专利名称：燃料电池拆卸方法和燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池拆卸方法和燃料电池。
背景技术：
公知的燃料电池结构包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；沿着电极组件的周边形成的密封层；夹着电极组件布置并与密封层粘合的一对隔板，面对一个电极的一个隔板具有氧化气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有燃料气体通路。在该公知的燃料电池结构中，氢作为燃料气体被供给燃料气体通路，而空气作为氧化气体被供给氧化气体通路。氢在面对燃料气体通路的一个电极(阳极)处被分离成质子和电子。所述质子通过电解质并移动到另一电极(阴极)，而电子经过外电路并移动到阴极。包含在空气中的氧与质子和电子反应，从而在阴极处生成水。这种电化学反应产生电动势。密封层是用于将两个隔板彼此粘合在一起的粘合层，并起到防止氧与氢在各电极周围直接接触的功能。
燃料电池的拆卸通常是从使用过的燃料电池回收和再生昂贵的电极组件(特别是包含贵金属催化剂的电极)，用于单独收集或处理使用过的燃料电池，和用于评价在使用过的燃料电池中的电极组件的性能所要求的。例如，日本特开2002-151112号公报中公开的燃料电池具有放置在密封层和隔板之间的线性元件。该线性元件被拔出，以便为拆卸燃料电池而剥离密封层。
然而，在该现有技术的燃料电池的结构中，当线性元件牢固地粘在密封层上时，向外拉线性元件的动作可能不能充分地移动线性元件，或者可能损坏线性元件。从而密封层可能不能被充分地被剥离。因此，这种结构不能保证燃料电池被实际且有效地拆卸。另外还有一种要求，即，将多个燃料电池的层叠体拆卸为单独的燃料电池，从而能够局部地仅更换劣化的燃料电池。所引用的参考文献并没有关于这一点的任何说明。
发明内容
本发明的目的是提供一种拆卸方法，能够根据要求进行燃料电池的适当的拆卸。本发明的另一目的是提供一种可以应用所述拆卸方法的燃料电池。
为了实现至少部分上述和其它有关目的，本发明涉及一种拆卸燃料电池的燃料电池拆卸方法。所述燃料电池包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；围绕电极组件的周边设置的密封层；和夹着所述电极组件布置并与密封层粘合的一对隔板，其中面对一个电极的一个隔板具有燃料气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有氧化气体通路。所述燃料电池拆卸方法包括以下步骤提供用于拆卸所述燃料电池的流体供给，以促进所述燃料电池的拆卸。
本发明的燃料电池拆卸方法为拆卸燃料电池提供流体供给，以促进燃料电池的拆卸。当用于拆卸燃料电池的流体供给没有提供足够的力来分离隔板时，操作者直接或借助适合的夹具施加外力，以完成隔板的分离。与所引用的现有技术燃料电池的结构(见日本特开第2002-151112号公报)相比，由于用于燃料电池的拆卸的流体供给而降低的粘合力促进从这种结构的燃料电池拆卸隔板。另一方面，当用于拆卸燃料电池的流体供给提供充足的用于拆卸隔板的力时，不需要这种附加的剥离操作。本发明的燃料电池拆卸方法确保了根据要求容易地拆卸燃料电池。
优选的是将用于拆卸燃料电池的流体供给提供给燃料电池的毗邻的组件。这里，促进拆卸燃料电池的步骤可以是帮助拆卸燃料电池的任何步骤，例如，从隔板剥离密封层，从电极组件剥离密封层，降低密封层和隔板之间的粘合力，降低密封层和电极组件之间的粘合力，在每个隔板的内面上形成断裂导引件(例如槽)以便从作为起始点的断裂导引件使隔板断裂。密封层具有密封所述一对隔板之间的间隙的功能，且可以是例如粘合剂或衬垫。粘合剂或衬垫可以由例如氟树脂或硅树脂制成。
本发明的原理可用于任何类型的燃料电池，包括聚合物电解质燃料电池，固体氧化物燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，磷酸燃料电池和碱性燃料电池。优选的是，用于拆卸燃料电池的流体供给与用于燃料电池的发电的流体供给在流体的类型、压力和温度上具有至少一种不同点。
在本发明的燃料电池拆卸方法的一个优选实施例中，用于拆卸燃料电池的流体供给不同于用于燃料电池发电的流体供给。例如，用于拆卸燃料电池的流体供给可以供给与用于燃料电池的发电的流体不同的流体，或者可以采用与用于燃料电池的发电所采用的供给方法不同的供给方法。
在本发明的燃料电池拆卸方法的一个优选实施例中，用于拆卸燃料电池的流体供给，将流体供给到燃料气体通路和氧化气体通路中的至少一个。在隔板具有用于调节燃料电池的温度的冷却剂通路的结构中，一种流体(例如，与用于燃料电池发电所供给的流体不同的流体)可以被供给到冷却剂通路，以促进燃料电池的拆卸。
在本发明的燃料电池拆卸方法的另一优选实施例中，用于拆卸燃料电池的流体供给供给流体，以升高燃料气体通路和氧化气体通路中至少一个的通道内压，使其超过用于燃料电池发电的流体供给中的通道内压值。用于拆卸燃料电池的流体供给可以供给一种流体，以便反复地改变气体通路的通道内压值，也就是重复一个过程，即，将通道内压升高到超过用于燃料电池发电的流体供给的通道内压值，随后降低该通道内压。在任何一种情况下，被升高且超过用于燃料电池发电的流体供给的通道内压值的、用于拆卸燃料电池的流体供给的通道内压，提供剥离隔板以拆卸燃料电池的力。优选的是，在用于拆卸燃料电池的流体供给期间，隔板被保持受压或围绕。这种布置有效地防止了在高通道内压的条件下剥离的隔板被弹开。
在本发明的燃料电池拆卸方法中，优选的是用于拆卸燃料电池的流体供给提供与用于燃料电池发电的流体供给不同类型的流体。所述不同类型的流体优选具有降低密封层与电极组件之间的粘合力或密封层与隔板之间的粘合力的功能。所述不同类型的流体可以是，例如，具有溶解或软化密封层和隔板之间的边界或密封层和电极组件之间的边界的功能的有机溶剂或剥离剂(包括表面活性剂)。可使用的有机溶剂的例子包括醇类，如，甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，酮类，如，丙酮和甲基乙基甲酮，以及酯类，如，乙酸甲酯和乙酸乙酯。当吸水性树脂被添加在密封层和隔板之间的边界或密封层和电极组件之间的边界时，所述不同类型的流体可以是水(包括热水和冷水)。所述吸水性树脂吸收水并膨胀，从而降低密封层和隔板之间的边界处或密封层和电极组件之间的边界处的粘合力。
在本发明的燃料电池拆卸方法中，优选的是，用于拆卸燃料电池的流体供给供给的流体具有较用于燃料电池发电所供给的流体更高的温度。用于拆卸燃料电池的流体的温度优选设定在一个值，使得能够减弱密封层和隔板之间的粘合力或密封层和电极组件之间的粘合力。当可热膨胀树脂被添加到密封层和隔板之间的边界或密封层和电极组件之间的边界时，流体的温度被设定在一个值，以确保可热膨胀树脂的热膨胀。可热膨胀树脂的热膨胀降低了密封层和隔板之间的边界处或密封层和电极组件之间的边界处的粘合力。
在本发明的燃料电池拆卸方法中，优选的是，在用于拆卸燃料电池的流体供给期间，另外还沿着将一对隔板彼此分离的方向施加一外力。在用于拆卸燃料电池的流体供给期间，沿着相互分离的方向施加给隔板的外力有效地促进从隔板或者从电极组件分离密封层。
在本发明的一个优选实施例中，所述燃料电池拆卸方法还包括以下步骤在提供用于拆卸燃料电池的流体供给的步骤之前，减弱在燃料电池发电期间沿着使一对隔板彼此靠近的方向施加的压力。被减弱的压力相对增强了在随后的用于拆卸燃料电池的流体供给中分离成对隔板的力，以促进拆卸燃料电池。用于拆卸燃料电池的流体供给可以与用于燃料电池发电而提供的流体供给相同或不同。
在本发明的燃料电池拆卸方法中，所述流体供给提供步骤可提供流体供给，以促进作为多个燃料电池的层叠体的燃料电池组(堆)或燃料电池模块的拆卸，也促进拆卸单个燃料电池。
本发明还涉及一种燃料电池拆卸方法，用于拆卸具有冷却剂密封层的多个燃料电池的层叠体，所述密封层防止冷却剂从冷却剂通路泄漏，所述冷却剂通路形成在每对相邻的燃料电池的粘合面之间或每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间。所述燃料电池拆卸方法包括以下步骤在拆卸层叠体的燃料电池之前，将流体供给提供给冷却剂通路，以便从每对相邻的燃料电池的粘合面之间的空间(间隙)或者从每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间的空间去除至少部分冷却剂；和将用于拆卸层叠体的燃料电池的流体供给提供给燃料电池的层叠体中的燃料气体通路和氧化气体通路中的至少一个，以促进至少部分层叠体的燃料电池的拆卸。
这种方法蒸发或吹除存在于毗邻燃料电池的粘合面之间的空间中或燃料电池和冷却剂通路隔板的粘合面之间的空间中的至少部分冷却剂。这样就去除了至少部分冷却剂，从而降低了粘合面之间的粘合力，以促进粘合面的分离。流体供给可以被提供给燃料电池的层叠体中的燃料气体通路和氧化气体通路的至少任何一个，以促进层叠体的至少部分燃料电池的拆卸。这样，燃料电池可以按照需要被容易地从层叠体取出或者被拆卸。如前所述的燃料电池拆卸方法的应用还可以用于将燃料供给燃料电池的层叠体中燃料气体通路和氧化气体通路的至少任何一个，以确保上文所述的相应效果。在本说明书中，冷却剂可被用于对冷的燃料电池进行加热，和冷却热燃料电池。
本发明还涉及另一种燃料电池拆卸方法，用于拆卸具有冷却剂密封层的多个燃料电池的层叠体，所述密封层防止冷却剂从冷却剂通路泄漏，所述冷却剂通路形成在每对相邻的燃料电池的粘合面之间或每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间。所述燃料电池拆卸方法包括以下步骤将用于拆卸层叠体的燃料电池的流体供给提供给冷却剂通路，以便从每对相邻的燃料电池的粘合面之间的空间或者从每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间的空间去除至少部分冷却剂。
这种方法蒸发或吹除存在于毗邻燃料电池的粘合面之间的空间中或燃料电池和冷却剂通路隔板的粘合面之间的空间中的至少部分冷却剂。这样就去除了至少部分冷却剂，从而降低了粘合面之间的粘合力，以促进粘合面的分离。这样，燃料电池可以按照需要被容易地从层叠体取出或拆卸。
本发明还涉及一种通过燃料气体与氧化气体的反应产生电能的燃料电池。所述燃料电池包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；围绕电极组件的周边设置的密封层；夹着电极组件布置且与密封层粘合的一对隔板，其中面对一个电极的一个隔板具有燃料气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有氧化气体通路。至少密封层和隔板之间的边界或密封层和电极组件之间的边界由具有粘合力的功能性材料制成，该粘合力被用于拆卸所述燃料电池的流体供给所降低，所述流体供给不同于用于所述燃料电池的发电的流体供给，将流体供给到燃料气体通路和氧化气体通路中至少一个。
至少在密封层和隔板之间的边界处的粘合力或者在密封层和电极组件之间的边界处的粘合力被用于拆卸燃料电池的流体供给所降低，所述流体供给提供与用于燃料电池发电而供给的流体不同的流体，将流体供给燃料气体通路和氧化气体通路的至少一个。这种结构的燃料电池确保了在与用于燃料电池的发电而供给的流体不同的流体被供给用于拆卸燃料电池时，在密封层和隔板之间的边界处的粘合力或者在密封层和电极组件之间的边界处的粘合力易于被降低。因此这种结构的燃料电池易于拆卸。
在本发明的燃料电池的一个优选实施例中，所述功能性材料具有在预定的高温范围内降低粘合力的特性。与用于燃料电池的发电的流体供给不同的用于拆卸燃料电池的流体供给，在预定的高温范围内被提供，以降低密封层和隔板之间的边界处的粘合力或密封层和电极组件之间的边界处的粘合力。这种温度调节确保了容易地拆卸燃料电池。这种功能性材料的典型例子是环氧密封材料与吸水性树脂的混合物。
在本发明的燃料电池的另一优选实施例中，所述功能性材料具有在被暴露于热水时粘合力降低的特性。与用于燃料电池的发电的流体供给不同的用于拆卸燃料电池的流体供给提供热水流，以降低密封层和隔板之间的边界处的粘合力或密封层和电极组件之间的边界处的粘合力。这种方案保证了容易地拆卸燃料电池。这种功能性材料的典型例子是环氧密封材料与吸水性树脂的混合物。
在本发明的燃料电池的又一优选实施例中，所述功能性材料具有在被暴露于有机溶剂或剥离剂时粘合力降低的特性。与用于燃料电池的发电的流体供给不同的用于拆卸燃料电池的流体供给提供有机溶剂流，以降低密封层和隔板之间的边界处的粘合力或密封层和电极组件之间的边界处的粘合力。这种方案保证了容易地拆卸燃料电池。所述有机溶剂的例子包括醇类，如，甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，酮类，如，丙酮和甲基乙基甲酮，以及酯类，如，乙酸甲酯和乙酸乙酯，且各种剥离剂包括表面活性剂。
在本发明的燃料电池中，所述密封层由所述功能性材料制成。
本发明还涉及一种通过燃料气体与氧化气体的反应产生电能的燃料电池。所述燃料电池包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；围绕电极组件的周边的密封层；夹着电极组件布置且与密封层粘合的一对隔板，其中面对一个电极的一个隔板具有燃料气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有氧化气体通路；且断裂导引件被形成在每个隔板中，以用作隔板断裂的起始点，所述隔板断裂是由用于拆卸所述燃料电池的流体供给引起的，所述流体供给将流体供给到燃料气体通路和氧化气体通路中的至少一个。
在这种结构的燃料电池中，当用于拆卸燃料电池的流体供给将流体供给到燃料气体通路和氧化气体通路中至少一个时，隔板从作为起始点的断裂引导开始发生断裂。因此这种结构的燃料电池易于拆卸。
在这种结构的燃料电池中，断裂导引件可以被形成在每个隔板中，用作隔板断裂的起始点，所述隔板断裂是由用于拆卸所述燃料电池的流体供给引起的，所述用于拆卸燃料电池的流体供给与用于所述燃料电池的发电的流体供给不同，并将流体供给到燃料气体通路和氧化气体通路中的至少一个。当与用于燃料电池的发电的流体供给不同的用于拆卸燃料电池的流体供给将流体供给到燃料气体通路和氧化气体通路中至少一个时，隔板从作为起始点的断裂引导开始断裂。因此，这种结构的燃料电池易于拆卸。
图1示意性示出了本发明第一实施例中的燃料电池的结构；图2示出了供给到燃料电池的各气体通路的热水流；图3示出了由供给到各气体通路的热水流施加的力的方向；图4示出了燃料电池的拆卸；图5示出了第一实施例的一种改变结构的燃料电池的拆卸；图6示出了另一种改变结构的燃料电池的拆卸；图7示出了插入元件的例子；图8示出了用于向下压靠隔板的保持板的例子；图9示出了用于包围隔板的顶面周缘的盖的例子；图10示出了另一种改变结构的燃料电池的拆卸；图11为透视图，示出了本发明的第二实施例中处于发电状态的燃料电池组50；图12为沿着图11的线B-B的截面图；图13为透视图，示出了处于拆卸状态中的燃料电池组50；图14为沿着图13的线C-C的截面图；图15为第二实施例的一种改变结构的燃料电池组50的截面图；图16为另一改变结构的燃料电池组50的截面图；图17为另一改变结构的燃料电池组50的截面图。
具体实施例方式
下面将对作为优选实施例的本发明的一些实施方式进行论述。
第一实施例图1示意性示出了本发明第一实施例中的燃料电池10的结构。图1(a)为平面图，图1(b)为沿着图1(a)的线A-A的截面图。
本实施例的燃料电池10为聚合物电解质燃料电池，且包括作为主要构件的具有置入一对电极4、5之间的电解质薄膜3的薄膜电极组件(下文称为MEA)2，围绕MEA2的外周设置的密封层8，和夹着MEA2布置并粘合于密封层8的一对隔板6、7。燃料电池10是电动势范围约0.6到0.8V的单格电池。许多燃料电池10紧密地彼此叠置，从而构成几百伏的直流电源，作为例如车辆的驱动电动机的电源。
MEA2具有位于燃料电极或阳极4和氧电极或阴极5之间的电解质薄膜3。在本实施例的MEA2的结构中，电解质薄膜3的面积较阳极4和阴极5的面积大。所述电解质薄膜3主要由在湿态具有良好质子传导性的固体聚合物材料制成，例如氟树脂薄膜(例如，由DuPont制造的Nafion薄膜)。阳极4和阴极5分别具有催化剂电极4a、5a以及气体扩散电极4b、5b。催化剂电极4a、5a与电解质薄膜3接触，且由其上携带微小铂颗粒的导电性炭黑制成。气体扩散电极4b、5b置于催化剂电极4a、5a之上，且由碳纤维制的碳布制成。包含在催化剂电极4a、5a中的铂的功能是加速氢分解为质子和电子，以及由氧、质子和电子产生水。具有相同功能的任何其它催化剂可以用于代替铂。气体扩散电极4b、5b并不限于碳布，还可以由碳纤维制的碳纸或碳毡制成。碳材料要求具有足够的气体扩散性和导电性。
隔板6、7由不透气性导电材料制成，例如，在本实施例中是通过压缩碳而获得的不透气性模制碳。隔板6、7分别具有用于供应燃料气体的燃料气体供给入口6a、7a，用于排出燃料气体的燃料气体排出出口6b、7b，用于供给氧化气体的氧化气体供给入口6c、7c，用于排出氧化气体的氧化气体排出出口6d、7d，用于供给冷却剂(例如，冷却液)的冷却剂供给入口6e、7e，和用于排出冷却剂的冷却剂排出出口6f、7f。一个隔板6在与MEA2的阳极4相接触的一面上具有燃料气体通路6g，以便使燃料气体能够通过，在相反面上具有冷却剂通路(未示出)，以便使冷却剂能够通过。燃料气体通路6g具有与燃料气体供给入口6a和燃料气体排出出口6b相连的多条通道，而不与其它入口或出口连通。另一方面，冷却剂通路与冷却剂供给入口6e和冷却剂排出出口6f相连，而不与其它入口或出口连通。树脂涂层11形成在隔板6上燃料气体通路6g的周边并与密封层8粘合。树脂涂层11由粘合剂制成，该粘合剂在热水中发泡并膨胀，从而易于剥离(例如，由Kaken Tech Co.Ltd.，Japan制造的Ecosepara CT-1683或CT-1687环氧密封材料)。另一个隔板7在与MEA2的阴极5接触的一面上具有氧化气体通路7g，以便使氧化气体能够通过，在相反一面上具有冷却剂通路(未示出)，以使冷却剂能够通过。氧化气体通路7g具有与氧化气体供给入口7c和氧化气体排出出口7d相连的多条通道，而不与其它入口或出口连通。另一方面，冷却剂通路与冷却剂供给入口7e和冷却剂排出出口7f相连，而不与其它入口或出口连通。树脂涂层12形成在隔板7上氧化气体通路7g的周边并与密封层8粘合。树脂涂层12由与树脂涂层11相同的材料制成。隔板6和隔板7可以由金属代替碳制成。
密封层8通过固化施加在除了阳极4和阴极5之外的、MEA2的电解质薄膜3的整个外周上的粘合剂而形成。密封层8经由树脂涂层11、12粘合于隔板6、7。即，树脂涂层11、12存在于密封层8与隔板6、7的边界上。所述密封层密封由电解质薄膜3和隔板6限定的用于燃料气体的空间，同时密封由电解质薄膜3和隔板7限定的用于氧化气体的空间。密封层8在对应于隔板6、7中的各入口和出口6a～6f、7a～7f的位置上形成有通孔。
下面将对燃料电池10的发电进行说明。为了使燃料电池10发电，将加湿的氢作为燃料气体供给燃料气体供给入口6a、7a，同时将空气作为氧化气体供给氧化气体供给入口6c、7c。氢气流从燃料气体供给入口6a经过燃料气体通路6g到达燃料气体排出出口6b，从而被排出。空气流从氧化气体供给入口7c经过氧化气体通路7g到达氧化气体排出出口7d，从而被排出。氢气流经过燃料气体通路6g，被阳极4的气体扩散电极4b扩散，到达催化剂电极4a，并经催化剂电极4a的作用分解成质子和电子。质子穿过潮湿状态的电解质薄膜3，并移动到阴极5。电子通过未示出的外部通路并移动到阴极5。空气流流过氧化气体通路7g，并被气体扩散电极5b扩散，到达催化剂电极5a。质子、电子和空气中的氧气反应生成水，并在阴极5处产生电动势。冷却剂从外部供给到冷却剂供给入口6e、7e中，以便将燃料电池10的温度保持在用于发电的适当温度范围内(例如，70℃至80℃)。冷却剂流流过形成在隔板6、7中的未示出的冷却剂通路，从冷却剂排出出口6f、7f排出，被未示出的热交换器冷却，然后再循环进入冷却剂供给入口6e、7e。MEA2的电解质薄膜3用于传导质子，同时起隔离膜的作用，防止空气直接与燃料电池10中的氢接触。密封元件8防止空气在MEA2周边与氢混合，同时防止空气和氢泄漏出燃料电池10。
参照图2～4对燃料电池10的拆卸过程进行说明。图2示出了供给到燃料电池10的各气体通路6g、7g的热水流。图3示出了由供给到各气体通路6g、7g的热水流施加在密封层8上的力的方向。图4示出了燃料电池10的拆卸。
如图2所示，橡胶流体供给罩21、22被分别设置在燃料电池10的燃料气体供给入口6a、7a以及氧化气体供给入口6c、7c中，橡胶防护罩23、24被分别设置在燃料气体排出出口6b、7b以及氧化气体排出出口6d、7d中。流体供给罩21包括与燃料气体供给入口6a、7a的内周面紧密接触的罩主体21a，与所述罩主体21a的前面相连的管21b，和形成在罩主体21a的底面中与燃料气体通路6g的入口相连的多个排出开口21c。所述管21b经由形成在罩主体21a内侧的通道(未示出)与排出开口21c相连。类似地，流体供给罩22包括罩主体22a、管22b和与氧化气体通路7g的入口相连的多个排出开口22c。防护罩23被设置得与燃料气体排出出口6b、7b的内周面紧密接触，以便遮挡燃料气体通路6g的出口。类似地，防护罩24被设置得与氧化气体排出出口6d、7d的内周面紧密接触，以便遮挡氧化气体通路7g的出口。
驱动一个泵(未示出)，以便将热水流经由流体供给罩21的管21b和多个排出开口21c供给到燃料气体通路6g，同时经由流体供给罩22的管22b和多个排出开口22c将热水流供给到氧化气体通路7g。所述热水流被加热到足够的温度，以确保树脂涂层11、12从密封层8剥离。燃料气体通路6g的出口和氧化气体通路7g的出口被防护罩23、24遮挡。当持续供给热水流时，各气体通路6g、7g的内压或通道内压逐渐升高，最终超过用于燃料电池10发电的规定(特定)通道内压值。这种高通道内压沿着图3所示箭头的方向在燃料气体通路6g上施加力，即，向外施加在燃料气体通路6g上的径向力。类似地，高通道内压在氧化气体通路7g上向外施加径向力(未示出)。高通道内压使限定燃料气体通路6g的气体扩散电极4b和隔板6沿相反方向扩张开，以便在气体扩散电极4b和隔板6之间产生间隙。类似地，高通道内压使限定氧化气体通路7g的气体扩散电极5b和隔板7沿相反方向扩张开，以便在气体扩散电极5b和隔板7之间产生间隙。然后，供给的热水流出这些间隙，从而使树脂涂层11、12浸透在其中。所述树脂涂层11、12由在热水中发泡和膨胀，从而使隔板6、7从MEA2的电解质薄膜3剥离。高通道内压沿着从形成在隔板6、7上的树脂涂层11、12分离密封层8的方向施加力。这些力如图4中所示使隔板6、7的剥离变得容易。通道内压可以被增大，直到隔板6、7从密封层8剥离。或者是，可以驱动泵，施加经实验预先设定的预定剥离值的压力。树脂涂层11、12还可以从隔板6、7剥离。
在本实施例中用于燃料电池10发电的燃料气体和氧化气体的供给对应于本发明权利要求中的“用于燃料电池发电的流体供给”。具有比本实施例中用于发电的温度更高的温度、以便使内压或通道内压超过用于发电的规定值的热水的供给等同于本发明权利要求中的“用于拆卸燃料电池的流体供给”。也就是说，用于本实施例的燃料电池10的发电而供给的流体的类型、温度和压力与用于燃料电池10的拆卸而供给的流体的类型、温度和压力不同。
在如上所述的实施例的结构中，与用于燃料电池10的发电的流体供给处在不同条件下的、用于燃料电池10的拆卸的流体供给使内压或通道内压升高，并使树脂涂层11、12在热水中发泡和膨胀。因而，隔板6、7从密封层8剥离。这种方案确保了容易地拆卸燃料电池10。即使当所获得的剥离力不足时，这种操作也显著降低了密封层8与隔板6、7之间的粘合力。因此，与所引用的现有技术的燃料电池结构(见日本特开第2002-151112号公报)相比较，操作者能够容易地从密封层8剥离隔板6、7，以便通过简单地直接或借助适当的夹具施加一些外力来拆卸燃料电池10。
如上所述的第一实施例的结构可以以各种方式改变。
例如，在第一实施例的燃料电池10的结构中，树脂涂层11、12形成在隔板6、7上，以便与密封层8相粘合。或者是，树脂涂层可以形成在密封层8上，以便与隔板6、7相粘合。在如图5(a)所示的另一个示例中，树脂涂层13、14被形成在MEA2的电解质薄膜3上，以便与密封层8相粘合。在这种变化的结构中，供给到各气体通路6g、7g的热水将通道内压升高到超过用于燃料电池10发电的规定值，如图5(b)中所示，以便使密封层8从MEA2的电解质薄膜3剥离。在如图6(a)所示的又一例子中，燃料电池10不具有树脂涂层11、12，但由在热水中起泡和膨胀的粘合剂形成密封层8，从而易于被剥离，例如由Kaken Tech Co.Ltd.，Japan制造的环氧密封材料如Ecosepara CT-1683或CT-1687。在这种改变的结构中，供给到各气体通路6g、7g的热水使通道内压升高到超过用于燃料电池10的发电的规定值，如图6(b)所示，以便从电解质薄膜3和隔板6、7剥离密封层8。在如图6所示的结构中，密封层8还可以由传统材料制成，例如环氧树脂。供给到各气体通路6g、7g的液体或气体使通道内压升高到超过用于燃料电池10发电的规定值，以便从隔板6、7剥离密封层8。
在热水流被供给到各气体通路6g、7g用于拆卸燃料电池10的同时，可以将一外力沿相互分离的方向(即，沿着彼此分离隔板6、7的方向)施加在一对隔板6、7上。例如，如图7所示，具有楔形边缘(前缘)的插入元件25被设置在准矩形燃料电池10的四边上，并在弹簧26的作用下沿着插入隔板6、7之间的方向被施压。在该改变的结构中，当供给到各气体通路6g、7g的热水流降低密封层8与隔板6、7之间的粘合力时，插入元件25被插入隔板6、7之间(在图7(a)中由单点划线示出)，从而沿相互分离的方向在隔板6、7上施加力。这样，密封层8易于从隔板6、7剥离。
第一实施例的方法使燃料气体通路6g和氧化气体通路7g的通道内压升高到高于用于燃料电池10发电的规定值。因此，理想的是保持对隔板6施压或环绕隔板6，以防止从密封层8剥离的隔板6弹出。在图8的一个例子中，保持板31放置在隔板6上，并在弹簧32的作用下向下压隔板6。理想的是，弹簧32的压力设定为不妨碍密封层8从隔板6、7剥离的值。在图9的另一个例子中，具有顶部开口的罩33围绕隔板6的顶面的周边放置。
在第一实施例的结构中，热水流被供给到各气体通路6g、7g，使树脂涂层11、12在热水中起泡和膨胀，以便拆卸燃料电池10。然而，供给到各气体通路6g、7g的流体并不限于热水，还可以是具有溶解或软化密封层8的功能的有机溶剂或剥离剂。加热的或处于室温的有机溶剂可以供给到各气体通路6g、7g。可使用的有机溶剂的例子包括醇类，如，甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，酮类，如，丙酮和甲基乙基甲酮，以及酯类，如，乙酸甲酯和乙酸乙酯。所述剥离剂的例子包括表面活性剂。有机溶剂的功能是降低密封层8的粘合力。操作者沿着使隔板6、7彼此分离的方向直接施加外力或者借助插入元件25(见图7)施加外力，从而易于从隔板6、7剥离密封层8。在这种改变的方案中，树脂涂层11、12可以形成或者可以省去。通道内压可以保持在与用于燃料电池10发电的规定值相等的值，但优选是高于用于发电的规定值，以便沿着使密封层8从隔板6、7分离的方向施加力。
在第一实施例的结构中，供给到各气体通路6g、7g的热水流使通道内压升高到高于用于发电的规定值，以便拆卸燃料电池10。一种可能的改变可以是，将用于燃料电池10的发电的燃料气体和氧化气体供给到各气体通路6g、7g，使通道内压升高到超过用于发电的规定值，以便拆卸燃料电池10。升高的通道内压沿着使密封层8与隔板6、7彼此分离的方向施加力，从而使密封层8易于从隔板6、7剥离。
作为上述实施例的结构中形成的树脂涂层11、12的替代，如图10(a)所示，可以在隔板6、7的内表面并沿着其周边形成连续的或间隔设置的槽40、40作为断裂引导。供给到各气体通路6g、7g的流体或气体使通道内压升高到超过用于发电的规定值，从而如图10(b)所示，使隔板6、7从槽40、40断裂。另外，在这种改变的结构中，理想的是对隔板6保持压力或环绕隔板6(见图8、9)，以防止从密封层8剥离的隔板6弹出。
上述实施例涉及聚合物电解质燃料电池和这种聚合物电解质燃料电池的堆叠结构。本发明的原理还适用于其它类型的燃料电池，包括固态氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池和碱性燃料电池。在上述的第一和第二实施例的结构中通过硬化粘合剂而形成的密封层8、56可以由衬垫代替。所述粘合剂和衬垫可以由例如氟树脂或硅树脂制成。
第二实施例本发明的第二实施例涉及燃料电池组50，该燃料电池组是多个燃料电池10的层叠体。图11为透视图，示出了本发明的第二实施例中处于发电状态的燃料电池组50。图12为沿着图11的线B-B的截面图。在图11、12的示意图中，燃料电池10的各组成部分由与第一实施例中相同的数字和符号表示。
如图11所示，燃料电池组50包括由第一实施例的多个燃料电池10堆叠而成的电池层叠体，所述多个燃料电池10彼此紧密地层叠；经由绝缘板51、52夹着电池层叠体设置的端板53、54，其在由压力装置(未示出)施加的压力F1的作用下沿着压缩方向受压。所述燃料电池组50用作几百伏的电源。图11前侧上示出的端板53具有供给管60a、60c、60e，用于经由绝缘板51将燃料气体、氧化气体和冷却剂供给各燃料电池10的燃料气体供给入口6a、7a、氧化气体供给入口6c、7c以及冷却剂供给入口6e、7e。端板53也具有排出管60b、60d、60f，用于经由绝缘板51将燃料气体、氧化气体和冷却剂的排气从各燃料电池10的燃料气体排出出口6b、7b、氧化气体排出出口6d、7d以及冷却剂排出出口6f、7f排出。在图11的背侧示出的绝缘板52为堵塞板，用于堵塞各入口和出口6a～6f、7a～7f。在燃料电池组50中，各燃料电池10的燃料气体供给入口6a、7a顺序相连，以形成燃料气体供给歧管，同时各燃料电池10的燃料气体排出出口6b、7b顺序相连，以形成燃料气体排出歧管。各燃料电池10的氧化气体供给入口6c、7c顺序相连，以形成氧化气体供给歧管，同时各燃料电池10的氧化气体排出出口6d、7d顺序相连，以形成氧化气体排出歧管。各燃料电池10的冷却剂供给入口6e、7e顺序相连，以形成冷却剂供给歧管，同时各燃料电池10的冷却剂排出出口6f、7f顺序相连，以形成冷却剂排出歧管。在每个燃料电池10中，燃料气体供给入口6a、7a经由燃料气体管道6g(见图12)与燃料气体排出出口6b、7b相连。氧化气体供给入口6c、7c经由氧化气体管道7g(见图12)与氧化气体排出出口6d、7d相连。冷却剂供给入口6e、7e经由冷却剂通路W(见图12)与冷却剂排出出口6f、7f相连。
虽然在第一实施例中未具体示出，如图12所示，冷却剂管道形成凹沟6h、7h设置在隔板6、7的后面上。当隔板6、7的后面粘贴在一起时，相对的冷却剂管道形成凹沟6h、7h组合从而形成冷却剂通路W。冷却剂通路W由沿着隔板6、7的后面的外端布置的密封层56密封。所述密封层56防止流过冷却剂通路W的冷却剂泄漏出燃料电池10。除了冷却剂通路W和密封层56之外，隔板6、7的后面彼此紧密接触。密封层8围绕一对隔板6、7之间的MEA2的周边布置。这些密封层8防止空气和氢气在MEA2的周边混合，同时防止空气和氢气流泄漏出燃料电池10。隔板6、7的后面的紧密接触确保层叠的燃料电池10充分的导电性，同时防止在压力装置(未示出)施加的压力F1的作用下的应力集中。
在发电状态中，燃料电池组50受到由压力装置(未示出)沿着压缩方向施加的压力F1。在该状态下，从燃料电池组50的管道60a供给的燃料气体(氢)流过包含在燃料电池组50中的各燃料电池10的燃料气体供给入口6a、7a、燃料气体管道6g和燃料气体排出出口6b、7b，并最终从管道60b排出。从燃料电池组50的管道60c供给的氧化气体(空气)流过包含在燃料电池组50中的各燃料电池10的氧化气体供给入口6c、7c、氧化气体管道7g和氧化气体排出出口6d、7d，并最终从管道60d排出。供给到燃料电池组50的燃料气体和氧化气体在各燃料电池10中发生电化学反应(上文已说明)。从而使燃料电池组50总共产生几百伏的电动势。冷却剂流确保燃料电池组50的温度处在用于发电的适当温度范围内(例如，在70℃到80℃的范围内)。从管道60e供给的冷却剂流过包含在燃料电池组50中的各燃料电池10的冷却剂供给入口6e、7e，冷却剂通路W和冷却剂排出出口6f、7f，并最终从管道60f排出。排出的冷却剂流通过热交换器(未示出)被冷却，并再循环到管道60e。
下面参照附图13和图14对燃料电池组50和各燃料电池10的拆卸过程进行描述。图13为透视图，示出了处于拆卸状态中的燃料电池组50。图14为沿着图13的线C-C的截面图。在图13和图14的示意图中，燃料电池10的各构件由与第一实施例的各构件相同的数字和符号表示。
在拆卸状态中，压力装置(未示出)对燃料电池组50施加一沿压缩方向的弱压力F2(该压力小于压力F1)。该压力F2可以等于零。当管道60b、60d、60f由双位阀(未示出)设定在各关闭位置时，燃料气体、氧化气体和冷却剂被供给到管道60a、60c、60e中。燃料气体通路6g、氧化气体通路7g和冷却剂通路W的通道内压由与管道60a、60c、60e相连的压力计(未示出)测量。调节燃料气体、氧化气体和冷却剂的供给，以便逐渐增加各通道内压。逐渐增加的通道内压沿相反方向使限定燃料气体通路6g的隔板6和阳极4扩张开，从而在阳极4和隔板6之间产生间隙，并沿相反方向使限定氧化气体通路7g的隔板7和阴极5扩张开，从而在阴极5和隔板7之间产生间隙，同时沿相反方向扩张限定冷却剂通路W的一对隔板6、7，从而在一对隔板6、7之间产生间隙。这样与处于发电状态中的相应接触面积相比，就降低了密封层8经由树脂涂层11、12与隔板6、7的接触面积，以及处于拆卸状态中的燃料电池组50的每个燃料电池10中的隔板6、7与密封层56的接触面积。减小的接触面积促进随后的燃料电池组50和各燃料电池10的拆卸。过高的通道内压是不理想的，会破坏某些燃料电池10中的密封层8、56的密封。被破坏的密封导致压力泄漏，从而降低通道内压。因此对通道内压进行调节，以保证密封层8、56的适当密封特性。一种可行的调节方法是，用实验方法确定一适当的通道内压值，使得可以减小密封层8经由树脂涂层11、12与隔板6、7的接触面积，以及密封层56与隔板6、7的接触面积，同时保证密封层8、56的足够的密封特性。所述方法调节燃料气体、氧化气体和冷却剂的供给，以获得规定的适当通道内压值。
用于本实施例中燃料电池组50的发电的燃料气体、氧化气体和冷却剂的供给对应于本发明权利要求中的“用于燃料电池的发电的流体供给”。用于本实施例中燃料电池组50的拆卸的燃料气体、氧化气体和冷却剂的供给对应于本发明权利要求中的“用于燃料电池的拆卸的流体供给”。用于本实施例中燃料电池组50的拆卸的流体供给提供与用于燃料电池组50的发电的流体供给相同的流体，但被调节到提供与用于发电的通道内压值不同的通道内压。
如上所述，在第二实施例的燃料电池组50的拆卸过程中，在施加在燃料电池组50的压力降低的条件下，供给与用于燃料电池50发电的流体供给相同的流体，以便逐渐增加通道内压。第二实施例的方法减小了在拆卸状态中密封层8经由树脂涂层11、12与隔板6、7的接触面积，以及密封层56与隔板6、7的接触面积，同时保持密封层8、56的充分的密封特性。这样就相对降低了燃料电池组50的每个燃料电池10中的密封层8和隔板6、7之间的粘合力，以及密封层56与隔板6、7之间的粘合力。从而，操作者能够容易地从密封层8、56剥离隔板6、7，以便通过简单地直接施加一些外力或借助适当的夹具拆卸燃料电池组50的各燃料电池10。
上文讨论的第二实施例的结构可以进行各种形式的改变。
例如，在第二实施例的燃料电池组50的结构中，树脂涂层11、12形成在隔板6、7上以便与密封层8粘合。或者树脂涂层可以形成在密封层8上以便与隔板6、7粘合。如果不需要的话，树脂涂层11、12可以从燃料电池组50的结构中省去。与图5(a)中所示的第一实施例的改变的例子相似，树脂涂层13、14可以被形成在MEA2的电解质薄膜3上，以便与密封层8粘合。这些改变的结构确保与上述第二实施例产生类似的功能和效果。
第二实施例的方法将与用于燃料电池组50的发电的流体供给中的流体相同的流体提供给各管道，以促进燃料电池组50的拆卸。一种可行的变化可以是，将与用于发电的流体供给中的流体不同的流体提供给各管道，以促进燃料电池组50的拆卸。例如，具有溶解或软化密封层8、56的功能的有机溶剂或剥离剂可以被加热或者保持在室温，并被供给到各气体通路6g、7g以及冷却剂通路W。可利用的有机溶剂的例子包括醇类，如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，酮类，如丙酮和甲基乙基甲酮，以及酯类，如乙酸甲酯和乙酸乙酯。表面活性剂可以用作剥离剂。通道内压可以被保持在与用于燃料电池组50的发电的规定值相等的值，但优选是高于用于发电的规定值，以便沿着从隔板6、7分离密封层8、56的方向施加力。
在第二实施例的结构中，在拆卸燃料电池组50的过程中，冷却剂，例如冷却水，在管道60f的关闭位置状态下流过冷却剂通路W。所述冷却剂可以由任何适合的气体代替，从而流过冷却剂通路W，以便升高通道内压。在这种改变的结构中，一种优选的方法是，使一种冷却剂去除气体，例如，高温和低湿度的空气，在管道60f的打开位置状态下流过冷却剂通路W，以便干燥该冷却剂通路W，关闭管道60f，并使一种适合的气体流过冷却剂通路W，以便升高通道内压。如图15所示，进入隔板6、7的背面之间的粘合位置的冷却剂可以起到提高隔板6、7之间的粘合力的功能。冷却剂去除气体流至少部分地蒸发或吹出冷却剂，以便将冷却剂去除，并降低这种功能。在升高的冷却剂通路W的通道内压下，经干燥的冷却剂通路W促进随后的燃料电池组50的各燃料电池10的拆卸。
冷却剂通路W的布置并不限于第二实施例的结构。例如，如图16所示，冷却剂通路W可以形成在隔板6、7与冷却剂通路隔板83之间，所述冷却剂通路隔板83位于隔板6、7的背面。在这种改变的结构中，冷却剂去除气体流过，以去除进入隔板6、7与冷却剂通路隔板83之间的间隙中的冷却剂。在另一个例子中，如图17所示，冷却剂通路W可以形成在一对冷却剂通路隔板84、84之间，所述冷却剂通路隔板位于隔板6、7的背面之间。在这种改变的结构中，冷却剂去除气体流过，以去除进入所述一对冷却剂通路隔板84、84之间的间隙中的冷却剂。在这些干燥冷却剂通路W的改变的结构中，在不提高通道内压的情况下供给冷却剂去除气体之后，燃料电池组50的各燃料电池10易于被拆卸。
在第二实施例的结构中，用于拆卸燃料电池组50而施加的压力F2小于用于燃料电池组50发电而施加的压力F1。另一种改变的方法可以提供与用于发电的流体供给中的流体相同的、用于拆卸燃料电池组50的流体，并保持与发电期间的通道内压相同值的通道内压，以减小燃料电池组50的每个燃料电池10中的密封层8经由树脂涂层11、12与隔板6、7的接触面积，以及密封层56与隔板6、7的接触面积。
第二实施例的结构可以改变，以便将被加热或保持在室温下的具有溶解或软化密封层8、56的功能的上述有机溶剂和剥离剂中的任何一种供给到各气体通路6g、7g和冷却剂通路W，用于拆卸燃料电池组50。在这种改变的结构中，如果不需要，树脂涂层11、12可以省去。通道内压可以保持在与用于燃料电池组50发电的值相同的值，但优选高于用于发电的值，以便在燃料电池组50中沿着从隔板6、7分离密封层8的方向以及从隔板6、7分离密封层56的方向施加力。
上述实施例涉及聚合物电解质燃料电池和这种聚合物电解质燃料电池的堆叠结构。本发明的原理还适用于其它类型的燃料电池，包括，固体氧化物燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，磷酸燃料电池，和碱性燃料电池。在上述的第一和第二实施例的结构中通过固化粘合剂而形成的密封层8、56，可以由衬垫代替。所述粘合剂和衬垫可以由例如氟树脂或硅树脂制成。
第二实施例的方法降低了拆卸状态中的压力F2，使其小于发电状态的压力F1。一种改变的方法可以在施加与压力F1相同的压力F2的条件下提供用于拆卸燃料电池组50的流体供给。
在第二实施例的结构中，如图12所示，冷却剂通路形成凹沟6h、7h设置在两个隔板6、7的背面上。一种改变的结构仅在隔板7的背面上设置冷却剂通路形成凹沟7h，以形成冷却剂通路W，而隔板6的背面平坦无凹沟。另一种改变的结构仅在隔板6的背面上设置冷却剂通路形成凹沟6h，以形成冷却剂通路W，而隔板7的背面平坦无凹沟。这些改变的结构保证了与第二实施例中所讨论的相类似的功能和效果。
上文所讨论的实施例和它们的改变例子在所有方面是用作示范性说明的，而非限定性的。在不背离本发明的主要特征的范围和精神的情况下，它们可以有许多其它改变、变化和变更。
在权利要求的等效含义和范围内的所有改变都将被包含在其中。本发明的范围和精神由附加的权利要求表示，而非前述的说明。
工业实用性本发明的燃料电池可用于汽车电源、家用电源、商用电源和各种电气设备的电源。
权利要求
1.一种拆卸燃料电池的燃料电池拆卸方法，所述燃料电池包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；围绕所述电极组件的周边设置的密封层；和夹着所述电极组件布置并与所述密封层粘合的一对隔板，其中面对一个电极的一个隔板具有燃料气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有氧化气体通路，所述燃料电池拆卸方法包括以下步骤提供用于拆卸所述燃料电池的流体供给，以促进所述燃料电池的拆卸。
2.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，用于拆卸所述燃料电池的流体供给不同于用于所述燃料电池发电的流体供给。
3.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，进行用于拆卸所述燃料电池的流体供给，以将流体供给到所述燃料气体通路和所述氧化气体通路中的至少一个。
4.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，用于拆卸所述燃料电池的流体供给供给流体，以升高所述燃料气体通路和所述氧化气体通路中至少一个的通道内压，使其超过用于所述燃料电池发电的流体供给中的通道内压值。
5.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，在用于拆卸所述燃料电池的流体供给期间，所述隔板保持被施压或被围绕。
6.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，用于拆卸所述燃料电池的流体供给提供与用于所述燃料电池发电而供给的流体不同类型的流体。
7.如权利要求6所述的燃料电池拆卸方法，其中，所述不同类型的流体具有降低所述密封层与所述电极组件之间的粘合力或所述密封层与所述隔板之间的粘合力的功能。
8.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，用于所述燃料电池发电的流体供给供给气体，用于拆卸所述燃料电池的流体供给供给水或有机溶剂。
9.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，用于拆卸所述燃料电池的流体供给所供给的流体具有比用于所述燃料电池发电而供给的流体的温度更高的温度。
10.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，在用于拆卸所述燃料电池的流体供给期间，还沿着将所述一对隔板彼此分离的方向施加外力。
11.如权利要求1所述的燃料电池拆卸方法，其中，所述燃料电池拆卸方法进一步包括以下步骤在提供用于拆卸所述燃料电池的流体供给的步骤之前，减弱在所述燃料电池发电期间沿着使所述一对隔板彼此靠近的方向施加的压力。
12.如权利要求11所述的燃料电池拆卸方法，其中，所述流体供给提供步骤提供流体供给，以促进作为多个所述燃料电池的层叠体的燃料电池组或燃料电池模块的拆卸。
13.一种燃料电池拆卸方法，用于拆卸具有冷却剂密封层的多个燃料电池的层叠体，所述密封层防止冷却剂从冷却剂通路泄漏，所述冷却剂通路形成在每对相邻的燃料电池的粘合面之间或每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间，所述燃料电池拆卸方法包括以下步骤在拆卸所述层叠体的燃料电池之前，将流体供给提供给所述冷却剂通路，以从每对相邻的燃料电池的粘合面之间的空间或者从每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间的空间去除至少部分冷却剂；以及将用于拆卸所述层叠体的燃料电池的流体供给提供给所述燃料电池的层叠体中的燃料气体通路和氧化气体通路中的至少一个，以促进至少部分所述层叠体的燃料电池的拆卸。
14.一种燃料电池拆卸方法，用于拆卸具有冷却剂密封层的多个燃料电池的层叠体，所述密封层防止冷却剂从冷却剂通路泄漏，所述冷却剂通路形成在每对相邻的燃料电池的粘合面之间或每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间，所述燃料电池拆卸方法包括以下步骤将用于拆卸所述层叠体的燃料电池的流体供给提供给所述冷却剂通路，以从每对相邻的燃料电池的粘合面之间的空间或者从每个燃料电池和每个冷却剂通路隔板的粘合面之间的空间去除至少部分冷却剂。
15.一种通过燃料气体与氧化气体的反应产生电能的燃料电池，所述燃料电池包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；围绕所述电极组件的周边设置的密封层；夹着所述电极组件布置且与所述密封层粘合的一对隔板，其中面对一个电极的一个隔板具有燃料气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有氧化气体通路，其中，至少所述密封层和所述隔板之间的边界或所述密封层和所述电极组件之间的边界由具有粘合力的功能性材料制成，该粘合力被用于拆卸所述燃料电池的流体供给所降低，所述流体供给不同于用于所述燃料电池的发电的流体供给，用以将流体供给到所述燃料气体通路和所述氧化气体通路中至少一个。
16.如权利要求15所述的燃料电池，其中，所述功能性材料具有在预定的高温范围内所述粘合力降低的特性。
17.如权利要求15所述的燃料电池，其中，所述功能性材料具有在被暴露于热水时所述粘合力降低的特性。
18.如权利要求15所述的燃料电池，其中，所述功能性材料具有在被暴露于有机溶剂或剥离剂时所述粘合力降低的特性。
19.如权利要求15所述的燃料电池，其中，所述密封层由所述功能性材料制成。
20.一种通过燃料气体与氧化气体的反应产生电能的燃料电池，所述燃料电池包括具有夹在一对电极之间的电解质的电极组件；围绕所述电极组件的周边的密封层；夹着所述电极组件布置且与所述密封层粘合的一对隔板，其中面对一个电极的一个隔板具有燃料气体通路，而面对另一个电极的另一个隔板具有氧化气体通路；并且形成在每个隔板中用作所述隔板断裂的起始点的断裂导引件，所述隔板断裂是由将流体供给到所述燃料气体通路和所述氧化气体通路中的至少一个的用于拆卸所述燃料电池的流体供给引起的。
21.如权利要求20所述的燃料电池，其中，所述断裂导引件被形成在每个隔板中以用作所述隔板断裂的起始点，所述隔板断裂是由将流体供给到所述燃料气体通路和所述氧化气体通路中的至少一个的用于拆卸所述燃料电池的流体供给引起的，该用于拆卸所述燃料电池的流体供给与用于所述燃料电池发电的流体供给不同。
22.如权利要求20所述的燃料电池，其中，用于拆卸所述燃料电池的流体供给提供水或有机溶剂。
全文摘要
一种拆卸燃料电池(10)的方法，将流体供给燃料气体通路(6g)和氧化气体通路(7g)。由于各通路(6g、7g)的出口被遮挡，各通路(6g、7g)的内压或通道内压逐渐升高并最终超过用于燃料电池(10)发电的通道内压的规定值。该高通道内压沿相反方向使限定燃料气体通路(6g)的隔板(6)和薄膜电极组件(MEA)(2)的气体扩散电极(4b)张开，在气体扩散电极(4b)和隔板(6)之间形成间隙。类似地，高通道内压沿相反方向使限定氧化气体通路通(7g)的隔板(7)和MEA(2)的气体扩散电极(5b)张开而在二者之间形成间隙。然后，供给的流体流过这些间隙并进入隔板(6、7)与MEA(2)之间的密封。这种流体的流动升高了通道内压并剥离密封。
文档编号H01M8/04GK1898829SQ20048003894
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月24日 优先权日2003年12月26日
发明者铃木弘, 手嶋刚, 中岛知明, 赤川亮 申请人:丰田自动车株式会社