使用于燃料电池的分隔件及燃料电池的制作方法
【专利说明】使用于燃料电池的分隔件及燃料电池
[0001]本申请主张基于在2013年11月11日提出申请的申请号2013-233110的日本专利申请的优先权，并将其公开的全部通过参照援引于本申请。
技术领域
[0002]本发明涉及使用于燃料电池的分隔件及燃料电池。
【背景技术】
[0003]通常，燃料电池具有将多个单元单电池层叠而成的堆叠结构。各单元单电池将膜电极接合体与分隔件面对配置。在分隔件形成有用于使反应气体向单元单电池内流动的反应气体流路、用于使冷却介质向单元单电池内流动的冷却介质流路。而且，在分隔件形成有用于向反应气体流路分配反应气体的反应气体歧管孔和用于向冷却介质流路分配冷却介质的冷却介质歧管孔。这些歧管孔在分隔件的表面具有开口，具有沿燃料电池组的层叠方向贯通的形状，构成各歧管。在反应气体流路、冷却介质流路、反应气体歧管孔、冷却介质歧管孔的周围适当地设置用于抑制各自的流体的漏泄的密封垫片。例如，在专利文献1、2中记载了在由分隔件夹持的膜电极接合体的外周部设有密封垫片的结构。
[0004]【现有技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献I】 JP2OO7-25O35IA
[0007]【专利文献2】JP2OO8-31288A
【发明内容】
[0008]【发明要解决的课题】
[0009]在此，在分隔件设有密封垫片的情况下，存在在膜电极接合体的发电区域产生的热量传递而容易成为高温的位置设置的密封垫片的粘结耐久性容易下降这样的课题。例如，为了抑制从在分隔件的冷却介质流路面形成的冷却介质流路及冷却介质歧管孔的冷却介质的漏泄，有时在冷却介质流路面以将冷却介质流路及冷却介质歧管孔的外周整体性地包围的方式设置密封垫片。这样的密封垫片容易在与成为高温的作为冷却介质的水接触的部分剥离，粘结耐久性的下降显著。而且，在为了抑制反应气体流体及从反应气体歧管孔的反应气体的漏泄而设置的密封垫片处，也存在同样的问题。因此，希望设于分隔件的密封垫片的粘结耐久性的提尚。
[0010]【用于解决课题的方案】
[0011]本发明为了解决上述的课题的至少一部分而作出，可以作为以下的方式实现。
[0012](I)本发明的一方案是一种使用于燃料电池且与膜电极接合体相对配置的分隔件。该分隔件具备:与所述膜电极接合体的发电区域相对的分隔件中央区域；从所述分隔件中央区域向外缘延伸的外缘部；设于所述外缘部的第一歧管孔和第二歧管孔；从所述第一歧管孔经由所述分隔件中央区域朝向所述第二歧管孔的流体流路；以及密封垫片，设于所述外缘部，包围所述流体流路的区域和所述第一歧管孔、第二歧管孔的外周。所述密封垫片被划分为第一密封垫片部和第二密封垫片部，所述第一密封垫片部与所述分隔件中央区域的端部相邻，沿所述端部的边延伸，所述第二密封垫片部包围所述第一歧管孔和所述第二歧管孔的外周。所述第一密封垫片部的宽度比所述第二密封垫片部的宽度宽。在此，第一密封垫片部是上述的课题中所说明的由于膜电极接合体的发热产生的温度而粘结性容易下降的部位。根据该方式的分隔件，由于第一密封垫片部的宽度比第二密封垫片部的宽度宽，因此能够提高密封垫片的粘结耐久性。
[0013](2)在上述方案的分隔件中，可以是，所述第一密封垫片部包括第一形状部和旁流抑制部，所述第一形状部以与所述第二密封垫片部相同的宽度延伸，所述旁流抑制部用于抑制在所述流体流路内流动的流体中的一部分经由比所述分隔件中央区域的端部靠外缘侧的旁流区域而流动，所述第一形状部与所述旁流抑制部一体成形。根据该方式的分隔件，在以与第二密封垫片部相同的宽度延伸的第一形状部一体成形有旁流抑制部，由此能够使第一密封垫片部的宽度比第二密封垫片部的宽度宽。由此，不用设置作为其他构件的旁流抑制构件，就能够提高密封垫片的粘结耐久性。
[0014](3)在上述方案的分隔件中，可以是，所述第一密封垫片部包括第一形状部和追加部，所述第一形状部以与所述第二密封垫片部相同的宽度延伸，所述追加部与所述第一形状部大致平行地设置，所述第一形状部与所述追加部一体成形。根据该方式的分隔件，通过一体成形以与第二密封垫片部相同的宽度延伸的第一形状部和与之大致平行地设置的追加部，由此能够使第一密封垫片部的宽度比第二密封垫片部的宽度宽。
[0015](4)在上述方案的分隔件中，可以是，所述流体是冷却介质，所述流体流路是所述冷却介质的冷却介质流路，所述第一歧管孔是用于供给所述冷却介质的歧管孔，所述第二歧管孔是用于排出所述冷却介质的歧管孔。由于课题中所说明的膜电极接合体的发热而冷却介质的温度容易上升，与分隔件中央区域的端部相邻且沿膜电极接合体的端部的边延伸的第一密封垫片部是由于与成为高温的冷却介质的接触而粘结耐久性容易下降的部位。因此，根据该方式的燃料电池分隔件，将第一密封垫片部的宽度设定为比第二密封垫片部的宽度宽，因此能够提高密封垫片的粘结耐久性。
[0016]本发明也能够以上述方式的分隔件以外的各种方式实现。例如，能够以具备上述方式的分隔件的燃料电池的单元单电池、具备该单元单电池的燃料电池、具备该燃料电池的燃料电池系统等方式实现。
【附图说明】
[0017]图1是表示本发明的第一实施方式的燃料电池系统的概略结构的说明图。
[0018]图2是从MEA的相反侧观察单元单电池的阳极侧分隔件的概略俯视图。
[0019]图3是将冷却介质用的密封垫片的一部分放大示出的概略剖视图。
[0020]图4是表示第二实施方式的设于阳极侧分隔件的冷却介质用的密封垫片的说明图。
[0021]图5是表示第三实施方式的设于阳极侧分隔件的冷却介质用的密封垫片的说明图。
【具体实施方式】
[0022]A.第一实施方式:
[0023]图1是表示本发明的第一实施方式的燃料电池系统10的概略结构的说明图。燃料电池系统10具备燃料电池组100。燃料电池组100具有将端板110、绝缘板120、集电板130、多个单元单电池140、集电板130、绝缘板120、端板110依次层叠而成的堆叠结构。需要说明的是，单元单电池140的层叠方向成为与铅垂方向Y垂直的方向(水平方向)X。
[0024]从贮存有高压氢的氢罐150经由截止阀151、调节器152、供给配管153向燃料电池组100供给作为燃料气体的氢。在燃料电池组100中未被利用的燃料气体(阳极废气)经由排出配管163向燃料电池组100的外部排出。需要说明的是，燃料电池系统10也可以具有使阳极废气向供给配管153侧再循环的再循环机构。而且，经由气栗160及供给配管161向燃料电池组100供给作为氧化剂气体的空气。在燃料电池组100中未被利用的氧化剂气体(阴极废气)经由排出配管154向燃料电池组100的外部排出。需要说明的是，燃料气体及氧化剂气体也被称为反应气体。
[0025]而且，为了对燃料电池组100进行冷却，经由水栗171及配管172向燃料电池组100供给由散热器170冷却后的冷却介质。从燃料电池组100排出的冷却介质经由配管173向散热器170再循环。作为冷却介质，可使用例如水、乙二醇等的不冻水、空气等。在本例中，使用水(也称为“冷却水”)作为冷却介质。
[0026]单元单电池140成为将在电解质膜的两面分别配置有阳极及阴极的膜电极接合体30 (MEA、Membrane Electrode Assembly)通过一对分隔件、即阳极侧分隔件50和阴极侧分隔件40夹持的结构。如图1的下部的放大图所示，阳极侧分隔件50在MEA30侧的面具备筋状的多个燃料气体流路槽52，在MEA30的相反侧的面具备直线状的多个冷却介质流路槽54。阴极侧分隔件40在MEA30侧的面具备直线状的多个氧化剂气体流路槽42。需要说明的是，在由阳