本申請(qǐng)主張基于在2016年2月5日提出申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?016-020651的日本專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)的全部通過(guò)參照而援引于本申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及燃料電池單元。

背景技術(shù)：

以往，已知具有膜電極接合體及氣體擴(kuò)散層的膜電極氣體擴(kuò)散層接合體與在膜電極氣體擴(kuò)散層接合體的周緣部配置的膜狀的密封構(gòu)件由一對(duì)分隔件夾持的燃料電池單元(例如，日本特開(kāi)2014-120368號(hào)公報(bào))。密封構(gòu)件具有芯部和在芯部的兩側(cè)配置的表層部(粘接層)。在燃料電池單元的制造過(guò)程中，密封構(gòu)件的表層部熔融然后固化，由此，與表層部相對(duì)的分隔件的對(duì)向面粘接于表層部。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

【發(fā)明要解決的課題】

以往，在使分隔件的對(duì)向面粘接于表層部的情況下，對(duì)向面整體按壓表層部，由此表層部中的被按壓的部分(粘接部分)的厚度可能會(huì)過(guò)度變薄。由于粘接部分過(guò)度變薄而會(huì)產(chǎn)生以下的各種不良情況。例如，會(huì)產(chǎn)生對(duì)向面與粘接部分的接合力下降的不良情況。而且例如，會(huì)產(chǎn)生粘接部分的一部分由于被對(duì)向面按壓而向周?chē)鲃?dòng)從而燃料電池單元的厚度變得不均勻的不良情況。由于燃料電池單元的厚度變得不均勻，配置在其與相鄰的燃料電池單元的分隔件之間的襯墊等單元間密封構(gòu)件無(wú)法發(fā)揮本來(lái)的密封功能，在燃料電池單元內(nèi)流動(dòng)的反應(yīng)氣體、冷卻介質(zhì)可能向外部漏出。因此，在密封構(gòu)件中，希望能夠降低表層部的粘接部分的厚度過(guò)度變薄的可能性的技術(shù)。

【用于解決課題的方案】

本發(fā)明為了解決上述的課題的至少一部分而作出，可以作為以下的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(1)根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種燃料電池單元。該燃料電池單元具備：膜電極氣體擴(kuò)散層接合體，具有在電解質(zhì)膜的兩面配置有電極的膜電極接合體和配置于所述膜電極接合體的兩面的氣體擴(kuò)散層；膜狀的密封構(gòu)件，配置在所述膜電極氣體擴(kuò)散層接合體的周緣部；及第一和第二分隔件，以?shī)A著所述膜電極氣體擴(kuò)散層接合體和所述密封構(gòu)件的方式配置，所述密封構(gòu)件具有：第一粘接層，與所述第一分隔件面對(duì)；第二粘接層，與所述第二分隔件面對(duì)；及芯層，位于所述第一和第二粘接層之間，且比所述第一和第二粘接層硬，所述第一分隔件具有：第一對(duì)向面，與所述第一粘接層面對(duì)；及第一凸部，在朝向所述密封構(gòu)件的方向上從所述第一對(duì)向面突出，且埋入所述第一粘接層，所述第二分隔件具有：第二對(duì)向面，與所述第二粘接層面對(duì)；及第二凸部，在朝向所述密封構(gòu)件的方向上從所述第二對(duì)向面突出，且埋入所述第二粘接層，所述第一對(duì)向面中的所述第一凸部的周?chē)c所述第一粘接層粘接，所述第二對(duì)向面中的所述第二凸部的周?chē)c所述第二粘接層粘接。根據(jù)該方式，分隔件(第一分隔件、第二分隔件)具有在從對(duì)向面(第一對(duì)向面、第二對(duì)向面)朝向密封構(gòu)件的方向上突出的凸部(第一凸部、第二凸部)，因此通過(guò)凸部抵碰于芯層而能夠抑制第一和第二分隔件向密封構(gòu)件側(cè)進(jìn)一步推進(jìn)的情況。由此，能夠降低第一和第二分隔件向粘接層(第一粘接層、第二粘接層)壓入的量，因而與對(duì)向面不具有凸部的情況相比，能夠降低粘接層中的與分隔件粘接的區(qū)域的厚度過(guò)度變薄的可能性。

(2)在上述方式中，可以是，所述第一凸部與所述第二凸部配置在夾著所述密封構(gòu)件而相互不對(duì)向的位置。根據(jù)該方式，第一凸部與第二凸部配置在相互不對(duì)向的位置，由此能夠降低向密封構(gòu)件的一部分施加過(guò)度的載荷的可能性。

(3)在上述方式中，可以是，在處于將多個(gè)所述燃料電池單元層疊并在層疊方向上向所述多個(gè)燃料電池單元施加規(guī)定的載荷的狀態(tài)時(shí)，所述第一凸部配置在所述第一分隔件的第一特定部位，所述第一特定部位是所述第一分隔件中的將比所述第一特定部位的周?chē)蟮妮d荷向所述密封構(gòu)件施加的部位，在處于所述狀態(tài)時(shí)，所述第二凸部配置在所述第二分隔件的第二特定部位，所述第二特定部位是所述第二分隔件中的將比所述第二特定部位的周?chē)蟮妮d荷向所述密封構(gòu)件施加的部位。根據(jù)該方式，通過(guò)凸部到達(dá)芯層，從而能夠抑制分隔件的位移。

(4)在上述方式中，可以是，所述第一和第二特定部位分別是在沿所述層疊方向觀察所述燃料電池單元的情況下與配置在相鄰的所述燃料電池單元之間的單元間密封構(gòu)件重疊的部位。通常，將多個(gè)燃料電池單元層疊并在層疊方向上向多個(gè)燃料電池單元施加規(guī)定的載荷的狀態(tài)時(shí)，與單元間密封構(gòu)件重疊的部位將比其周?chē)蟮妮d荷經(jīng)由分隔件向密封構(gòu)件施加。根據(jù)該方式，在分隔件中的將大的載荷向密封構(gòu)件施加的特定部位(第一特定部位、第二特定部位)配置凸部，由此凸部到達(dá)芯層而能夠降低粘接層的一部分的厚度過(guò)度變薄的可能性。由此，能夠抑制分隔件的位移。

(5)在上述方式中，可以是，所述芯層由第一種熱塑性樹(shù)脂形成，所述第一和第二粘接層分別由種類(lèi)與所述第一種熱塑性樹(shù)脂不同的第二種熱塑性樹(shù)脂形成，所述芯層比所述第一和第二粘接層的維卡軟化溫度高。根據(jù)該方式，即使燃料電池單元配置在比第一和第二粘接層的維卡軟化溫度高且比芯層的維卡軟化溫度低的溫度環(huán)境下時(shí)，也能夠通過(guò)凸部抵碰于芯層來(lái)降低粘接層中的與分隔件粘接的區(qū)域的厚度過(guò)度變薄的可能性。

(6)在上述方式中，可以是，所述芯層由熱塑性樹(shù)脂形成，所述第一和第二粘接層分別由熱固性樹(shù)脂形成。根據(jù)該方式，在分隔件的凸部埋入固化前的熱固性樹(shù)脂的情況下，也能夠通過(guò)凸部抵碰于芯層來(lái)降低粘接層中的與分隔件的凸部的周?chē)辰拥膮^(qū)域的厚度過(guò)度變薄的可能性。

(7)根據(jù)本發(fā)明的另一方式，提供一種燃料電池單元的制造方法。該制造方法包括：(a)準(zhǔn)備膜電極氣體擴(kuò)散層接合體和膜狀的密封構(gòu)件的工序，所述膜電極氣體擴(kuò)散層接合體具有在電解質(zhì)膜的兩面配置有電極的膜電極接合體和配置于所述膜電極接合體的兩面的氣體擴(kuò)散層；(b)在所述工序(a)之后，在所述膜電極氣體擴(kuò)散層接合體的周緣部配置所述密封構(gòu)件的工序；及(c)在所述工序(b)之后，以?shī)A著所述膜電極氣體擴(kuò)散層接合體和所述密封構(gòu)件的方式配置第一和第二分隔件，并將所述密封構(gòu)件與所述第一和第二分隔件粘接的工序，所述密封構(gòu)件具有：用于與所述第一分隔件粘接的第一粘接層；用于與所述第二分隔件粘接的第二粘接層；及位于所述第一和第二粘接層之間的芯層，所述第一分隔件具有：與所述第一粘接層面對(duì)的第一對(duì)向面；及從所述第一對(duì)向面突出的第一凸部，所述第二分隔件具有：與所述第二粘接層面對(duì)的第二對(duì)向面；及從所述第二對(duì)向面突出的第二凸部，所述工序(c)包括：使所述第一粘接層的一部分熔融或軟化的工序；將所述第一凸部和所述第一對(duì)向面中的包圍所述第一凸部的第一周?chē)磯河谌廴诨蜍浕说乃龅谝徽辰訉拥墓ば?；在按壓所述第一周?chē)墓ば蛑螅谷廴诨蜍浕说乃龅谝徽辰訉庸袒?，從而至少將所述第一周?chē)c所述第一粘接層粘接的工序；使所述第二粘接層的一部分熔融或軟化的工序；將所述第二凸部和所述第二對(duì)向面中的包圍所述第二凸部的第二周?chē)磯河谌廴诨蜍浕说乃龅诙辰訉拥墓ば?；及在按壓所述第二周?chē)墓ば蛑螅谷廴诨蜍浕说乃龅诙辰訉庸袒?，從而至少將所述第二周?chē)c所述第二粘接層粘接的工序。根據(jù)該方式，由于分隔件具有凸部，因此與不具有凸部的情況相比，能夠降低粘接層中的與分隔件粘接的區(qū)域的厚度過(guò)度變薄的可能性。

本發(fā)明能夠以上述以外的各種方式實(shí)現(xiàn)，例如，能夠以燃料電池單元使用的分隔件、將多個(gè)燃料電池單元層疊的燃料電池堆、搭載燃料電池堆的車(chē)輛等方式實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。

圖2是從第二分隔件側(cè)觀察單元的概略俯視圖。

圖3是圖2的f2-f2剖視圖。

圖4是單元的制造工序的處理流程。

圖5是用于說(shuō)明圖4的步驟s30的圖。

圖6是用于說(shuō)明圖4的步驟s40的圖。

圖7是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的效果的參考例。

圖8是用于說(shuō)明特定部位的第一具體例的圖。

圖9是用于說(shuō)明第二具體例的圖。

圖10是用于說(shuō)明第三和第四具體例的圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

10…燃料電池系統(tǒng)，20…密封構(gòu)件，21…第一粘接層，21r…粘接區(qū)域，22…芯層，23…第二粘接層，23r…粘接區(qū)域，30…膜電極氣體擴(kuò)散層接合體，31…膜電極接合體，32…氣體擴(kuò)散層，37…電極，38…電解質(zhì)膜，39…電極，40…第一分隔件(陰極側(cè)分隔件)，40fa…相反面，40fb…對(duì)向面，40fc…粘接對(duì)向面，40p…分隔件，40pfc…粘接對(duì)向面，42…氧化劑氣體流路，45…凸部，47…傾斜抑制部，50…第二分隔件(陽(yáng)極側(cè)分隔件)，50c…粘接對(duì)向面，50fa…相反面，50fb…對(duì)向面，50fc…粘接對(duì)向面，52…燃料氣體流路，54…冷卻介質(zhì)分配流路，55…凸部，57…傾斜抑制部，58…密封構(gòu)造部，59…連接部分，62…燃料氣體入口歧管，64…燃料氣體出口歧管，72…氧化劑氣體入口歧管，74…氧化劑氣體出口歧管，76…冷卻介質(zhì)入口歧管，78…冷卻介質(zhì)出口歧管，92…襯墊，94…柱狀構(gòu)件，100…燃料電池堆，110a…端板，110b…端板，120a…絕緣板，120b…絕緣板，130a…集電板，130b…集電板，140…單元，140c…單元，140p…單元，145…小的部分，147…大的部分，150…氫罐，151…截止閥，152…調(diào)節(jié)器，153…配管，154…排出配管，160…氣泵，161…配管，163…排出配管，170…散熱器，171…水泵，172…配管，173…配管，190…冷卻介質(zhì)流路，200…熱沖壓機(jī)，210…加熱按壓部，f…載荷，pta、ptaa…特定部位，ptb、ptba…不重疊的部位，w…最大寬度，h…高度

具體實(shí)施方式

a.實(shí)施方式：

a-1.燃料電池系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)：

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料電池系統(tǒng)10的概略結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。而且，圖1標(biāo)注了相互正交的x軸、y軸、z軸。需要說(shuō)明的是，在其他的圖中，根據(jù)需要也標(biāo)注與圖1對(duì)應(yīng)的x軸、y軸、z軸。在圖1中，-y軸方向成為鉛垂上方向，+y軸方向成為鉛垂下方向。

燃料電池系統(tǒng)10具備作為燃料電池的燃料電池堆100。燃料電池堆100具有將端板110a、絕緣板120a、集電板130a、多個(gè)燃料電池單元(以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為“單元”)140、集電板130b、絕緣板120b以及端板110b依次層疊的堆構(gòu)造。需要說(shuō)明的是，單元140的層疊方向是沿著x軸方向的方向。多個(gè)單元140以被從兩側(cè)的端板110a、110b在x軸方向(層疊方向)中的進(jìn)行壓縮的方向上施加規(guī)定的載荷(連結(jié)載荷)的狀態(tài)連結(jié)。

從貯存有高壓氫的氫罐150經(jīng)由截止閥151、調(diào)節(jié)器152、配管153向燃料電池堆100供給作為燃料氣體的氫。在燃料電池堆100中未被利用的燃料氣體(陽(yáng)極廢氣)經(jīng)由排出配管163向燃料電池堆100的外部排出。需要說(shuō)明的是，燃料電池系統(tǒng)10可以具有使陽(yáng)極廢氣向配管153側(cè)再循環(huán)的再循環(huán)機(jī)構(gòu)。而且，經(jīng)由氣泵160及配管161向燃料電池堆100供給作為氧化劑氣體的空氣。在燃料電池堆100中未被利用的氧化劑氣體(陰極廢氣)經(jīng)由排出配管154向燃料電池堆100的外部排出。需要說(shuō)明的是，燃料氣體及氧化劑氣體也稱(chēng)為反應(yīng)氣體。

此外，為了對(duì)燃料電池堆100進(jìn)行冷卻，經(jīng)由水泵171及配管172向燃料電池堆100供給由散熱器170冷卻后的冷卻介質(zhì)。從燃料電池堆100排出的冷卻介質(zhì)經(jīng)由配管173向散熱器170循環(huán)。作為冷卻介質(zhì)，可使用例如水、乙二醇等不凍液、空氣等。在本實(shí)施方式中，使用水(也稱(chēng)為“冷卻水”)作為冷卻介質(zhì)。

燃料電池堆100具備的各單元140具備：作為發(fā)電模塊的膜電極氣體擴(kuò)散層接合體(mega：membraneelectrodegasdiffusionlayerassembly)30；粘接在mega30的周緣部的密封構(gòu)件20；及以?shī)A著mega30和密封構(gòu)件20的方式配置的第一分隔件40和第二分隔件50。

mega30具備膜電極接合體(mea：membraneelectrodeassembly)31和配置在mea31的兩面的一對(duì)氣體擴(kuò)散層32、33。mega30在俯視觀察下外形為矩形形狀。mea31具有電解質(zhì)膜38和在電解質(zhì)膜38的兩面配置的電極37、39。電解質(zhì)膜38在俯視觀察下外形為矩形形狀。電極37是陽(yáng)極側(cè)的電極(陽(yáng)極側(cè)電極)，配置在電解質(zhì)膜38的一方的面上。電極39是陰極側(cè)的電極(陰極側(cè)電極)，配置在與電解質(zhì)膜38的一方的面相反的一側(cè)的另一方的面上。第二分隔件50是陽(yáng)極側(cè)的分隔件(陽(yáng)極側(cè)分隔件)，在mega30側(cè)的面上具備紋狀的多個(gè)燃料氣體流路52，在與mega30相反的一側(cè)的面上具備紋狀的多個(gè)冷卻介質(zhì)分配流路54。第一分隔件40是陰極側(cè)的分隔件(陰極側(cè)分隔件)，在mega30側(cè)的面上具備紋狀的多個(gè)氧化劑氣體流路42。

密封構(gòu)件20配置在mega30的俯視觀察下的周緣部(外周部)。密封構(gòu)件20為合成樹(shù)脂制。密封構(gòu)件20為膜狀且框狀。密封構(gòu)件20以在框狀的內(nèi)側(cè)配置有mega30的狀態(tài)與mega30的周緣部接合。密封構(gòu)件20的詳情在后文敘述。

圖2是從第二分隔件50側(cè)觀察單元140的概略俯視圖。圖3是圖2的f2-f2剖視圖。圖2中，mega30的外形和后述的凸部45、55的一部分由虛線(xiàn)表示。圖3中，將剖視圖的一部分放大的圖在f2-f2剖視圖的下方圖示。而且，為了便于理解，在圖3中，2個(gè)相鄰的單元140層疊的狀態(tài)的剖視圖作為f2-f2剖視圖來(lái)圖示。

第一分隔件40及第二分隔件50由具有氣體阻隔性及導(dǎo)電性的構(gòu)件構(gòu)成。第一分隔件40及第二分隔件50例如由對(duì)碳粒子進(jìn)行壓縮而成為氣體不透過(guò)的致密質(zhì)碳等的碳制構(gòu)件、沖壓成形的不銹鋼、鈦鋼、純鈦等金屬構(gòu)件形成。在本實(shí)施方式中，第一分隔件40及第二分隔件50通過(guò)對(duì)鈦鋼、純鈦進(jìn)行沖壓成形來(lái)形成。

如圖2所示，第二分隔件50相對(duì)于冷卻介質(zhì)分配流路54而在一側(cè)具有燃料氣體入口歧管62、冷卻介質(zhì)出口歧管78以及氧化劑氣體入口歧管72。而且，第二分隔件50相對(duì)于冷卻介質(zhì)分配流路54而在另一側(cè)具有氧化劑氣體出口歧管74、冷卻介質(zhì)入口歧管76以及燃料氣體出口歧管64。

經(jīng)由燃料氣體用的配管153(圖1)供給的燃料氣體通過(guò)燃料氣體入口歧管62向各單元140的燃料氣體流路52(圖1)分配。然后，在燃料氣體流路52中未被利用的燃料氣體由燃料氣體出口歧管64聚集，經(jīng)由排出配管163(圖1)向燃料電池堆100的外部排出。而且，經(jīng)由氧化劑氣體用的配管161(圖1)供給的氧化劑氣體通過(guò)氧化劑氣體入口歧管72向各單元140的氧化劑氣體流路42(圖1)分配。然后，在氧化劑氣體流路42中未被利用的氧化劑氣體由氧化劑氣體出口歧管74聚集，經(jīng)由排出配管154(圖1)向燃料電池堆100的外部排出。

在第二分隔件50的從與mega30相反的一側(cè)觀察的平面中，冷卻介質(zhì)入口歧管76、冷卻介質(zhì)分配流路54以及冷卻介質(zhì)出口歧管78相互連通，構(gòu)成冷卻介質(zhì)流路190。經(jīng)由冷卻介質(zhì)用的配管172(圖1)供給的冷卻介質(zhì)通過(guò)冷卻介質(zhì)入口歧管76向各單元140的冷卻介質(zhì)分配流路54分配。然后，冷卻介質(zhì)由冷卻介質(zhì)出口歧管78聚集，經(jīng)由配管173(圖1)向燃料電池堆100的外部排出。

各歧管62、64、72、74、76、78的開(kāi)口為大致矩形形狀。在第一分隔件40及密封構(gòu)件20也設(shè)有同樣的形狀的歧管孔，各歧管(歧管孔)62、64、72、74、76、78形成在層疊方向上貫通燃料電池堆100內(nèi)的流路(歧管)。

燃料電池堆100還具有在相鄰的單元140間配置的作為單元間密封構(gòu)件的襯墊92。襯墊92將第二分隔件50與相鄰的另一單元140的第一分隔件之間密封。如圖2所示，襯墊92設(shè)置在多個(gè)部位。多個(gè)襯墊92使用橡膠、熱塑性彈性體形成。多個(gè)襯墊92配置在相鄰的2個(gè)單元140的分隔件40、50間，與相鄰的2個(gè)分隔件40、50緊貼，防止反應(yīng)氣體、冷卻介質(zhì)向外部的漏出。多個(gè)襯墊92通過(guò)粘接于第二分隔件50中的與mega30及密封構(gòu)件20面對(duì)的面的相反側(cè)的相反面50fa而配置。而且，多個(gè)襯墊92的一部分以包圍歧管62、64、72、74的方式配置。而且，多個(gè)襯墊92的另一部分以包圍冷卻介質(zhì)流路190的方式配置。

如圖3所示，密封構(gòu)件20具有第一和第二粘接層21、23、及位于第一和第二粘接層21、23之間的芯層22。與芯層22的一方的面相接地配置第一粘接層21，與芯層22的另一方的面相接地配置第二粘接層23。即，密封構(gòu)件20具有3層構(gòu)造。第一粘接層21與第一分隔件40面對(duì)。第二粘接層23與第二分隔件50面對(duì)。第一粘接層21具有與第一分隔件40粘接的粘接區(qū)域21r(圖中的包含粗線(xiàn)部分的區(qū)域)。第二粘接層23具有與第二分隔件50粘接的粘接區(qū)域23r(圖中的包含粗線(xiàn)部分的區(qū)域)。第一和第二粘接層21、23分別使用于與面對(duì)的第一和第二分隔件40、50的粘接，芯層22對(duì)于成為密封構(gòu)件20的基礎(chǔ)的構(gòu)造進(jìn)行規(guī)定。在燃料電池堆100的使用環(huán)境下的密封構(gòu)件20曝露的溫度及后述的單元化溫度下，芯層22與粘接層21、23相比，被施加一定的載荷時(shí)的變形量小。

第一和第二粘接層21、23通過(guò)熱塑性樹(shù)脂，例如，混合有硅烷偶聯(lián)劑的聚丙烯、聚乙烯、向聚烯烴導(dǎo)入了官能基的改性聚烯烴形成。作為熱塑性樹(shù)脂的具體的例示，可以列舉三井化學(xué)(株)制的admer(注冊(cè)商標(biāo))等。而且，第一和第二粘接層21、23可以由熱固性樹(shù)脂，例如，聚異丁烯或環(huán)氧樹(shù)脂形成。而且，第一和第二粘接層21、23為了與對(duì)應(yīng)的第一和第二分隔件40、50粘接并確保密封性而具有與其他的物質(zhì)的粘接性高的性質(zhì)。

芯層22由熱塑性樹(shù)脂形成。芯層22例如由聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)或聚丙烯形成。芯層22比2個(gè)粘接層21、23硬。具體而言，在將與第一和第二粘接層21、23對(duì)應(yīng)的第一和第二分隔件40、50粘接的粘接過(guò)程中的溫度(單元化溫度)下，芯層22比第一和第二粘接層21、23硬。

例如，在芯層22由第一種熱塑性樹(shù)脂形成，第一和第二粘接層21、23由種類(lèi)與第一種熱塑性樹(shù)脂不同的第二種熱塑性樹(shù)脂形成的情況下，單元化溫度是指以下的內(nèi)容。即，單元化溫度是通過(guò)后述的熱沖壓機(jī)將第一和第二粘接層21、23粘接于第一和第二分隔件40、50時(shí)的熱沖壓機(jī)的加熱溫度。這種情況下，單元140滿(mǎn)足以下的條件1。

<條件1>

芯層22的維卡軟化溫度比熱沖壓機(jī)的加熱溫度高，第一和第二粘接層21、23的維卡軟化溫度比熱沖壓機(jī)的加熱溫度低。

即，芯層22比第一和第二粘接層21、23的維卡軟化溫度高。維卡軟化溫度按照日本工業(yè)基準(zhǔn)jis-k-7206來(lái)測(cè)定。

另外，單元化溫度是指，在芯層22由熱塑性樹(shù)脂形成且第一和第二粘接層21、23由固化前在常溫(例如，攝氏25℃)下為液狀的熱固性樹(shù)脂形成的情況下，在液狀的第一和第二粘接層21、23的固化開(kāi)始之前的階段，通過(guò)后述的熱沖壓機(jī)將第一和第二分隔件40、50按壓于2個(gè)粘接層21、23時(shí)的溫度(例如，攝氏25℃～40℃)。而且，按壓時(shí)的溫度比芯層22的維卡軟化溫度低。由此，在單元化溫度下，芯層22比第一和第二粘接層21、23硬。

如以上所述，密封構(gòu)件20具有在粘接于第一和第二分隔件40、50時(shí)的單元化溫度下軟化或?yàn)橐籂畹牡谝缓偷诙辰訉?1、23及不軟化或不為液狀的芯層22。

第一分隔件40具有與第一粘接層21面對(duì)的作為第一對(duì)向面的對(duì)向面40fb和與對(duì)向面40fb相反的一側(cè)的相反面40fa。對(duì)向面40fb為平面狀。對(duì)向面40fb中的與第一粘接層21粘接的部分稱(chēng)為粘接對(duì)向面40fc。第一分隔件40具有在朝向密封構(gòu)件20的方向上從粘接對(duì)向面40fc突出的作為第一凸部的凸部45。即，粘接對(duì)向面40fc形成凸部45的周?chē)?也稱(chēng)為“第一周?chē)?。而且，凸部45埋入第一粘接層21。

第二分隔件50具有與第二粘接層23面對(duì)的作為第二對(duì)向面的對(duì)向面50fb和與對(duì)向面50fb相反的一側(cè)的相反面50fa。對(duì)向面50fb為平面狀。對(duì)向面50fb中的與第二粘接層23粘接的部分稱(chēng)為粘接對(duì)向面50fc。分隔件50具有從粘接對(duì)向面50c在朝向密封構(gòu)件20的方向上突出的作為第二凸部的凸部55。即，粘接對(duì)向面50fc形成凸部55的周?chē)?也稱(chēng)為“第二周?chē)?。凸部55埋入第二粘接層23。凸部45與凸部55優(yōu)選分別配置在夾著密封構(gòu)件20而相互不對(duì)向的位置(圖3)。換言之，在沿多個(gè)單元140的層疊方向觀察單元140的情況下，凸部45與凸部55優(yōu)選分別以相互不重疊的方式相互錯(cuò)開(kāi)地配置。由此，例如在粘接過(guò)程、燃料電池堆100的連結(jié)狀態(tài)下，能夠降低通過(guò)2個(gè)凸部45、55對(duì)于密封構(gòu)件20的一部分施加過(guò)度的載荷的可能性。

第一和第二分隔件40、50分別在沿層疊方向與密封構(gòu)件20重疊的部分具備傾斜抑制部47、57，傾斜抑制部47、57用于防止分隔件40、50相對(duì)于與層疊方向正交的方向傾斜。傾斜抑制部47從第一分隔件40的相反面40fa突出。傾斜抑制部57從第二分隔件50的相反面50fa突出。傾斜抑制部47、57的突出方向前端部形成平面。在燃料電池堆100中，傾斜抑制部57與相鄰的單元140的傾斜抑制部47抵接。

如圖2所示，凸部45、55以沿著歧管62、64、72、74、76、78相連的方式形成。即，凸部45、55沿著歧管62、64、72、74、76、78不間斷而連續(xù)形成。而且，如圖3所示，凸部45、55的與相連的方向正交的截面形狀為梯形。凸部45、55從粘接對(duì)向面40fc、50fc突出高度h。高度h優(yōu)選為在粘接區(qū)域21r、23r中能夠充分發(fā)揮粘接層21、23與分隔件40、50的接合力的程度的粘接層21、23的厚度程度。由此，在后述的熱沖壓機(jī)中將分隔件40、50按壓于粘接層21、23的粘接區(qū)域21r、23r時(shí)的粘接區(qū)域21r、23r的厚度能夠維持成能夠充分地發(fā)揮接合力的程度。例如，在本實(shí)施方式中，高度h設(shè)定為0.02mm～0.08mm的范圍的任一個(gè)。而且，凸部45、55的截面形狀中的最大寬度w優(yōu)選設(shè)定為通過(guò)凸部45、55將粘接層21、23向周?chē)苿?dòng)而粘接層21、23的厚度不會(huì)過(guò)度地變得不均勻的程度。例如，在本實(shí)施方式中，最大寬度w設(shè)定為0.1mm～1.0mm的范圍的任一個(gè)。

圖4是單元140的制造工序的處理流程。圖5是用于說(shuō)明圖4的步驟s30的圖。圖6是用于說(shuō)明圖4的步驟s40的圖。圖4中說(shuō)明的單元140的密封構(gòu)件20中，芯層22由第一種熱塑性樹(shù)脂形成，2個(gè)粘接層21、23由第二種熱塑性樹(shù)脂形成。

如圖4所示，首先，準(zhǔn)備mega30和密封構(gòu)件20(步驟s10)。接下來(lái)，在mega30的周緣部粘接密封構(gòu)件20(步驟s20)。具體而言，mega30的周緣部與密封構(gòu)件20使用烯烴系熱固化型密封劑例如包含聚異丁烯(pib)的紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂等粘接劑進(jìn)行粘接。

在步驟s20之后，以從兩側(cè)夾著粘接有密封構(gòu)件20的mega30的方式配置2個(gè)分隔件40、50(步驟s30)。具體而言，如圖5所示，以使第二分隔件50的對(duì)向面50fb與第二粘接層23面對(duì)的方式將第二分隔件50配置在第二粘接層23側(cè)。而且，以使第一分隔件40的對(duì)向面40fb與第一粘接層21面對(duì)的方式將第一分隔件40配置在第一粘接層21側(cè)。在此，在向密封構(gòu)件20未施加載荷的狀態(tài)(密封構(gòu)件20單體的狀態(tài))下，第一和第二粘接層21、23的各自的厚度為厚度t。

在步驟s30之后，將密封構(gòu)件20與2個(gè)分隔件40、50粘接(步驟s40)。由此，制造出單元140。具體而言，如圖6所示，在使用熱沖壓機(jī)200使密封構(gòu)件20的粘接區(qū)域21r、23r為液狀化(熔融)或軟化之后，使粘接區(qū)域21r、23r冷卻并固化，由此將分隔件40、50與密封構(gòu)件20粘接。在步驟s30中的單元化溫度下，芯層22不會(huì)液狀化(熔融)或軟化。熱沖壓機(jī)200具備一對(duì)加熱按壓部210。加熱按壓部210由發(fā)熱源加熱成規(guī)定溫度(例如，120℃～200℃的范圍的任一個(gè)溫度)，并且通過(guò)芯層22不會(huì)過(guò)度變形的程度的規(guī)定的載荷(加壓力)f將分隔件40、50向密封構(gòu)件20壓入。熱沖壓時(shí)間設(shè)定為例如2秒～120秒的范圍的任一個(gè)。加熱按壓部210將分隔件40、50中的凸部45、55和位于其周?chē)恼辰訉?duì)向面40fc、50fc向密封構(gòu)件20壓入。由此，至少凸部45、55埋入粘接層21、23。

粘接層21、23由加熱按壓部210加熱，從而包含粘接區(qū)域21r、23r的區(qū)域熔融而為液狀化或軟化。并且，相對(duì)于熔融或軟化的部分，將粘接對(duì)向面40fc、50fc向進(jìn)一步夾持密封構(gòu)件20的方向(夾持方向)推進(jìn)。此時(shí)，凸部45、55抵碰于芯層22而粘接對(duì)向面40fc、50fc的向夾持方向的行進(jìn)停止。即，能夠抑制第一和第二分隔件40、50向密封構(gòu)件20側(cè)的進(jìn)一步推進(jìn)。由此，能夠降低第一和第二分隔件40、50向粘接層21、23壓入的量。即，能夠?qū)⒄辰訁^(qū)域21r、23r的粘接層21、23的厚度至少確保高度h程度的量。由此，能夠降低粘接區(qū)域21r、23r的粘接層21、23的厚度過(guò)度變薄的可能性。

在步驟s40之后，通過(guò)將襯墊92粘接于分隔件50的相反面50fa或者將多個(gè)單元140層疊等的工序來(lái)制造燃料電池堆100。需要說(shuō)明的是，將襯墊92粘接于相反面50fa的工序也可以在步驟s20與步驟s30之間進(jìn)行。

需要說(shuō)明的是，在芯層22由比常溫高的溫度為維卡軟化溫度的熱塑性樹(shù)脂形成且2個(gè)粘接層21、23由固化前在常溫下為液狀(糊劑狀)的熱固性樹(shù)脂形成的情況下，在步驟s10及步驟s20中準(zhǔn)備芯層22而將芯層22粘接于mega30的周緣部。并且，在步驟s30中，向芯層22的兩面涂布糊劑狀的粘接層21、23，然后配置2個(gè)分隔件40、50。接下來(lái)，在步驟s40中，以比粘接層21、23的固化溫度低的溫度開(kāi)始基于熱沖壓機(jī)200的分隔件40、50的按壓，然后一邊繼續(xù)按壓一邊將加熱按壓部210加熱成固化溫度以上，使粘接層21、23固化。由此，在將分隔件40、50粘接于粘接層21、23的過(guò)程中，即使在比熱固性樹(shù)脂的固化開(kāi)始的溫度低的溫度環(huán)境下將分隔件40、50按壓于粘接層21、23的情況下，也能夠?qū)⒄辰訁^(qū)域21r、23r的粘接層21、23的厚度至少確保高度h程度的量。即，能夠降低粘接區(qū)域21r、23r的粘接層21、23的厚度過(guò)度變薄的可能性。

a-2.用于說(shuō)明實(shí)施方式的效果的參考例：

圖7是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的效果的參考例。圖7是與圖6相當(dāng)?shù)膱D。參考例的分隔件40p、50p與實(shí)施方式的分隔件40、50的不同之處僅在于不具有從粘接對(duì)向面40pfc、50pfc向密封構(gòu)件20側(cè)突出的凸部45、55(圖6)的點(diǎn)。其他的分隔件的結(jié)構(gòu)、密封構(gòu)件20的結(jié)構(gòu)是與上述實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于同樣的結(jié)構(gòu)標(biāo)注同一符號(hào)并省略說(shuō)明。

在步驟s40中，使用熱沖壓機(jī)200將分隔件40p、50p的粘接對(duì)向面40pfc、50pfc向密封構(gòu)件20壓入的情況下，由于粘接對(duì)向面40pfc、50pfc的大致整個(gè)區(qū)域與芯層22抵碰而粘接對(duì)向面40pfc、50pfc的向夾持方向的行進(jìn)停止。由此，通過(guò)粘接對(duì)向面40pfc、50pfc，將位于粘接區(qū)域21r、23r的更多量的粘接層21、23向周?chē)苿?dòng)。由于更多量的粘接層21、23被向周?chē)苿?dòng)，從而粘接區(qū)域21r、23r的粘接層21、23的厚度比實(shí)施方式的粘接層21、23的厚度減小。由此，粘接層21、23與粘接對(duì)向面40pfc、50pfc的接合力下降。而且，由于更多量的粘接層21、23被向粘接區(qū)域21r、23r的周?chē)苿?dòng)，從而參考例的單元140p的粘接層21、23的厚度變得不均勻。即，單元140p的厚度變得不均勻，在單元140p的密封構(gòu)件20及分隔件40p、50p的層疊體上，產(chǎn)生局部性的厚度小的部分145和厚度大的部分147。在局部性的厚度小的部分145配置襯墊92的情況下，襯墊92的高度不足而無(wú)法與相鄰的另一單元140p的分隔件40、50緊貼，有時(shí)無(wú)法充分地發(fā)揮襯墊92的本來(lái)的功能即單元140間的密封性。由此，有時(shí)反應(yīng)氣體或冷卻介質(zhì)向單元140p的外部漏出。而且，如圖7所示，在局部性的厚度大的部分147配置有襯墊92的情況下通過(guò)端板110a、110b施加了連結(jié)載荷時(shí)，有時(shí)襯墊92過(guò)度壓縮而破損。

a-3.實(shí)施方式的效果：

根據(jù)上述實(shí)施方式，分隔件40、50具有在朝向密封構(gòu)件20的方向上從對(duì)向面40fb、50fb突出的凸部45、55(圖3)。由此，在粘接過(guò)程中，能夠?qū)⒄辰訁^(qū)域21r、23r的粘接層21、23的厚度至少確保凸部45、55的高度h程度的量。由此，與分隔件40、50不具有凸部45、55的情況相比，能夠降低粘接層21、23的粘接區(qū)域21r、23r的厚度過(guò)度變薄的可能性。由此，能夠抑制粘接層21、23與粘接對(duì)向面40fc、50fc的接合力的下降。而且，在粘接過(guò)程中，能夠降低從粘接區(qū)域21r、23r向周?chē)苿?dòng)的粘接層21、23的量，因此能夠降低粘接層21、23的厚度變得不均勻的可能性。由此，能夠降低密封構(gòu)件20的厚度變得不均勻的可能性。

另外，根據(jù)上述實(shí)施方式，由于分隔件40、50具有凸部45、55，凸部45、55成為障壁，由此例如在單元140的制造過(guò)程中，能夠抑制液狀化或軟化的粘接層21、23向大范圍流動(dòng)。例如，能夠降低液狀化或軟化了的粘接層21、23到達(dá)用于將反應(yīng)氣體向mega30供給的流路的可能性。而且，分隔件40、50的凸部45、55不間斷而連續(xù)形成，由此分隔件40、50不易在層疊方向上彎曲。例如，即使以圖2所示的f2-f2的線(xiàn)要將分隔件40、50彎曲的力起作用的情況下，由于凸部45、55而分隔件40、50也不易彎曲。

另外，根據(jù)上述實(shí)施方式，具有凸部45、55，從而相應(yīng)地能夠增大用于與粘接層21、23粘接的粘接表面積，因此能夠提高分隔件40、50與粘接層21、23的接合力。而且，凸部45、55的側(cè)面具有分隔件40、50從粘接層21、23剝離的方向的分量(x軸方向)。由此，即使力沿著從粘接層21、23剝離的方向作用于分隔件40、50的情況下，由于凸部45、55的側(cè)面與粘接層21、23粘接，也能夠降低分隔件40、50從粘接層21、23剝落的可能性。

b.關(guān)于凸部的配置位置的另一實(shí)施方式：

在將多個(gè)單元140層疊并以沿層疊方向壓縮的方式向多個(gè)單元140施加規(guī)定的載荷的狀態(tài)時(shí)，凸部45、55可以配置在分隔件40、50的對(duì)向面40fb、50fb的特定部位。特定部位是分隔件40、50中的將比特定部位的周?chē)蟮妮d荷向密封構(gòu)件20施加的部位。以下說(shuō)明特定部位的具體例。

b-1.第一具體例：

圖8是用于說(shuō)明特定部位的第一具體例的圖。在上述實(shí)施方式中，凸部45、55配置于在沿著多個(gè)單元140的層疊方向(x軸方向)觀察單元140的情況下與襯墊92不重疊的位置(圖3)，但也可以如圖8所示配置在與襯墊92重疊的位置。在將多個(gè)單元140層疊并在層疊方向(x軸方向)中的進(jìn)行壓縮的方向上將規(guī)定的載荷向多個(gè)單元140施加的狀態(tài)(燃料電池堆100的連結(jié)狀態(tài))下，單元140具有以下的關(guān)系。即，在沿層疊方向觀察單元140的情況下，分隔件40、50中的與襯墊92重疊的特定部位pta將比位于特定部位pta的周?chē)呐c襯墊92不重疊的部位ptb大的載荷向密封構(gòu)件20施加。此時(shí)，通過(guò)被分隔件40、50的特定部位pta按壓，從而密封構(gòu)件20的粘接層21、23向壓縮的方向變形。然而，由于在特定部位pta配置凸部45、55，因此凸部45、55抵碰于芯層22。由此，能夠降低密封構(gòu)件20的粘接層21、23的一部分的厚度過(guò)度變薄的可能性。即，密封構(gòu)件20的粘接層21、23能夠確保凸部45、55的高度程度的厚度，因此能夠抑制分隔件40、50中的沿層疊方向與襯墊92重疊的部分沿層疊方向的位移。由此，能夠?qū)⒁r墊92的壓縮的程度維持成能夠確保密封性的程度。即，能夠抑制向襯墊92的分隔件40、50施加的壓力(密封線(xiàn)壓)的下降。在此，關(guān)于本具體例、上述實(shí)施方式及以后敘述的具體例，在燃料電池系統(tǒng)10的使用環(huán)境下密封構(gòu)件20曝露的溫度范圍(例如，攝氏-30℃～100℃)內(nèi)，芯層22優(yōu)選在使用了硬度計(jì)的計(jì)測(cè)值中，比粘接層21、23的硬度高。由此，在凸部45、55抵碰于芯層22的情況下，能夠進(jìn)一步抑制芯層22的變形，因此能夠更可靠地維持凸部45、55的高度h量程度的粘接層21、23的厚度。特定部位pta相當(dāng)于用于解決課題的方案記載的“第一特定部位”及“第二特定部位”。

b-2.第二具體例：

圖9是用于說(shuō)明第二具體例的圖。燃料電池堆100有時(shí)具備用于將相鄰的單元140的分隔件40、50的間隔保持為一定的柱狀構(gòu)件(墻壁狀構(gòu)件)94。柱狀構(gòu)件94配置在相鄰的單元140的分隔件40、50之間，且與相鄰的單元140的分隔件40、50接觸。柱狀構(gòu)件94例如為丁基橡膠或乙丙橡膠等橡膠制構(gòu)件。在燃料電池堆100的連結(jié)狀態(tài)下，在沿層疊方向觀察單元140的情況下，分隔件40、50中的與柱狀構(gòu)件94重疊的特定部位ptaa將比位于特定部位ptaa的周?chē)呐c柱狀構(gòu)件94不重疊的部位ptba大的載荷向密封構(gòu)件20施加。在此，可以在沿多個(gè)單元140的層疊方向(x軸方向)觀察單元140的情況下在分隔件40、50的對(duì)向面40fb、50fb中的與柱狀構(gòu)件94重疊的位置配置凸部45、55。在燃料電池堆100的連結(jié)狀態(tài)下，通過(guò)被特定部位ptaa按壓，從而密封構(gòu)件20向壓縮的方向變形。然而，由于在特定部位ptaa配置凸部45、55，因此凸部45、55抵碰于芯層22。由此，密封構(gòu)件20的粘接層21、23能夠確保凸部45、55的高度程度的厚度，因此能夠抑制分隔件40、50中的沿層疊方向與柱狀構(gòu)件94重疊的部分的向?qū)盈B方向的位移。由此，能夠抑制柱狀構(gòu)件94沿層疊方向位移的程度。在此，特定部位ptaa相當(dāng)于用于解決課題的方案記載的“第一特定部位”及“第二特定部位”。

b-3.第三具體例：

圖10是用于說(shuō)明第三和第四具體例的圖。可以取代燃料電池堆100具有的襯墊92而在分隔件40、50上一體地設(shè)置用于將相鄰的分隔件40、50間密封的密封構(gòu)造部。圖10是第二分隔件50c一體地設(shè)有密封構(gòu)造部58時(shí)的圖。密封構(gòu)造部58是以從相反面50fa突出的方式設(shè)置的突起。密封構(gòu)造部58通過(guò)對(duì)第二分隔件50c進(jìn)行沖壓成形而形成。密封構(gòu)造部58具有彈簧彈性，在燃料電池堆100的連結(jié)狀態(tài)下，以在層疊方向上壓縮的方式發(fā)生彈性變形。在燃料電池堆100的連結(jié)狀態(tài)下，第二分隔件50c中的連接有密封構(gòu)造部58的連接部分59的附近成為特定部位(第二特定部位)。即，連接部分59的附近將比位于其周?chē)牟糠执蟮妮d荷向密封構(gòu)件20施加。由此，根據(jù)與第一具體例同樣的理由，在第二分隔件50c中，可以在特定部位配置凸部55。需要說(shuō)明的是，第一分隔件40可以在與相鄰的第二分隔件50c具有的密封構(gòu)造部58直接地或經(jīng)由其他的構(gòu)件(例如，薄膜狀的橡膠構(gòu)件)而相接的部分的沿層疊方向重疊的部位(第一特定部位)配置凸部45。該第一特定部位將第一分隔件40中的比第一特定部位的周?chē)蟮妮d荷向密封構(gòu)件20施加。

b-4.第四具體例：

如圖10所示，凸部45、55可以配置在傾斜抑制部47、57連接于相反面40fa、50fa的部分的附近(第一及第二特定部位)。該第一特定部位將分隔件40中的比位于第一特定部位的周?chē)牟糠执蟮妮d荷向密封構(gòu)件20施加。而且，第二特定部位將分隔件50中的比位于第二特定部位的周?chē)牟糠执蟮妮d荷向密封構(gòu)件20施加。由此，在第一特定部位配置凸部45，并在第二特定部位配置凸部55，從而即使在密封構(gòu)件20向壓縮的方向變形的情況下，密封構(gòu)件20的粘接層21、23也能夠確保凸部45、55的高度程度的厚度。由此，能夠抑制傾斜抑制部47、57向?qū)盈B方向位移的程度。

c.變形例：

在上述實(shí)施方式中，示出了燃料電池的結(jié)構(gòu)的一例。然而，燃料電池的結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行各種變更，例如，能夠?qū)嵤?gòu)成要素的追加、刪除、變換等。

c-1.第一變形例：

在上述實(shí)施方式中，與凸部45、55相連的方向正交的凸部45、55的截面形狀為梯形(圖3)，但是截面形狀沒(méi)有限定于此。例如，凸部45、55的截面形狀可以為半圓形形狀，也可以為三角形形狀。而且，凸部45、55可以為一個(gè)，也可以為一個(gè)以上。即各凸部45、55可以配置成分別沿著歧管62、64、72、74、76、78形成一條線(xiàn)，也可以配置成形成二條以上的線(xiàn)。而且，凸部45、55沿著歧管62、64、72、74、76、78不間斷而連續(xù)地形成，但是沒(méi)有限定于此。例如，也可以在沿層疊方向觀察時(shí)，將點(diǎn)形狀、長(zhǎng)圓狀等的凸部45、55沿著歧管62、64、72、74、76、78配置。即，凸部45、55也可以沿著歧管62、64、72、74、76、78空出規(guī)定的間隔配置。而且，在上述實(shí)施方式中，在沿多個(gè)單元140的層疊方向觀察單元140的情況下，凸部45與凸部55分別以相互不重疊的方式相互錯(cuò)開(kāi)配置(圖2)，但是沒(méi)有限定于此。例如，也可以在沿多個(gè)單元140的層疊方向觀察單元140的情況下凸部45與凸部55配置在相互重疊的位置，也可以交叉地配置。

本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠以各種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，與發(fā)明內(nèi)容一欄記載的各方式中的技術(shù)特征對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例中的技術(shù)特征可以為了解決上述的課題的一部分或全部，或者為了實(shí)現(xiàn)上述的效果的一部分或全部，而適當(dāng)進(jìn)行更換、組合。而且，其技術(shù)特征在本說(shuō)明書(shū)中只要不是作為必須的情況進(jìn)行說(shuō)明，就可以適當(dāng)刪除。