(57)【要約】【課題】セパレータの開口部周りに微細な歪が生じていても、セル間のシール性を確保した燃料電池の製造方法を提供する。【解決手段】セル3は燃料電池用電解質膜13を一対の電極板9,11で挟持してなる電極構造体15と、電極構造体15の両面側に配置して一側面側に燃料ガス通路43を、他側面側に酸化ガス通路57を形成する樹脂製セパレータ21,23とを備える。セパレータ21,23は導電部17と導電部17の外周を取り囲む非導電部19とで一体に形成する。非導電部19外面に凸部26を燃料ガス通路43に連通する第１導入側開口部27及び酸化ガス通路57に連通する第２導入側開口部31を取り囲むように一体に突設する。隣り合うセル3の凸部26が互いに対向するように配置した状態で、両凸部26を互いに加熱溶着して隣り合うセル3を一体に接合して複数個セル3を積層し燃料電池１を製造する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用電解質膜を一対の電極板で挟持してなる電極構造体と、該電極構造体の一側面側に燃料ガス通路が形成されるとともに、他側面側に酸化ガス通路が形成されるように電極構造体の両面側に配置された樹脂製セパレータとを備え、該セパレータが上記電極構造体に対面する導電部と該導電部の外周を取り囲む非導電部とで一体に成形され、該非導電部には、上記燃料ガス通路に連通する第１開口部と上記酸化ガス通路に連通する第２開口部とが貫通形成されてなるセルを複数個積層して構成された燃料電池の製造方法であって、
上記セパレータの非導電部外面に凸部が第１開口部及び第２開口部を取り囲むように一体に突設された複数個のセルを隣り合うセルの凸部が互いに対向するように配置した状態で、上記両凸部を互いに加熱溶着して隣り合うセルを一体に接合することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池の製造方法において、
上記隣り合うセル間には冷却液通路が導電部に対応して形成され、上記セパレータの非導電部には上記冷却液通路に連通する第３開口部が貫通形成され、
上記セパレータの非導電部外面に凸部が第３開口部及び冷却液通路を取り囲むように一体に突設された複数個のセルを隣り合うセルの凸部が互いに対向するように配置した状態で、上記両凸部を互いに加熱溶着して隣り合うセルを一体に接合することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項３】
燃料電池用電解質膜を一対の電極板で挟持してなる電極構造体と、該電極構造体の一側面側に燃料ガス通路が形成されるとともに、他側面側に酸化ガス通路が形成されるように電極構造体の両面側に配置された樹脂製セパレータとを備え、該セパレータが上記電極構造体に対面する導電部と該導電部の外周を取り囲む非導電部とで一体に成形され、該非導電部には、上記燃料ガス通路に連通する第１開口部と上記酸化ガス通路に連通する第２開口部とが貫通形成されてなるセルを複数個積層して構成された燃料電池の製造方法であって、
上記セパレータの非導電部外面に凸部が第１開口部及び第２開口部を取り囲むように一体に突設されたセルと、セパレータの非導電部外面に凹部が第１開口部及び第２開口部を取り囲むように形成されたセルとを用意し、上記凹部に弾性体を装着した後、該凹部に上記凸部を嵌合させて該凸部を上記弾性体に圧接させた状態で隣り合うセルを接合することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池の製造方法において、
上記隣り合うセル間には冷却液通路が導電部に対応して形成され、上記セパレータの非導電部には上記冷却液通路に連通する第３開口部が貫通形成され、
上記セパレータの非導電部外面に凸部が第３開口部及び冷却液通路を取り囲むように一体に突設されたセルと、セパレータの非導電部外面に凹部が第３開口部及び冷却液通路を取り囲むように形成されたセルとを用意し、上記凹部に弾性体を装着した後、該凹部に上記凸部を嵌合させて該凸部を上記弾性体に圧接させた状態で隣り合うセルを接合することを特徴とする燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池の製造方法の改良に関し、特にセパレータの接合対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電極構造体の両面側を樹脂製セパレータで挟持してなるセルを複数個積層して構成された燃料電池が開示されている。上記セルでは、燃料ガスとしての水素が一方のセパレータの導電部とアノード極側の電極板との間に形成された燃料ガス通路に上記導電部外周を取り囲む非導電部の第１開口部から導入され、一方、酸化ガスとしての空気が他方のセパレータの導電部とカソード極側の電極板との間に形成された酸化ガス通路に上記導電部外周を取り囲む非導電部の第２開口部から導入される。これにより、アノード極側電極板で電極反応によって水素原子から電子が解放されて水素イオンになり、電子は外部回路（図示せず）を通ってカソード極側電極板に移動し、水素イオンは、電解質膜を通ってカソード極側電極板に移動して空気中の酸素と上記外部回路を通って移動してきた電子と反応して水になり、上記外部回路を通って移動する電子が電流を構成している。このようなセルは実用レベルの出力値を得るために複数個積層されて用いられるが、その接合手段として、上記特許文献１ではレーザービームの照射を採用し、積層されたセルの隣り合うセパレータ同士を上記第１開口部及び第２開口部を取り囲むようにレーザービームを照射して接合している。
【特許文献１】特開２００５−２６２５３１号公報（段落００１９欄、００２４欄、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、樹脂製のセパレータを成形後に脱型して金型から解放すると、脱型直後のセパレータには余熱が残存しているため、セパレータの開口部周りに微細な歪が生じることがある。特に、セパレータが導電部とその外周を取り囲んで成形された非導電部とでいわゆる二重成形により一体に成形されている場合にはその歪が顕著となる。
【０００４】
このように歪が生じているセパレータを特許文献１のようにレーザービームで溶着する場合、隣り合うセパレータの接合面に歪としての凹部が互いに対向していると、当該箇所にレーザービームを照射しても接合が不十分となってセル間のシール性や接合強度が低下する恐れがある。
【０００５】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、例えセパレータの開口部周りに微細な歪が生じていても、セル間のシール性や接合強度を確保した燃料電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、この発明は、セパレータの接合構造を工夫したことを特徴とする。
【０００７】
具体的には、この発明は、燃料電池用電解質膜を一対の電極板で挟持してなる電極構造体と、該電極構造体の一側面側に燃料ガス通路が形成されるとともに、他側面側に酸化ガス通路が形成されるように電極構造体の両面側に配置された樹脂製セパレータとを備え、該セパレータが上記電極構造体に対面する導電部と該導電部の外周を取り囲む非導電部とで一体に成形され、該非導電部には、上記燃料ガス通路に連通する第１開口部と上記酸化ガス通路に連通する第２開口部とが貫通形成されてなるセルを複数個積層して構成された燃料電池の製造方法を前提とし、次のような解決手段を講じた。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記セパレータの非導電部外面に凸部が第１開口部及び第２開口部を取り囲むように一体に突設された複数個のセルを隣り合うセルの凸部が互いに対向するように配置した状態で、上記両凸部を互いに加熱溶着して隣り合うセルを一体に接合することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記隣り合うセル間には冷却液通路が導電部に対応して形成され、上記セパレータの非導電部には上記冷却液通路に連通する第３開口部が貫通形成され、上記セパレータの非導電部外面に凸部が第３開口部及び冷却液通路を取り囲むように一体に突設された複数個のセルを隣り合うセルの凸部が互いに対向するように配置した状態で、上記両凸部を互いに加熱溶着して隣り合うセルを一体に接合することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記前提において、上記セパレータの非導電部外面に凸部が第１開口部及び第２開口部を取り囲むように一体に突設されたセルと、セパレータの非導電部外面に凹部が第１開口部及び第２開口部を取り囲むように形成されたセルとを用意し、上記凹部に弾性体を装着した後、該凹部に上記凸部を嵌合させて該凸部を上記弾性体に圧接させた状態で隣り合うセルを接合することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、上記隣り合うセル間には冷却液通路が導電部に対応して形成され、上記セパレータの非導電部には上記冷却液通路に連通する第３開口部が貫通形成され、上記セパレータの非導電部外面に凸部が第３開口部及び冷却液通路を取り囲むように一体に突設されたセルと、セパレータの非導電部外面に凹部が第３開口部及び冷却液通路を取り囲むように形成されたセルとを用意し、上記凹部に弾性体を装着した後、該凹部に上記凸部を嵌合させて該凸部を上記弾性体に圧接させた状態で隣り合うセルを接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、隣り合うセルの接合面に突設された凸部同士は加熱溶着により確実に一体化するので、両第１及び第２開口部周りにセパレータ成形時の余熱の影響で微細な歪が生じていても、セル間のシール性及び接合強度を確保することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、第３開口部及び冷却液通路周りも凸部同士を加熱溶着しているので、第３開口部及び冷却液通路周りもシールすることができ、セル間のシール性及び接合強度を一層確保することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、隣り合う一方のセルの接合面に突設された凸部と他方のセルの接合面に突設された凹部とを嵌合させた状態で両者間に弾性体が圧搾されているので、セル間のシール性を確保することができる。なお、セル間の接合強度は別途締結手段により確保すればよい。
【００１５】
また、大容量の電流が必要な、例えば自動車用燃料電池に適用した場合、多数のセルを接合することによって燃料電池内の熱が逃げ難くくなっているため燃料電池を冷却する構造になっているが、それでも燃料電池全体がかなり高温になってしまうため、使用時と停止時とで熱膨張と熱収縮を繰り返すことになり、この熱影響による負荷を上記弾性体が吸収してセル間の接合箇所に無理な力がかからず、セル間の接合箇所に割れ等の接合不良が起こるのを防止することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、第３開口部及び冷却液通路周りにも凸部及び弾性体を装着した凹部を設けているので、第３開口部及び冷却液通路周りもシールすることができ、セル間のシール性を一層確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
（実施形態１）
図１〜図５は、この発明の実施形態１に係る燃料電池の製造方法を示す製造工程図であり、以下の手順を経ることで燃料電池１が製造される。
【００１９】
まず、図１に示すように、燃料電池１の働きの基本的な一単位であるセル３（図２参照）の構成要素を用意する。この構成要素は、電極構造体１５と２個のセパレータとであり、上記電極構造体１５は、図１（ｄ）に示すように、一対の電極板、つまりアノード極側電極板９（＝燃料極）とカソード極側電極板１１（＝空気極）とで電解質膜１３を挟持して形成されている。該電極構造体１５の電解質膜１３の外周には上記電極板９，１１より側方に延出する延出部１３ａが全周に亘って形成されている。
【００２０】
上記２個のセパレータとは、上記電極構造体１５のアノード極側電極板９側に配置される略矩形の樹脂製アノード極側セパレータ２１（図１（ａ）参照）と、カソード極側電極板１１側に配置される略矩形の樹脂製カソード極側セパレータ２３（図１（ｂ）参照）である。
【００２１】
上記セパレータ２１，２３は、上記電極構造体１５に対応して上記セパレータ２１，２３の略中央部を占め略矩形の導電部１７と、該導電部１７の外周を取り囲む非導電部１９とからなり、上記導電部１７の外周領域に非導電部１９の内周領域を重ねていわゆる二重成形により一体に成形されている。
【００２２】
図６に上記アノード極側セパレータ２１の表裏を同一平面に展開した展開図を示し、２１ａはアノード極側セパレータ２１の冷却面であり、後述する冷却液用通路４９が形成される面である。２１ｂはアノード極側セパレータ２１の発電面であり、アノード極側電極板９に接する側の面である。
【００２３】
上記アノード極側セパレータ２１の導電部１７の発電面２１ｂには、アノード極側電極板９との間に燃料ガス通路４３を形成する溝部４１が形成されており、さらに燃料ガス通路４３に連通する燃料ガストンネル通路４７ａが形成されている。導電部１７の冷却面２１ａには、電極での反応熱を除去する冷却液が導入される冷却液用通路４９を形成する溝部５１が形成されている。
【００２４】
同じく、上記カソード極側セパレータ２３の導電部１７の発電面にも、カソード極側電極板１１との間に酸化ガス通路５７を形成する溝部５５が形成されており、冷却面には冷却液用通路４９を形成する溝部５１が形成されている。このように、上記カソード極側セパレータ２３の導電部１７も上記アノード極側セパレータ２１の導電部１７と同様に構成されている。
【００２５】
上記アノード極側セパレータ２１の非導電部１９には、図６にも示すように、燃料電池に燃料ガス（水素）を導入する第１導入側開口部２７と、該第１導入側開口部２７の略対角線上に燃料ガス（水素）が排出される第１排出側開口部２９が形成されており、上記第１導入側開口部２７の隣には、酸化ガス（酸素）をカソード極側電極板１１に導入する第２導入側開口部３１が形成されており、第１排出側開口部２９の隣に酸化ガス（酸素）が排出される第２排出側開口部３３が形成されている。また、３５は、冷却液を導入するための第３導入側開口部であり、該第３導入側開口部３５の対向側に第３排出側開口部３７が形成されている。
【００２６】
さらに、上記アノード極側セパレータ２１の非導電部１９には、第１導入側開口部２７に連通する燃料ガス連絡通路４５及び燃料ガストンネル通路４７ｂが形成されている。上記導電部１７の外周に非導電部１９が一体に成形されて上記燃料ガストンネル通路４７ａと燃料ガストンネル通路４７ｂとが一体となって燃料ガストンネル通路４７を構成している。また、上記導電部１７と同じように、第３導入側開口部３５に連通して冷却液が導入される冷却液用通路４９を形成する溝部５１が形成されている。上記カソード極側セパレータ２３の非導電部１９も、上記アノード極側セパレータ２１の非導電部１９と同様に第２導入側開口部３１に連通する酸化ガス連絡通路（図示せず）及び燃料ガストンネル通路（図示せず）が形成されている。
【００２７】
さらに、上記非導電部１９の冷却面２１ａ側には、該非導電部１９に形成された第１導入側開口部２７、第１排出側開口部２９、第２導入側開口部３１及び第２排出側開口部３３をそれぞれ取り囲むように環状に凸部２６が一体に突設され、さらに、第３導入側開口部３５、第３排出側開口部３７及び冷却液用通路４９を形成する溝部５１の外周を一体に取り囲むように環状に凸部２６が一体に突設されている（図６太実線参照）。該凸部２６の内周囲、外周囲には溝部３６（図２参照）が形成されている。さらに、３８はボルト挿通孔であり、セル３が積層されることによって該セル３の積層方向に連通するようになっている。
【００２８】
上記アノード極側セパレータ２１及びカソード極側セパレータ２３の導電部１７は、導電性材を含有する樹脂材からなり、導電性材としては、例えば、導電性のカーボン同素体、貴金属及びそのメッキ体、チタンなどの耐酸性金属などを用いることができる。具体的には、ガラス状カーボン、グラファイト、黒鉛、金、銀、白金、チタン、ステンレス、樹脂やシリカ、チタニヤなどの金属酸化物の表面に金メッキしたもの等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。また、導電性材の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。中でも、導電性のカーボン同素体が好ましい。
【００２９】
上記アノード極側セパレータ２１の非導電部１９はレーザービームを透過する透過性樹脂からなり、上記カソード極側セパレータ２３の非導電部１９はレーザービームを吸収する吸収性樹脂からなっている。
【００３０】
上記非導電部１９を構成する樹脂材のうち、透過性樹脂は熱可塑性樹脂を使用し、レーザービームに対して所定以上の透過率を有するものであれば特に限定されない。上記透過性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ＡＳＢ樹脂、ＰＰＯ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド樹脂（ＰＥＩ）樹脂、ＰＥＳ樹脂、スチレン系共重合体樹脂、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、ポリスルフォン（ＰＳＦ）樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレン（ＰＥ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、ＡＢＳ、アクリル（ＰＭＭＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。中でも、ポリプロピレン樹脂が好ましい。なお、必要に応じて、ガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維や着色材を添加したものを用いてもよい。非導電部１９を構成する樹脂材の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。また、非導電部１９を構成する樹脂材には、必要に応じて、安定剤、離形剤、難燃剤を含有させることができる。
【００３１】
上記非導電部１９を構成する樹脂材のうち、吸収性樹脂は上記透過性樹脂と同様の熱可塑性樹脂に顔料系吸収色素として例えばカーボンブラック、又は染料系吸収色素を添加して使用する。又は、上記透過性樹脂と同様の熱可塑性樹脂に染料系吸収色素と顔料系吸収色素とを組合せて添加して使用することもできる。
【００３２】
このように用意された電極構造体１５と２個のセパレータ２１，２３とでセル３を構成するには、まず、図２に示すように、２個のセパレータ２１，２３の導電部１７で電極構造体１５を挟むように重ねて配置する。具体的には、電極構造体１５のアノード極側電極板９側にアノード極側セパレータ２１の発電面２１ｂ側を、カソード極側電極板１１側にカソード極側セパレータ２３の発電面（図示せず）側をそれぞれ配置するとともに、両セパレータ２１，２３の非導電部１９を互いに面接触させ、かつ電解質膜１３の延出部１３ａをアノード極側セパレータ２１の非導電部１９と上記カソード極側セパレータ２３の非導電部１９とで挟む。この状態で、アノード極側セパレータ２１の透過性樹脂からなる非導電部１９側からカソード極側セパレータ２３の吸収性樹脂からなる非導電部１９に向けてレーザービーム（図示せず）を照射して樹脂を溶融させ、上記延出部１３ａをアノード極側セパレータ２１の非導電部１９及びカソード極側セパレータ２３の非導電部１９と共に上記電極板９，１１を取り囲むように環状に接合し、さらに、第１導入側開口部２７、第１排出側開口部２９、第２導入側開口部３１、第２排出側開口部３３、第３導入側開口部３５及び第３排出側開口部３７の外周を取り囲むように環状に接合して（図６太破線参照）、セル３を製造する。２５は上記レーザービームの照射により樹脂が溶融してできた接合部である。このように、セル３を構成するセパレータ２１，２３間を接合することにより、セパレータ２１，２３間の接触面からガス及び冷却液が漏れるのを防止することができるとともに両セパレータ２１，２３を強固に接合することができる。
【００３３】
上記のように構成されたセル３の上記アノード極側セパレータ２１の導電部１７には、アノード極側電極板９との間に燃料ガス通路４３が形成される。上記第１導入側開口部２７は、燃料ガス連絡通路４５、燃料ガストンネル通路４７、燃料ガス連絡通路４８及び燃料ガス通路４３に連通しており、該燃料ガス通路４３は第１排出側開口部２９に燃料ガス連絡通路４２及び燃料ガストンネル通路４４並びに燃料ガス連絡通路４６で連通している。
【００３４】
上記カソード極側セパレータ２３側も、上記アノード極側セパレータ２１側と同様に、上記第２導入側開口部３１に酸化ガス通路５７が連通しており、該酸化ガス通路５７は第２排出側開口部３３に連通している。
【００３５】
次に、このように構成された上記セル３を複数個積層して燃料電池１を製造する要領について説明する。
【００３６】
まず、図３に示すように、隣り合うセル３の凸部２６が互いに対向するようにセル３を間隔をあけて配置した状態で、上記セル３間の凸部２６形成箇所に対応して熱板４０を配置して上記隣り合うセル３の両凸部２６を互いに加熱して凸部２６を溶融させる。
【００３７】
次いで、上記熱板４０を外した後、セル３間を圧接して上記第１導入側開口部２７、第１排出側開口部２９、第２導入側開口部３１、第２排出側開口部３３をそれぞれ取り囲むように環状にセル３同士を溶着し、さらに、第３導入側開口部３５、第３排出側開口部３７及び冷却液用通路４９を形成する溝部５１の外周を一体に取り囲むように環状にセル３同士を溶着して、隣り合うセル３を一体に接合する。上記凸部２６が溶融してセル３間の接合に余剰となった樹脂は凸部２６の内周囲、外周囲に形成された溝部３６に収容される。こうして該セル３が積層されることによって第３導入側開口部３５及び第３排出側開口部３７に連通する冷却液用通路４９がセル３間に形成される。
【００３８】
このようなセル溶着作業を繰り返してセル３を複数個積層した後、該セル３の積層方向に連通したボルト挿通孔３８（図６参照）にボルト（図示せず）を挿通して、図４，５に示すように、燃料電池１を製造する。
【００３９】
このように製造された燃料電池１においては、上記第１導入側開口部２７は、セル３が積層されることによって燃料ガスマニホールド５を上記セル３の積層方向に連通して形成している。同様に、上記第２導入側開口部３１は、セル３が積層されることによって酸化ガスマニホールド（図示せず）を上記セル３の積層方向に連通して形成し、上記第３導入側開口部３５は、セル３が積層されることによって冷却液マニホールド７を上記セル３の積層方向に連通して形成している。さらに、上記第１導入側開口部２７、第２導入側開口部３１、第３導入側開口部３５以外にも、第１排出側開口部２９、第２排出側開口部３３、第３排出側開口部３７は、上記セル３の積層方向に連通してそれぞれ流通路（マニホールド）を形成している。
【００４０】
上記のように、セル３を複数個積層して構成された燃料電池１は、個々のセル３において、第１導入側開口部２７から燃料ガス（水素）が燃料ガス連絡通路４５、燃料ガストンネル通路４７、燃料ガス連絡通路４８、燃料ガス通路４３を通ってアノード極側電極板９に供給されると、電極反応によって水素原子から電子が解放されて水素イオンになり、上記電解質膜１３はイオンしか通さないという性質を持っているため、切り離された電子は外部回路（図示せず）を通ってカソード極側電極板１１に移動し、水素イオンは、電解質膜１３を通ってカソード極側電極板１１に移動する。一方、上記第２導入側開口部３１から酸化ガス（酸素）が酸化ガス通路５７を通ってカソード極側電極板１１に供給され、この酸素と上記水素イオンと、外部から外部回路を通って移動してきた電子とが反応して水になり、上記外部回路を通って移動する電子が電流を構成している。このようにして個々のセル３から得られる電力がトータルされて実用レベルの出力値を得ている。
【００４１】
したがって、上記実施形態１によれば、隣り合うセル３の接合面に突設された凸部２６同士は加熱溶着により確実に一体化するので、第１導入側開口部２７、第２導入側開口部３１、第１排出側開口部２９、第２排出側開口部３３、第３導入側開口部３５、第３排出側開口部３７周りにセパレータ成形時の余熱の影響で微細な歪が生じていても、セル間のシール性及び接合強度を確保して、ガスや冷却液の漏れを防止することができる。
【００４２】
（実施形態２）
図７〜図１０は、この発明の実施形態２に係る燃料電池の製造方法を示す製造工程図であり、以下の手順を経ることで燃料電池６５が製造される。
【００４３】
まず、図７に示すように、上記燃料電池６５を構成するセル６９は、図１（ｄ）に示す実施形態１と同様の電極構造体１５の両面側に、図１（ａ）に示す実施形態１と同様のアノード極側セパレータ２１と、図１（ｃ）に示す実施形態２の特徴を有するカソード極側セパレータ６７とを配置して構成される。該カソード極側セパレータ６７の非導電部外面には凹部７１が第１導入側開口部２７、第２導入側開口部３１、第１排出側開口部２９、第２排出側開口部３３をそれぞれ取り囲むように環状に形成され、さらに、凹部７１は第３導入側開口部３５、第３排出側開口部３７及び冷却液用通路４９を形成する溝部５１の外周を一体に取り囲むように環状に形成されている。上記凹部７１には弾性体７３を装着する。電極構造体１５の両面側にアノード極側セパレータ２１とカソード極側セパレータ６７とを配置して構成したセル６９を、図８に示すように、隣り合うセル６９の凸部２６と凹部７１が互いに対向するように配置して、上記隣り合うセル６９の凹部７１に上記凸部２６を嵌合させて該凸部２６を上記弾性体７３に圧接させて、上記第１導入側開口部２７、第１排出側開口部２９、第２導入側開口部３１、第２排出側開口部３３の外周をそれぞれ取り囲むように環状に、さらに、第３導入側開口部３５、第３排出側開口部３７及び冷却液用通路４９を形成する溝部５１の外周を一体に取り囲むように環状に接合して、隣り合うセル６９間を、図９、図１０に示すように、接合する。隣り合うセル６９間で上記作業を繰り返してセル６９を複数個積層して、燃料電池６５を製造する。それ以外は上記実施形態１と同様に構成されているので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。上記弾性体７３は、凸部２６によって圧接される面が平面であってもよい。より好ましくは図１（ｃ）、図７に示すように、表面が凸部２６の先端形状に対応した凹部７５にすることによりシール面積を広くすることになり、シール性が向上する。
【００４４】
したがって上記実施形態２によれば、隣り合う一方のセル６９の接合面に突設された凸部２６と他方のセル６９の接合面に突設された凹部７１とを嵌合させた状態で両者間に弾性体７３が圧搾されているので、実施形態１と同様の効果を奏することができる。加えて、大容量の電流が必要な、例えば自動車用燃料電池に適用した場合、多数のセルを接合することによって燃料電池内の熱が逃げ難くくなっているため燃料電池を冷却する構造になっているが、それでも燃料電池全体がかなり高温になってしまうため、使用時と停止時とで熱膨張と熱収縮を繰り返すことになり、この熱影響による負荷を上記弾性体７３が吸収してセル６９間の接合箇所に無理な力がかからず、セル６９間の接合箇所に割れ等の接合不良が起こるのを防止することができる。
【００４５】
（実施形態３）
図１１は、この発明の実施形態３に係る製造方法により製造された燃料電池７５の一部を示す断面図である。該燃料電池７５は、実施形態１と同様に製造されたセル３を２個接合した後、該接合したセル３に、実施形態２と同様に製造されたセル６９を接合して、さらに、実施形態１と同様に製造されたセル３を接合して構成している。
【００４６】
なお、この組み合わせに限らず、実施形態１と同様に製造されたセル３と実施形態２と同様に製造されたセル６９とを任意の個数と順序で接合してもよい。
【００４７】
したがって上記実施形態３によれば、実施形態１と同様の効果を奏することができるとともに、セル３，６９間の接合箇所に割れ等の接合不良が起こるのを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
この発明は、燃料電池の製造方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１に係る燃料電池の製造方法の製造工程図を示し、（ａ）は実施形態１〜３に係るアノード極側セパレータの断面図、（ｂ）は実施形態１及び３に係るカソード極側セパレータの断面図、（ｃ）は実施形態２及び３に係るカソード極側セパレータの断面図、（ｄ）は電極構造体の断面図である。
【図２】実施形態１に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、図６のＡ−Ａ線に相当するセルの断面図である。
【図３】実施形態１に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、セル間の非導電部を加熱する工程図である。
【図４】実施形態１に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、燃料電池の一部を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、図６のＢ−Ｂ線に相当する燃料電池の一部を示す断面図である。
【図６】アノード極側セパレータの表裏を同一平面に展開した展開図である。
【図７】実施形態２に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、図２相当図である。
【図８】実施形態２に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、セル間を接合する前工程を示す断面図である。
【図９】実施形態２に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、燃料電池の一部を示す断面図である。
【図１０】実施形態２に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、図５相当図である。
【図１１】実施形態３に係る燃料電池の製造方法の製造工程を示し、燃料電池の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１，６５，７５      燃料電池
３，６９      セル
９      アノード極側電極板
１１      カソード極側電極板
１３      電解質膜
１５      電極構造体
１７      導電部
１９      非導電部
２１      アノード極側セパレータ
２３      カソード極側セパレータ
２６      凸部
２７，２９      第１導入側開口部、第１排出側開口部
３１，３３      第２導入側開口部、第２排出側開口部
４０      熱板
４３      燃料ガス通路
５７      酸化ガス通路
３５，３７      第３導入側開口部、第３排出側開口部
【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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【図１０】
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【図１１】
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