燃料電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃料電池。
【背景技術(shù)】
[0002]作為燃料電池，為了提高耐振動(dòng)性、耐沖擊性，例如，提出在燃料電池堆與沿著構(gòu)成燃料電池堆的多個(gè)燃料電池單電池的層疊方向延伸設(shè)置的張力板之間填充硅、尿烷合成橡膠等彈性材料的燃料電池(專利文獻(xiàn)I)。另外，例如，提出有將燃料電池堆分割為由多個(gè)燃料電池單電池構(gòu)成的多單電池模塊，將各多單電池模塊的端部單電池固定于沿著燃料電池堆的層疊方向配置的限制軸，分散加載于燃料電池堆的沖擊負(fù)載的燃料電池(專利文獻(xiàn)2)0
[0003]專利文獻(xiàn)I:日本特開2003-203670號公報(bào)
[0004]專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-183358號公報(bào)
[0005]然而，在專利文獻(xiàn)I所記載的燃料電池中，彈性材料的剛性較低，因此當(dāng)通過來自外部的沖擊等對燃料電池施加慣性力，將燃料電池壓靠于彈性材料時(shí)，彈性材料容易變形。因此，抑制燃料電池單電池的損傷，另一方面，各燃料電池單電池容易產(chǎn)生位置偏移。如果在相鄰的燃料電池單電池間產(chǎn)生位置偏移，則存在由于該位置偏移致使燃料電池單電池間的密封被破壞從而反應(yīng)氣體、冷卻介質(zhì)等泄漏的可能性。該問題并不局限于在張力板與燃料電池堆之間填充彈性材料的結(jié)構(gòu)，而是在收納燃料電池堆的外殼與燃料電池堆之間填充彈性材料的結(jié)構(gòu)等在覆蓋燃料電池堆的外面罩與燃料電池堆之間填充彈性材料的任意的結(jié)構(gòu)中的通病。此外，當(dāng)為了抑制來自外部的沖擊所形成的位置偏移而使用剛性高的部件的情況下，由于會妨礙由于溫度、濕度等的環(huán)境的變化所引起的燃料電池單電池的層疊方向的移動(dòng)，因此存在比預(yù)定的緊固負(fù)載大的負(fù)載加載于層疊體，致使燃料電池單電池的耐老化性降低的可能性。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)2所記載的燃料電池中，為了將多個(gè)多單電池模塊的各端部單電池間絕緣，例如，必須在端部單電池與限制軸之間配置絕緣部件。因此，存在部件件數(shù)增加，燃料電池的制造成本上升的問題。
[0007]此外，對于以往的燃料電池，希望提高燃料電池的制造效率、節(jié)約電力、簡化制造等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了解決上述課題的至少一部分而形成的，能夠作為以下的方式實(shí)現(xiàn)。
[0009](I)根據(jù)本發(fā)明的一方式，提供一種燃料電池。該燃料電池具備:層疊體，該層疊體具有多個(gè)燃料電池單電池層疊而成的構(gòu)造;緊固支承部，該緊固支承部沿著上述多個(gè)燃料電池單電池的層疊方向延伸設(shè)置，用于將上述層疊體在上述層疊方向緊固；沖擊傳遞部，該沖擊傳遞部包含膨脹流體，在上述層疊體與上述緊固支承部之間，配置在與上述多個(gè)燃料電池單電池中的沿著上述層疊方向連續(xù)的多個(gè)燃料電池單電池對應(yīng)的位置。根據(jù)該方式的燃料電池，由于在層疊體與緊固支承部之間配置含有膨脹流體的沖擊傳遞部，因此當(dāng)由于碰撞等在層疊體加載急劇的力時(shí)，能夠抑制該力的吸收，并將該力向緊固支承部傳遞。另夕卜，能夠抑制從緊固支承部承受的應(yīng)力的吸收，并將該應(yīng)力向?qū)盈B體傳遞。因此，能夠抑制各燃料電池單電池的位置偏移。進(jìn)而，當(dāng)由于燃料電池單電池的熱膨脹等致使各燃料電池單電池在層疊方向等上緩慢地移位的情況下，使沖擊傳遞部隨著該移位進(jìn)行變形，能夠抑制由于燃料電池單電池的移位引起的縫隙的產(chǎn)生。因此，當(dāng)施加外部的力時(shí)，能夠抑制該力的吸收，并將該力向緊固支承部傳遞，并且能夠抑制從緊固支承部承受的應(yīng)力的吸收，并將該應(yīng)力向?qū)盈B體傳遞。進(jìn)而，不妨礙由于膨脹或者收縮引起的燃料電池單電池的朝向?qū)盈B方向的移位，因此能夠抑制在燃料電池單電池加載額外的應(yīng)力，提高燃料電池單電池的耐老化性。
[0010](2)在上述方式的燃料電池中，可以為，上述緊固支承部具有沿著上述層疊方向覆蓋上述層疊體的側(cè)面的至少一部分的外面罩。根據(jù)該方式的燃料電池，能夠抑制加載于層疊體的急劇的力的吸收，并將該力向外面罩傳遞。另外，能夠抑制從外面罩承受的應(yīng)力的吸收，并將該應(yīng)力向?qū)盈B體傳遞。
[0011](3)在上述方式的燃料電池中，可以為，在上述層疊體，沿著上述層疊方向延伸設(shè)置有貫通孔，上述緊固支承部具有配置于上述貫通孔的棒狀部件。根據(jù)該方式的燃料電池，能夠抑制加載于層疊體的急劇的力的吸收，并將該力向棒狀部件傳遞。另外，能夠抑制從棒狀部件承受的應(yīng)力的吸收，并將該應(yīng)力向?qū)盈B體傳遞。
[0012](4)在上述方式的燃料電池中，可以為，上述沖擊傳遞部具有收納上述膨脹流體的袋狀部件。根據(jù)該方式的燃料電池，當(dāng)因維護(hù)等而進(jìn)行燃料電池的分解的情況下，能夠抑制膨脹流體漏出，提高作業(yè)性。
[0013](5)在上述方式的燃料電池中，可以為，還具備沖擊保護(hù)部，該沖擊保護(hù)部配置在上述沖擊傳遞部與上述層疊體之間。根據(jù)該方式的燃料電池，例如，當(dāng)在層疊體加載急劇的力時(shí)，能夠抑制沖擊傳遞部由于燃料電池單電池的角部損傷。
[0014](6)在上述方式的燃料電池中，可以為，上述沖擊傳遞部配置在與構(gòu)成上述層疊體的沿著上述層疊方向的中央部分的多個(gè)燃料電池單電池對應(yīng)的位置。一般而言，當(dāng)載置燃料電池時(shí)，層疊體通過將層疊體的層疊方向的端部側(cè)固定于支承部件而被緊固。在這種情況下，構(gòu)成層疊體的多個(gè)燃料電池單電池之中加載于沿著層疊方向的中央部分的燃料電池單電池的緊固力比加載于沿著層疊方向的端部的燃料電池單電池的緊固力小。因此，當(dāng)在層疊體加載急劇的力后，在沿著層疊方向的中央部分的燃料電池單電池更容易產(chǎn)生位置偏移。然而，根據(jù)上述的方式的燃料電池，在與構(gòu)成沿著層疊體的層疊方向的中央部分的多個(gè)燃料電池單電池對應(yīng)的位置配置沖擊傳遞部，因此能夠抑制容易產(chǎn)生位置偏移的燃料電池單電池的位置偏移。
[0015]此外，本發(fā)明能夠以各種方式實(shí)現(xiàn)，例如可以以燃料電池的制造方法、燃料電池系統(tǒng)、燃料電池所搭載的車輛等的方式實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為表示作為本發(fā)明的第I實(shí)施方式的燃料電池的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0017]圖2為第I實(shí)施方式的燃料電池的剖視圖。
[0018]圖3為表示當(dāng)燃料電池100被搭載于車輛的情況下由燃料電池100承受的慣性力的說明圖。
[0019]圖4為第2實(shí)施方式的燃料電池的剖視圖。
[0020]圖5為第3實(shí)施方式的燃料電池的分解立體圖。
[0021 ]圖6為第4實(shí)施方式的燃料電池的剖視圖。
[0022]圖7為表示第4實(shí)施方式的燃料電池10c中的第I外面罩161與沖擊傳遞部1b的立體圖。
[0023]圖8為表示第5實(shí)施方式中的燃料電池的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0024]圖9為表示第5實(shí)施方式中的緊固支承歧管、沖擊傳遞部10c、緊固支承部件41與沖擊保護(hù)體31的剖面的說明圖。
[0025]圖1O為表示變形例中的沖擊傳遞部IOd的外觀形狀的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]A.第I實(shí)施方式:
[0027]圖1為表示作為本發(fā)明的第I實(shí)施方式的燃料電池的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2為第I實(shí)施方式的燃料電池的剖視圖。圖2中示出圖1中的1-1剖面。如圖1所示，燃料電池100具備層疊體101、變形吸收部102、一對接線板120、4個(gè)緊固支承部件130、4個(gè)沖擊保護(hù)體20、第I外面罩161、第2外面罩162。另外，如圖2所示，燃料電池100具備4個(gè)沖擊傳遞部10。燃料電池100同反應(yīng)氣體(燃料氣體以及氧化劑氣體)的供給部、冷卻介質(zhì)的供給部等一起構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)。這樣的燃料電池系統(tǒng)例如作為用于供給驅(qū)動(dòng)用電源的系統(tǒng)，被搭載于電動(dòng)汽車等并進(jìn)行使用。
[0028]如圖1所示，層疊體1I具有多個(gè)燃料電池單電池110沿層疊方向SD層疊而成的構(gòu)造。此外，燃料電池單電池110的層疊方向SD與X軸方向(+X方向以及-X方向)平行。在載置燃料電池100的狀態(tài)下，X軸方向以及Y軸方向(+Y方向以及-Y方向)為與水平面平行的方向。另外，+Z方向表示鉛垂上方向，-Z方向表示鉛垂下方向。
[0029]在本實(shí)施方式中，燃料電池單電池110為固體高分子型燃料電池。燃料電池單電池110具有大致立方體的外觀形狀。如圖2所示，燃料電池單電池110具有:在燃料電池100被載置的狀態(tài)下與底面相當(dāng)?shù)牡贗側(cè)面S10、與第I側(cè)面SlO接觸的第2側(cè)面S20、與第I側(cè)面SlO接觸并與第2側(cè)面S20對置的第3側(cè)面S30、與頂面相當(dāng)且與第I側(cè)面SlO對置的第4側(cè)面S40。這4個(gè)側(cè)面S10、S20、S30以及S40均為沿著層疊方向SD的側(cè)面。前述的“沿著層疊方向SD”除了與層疊方向SD平行的意思之外，還包括除了與層疊方向SD垂直的方向以外的與層疊方向SD相交的方向的寬泛的意思。
[0030 ]如圖1所示，燃料電池單電池110由膜電極接合體111和夾持膜電極接合體111的一對隔板112、113構(gòu)成。膜電極接合體111由電解質(zhì)膜、夾持電解質(zhì)膜的兩面的2個(gè)催化劑層、夾持電解質(zhì)膜以及2個(gè)催化劑層的2個(gè)氣體擴(kuò)散層構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，電解質(zhì)膜為含有磺酸基的氟樹脂系離子交換膜。此外，作為電解質(zhì)膜，并不局限于磺酸基，可以使用含有磷酸基、羧酸基等其他離子交換基的膜。催化劑層由在具有導(dǎo)電性的載體(例如，碳粒子)上擔(dān)載鉑、鉑合金等催化劑的基材(催化劑