燃料电池用的分隔件组件的制造装置和制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料电池用的分隔件组件的制造装置和制造方法。
【背景技术】
[0002]燃料电池主要是通过层叠多个在膜电极接合体的两侧配置有分隔件的燃料电池单元而构成的。需要使用于产生电的燃料、氧化剂等在燃料电池内流通，对于邻接的膜电极接合体、分隔件而言，为了密封燃料、氧化剂，而在膜电极接合体、分隔件的外周涂布密封剂或者进行焊接。作为一例，具有这样的技术:在邻接的燃料电池单元之间相邻的分隔件彼此被焊接在一起而构成为分隔件组件(参照专利文献I)。另外，作为另一例，具有在构成膜电极接合体的电解质膜的两面配置催化剂层并接合的技术。在该情况下，在与电解质膜接触的一侧的催化剂层中的同与电解质膜接触的一侧相反的那一侧配置有弹性体，从与电解质膜接触的另一侧的催化剂层中的同与电解质膜接触的一侧相反的那一侧施加超声波(参照专利文献2)。
_3] 现有技术文献
[0004]专利f献
[0005]专利文献1:日本特开2009 - 187757号公报
[0006]专利文献2:日本特许第5304125号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]在分隔件的中央部形成有截面包括多个凹凸的波形形状来作为供燃料、氧化剂流通的流路。通过使分隔件的波形形状彼此接触来传递由燃料电池单元生成的电力，波形形状的凹凸的接触状态会影响燃料电池单元之间的通电电阻。但是，波形形状的凹凸的高度也存在偏差，因此难以使全部的凹凸接触。因此，在如专利文献I那样将邻接的分隔件彼此层叠起来进行焊接时，也会由于波形形状的偏差、分隔件的组装偏差而无法使波形形状的应该接触的凸部彼此充分接触，由此，存在燃料电池单元之间的电阻上升这样的问题。
[0009]因此，本发明是为了解决所述问题而做成的，其目的在于提供一种能够良好地抑制燃料电池单元之间的电阻的燃料电池用的分隔件组件的制造装置和制造方法。
_0] 用于解决问题的方案
[0011]用于实现所述目的的本发明是一种燃料电池用的分隔件组件的制造方法，该燃料电池用的分隔件组件与膜电极接合体邻接，并且包括第I分隔件和第2分隔件，该第I分隔件和第2分隔件具有作为供流体流动的流路的截面形状包括多个凹凸的凹凸部位。所述制造方法具有接合工序，在该接合工序中，以从第I分隔件侧和/或第2分隔件侧施加有按压力的状态使第I分隔件和第2分隔件这两者的凹凸部位中的相对的凸部彼此接触并将它们接合起来。在本发明中，其特征在于，在接合工序中，从第I分隔件和/或第2分隔件侧隔着弹性构件地施加按压力，通过弹性构件的弹性变形使相对的凸部彼此接触。
[0012]并且，用于实现所述目的的另一本发明是一种燃料电池用的分隔件组件的制造装置，该燃料电池用的分隔件组件与膜电极接合体邻接地设置，并且包括第I分隔件和第2分隔件，该第I分隔件和第2分隔件具有作为供流体流动的流路的截面形状包括多个凹凸的凹凸部位。所述制造装置的特征在于，该制造装置包括:一对按压构件，该一对按压构件能相对地靠近/分开，用于从第I分隔件侧和第2分隔件侧施加按压力；弹性构件，其配置在一对按压构件中的任一按压构件与第I分隔件之间，其通过弹性变形而使第I分隔件和第2分隔件这两者的凹凸部位中的相对的凸部彼此接触；以及接合部，其用于将第I分隔件与所述第2分隔件接合起来。
【附图说明】
[0013]图1是构成本发明的一实施方式的燃料电池的分隔件组件的制造装置的概略俯视图。
[0014]图2是该制造装置的主要部分放大俯视图。
[0015]图3是表示用于该制造装置的弹性构件的俯视图。
[0016]图4是沿着图2中的4 —4线的剖视图。
[0017]图5是表示该实施方式的燃料电池的立体图。
[0018]图6是表示燃料电池的结构的分解立体图。
[0019]图7是表示燃料电池的一部分的分解立体图。
[0020]图8是表示该实施方式的分隔件组件和膜电极接合体的剖视图。
【具体实施方式】
[0021]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。其中，以下的记载内容并不用于限定权利要求书中记载的保护范围、用语的意义。并且，为了便于说明，附图的尺寸比例有所夸张，存在与实际的比例不同的情况。
[0022]图1是表示构成本发明的一实施方式的燃料电池的分隔件组件的制造装置的概略俯视图，图2是该制造装置的主要部分放大俯视图，图3是表示用于该制造装置的弹性构件的俯视图，图4是沿着图2中的4 一 4线的剖视图。图5是表示本发明的一实施方式的燃料电池的立体图，图6是表示燃料电池的结构的分解立体图，图7是表示燃料电池的一部分的分解立体图，图8是表示该实施方式的燃料电池的分隔件组件和膜电极接合体的剖视图。
[0023]在本实施方式中，对构成燃料电池100的与膜电极接合体11邻接地配置的包括两张分隔件13、14的所谓的分隔件组件12的制造方法和制造装置进行说明。如图4所示，分隔件组件12的制造方法具有用于将阳极侧分隔件13与阴极侧分隔件14接合起来的接合工序。分隔件13、14具有凹凸状的波形形状13g、14g，在接合工序中，利用弹性构件230使波形形状13g、14g接触来进行接合。详细见后述。
[0024](燃料电池)
[0025]接着，说明包括分隔件组件的燃料电池。燃料电池100具有作为主要构成部件的层叠多个燃料电池单元1a而成的层叠体10。燃料电池单元1a构成为在膜电接合体11的两侧面均配置有分隔件组件12。膜电极接合体11在电解质膜Ila的一侧接合有阳极11b，在电解质膜Ila的另一侧接合有阴极11c。分隔件组件12具有两张分隔件13、14。并且，在层叠体10的层叠方向上的两端部设有集电板16、17。并且，燃料电池100具有壳体20。壳体20具有一对紧固板21、22、一对加强板23、24以及一对端板25、26。概略而言，燃料电池用的分隔件组件12的制造装置200如图1?图4所示那样主要具有:输送带210 ;按压构件220，其用于朝向分隔件14按压分隔件13 ;弹性构件230，其配置在按压构件220与分隔件13之间，用于使波形形状13g、14g (相当于凹凸部位)中的相对的凸部彼此接触，该波形形状13g、14g设于分隔件13、14，并且截面包括多个凹凸；手型机器人240 ;焊接机器人250 (相当于接合部)，其用于将分隔件13与分隔件14接合起来。首先，在以下说明燃料电池单元1a所包含的各构件。
[0026]如图7、图8所示，在层叠在一起的多个燃料电池单元1a中，分隔件13、14将相邻的膜电极接合体11隔开，并且使由膜电极接合体11产生的电力通电。分隔件13、14被划分为阳极侧分隔件13 (相当于第I分隔件)和阴极侧分隔件14 (相当于第2分隔件)。阳极侧分隔件13与膜电极接合体11的阳极Ilb抵接。阳极侧分隔件13含有具有导电性材料的金属，形成为比阳极Ilb大的薄板状。
[0027]如图7、图8所示，在阳极侧分隔件13的中央设有隔着恒定的间隔形成有多个凹凸的波形形状13g，以构成用于使燃料气体(氢)与冷却水等冷却流体分开流动的流路。将阳极侧分隔件13的凹凸形状中的与阳极Ilb接触而形成的密闭空间用作用于向阳极Ilb供给氢的阳极气体流路13h。另一方面，将形成在阳极侧分隔件13的截面包括多个凹凸形状的波形形状13g与阴极侧分隔件14的波形形状14g之间的密闭空间用作用于供给冷却水的冷却流体流路13j (14j)。
[0028]阳极侧分隔件13为长方形状，在其长度方向上的一端开设有与阴极气体供给口13a、冷却流体供给口 13b和阳极气体供给口 13c相当的贯通孔。同样地，