した後に）、この周囲領域の膜層の表面と電極対面領域のプレート表面とに、膜層を形成すればよく、こうすれば、表面が平板状の膜層でありながら、周囲領域ではその膜厚が厚く電極対面領域では膜厚を薄くすることができる。
【００１３】
また、前記膜層が形成済みの前記プレートにおける前記周囲領域に前記燃料電池への燃料ガスの給排と冷却水の給排のための開口を備えたものとした上で、該開口を取り囲む開口周囲領域においてのみ前記膜層の膜厚を厚くすることもできる。こうすれば、燃料電池に対して給排される燃料ガス中の水分および冷却水の接触が想定される開口周囲領域に限って膜厚の厚肉化による耐食性確保を図ることにより、膜層形成材料の使用量をより一層低減した上で、接触抵抗の低減と耐食性確保とを図ることができる。
【００１４】
本発明では、上記したターミナルプレートにて発電電力の集電を行う燃料電池として、以下の構成を採用した。
【００１５】
[適用：燃料電池]
燃料電池であって、
水素と酸素の電気化学反応によって発電する複数の燃料電池ユニットを積層した燃料電池スタックと、
該燃料電池スタックの両端の前記燃料電池ユニットに接合し、前記燃料電池スタックの発電電力の集電に用いられる上記のターミナルプレートと、
対向する一対のエンドプレートの間に、前記燃料電池スタックを前記ターミナルプレートと共に締結する締結機構とを備える
ことを要旨とする。
【００１６】
この燃料電池では、燃料電池スタックの両端のターミナルプレート自体が燃料電池ユニットとの接合の際の接触抵抗の低減と耐食性の確保を達成するので、燃料電池スタック端部の燃料電池ユニットとの間に導電性のシールプレートが不要となる。よって、所定量での燃料ガス供給による発電電力量の維持もしくは向上を図ることができる。また、膜層の形成材料の使用量低減により、コスト低減を図ることもできると共に、ターミナルプレートでの耐食性確保による燃料電池の耐用期間の長期化を図ることもできる。このため、例えば、燃料電池を駆動源として搭載した車両にあっては、その駆動源たる燃料電池のメンテナンスが簡便となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の実施例としての燃料電池１０の概略構成を示す説明図である。
【００１８】
図示するように、燃料電池１０は、水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池ユニット４０を、一対のエンドプレート１０ａの間に複数積層させたスタック構造として備える。以下、このスタック構造とされた燃料電池ユニット４０を燃料電池スタック４０Ｓと称する。各燃料電池ユニット４０は、プロトン伝導性を有する電解質膜の両面に、それぞれ、アノード、および、カソードを接合してなる膜電極接合体を、セパレータによって挟持することによって構成されている。膜電極接合体において、アノード、および、カソードは、それぞれ、電解質膜の各表面に接合された触媒層と、この触媒層の表面に接合されたガス拡散層とを備えている。本実施例では、電解質膜として、ナフィオン（登録商標）等の固体高分子膜を用いるものとした。各セパレータには、アノードに供給すべき燃料ガスとしての水素の流路や、カソードに供給すべき酸化剤ガスとしての空気の流路や、冷却用の冷却水の流路が形成されている。なお、燃料電池スタック４０Ｓにおける燃料電池ユニット４０の積層数は、燃料電池１０に要求される出力に応じて任意に設定可能である。
【００１９】
燃料電池１０は、上記した燃料電池スタック４０Ｓを対向する一対のエンドプレート１０ａで挟持するに当たり、エンドプレート１０ａの側にそれぞれ絶縁板２０ａと前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２とを介在させる。前端側のエンドプレート１０ａと絶縁板２０ａおよび前端側ターミナルプレート３１には、それぞれの燃料電池ユニット４０に空気供給口１２ＩＮ、空気排気口１２ＯＵＴ、水素供給口１４ＩＮ、水素排気口１４ＯＵＴ、冷却水供給口１６ＩＮおよび冷却水排出口１６ＯＵＴが設けられている。また、それぞれの燃料電池ユニット４０は、水素や、空気や、冷却水をユニット内に分配供給する供給マニホールド（水素供給マニホールド、空気供給マニホールド、冷却水供給マニホールド）や、各燃料電池ユニット４０のカソード・アノードから排出されるオフガスや、冷却水を集合させて燃料電池１０の外部に排出するための排出マニホールド（カソードオフガス排出マニホールド、アノード排出マニホールド、冷却水排出マニホールド）を備える（図示省略）。
【００２０】
エンドプレート１０ａは、剛性を確保するため、鋼等の金属によって形成されている。絶縁板２０ａは、ゴムや、樹脂等の絶縁性部材によって形成されている。前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２は、緻密質カーボンや、銅板などのガス不透過な導電性部材によって形成され、その表面に後述するように金メッキ層を有する。
【００２１】
燃料電池１０は、対向する一対のエンドプレート１０ａの間における燃料電池スタック４０Ｓの側方に締結シャフト１００を配置して備える。締結シャフト１００は、ボルト１０２によりエンドプレート１０ａに当接して固定されることで、上記した燃料電池スタック４０Ｓを対向する一対のエンドプレート１０ａの間において締結する。
【００２２】
燃料電池スタック４０Ｓを構成するそれぞれの燃料電池ユニット４０のアノードには、水素供給口１４ＩＮを経て燃料ガスとしての水素が供給され、カソードには、空気供給口１２ＩＮを介して空気が供給される。これにより、燃料電池ユニット４０は、水素と酸素との電気化学反応によって発電する。
【００２３】
次に、前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２について説明する。図２は燃料電池１０に組み込まれた前端側と終端側のターミナルプレートを概略的に示す説明図、図３は前端側ターミナルプレート３１を図２におけるＡ方向矢視と断面とで示す説明図、図４は終端側ターミナルプレート３２を図２におけるＢ方向矢視と断面とで示す説明図である。
【００２４】
図示するように、前端側ターミナルプレート３１は、前端側のエンドプレート１０ａと同様に空気給排、水素給排および冷却水給排のための空気供給口１２ＩＮ等の上記した開口を備えるが、後端側ターミナルプレート３２は、これら給排口を備えない。これは、空気および水素を前端側のエンドプレート１０ａからそれぞれの燃料電池ユニット４０に供給しつつ、その余剰分とアノードオフガスおよびカソードオフガスを後端側ターミナルプレート３２に接合した燃料電池ユニット４０にて（詳しくは当該ユニットのセパレータにて）折り返して前端側のエンドプレート１０ａに戻す、いわゆるデッドエンドタイプの燃料電池であることによる。冷却水についても、前端側のエンドプレート１０ａからそれぞれの燃料電池ユニット４０に供給されて折り返され、前端側のエンドプレート１０ａに戻る。
【００２５】
このように、前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２の両ターミナルプレートは、空気供給口１２ＩＮ等の開口を有する点で相違するものの、共に、燃料電池スタック４０Ｓの前端側の燃料電池ユニット４０或いは後端側の燃料電池ユニット４０に接合して用いられ、燃料電池スタック４０Ｓの発電電力を出力端子３３から外部に出力する。そして、両ターミナルプレートは、既述した導電性部材から形成されたプレート３１ａ、３２ａを備え、図３および図４における断面図に示すように、プレート表面に金属メッキ層３１ｂ、３２ｂを有する。金属メッキ層３１ｂ、３２ｂは、プレート３１ａ、３２ａの表面を覆うよう形成されており、平板状の表面とされている。そして、両メッキ層は、金を用いて形成されていることから、低電気抵抗と耐食性を備え、前端側ターミナルプレート３１の金属メッキ層３１ｂは、燃料電池スタック４０Ｓの前端側の燃料電池ユニット４０に接合し、後端側ターミナルプレート３２の金属メッキ層３２ｂは、燃料電池スタック４０Ｓの後ろ端側の燃料電池ユニット４０に接合する。
【００２６】
両メッキ層は、その表面において平板状であるものの、上記の燃料電池ユニット４０において図示しない電極が占める電極領域と対面する中央の電極対面領域３１ｃ、３２ｃと、この電極対面領域を取り囲む周囲領域３１ｄ、３２ｄとで膜厚が相違するように形成されている。つまり、前端側ターミナルプレート３１における金属メッキ層３１ｂは、電極対面領域３１ｃにおいては膜厚の薄い中央メッキ層３１ｂｓと、周囲領域３１ｄにおいては膜厚の厚い周囲メッキ層３１ｂｅとを備える。本実施例では、中央メッキ層３１ｂｓを約０．５〜４μｍ程度の厚みのメッキ層とし、周囲メッキ層３１ｂｅを約５〜１５μｍ程度の厚みのメッキ層とした。後端側ターミナルプレート３２における中央メッキ層３２ｂｓと周囲メッキ層３２ｂｅについても同様である。
【００２７】
図５は膜厚が相違する金属メッキ層を有する前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２の製造プロセスを示す説明図、図６は製造プロセスにおける処置の様子を示す説明図、図７はこの製造プロセスにおけるプレート準備の一例を示す説明図である。
【００２８】
図５に示すように、上記の両ターミナルプレートを製造するに際しては、まず、プレート周縁に段差３１ｅ、３２ｅを有するプレート３１ａとプレート３２ａを準備する（ステップＳ１００）。プレート３１ａにあっては、空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の給排口が段差３１ｅの領域に予め形成済みである。この場合、平板状のプレート３１ａのプレート周囲に切削加工やプレス絞りを施して、段差３１ｅを形成することができるほか、図７に示すように、平板状のプレート３１ａｂに薄肉の薄葉プレート３１ａｔを積層して、薄葉プレート３１ａｔの周囲に段差３１ｅを形成しても良い。プレート３２ａについても同様である。
【００２９】
次に、プレート３１ａとプレート３２ａの両プレートの中央領域、詳しくは電極対面領域３１ｃ、３２ｃにマスキングを施した上で、プレート３１ａにあっては治具Ｊを装着する（ステップＳ１１０）。この治具Ｊは、プレート３１ａが有する空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口形状に倣った突起ＪＴを備えるので、プレート３１ａへの治具Ｊの装着後には、突起ＪＴは、各開口を埋めてプレート表面から突き出る。つまり、この治具Ｊは、後述する金メッキの際に形成されるメッキ層においても空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口を形成するため、突起ＪＴを備える。そして、治具Ｊは、樹脂製であるため、後述のメッキ処理において金メッキされることはない。
【００３０】
マスキングおよび治具装着後には、プレート３１ａおよびプレート３２ａに１次金メッキを施す（ステップＳ１２０）。この１次金メッキにより、プレート３１ａの段差３１ｅとプレート３２ａの段差３２ｅとに、１次金メッキ層３１ｂ１、３２ｂ１が形成される。この場合、１次金メッキ層３１ｂ１、３２ｂ１は、それぞれの上記段差を埋める程度の厚みで形成されるので、マスキング下面の電極対面領域３１ｃ、３２ｃの表面と１次金メッキ層３１ｂ１、３２ｂ１の表面とはほぼ面一となる。こうした金メッキ処理（１次金メッキ）は、メッキ槽への浸漬、無電解メッキ等の既存の手法でよく、その際に通常採用される脱脂処理、洗浄処理、メッキ被表面活性化処理、メッキ後の洗浄処理、乾燥処理等の種々の処理を伴って行われる。なお、脱脂処理や表面活性化処理等のメッキ前処理は、マスキング前に行うこともできる。
【００３１】
次に、マスキングを除去した上で（ステップＳ１３０）、１次金メッキ済みのプレート３１ａおよびプレート３２ａに２次金メッキを施す（ステップＳ１４０）。この２次金メッキにより、段差３１ｅ、３２ｅに形成済みの１次金メッキ層３１ｂ１、３２ｂ１の表面および電極対面領域３１ｃ、３２ｃの表面（即ち、プレートの表面全域）に２次金メッキ層３１ｂ２、３２ｂ２が形成される。２次金メッキ層３１ｂ２、３２ｂ２は、１次金メッキ層３１ｂ１、３２ｂ１と電極対面領域３１ｃ、３２ｃが既に面一とあることから、表面が平板状のメッキ層となる。そして、前端側ターミナルプレート３１のプレート３１ａにおける１次金属メッキ層３１ｂ１と２次金メッキ層３１ｂ２の重なり範囲が、図３に示した周囲メッキ層３１ｂｅとなり、電極対面領域３１ｃにおける２次金メッキ層３１ｂ２が中央メッキ層３１ｂｓとなる。後端側ターミナルプレート３２のプレート３２ａについても同様である。この２次金メッキ処理にあっても、金メッキ処理に伴う上記の各種処理を伴って行われる。次いで、前端側ターミナルプレート３１のプレート３１ａにあっては、装着されていた治具Ｊを取り外して（ステップＳ１５０）、一連のターミナルプレート製造工程が終わり、前端側ターミナルプレート３１および後端側ターミナルプレート３２が得られる。
【００３２】
以上説明したように、本実施例では、燃料電池スタック４０Ｓの両端に接合した前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２にて集電を行うに当たり、両ターミナルプレートにおける燃料電池ユニット４０との接合面に金属メッキ層３１ｂ、３２ｂを形成した。しかも、金メッキ層の形成に際しては、前端側ターミナルプレート３１における中央メッキ層３１ｂｓを約０．５〜４μｍ程度の薄肉のメッキ層とし、周囲メッキ層３１ｂｅを約５〜１５μｍ程度の厚肉のメッキ層とした。中央メッキ層３１ｂｓは、燃料電池スタック４０Ｓの前端側の燃料電池ユニット４０と接合しているものの、燃料電池ユニット４０は図示しないセパレータを有することから、燃料電池ユニット４０に対して給排されるガスおよび冷却水が中央メッキ層３１ｂｓに直接接することはない。よって、この中央メッキ層３１ｂｓを約０．５〜４μｍという薄肉の金メッキ層としても、燃料電池ユニット４０との接合の際の接触抵抗の低減を確保した上で、耐食性においても特段の支障はない。後端側ターミナルプレート３２における中央メッキ層３２ｂｓについても同様である。
【００３３】
前端側ターミナルプレート３１における周囲メッキ層３１ｂｅの形成領域である周囲領域３１ｄは、燃料電池ユニット４０に対して給排される燃料ガスおよび冷却水の流路の一部をなす、即ち、周囲領域３１ｄには空気供給口１２ＩＮ等が形成されている。よって、ガス中の水分或いは冷却水自体の他、これらに含まれる腐食成分が周囲領域３１ｄに形成された周囲メッキ層３１ｂｅに接する機会があり得る。このため、本実施例では、前端側ターミナルプレート３１における周囲メッキ層３１ｂｅを厚肉の金メッキ層とすることで、耐食性を確保しつつ接触抵抗の低減を図ることとした。この結果、本実施例によれば、燃料電池スタック４０Ｓの発電電力の集電のために用いるターミナルプレートに金メッキ層を形成して接触低減と耐食性確保とを図る際に、プレート表面に一律な厚みで金メッキ層を形成する場合に較べて、金の使用量を低減することができる。
【００３４】
また、金属メッキ層３１ｂ、３２ｂを表面が平板状の金メッキ層とした。よって、前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２を介在させた上で燃料電池ユニット４０を積層したスタック構造とする場合、両ターミナルプレートと燃料電池ユニット４０との接合面でのガス或いは冷却水の漏れ回避の実効性が高まる。
【００３５】
更に、本実施例では、中央メッキ層３１ｂｓと周囲メッキ層３１ｂｅとでメッキ層の厚みを変えた上で金属メッキ層３１ｂの表面を平板状とするに当たり、プレート３１ａの周縁に段差３１ｅを設けて、電極対面領域３１ｃとその周囲の周囲領域３１ｄとにおいてプレート厚みが相違するものとした。そして、段差３１ｅを埋めるように１次金メッキした後にプレート表面全域に２次金メッキを行うので、表面が平板状の金属メッキ層３１ｂでありながら、周囲メッキ層３１ｂｅにおいては厚みが厚く中央メッキ層３１ｂｓでは厚みが薄い金属メッキ層３１ｂを容易に形成できる。
【００３６】
次に、第２実施例について説明する。この実施例は、前端側ターミナルプレート１３１における厚肉の周囲メッキ層３１ｂｅの形成範囲を空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口周囲に限った点に特徴がある。図８は図３相当図であり第２実施例の前端側ターミナルプレート１３１を図２におけるＡ方向矢視と断面とで示す説明図、図９は図６相当図であり前端側ターミナルプレート１３１の製造プロセスにおける処置の様子を示す説明図、図１０は図７相当図でありプレート準備の一例を示す説明図である。
【００３７】
図８に示すように、前端側ターミナルプレート１３１は、先に説明した前端側ターミナルプレート３１と同様にプレート３１ａのプレート表面に金属メッキ層３１ｂを備え、この金属メッキ層３１ｂは、プレート３１ａの表面を覆うよう形成されており、平板状の表面とされている。金属メッキ層３１ｂは、その表面において平板状であるものの、既述した前端側ターミナルプレート３１の周囲領域３１ｄに含まれる領域、即ち、空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口を取り囲む開口周囲領域１３１ｄにおいてのみ膜厚が相違するように形成されている。つまり、前端側ターミナルプレート１３１における金属メッキ層３１ｂは、開口周囲領域１３１ｄにおいては膜厚の厚い開口周囲メッキ層１３１ｂｅとし、開口周囲領域１３１ｄ以外の残余領域１３１ｃでは膜厚の薄い残余メッキ層１３１ｂｓとされている。なお、開口周囲メッキ層１３１ｂｅと残余メッキ層１３１ｂｓの膜厚は既述した程度であり、残余メッキ層１３１ｂｓは既述した中央メッキ層３１ｂｓを含む領域である。
【００３８】
この前端側ターミナルプレート１３１を得るには、図５で説明した製造プロセスを踏襲して、図９に示すように、まず、空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口周囲に凹所１３１ｅを有するプレート３１ａを準備する。この場合、平板状のプレート３１ａの上記の開口周囲に切削加工やプレス絞りを施して、凹所１３１ｅを形成することができるほか、図１０に示すように、平板状のプレート３１ａｂに、上記の開口よりも広く形成された開口１２Ａ〜１６Ａを有する薄肉の薄葉プレート１３１ａｔを積層して、空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口周囲に凹所１３１ｅを形成しても良い。
【００３９】
次に、プレート３１ａの残余領域１３１ｃにマスキングを施した上で、既述した治具Ｊを装着する。この場合、マスキングのためのシート形状は、図１０に示す薄葉プレート１３１ａｔと同一形状となる。次いで、プレート３１ａへの１次金メッキを施すことで、プレート３１ａの凹所１３１ｅに当該凹所を埋めるようにして１次金メッキ層１３１ｂ１を形成し、マスキング除去後のプレート３１ａに２次金メッキを施す。この２次金メッキにより、凹所１３１ｅに形成済みの１次金メッキ層１３１ｂ１表面および残余領域１３１ｃの表面（即ち、プレートの表面全域）に２次金メッキ層１３１ｂ２を形成することで、表面が平板状でありながら、空気供給口１２ＩＮや空気排気口１２ＯＵＴ等の開口を取り囲む開口周囲領域１３１ｄにおいてのみ厚肉の金属メッキ層３１ｂを形成できる。
【００４０】
以上説明した第２実施例では、燃料電池スタック４０Ｓを構成するそれぞれの燃料電池ユニット４０に対して給排されるガス中の水分および冷却水の接触が想定される開口周囲領域１３１ｄに限って金属メッキ層３１ｂの膜厚を厚肉として、当該領域での金属メッキ層３１ｂの耐食性を確実に確保できる。よって、この第２実施例によれば、金の使用量をより一層低減した上で、接触抵抗の低減と耐食性確保とを図ることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を実施例にて説明したが、本発明は上記した実施例や変形例の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。例えば、上記した実施例では、固体高分子膜を電解質膜として用いた燃料電池について説明したが、電解質膜として、固体酸化物等、他の電解質膜を用いるものとしてもよい。また、発電単位としての燃料電池ユニット４０を複数積層したスタック構造の燃料電池１０について説明したが、単一の燃料電池ユニット４０自体からなる燃料電池に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例としての燃料電池１０の概略構成を示す説明図である。
【図２】燃料電池１０に組み込まれた前端側と終端側のターミナルプレートを概略的に示す説明図である。
【図３】前端側ターミナルプレート３１を図２におけるＡ方向矢視と断面とで示す説明図である。
【図４】終端側ターミナルプレート３２を図２におけるＢ方向矢視と断面とで示す説明図である。
【図５】膜厚が相違する金属メッキ層を有する前端側ターミナルプレート３１と後端側ターミナルプレート３２の製造プロセスを示す説明図である。
【図６】製造プロセスにおける処置の様子を示す説明図である。
【図７】この製造プロセスにおけるプレート準備の一例を示す説明図である。
【図８】図３相当図であり第２実施例の前端側ターミナルプレート１３１を図２におけるＡ方向矢視と断面とで示す説明図である。
【図９】図６相当図であり前端側ターミナルプレート１３１の製造プロセスにおける処置の様子を示す説明図である。
【図１０】図７相当図でありプレート準備の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…燃料電池
１０ａ…エンドプレート
１２ＩＮ…空気供給口
１２ＯＵＴ…空気排気口
１４ＩＮ…水素供給口
１４ＯＵＴ…水素排気口
１６ＩＮ…冷却水供給口
１６ＯＵＴ…冷却水排出口
１２Ａ〜１６Ａ…開口
２０ａ…絶縁板
３１…前端側ターミナルプレート
３１ａ、３２ａ…プレート
３１ｂ、３２ｂ…金属メッキ層
３１ｂｅ、３２ｂｅ…周囲メッキ層
３１ｂｓ、３２ｂｓ…中央メッキ層
３１ｃ…電極対面領域
３１ｄ…周囲領域
３１ｅ…段差
３１ａｂ…プレート
３１ａｔ…薄葉プレート
３２…後端側ターミナルプレート
３２ｅ…段差
３３…出力端子
４０…燃料電池ユニット
４０Ｓ…燃料電池スタック
１００…締結シャフト
１０２…ボルト
１３１…前端側ターミナルプレート
１３１ａｔ…薄葉プレート
１３１ｂｅ…開口周囲メッキ層
１３１ｂｓ…残余メッキ層
１３１ｃ…残余領域
１３１ｄ…開口周囲領域
１３１ｅ…凹所
Ｊ…治具
ＪＴ…突起
【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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【図１０】
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