(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜電極接合体の外側に設けられ、冷却水流路並びに前記膜電極接合体にアノードガスを供給するアノードガス流路及びカソードガスを供給するカソードガス流路を有する波板状の燃料電池セパレータであって、
ガス流れ方向に直交する断面から見たときに、一方の膜電極接合体のアノード電極と当接し、その当接幅と当接位置近傍のカソードガス流路幅とが略同一になるように形成されたアノード側当接部と、
前記断面から見たときに、他方の膜電極接合体のカソード電極と当接し、その当接幅と当接位置近傍のアノードガス流路幅とが略同一になるように形成されたカソード側当接部と、
ガス流れ方向に直交する方向に交互に配置される前記アノード側当接部と前記カソード側当接部の端部同士を連結し、その内部に冷却水を流す冷却水流路が形成された壁部と、
を備えることを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記アノード側当接部、前記カソード側当接部及び前記壁部は、２枚の板状部材を重ね合わせて構成され、
前記壁部の冷却水流路は、アノード側当接部の両側端部近傍が接合され、前記カソード側当接部の両側端部近傍が接合されて形成される、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記アノードガス流路側の壁部はアノードガス流路に突出する突出部を有し、前記カソードガス流路側の壁部はカソードガス流路に突出する突出部を有する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記アノードガス流路側の壁部はアノードガス流路に円弧状に膨出する膨出部を有し、前記カソードガス流路側の壁部はカソードガス流路に円弧状に膨出する膨出部を有する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項５】
膜電極接合体の外側に燃料電池セパレータを配置したセルを複数積層した燃料電池であって、
前記燃料電池セパレータとして、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の燃料電池セパレータを備えた、
ことを特徴とする燃料電池。
【請求項６】
請求項２から請求項４に記載の燃料電池セパレータのセパレータ製造方法であって、
２枚の板状部材を重ねて、前記２枚の板状部材同士を接合する接合工程と、
前記板状部材の接合後に、前記アノード側当接部と、前記カソード側当接部と、前記壁部とを形成してアノードガス流路及びカソードガス流路を成形する成形工程と、
前記流路の成形後に、前記壁部に形成される冷却流路に流体を流し、その液圧によって前記壁部を拡張する拡張工程と、
を備えることを特徴とするセパレータ製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のセパレータ製造方法において、
前記接合工程は、前記２枚の板状部材をロールボンディングによって接合する、
ことを特徴とするセパレータ製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載のセパレータ製造方法において、
前記接合工程は、前記２枚の板状部材をレーザー溶接によって接合する、
ことを特徴するセパレータ製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項４に記載の燃料電池セパレータを膜電極接合体の外側に配置したセルを複数積層し、その積層体を積層方向に圧縮し挟持して製造する燃料電池製造方法であって、
隣り合う前記セルのうち一方のセルのアノード電極と他方のセルのカソード電極との間が所定の間隔になるまで前記セルを積層方向に圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程で圧縮して積層した前記セルを圧縮状態を維持したまま固定する固定工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料電池積層製造において、
隣り合う前記セルのうち一方のセルのアノード電極と他方のセルのカソード電極との間に、間隔を調整する間隔調整部材を挿入する挿入工程をさらに備え、
前記圧縮工程は、前記アノード電極と前記カソード電極とが前記間隔調整部材と接触するまで前記セルを積層方向に圧縮する、
ことを特徴とする燃料電池製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の燃料電池製造方法において、
前記圧縮工程は、複数のセルを単位セルモジュールとして圧縮し、
前記固定工程は、前記単位セルモジュールを固定し、
さらに、前記単位セルモジュールを積層する単位セルモジュール積層工程を備える、
ことを特徴とする燃料電池製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、燃料電池のセパレータ、セパレータ製造方法及び燃料電池製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水素などのアノードガスと空気などのカソードガスとを反応ガスとして、電気化学反応によって化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する燃料電池が広く知られている。この燃料電池は、電解質の違いにより種々のタイプにものに分類されるが、その一つとして電解質に固体高分子電解質を用いる固体高分子電解質型燃料電池がある。
【０００３】
特許文献１には、第１金属製プレート及び第２金属製プレートにエンボス部を設け、この第１金属製プレートと第２金属製プレートとを積層してカソードガス流路やアノードガス流路、冷却水流路を形成する固体高分子電解質型燃料電池が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２７２６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の燃料電池では、エンボス部を設けた第１金属製プレート及び第２金属製プレートを積層する構成であるため、燃料電池のセル厚さが厚くなる。したがって、燃料電池を小形化する場合には、各流路の高さを低く設定してセル厚さを薄くする必要があるが、各流路高さを低く設定すると、カソードで生成した水分などに起因してカソードガス流路やアノードガス流路での反応ガスの供給が妨げられる現象（以下「フラッティング」という。）が生じ、燃料電池の発電性能が低下してしまう。
【０００５】
また、冷却水流路を形成する第２金属プレートの一部がガス拡散層と接触するので、反応ガスの拡散性能が悪化してしまい、燃料電池の発電性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、セル厚さを抑制するとともに、発電性能の悪化を抑えることができる燃料電池のセパレータ、セパレータ製造方法及び燃料電池積層方法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】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、膜電極接合体の外側に設けられ、冷却水流路（１５３）並びに膜電極接合体にアノードガスを供給するアノードガス流路（１５１）及びカソードガスを供給するカソードガス流路（１５２）を有する波板状の燃料電池セパレータ（１５）であって、ガス流れ方向に直交する断面から見たときに、一方の膜電極接合体のアノード電極（１２）と当接し、その当接幅と当接位置近傍のカソードガス流路幅とが略同一になるように形成されたアノード側当接部（１５ａ）と、断面から見たときに、他方の膜電極接合体のカソード電極（１３）と当接し、その当接幅と当接位置近傍のアノードガス流路幅とが略同一になるように形成されたカソード側当接部（１５ａ）と、ガス流れ方向に直交する方向に交互に配置されるアノード側当接部（１５ａ）とカソード側当接部（１５ａ）の端部同士を連結し、その内部に冷却水を流す冷却水流路（１５３）が形成された壁部（１５ｂ）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、セパレータの壁部はアノード側当接部の端部とカソード側当接部の端部とをセル積層方向に接続し、その内部に冷却水を流す冷却水流路を形成する。そのため、冷却水流路によってセルのセル厚さが厚くなることがなく、さらに反応ガスの拡散性を阻害することがない。したがって、セルを積層したときの燃料電池スタックの厚さを抑制することができるとともに、燃料電池スタックの発電性能の悪化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の燃料電池スタック１００の構成を示す図である。
【００１１】
燃料電池スタック１００は、自動車などの移動車両に用いられる燃料電池スタックであって、複数のセル１０と、一対の集電板２０と、一対の絶縁板３０と、一対のエンドプレート４０と、ナット５０とを備える。
【００１２】
セル１０は、起電力を生じる固体高分子型燃料電池の単位セルである。このセル１０が複数積層されて燃料電池スタック１００を構成する。このセル１０の構成の詳細については図２を参照して後述する。
【００１３】
一対の集電板２０は、積層された複数のセル１０の外側にそれぞれ配置される。集電板２０は、ガス不透過性の導電性部材で形成され、例えば緻密質カーボンによって形成される。この集電板２０は、図中上側の一部に出力端子２１を有する。燃料電池スタック１００は、この出力端子２１によって各セル１０で生じた電子ｅ−を取り出して出力する。
【００１４】
一対の絶縁板３０は、集電板２０の外側にそれぞれ配置される。絶縁板３０は、絶縁性のゴムなどで形成される。
【００１５】
一対のエンドプレート４０は、絶縁板３０の外側にそれぞれ配置される。エンドプレート４０は、鋼など、剛性を備える金属性の材料で形成される。このエンドプレート４０のうち、一方のエンドプレート４０（図１において、左側手前のエンドプレート）は、冷却水入口４１ａと、冷却水出口４１ｂと、アノードガス入口４２ａと、アノードガス出口４２ｂと、カソードガス入口４３ａと、カソードガス出口４３ｂとを有する。
【００１６】
４本のナット５０は、一対のエンドプレート４０の外側であって、エンドプレート４０の四隅付近にそれぞれ配置される。そして、燃料電池スタック１００の内部を貫通したテンションロッド（図示せず）の両端にナット５０が螺合する。このように、燃料電池スタック１００は、テンションロッドとナット５０とによってセル積層方向に締め付けられている。なお、テンションロッドは、セル同士の電気短絡を防止するため、その表面に絶縁処理が施されている。
【００１７】
次に、アノードガスとカソードガスとによって起電力を生じるセル１０の構成ついては図２を参照して説明する。
【００１８】
図２は、セル１０の構成を示す図である。
【００１９】
セル１０は、図２に示すように、電解質膜１１の両側にアノード電極１２及びカソード電極１３を配置してなる膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly；以下「ＭＥＡ」という。）を備える。
【００２０】
ＭＥＡの電解質膜１１としては、固体高分子材料、例えばフッ素系樹脂からなるプロトン伝導性のイオン交換膜を用いる。この電解質膜１１は、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。
【００２１】
アノード電極１２は、電解質膜１１の側から順に、白金などの合金からなる電極触媒層と、フッ素樹脂などからなる撥水層と、カーボンクロスなどからなるガス拡散層とが配置されて構成される。
【００２２】
また、カソード電極１３も、同様に、電解質膜１１の側から順に、電極触媒層と、撥水層と、ガス拡散層とが配置されて構成される。
【００２３】
上記したＭＥＡの外側には、ガスケット１４をそれぞれ配置する。ガスケット１４は、ゴム状弾性材料、例えばシリコンゴムやフッ素ゴムなどを用いる。このガスケット１４は、セル１０を積層したときにアノード電極１２とセパレータ１５との間のアノードガスをシールするとともに、カソード電極１３とセパレータ１５との間のカソードガスをシールする。
【００２４】
そして、このガスケット１４を配置したＭＥＡの外側には、それぞれセパレータ１５を配置する。このセパレータ１５は、アノードガスをアノード電極１２に流すアノードガス流路１５１と、カソードガスをカソード電極１３に流すカソードガス流路１５２と、燃料電池スタック内を冷却する冷却水を流す冷却水流路１５３とを形成する。
【００２５】
このセパレータ１５の詳細について、図３を参照して説明する。
【００２６】
図３は、第１実施形態のセパレータ１５の構成を示す図であり、図２のIII−III断面を示す。
【００２７】
セパレータ１５は、図３に示すように、２枚のステンレス板（板状部材）を重ね合わせた波板形状となっている。なお、ここでいう「波」とは、曲線的な波形状だけではなく、矩形波のような形状をも含むものである。そして、このセパレータ１５は、平坦部１５ａと壁部１５ｂとを備える。
【００２８】
セパレータ１５の平坦部１５ａは、セル１０のアノード電極１２、カソード電極１３と接触するように形成されている。ここで、アノード電極１２に接する平坦部１５ａの幅は、この平坦部１５ａの接触位置近傍におけるカソードガス流路１５２の流路幅と略同一になるように形成されている。同様に、カソード電極１３に接する平坦部１５ａの幅も、この平坦部１５ａの接触位置近傍のアノードガス流路１５１の流路幅と略同一になるように形成されている。そして、セパレータ１５の壁部１５ｂは、アノード電極側の平坦部１５ａとカソード電極側の平坦部１５ａとを連結するように、セル積層方向に形成されている。
【００２９】
このようにセパレータ１５は、ガス流れ方向に直交する方向に平坦部１５ａを複数有し、その平坦部同士を壁部１５ｂで連結するので、セパレータ１５のアノード電極１２と対向する側にアノードガス流路１５１が形成され、カソード電極１３と対向する側にカソードガス流路１５２が形成される。
【００３０】
一方、セパレータ１５の平坦部１５ａは、両端位置においてステンレス板同士が接合されている。そして、壁部１５ｂでは、アノードガス流路側のステンレス板がアノードガス流路１５１に円弧状に膨出するように構成されており、カソードガス流路側のステンレス板がカソードガス流路１５２に円弧状に膨出するように構成されている。これにより、セパレータ１５の壁部１５ｂの内部には空間が形成され、この空間が燃料電池スタック内を冷却する冷却水の冷却水流路１５３となる。このように本実施形態では、セパレータ１５を２重構造とし、壁部１５ｂの内部を冷却水が流れるように冷却水流路を構成するので、セル１０の厚さが抑えられ、セル１０を積層したときの燃料電池スタック１００の厚さが抑制される。
【００３１】
上記したセパレータ１５を備える燃料電池スタック１００では、セル１０において以下のように発電反応する（図３参照）。
【００３２】
アノードガス入口からアノードガスを燃料電池スタック内に導入すると、アノードガスはセパレータ１５のアノードガス流路１５１を流れ、アノードガスに含まれる水素がアノード電極１２に供給される。そして、アノード電極１２における発電反応によってプロトン及び電子ｅ−を生成する。プロトンは電解質膜１１を透過してカソード電極１３へ移動し、電子は集電板から外部回路へ流れる。反応に利用されなかった余剰のアノードガスは、アノードガス出口から排出される。
【００３３】
一方、カソードガス入口からカソードガスを燃料電池スタック内に導入すると、カソードガスはセパレータ１５のカソードガス流路１５２を流れ、カソード電極１３に供給される。そして、アノード電極１２の発電反応により生じたプロトン及び外部回路からの電子と、カソードガスに含まれる酸素とが反応して水が生成される。反応に利用されなかった余剰のカソードガスは、反応により生じた生成水とともに、カソードガス出口から排出される。
【００３４】
ところで、燃料電池スタック１００は一対のエンドプレート４０によって挟持されているので（図１参照）、各セル１０には所定の面圧が付与されており、この面圧によって各セル１０同士が密着する。そのため、燃料電池スタック１００の運転状態に応じてセル１０のＭＥＡが熱膨張などにより変形すると、上記した面圧が所定範囲内に保たれず、セル１０が壊れるなどの問題が生じる。
【００３５】
本実施形態では、セパレータ１５の壁部１５ｂをアノードガス流路側及びカソードガス流路側に円弧状に膨出するように構成しているので、図４に示すようにセパレータ１５が燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収する。
【００３６】
図４は、セパレータ１５が燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収する仕組みを説明する図である。
【００３７】
図４（Ａ）はセル１０のＭＥＡが膨張した場合を示し、図４（Ｂ）はセル１０が収縮した場合を示す図である。
【００３８】
熱膨張などによってＭＥＡが膨張すると、図４（Ａ）の矢印Ａに示すように、セル積層方向内側の向きに圧縮力が生じる。このような圧縮力が生じると、セパレータ１５の壁部１５ｂのアノードガス流路側のステンレス板は、矢印Ｂに示すようにアノードガス流路内に向かって押し出されるように変形する。また、セパレータ１５の壁部１５ｂのカソードガス流路側のステンレス板は、矢印Ｃに示すようにカソードガス流路内に向かって押し出されるように変形する。
【００３９】
このように、セル１０のＭＥＡが膨張して圧縮力が生じたとしても、セパレータ厚さが薄くなる方向にセパレータ１５が変形するので、燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収することができ、各セル１０の面圧を所定範囲内に維持することができる。
【００４０】
一方、ＭＥＡが収縮する場合には、図４（Ｂ）の矢印Ａに示すように、セル積層方向外側の向きに拡張力が生じる。このような拡張力が生じると、セパレータ１５の壁部１５ｂのアノードガス流路側のステンレス板は、矢印Ｂに示すようにアノードガス流路側からカソードガス流路側に向かって変形する。また、セパレータ１５の壁部１５ｂのカソードガス流路側のステンレス板は、矢印Ｃに示すようにカソードガス流路からアノードガス流路側に向かって変形する。
【００４１】
このようにセル１０のＭＥＡが収縮して拡張力が生じたとしても、セパレータ厚さが厚く方向にセパレータ１５が変形するので、燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収することができ、各セル１０の面圧を所定範囲内に維持することができる。
【００４２】
上記のようなセパレータ１５を備える本実施形態の燃料電池スタック１００は、図５に示すように組み立てられる。
【００４３】
図５は、第１実施形態のセパレータ１５を備える燃料電池スタック１００の組み立て方法を示す図である。
【００４４】
燃料電池スタック１００を組み立てる前に、まずセパレータ１５を加工しておく。２枚のステンレス板を重ね合わせ、冷却水流路１５３を形成するために２枚のステンレス板をいわゆるロールボンディングで接合し（接合工程）、その後プレス加工によってアノードガス流路１５１やカソードガス流路１５２を成形して（成形工程）、セパレータ１５を製造する。そして、アノードガス流路１５１及びカソードガス流路１５２を成形した後に、セパレータ１５の冷却水流路１５３に水などの流体を流し、その流体の液圧によってセパレータ１５の壁部１５ｂがアノードガス流路側又はカソードガス流路側に円弧状に膨出するように拡張させる（拡張工程）。
【００４５】
このようにセパレータ１５を製造した後に、図５（Ａ）に示すように、ＭＥＡ同士の間にセパレータ１５を配置する。セパレータ１５は少なくとも一方の端部がＭＥＡの端部よりも狭く構成して、ＭＥＡの端部にセパレータ厚さ調整部材２００を挿入できる挿入代を設けておく。そして、ＭＥＡ同士の間にセパレータ１５を配置した後に、挿入代にセパレータ厚さ調整部材２００を挿入する（挿入工程）。
【００４６】
なお、図５（Ａ）においては、セパレータ１５は、セル積層方向への力が加わっていないので、セパレータ厚さは最も厚い状態にある。
【００４７】
そして、図５（Ａ）のように配置した後、図５（Ｂ）に示すように、一方のＭＥＡがセパレータ厚さ調整部材２００に接触するまで、燃料電池スタック１００のセル積層方向にセル１０を圧縮する（圧縮工程）。このようにセパレータ１５を圧縮した状態で、積層したセル１０をエンドプレート４０によって挟持し（固定工程）、その後にセパレータ厚さ調整部材２００をＭＥＡの間から引き抜く。
【００４８】
これにより、各セルの面圧を所定範囲内に調整した状態で燃料電池スタック１００を組み立てられるとともに、燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収できるようにセパレータ厚さを調整できる。
【００４９】
以上により、本実施形態では下記の効果を得ることができる。
【００５０】
本実施形態のセパレータ１５は、アノード側の平坦部１５ａとカソード側の平坦部１５ａとの端部を接続するように壁部１５ｂを形成し、この壁部１５ｂの内部を冷却水が流れるように冷却水流路１５３を構成する。そのため、冷却水流路１５３によってセル１０のセル厚さが厚くなることがなく、反応ガスの拡散性を阻害することがない。したがって、セル１０を積層したときの燃料電池スタック１００の厚さを抑制することができるとともに、燃料電池スタック１００の発電性能の悪化を抑えることが可能となる。
【００５１】
セパレータ１５の壁部１５ｂは、アノードガス流路１５１やカソードガス流路１５２に円弧状に膨出するように構成されており、セパレータ１５の壁部１５ｂが燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収する。そのため、セル１０の面圧を所定範囲内に維持することができ、セル１０が壊れたりすることを抑制することができるので、燃料電池スタック１００の発電性能の悪化を抑えることが可能となる。また、従来手法の燃料電池スタックのように、セル積層方向にバネなどの弾性体を配置して、セル積層方向の変形を吸収する必要がなく、燃料電池スタック１００の小形化を図ることができる。
【００５２】
また、セパレータ１５の平坦部１５ａは２重構造として剛性を高くするので、セル１０などがセル積層方向に変形しても、平坦部１５ａは変形することがない。そのため、セパレータ１５の壁部１５ｂでセル積層方向の変形を確実に吸収することができる。
【００５３】
さらに、燃料電池スタック１００の組み立て時には、ＭＥＡ同士の間にセパレータ厚さ調整部材２００を挿入するので、セパレータ厚さを確実に所定の厚さに設定することができる。これにより、各セルの面圧を所定範囲内に調整した状態で燃料電池スタック１００を組み立てられるとともに、燃料電池スタック１００のセル積層方向の変形を吸収できるようにセパレータ厚さを調整できる。
【００５４】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態のセパレータ１５の構成を示す図である。
【００５５】
第２実施形態の燃料電池スタック１００は、第１実施形態とほぼ同様であるが、セパレータ１５の壁部１５ｂの構成において相違する。つまり、壁部１５ｂをアノードガス流路側及びカソードガス流路側に突出するように形成したもので、以下にその相違点を中心に説明する。
【００５６】
第２実施形態のセパレータ１５は、図６に示すように、２枚のステンレス板を重ね合わせて構成されており、平坦部１５ａと壁部１５ｂとを有する。
【００５７】
このセパレータ１５の平坦部１５ａは、両端位置においてステンレス板同士が接合されている。そして、壁部１５ｂでは、第１実施形態のように円弧状に膨出するのではなく、アノードガス流路側のステンレス板がアノードガス流路側に角部１５ｃを有するように突出して形成され、カソードガス流路側のステンレス板がカソードガス流路側に角部１５ｃを有するように突出して形成される。そして、このセパレータ１５の壁部１５ｂの内部の空間が、燃料電池スタック内を冷却する冷却水を流す冷却水流路１５３となる。
【００５８】
第２実施形態のように、セパレータ１５の壁部１５ｂに角部１５ｃを設けて、アノードガス流路１５１及びカソードガス流路１５２に突出するように形成することによっても、第１実施形態と同様の効果を得られる。したがって、セル１０を積層したときの燃料電池スタック１００の厚さを抑制することができるとともに、セル１０の面圧を所定範囲内に維持して燃料電池スタック１００の発電性能の悪化を抑えることができる。
【００５９】
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態のセパレータ１５の構成を示す図である。
【００６０】
第３実施形態の燃料電池スタック１００は、第１実施形態とほぼ同様であるが、セパレータ１５の壁部１５ｂの構成において相違する。つまり、平坦部１５ａの端部近傍の壁部１５ｂにおいて２枚のステンレス板を接合するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。
【００６１】
第３実施形態のセパレータ１５は、図７に示すように、２枚のステンレス板を重ね合わせて構成されており、平坦部１５ａと壁部１５ｂとを有する。
【００６２】
このセパレータ１５では、第１実施形態のように平坦部１５ａの両端位置においてステンレス板同士を接合するのではなく、平坦部１５ａの端部近傍の壁部１５ｂにおいて２枚のステンレス板を接合する。また、この壁部１５ｂでは、アノードガス流路側のステンレス板がアノードガス流路１５１に円弧状に膨出するように形成され、カソードガス流路側のステンレス板がカソードガス流路１５２に円弧状に膨出するように形成される。そして、セパレータ１５の壁部１５ｂの内部の空間が、燃料電池スタック内を冷却する冷却水を流す冷却水流路１５３となる。
【００６３】
第３実施形態のように、セパレータ１５の壁部１５ｂにおいてステンレス板同士を接合し、さらにこの壁部を円弧状に膨出するように形成することによっても、第１実施形態と同様の効果を得られる。したがって、セル１０を積層したときの燃料電池スタック１００の厚さを抑制することができるとともに、セル１０の面圧を所定範囲内に維持して燃料電池スタック１００の発電性能の悪化を抑えることができる。
【００６４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００６５】
例えば、第１実施形態〜第３実施形態において、セパレータ１５はステンレス板で構成しているが、これに限られるものではなく、導電性や強度、耐食性に優れている板状部材であればよい。
【００６６】
また、第１実施形態では、複数のセル１０を積層して一度に燃料電池スタック１００を組み立てるように構成しているが、数個のセル１０を予め積層してセルモジュールとしておき、このセルモジュールを複数重ね合わせて燃料電池スタック１００を構成するようにしてもよい（単位セルモジュール積層工程）。このように構成すれば、積層するための設備や治具を共通化することができ、組み立て時におけるコストを削減することができる。また、セルモジュールを重ね合わせて燃料電池スタック１００を構成するので、面圧を所定範囲内に調整しやすくなる。
【００６７】
さらに、第１実施形態では、セパレータ１５に冷却水流路１５３を形成するため、２枚の金属板をロールボンディングで接合するようにしているが、レーザー溶接によって接合するようにしてもよい。
【００６８】
このようにレーザー溶接によって接合すれば、セパレータ１５を構成する２枚の金属板の厚さが第１実施形態の場合より薄くても溶接することができ、金属板の厚さが薄くなるので第１実施形態よりも複雑な流路を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施形態の燃料電池スタックの構成を示す図である。
【図２】セルの基本構成を示す図である。
【図３】セパレータの構成を示す図である。
【図４】セパレータが燃料電池スタックのセル積層方向の変形を吸収する仕組みを説明する図である。
【図５】燃料電池スタックの組み立て方法を示す図である。
【図６】第２実施形態のセパレータの構成を示す図である。
【図７】第３実施形態のセパレータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００  燃料電池スタック
１０  セル
１１  電解質膜
１２  アノード電極
１３  カソード電極
１５  セパレータ
１５ａ  平坦部（アノード側当接部、カソード側当接部）
１５ｂ  壁部
１５ｃ  角部（突出部）
４０  エンドプレート
１５１  アノードガス流路
１５２  カソードガス流路
１５３  冷却水流路
２００  セパレータ厚さ調整部材（間隔調整部材）
【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１】
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