燃料电池堆以及燃料电池堆用隔板的制作方法

文档序号:16809523发布日期:2019-02-10 13:27阅读:149来源:国知局
燃料电池堆以及燃料电池堆用隔板的制作方法

本发明涉及燃料电池堆以及燃料电池堆用隔板。更详细来说,本发明涉及固体氧化物型燃料电池堆以及固体氧化物型燃料电池堆用隔板。



背景技术:

以往,提案有一种如下的燃料电池堆:简单且经济地构成隔板本身,同时能够用相同的隔板夹持电解质·电极接合体,能够谋求电池堆整体的简化以及制造成本的削减(参照专利文献1。)。

燃料电池堆具有以负极电极和正极电极夹着电解质来构成的电解质·电极接合体配置在第1隔板以及第2隔板间的燃料电池,且是多个燃料电池层叠而成。第1隔板以及第2隔板以使相同形状的隔板构造体相互翻转的方式构成。隔板构造体包括:夹持部,其夹持电解质·电极接合体,并且沿着电极面设有供给反应气体的反应气体通路;以及反应气体供给部,其在层叠方向上形成用于将反应气体向反应气体通路供给的反应气体供给连通孔。

专利文献1:日本国特开2008-103210号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

但是,在专利文献1中记载的燃料电池堆中,存在如下问题:有时不能在层叠方向上进行适当的载荷传递;此外,有时不能使施加于构成部件的按压均匀。

本发明鉴于这样的现有技术具有的问题而作成。而且,本发明的目的在于提供在层叠方向上能够进行适当的载荷传递,且能够使施加于构成部件的按压均匀的燃料电池堆以及燃料电池堆用隔板。

用于解决问题的方案

本发明人们为了达成上述目的反复潜心研究。其结果,发现通过将夹持电池单元的两个隔板中的规定的凸部在隔板的层叠方向上重叠配置能够达成上述目的,从而完成本发明。

发明的效果

根据本发明,可以提供能够进行层叠方向上适当的载荷传递,并能够使施加于构成部件的按压均匀的燃料电池堆以及燃料电池堆用隔板。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的固体氧化物型燃料电池堆的分解状态的示意性立体图。

图2是图1所示的固体氧化物型燃料电池堆的组装状态的沿着ii-ii线的示意性剖视图。

图3是表示图1所示的隔板的一侧的主面的概略的俯视图。

图4是表示图1所示的隔板的另一侧的主面的概略的俯视图。

图5是表示图3所示的隔板的凸条部的配置的一例的示意性剖视图。

图6是表示隔板的凸条部的配置的另一例的示意性剖视图。

图7是表示隔板的凸条部的配置的又一例的示意性剖视图。

图8是表示图3所示的隔板的用包围线viii包围的部分的概略的立体图。

图9是表示图3所示的隔板的用包围线ix包围的部分的概略的立体图。

图10是表示图3所示的隔板的用包围线x包围的部分的概略的立体图。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边详细地说明发明的一实施方式所涉及的固体氧化物型燃料电池堆以及固体氧化物型燃料电池堆用隔板。

首先,详细地说明本发明的一实施方式所涉及的固体氧化物型燃料电池堆。图1是本实施方式所涉及的固体氧化物型燃料电池堆的分解状态的示意性立体图。此外,图2是图1所示的固体氧化物型燃料电池堆的组装状态的沿着ii-ii线的示意性剖视图。

如图1以及图2所示,本实施方式的固体氧化物型燃料电池堆1具有如下构造:多个具有单电池11的电池单元10和多个隔板20交替层叠。

另外,详细来说后述的隔板20的正极113侧于外周缘部20c利用密封材料30密封。此外,作为密封材料30,例如,能够使用具有绝缘性的氧化物等以往公知的材料。

而且,电池单元10具有单电池11,另外,具有支承单电池11的金属支承构件12。这样的电池单元10一般被称为金属支承电池(日文:メタルサポートセル)。此外,电池单元10具有根据需要配置的绝缘构件13和气体透过集电构件14。

此外,单电池11具有例如由钇稳定氧化锆等的氧化物离子传导体形成的电解质111、负极112以及正极113,且具有以负极112和正极113夹持电解质111的构造。

另外,金属支承构件12具有由多孔金属形成的中央部121以及设置于中央部121的周围的由金属形成的周围部122,中央部121配置在负极112的与电解质111相反的一侧。换言之,负极112由电解质111和由多孔金属形成的中央部121夹持。此外,隔板20的外周缘部20c的至少一部分利用金属支承构件12的周围部122的负极112侧的接合部40来接合。接合部40利用例如焊接等形成。换言之,隔板20的负极112侧在外周缘部20c的至少一部分利用接合部40密封。

此外,绝缘构件13配置于周围部122的正极113侧。对于绝缘构件13,例如,能够以于正极113侧的周围部122涂布绝缘材料等以往公知的方法来配置。另外,在周围部122的正极113侧,也于隔板20所接近的位置配置有绝缘构件13。

另外,作为气体透过集电构件14,虽然没有特殊限定,但是例如能够适用金属板网等,配置于正极113的与电解质111相反的一侧。

此外,图3是表示图1所示的隔板的一侧的主面的概略的俯视图。另外,是表示图1以及图2中的上侧,即表示正极侧的图。另外,图4是表示图1所示的隔板的另一侧的主面的概略的俯视图。另外,是表示图1以及图2中的下侧,即表示负极侧的图。另外,关于与上述内容相同的结构,通过附上相同的附图标记而省略重复的说明。

如图3以及图4所示,隔板20包括:为了形成气体流路g而以规定的间隔配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21;以及为了形成气体流路g而以规定的间隔配置于另一侧的主面20b的凸条部22。

而且,隔板20包括:为了形成气体流路g而以规定的间隔配置于隔板20的一侧的主面20a的凸部23;以及为了形成气体流路g而以规定的间隔配置于另一侧的主面20b的凸部24。

此外,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸部23和配置于另一侧的主面20b的凸部24配置于在进行相对于隔板中心c而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置,并且,以相对应的凸部23、24彼此的突出方向相反的方式配置。

另外,隔板20具有在进行相对于隔板中心c而言的平面内旋转的情况下呈点对称的形状。换言之,在隔板20的中央具有发电区域部20a,于发电区域部20a的外侧具有扩散区域部20b,在扩散区域部20b的外侧具有连通一侧的主面20a以及另一侧的主面20b的多个通孔(20c、20d、20e、20f)。另外,不言而喻,多个通孔(20c、20d、20e、20f)配置于在进行相对于隔板中心c而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置。

在此,“隔板中心c”的意思是例如在隔板的层叠方向观察下的外形形状的重心。

另外,于隔板20的一侧的主面20a,通孔20c被利用于正极气体的供给,通孔20e被利用于正极气体的排出。换言之,自通孔20c供给的正极气体如图3中箭头z所示,通过扩散区域部20b、发电区域部20a以及扩散区域部20b自通孔20e排出。另外,通孔20d以及20f由未图示的密封材料密封(参照图1。)。

此外,于隔板20的另一侧的主面20b,通孔20d被利用于负极气体的供给,通孔20f被利用于负极气体的排出。换言之,自通孔20d供给的负极气体如图4中箭头y所示,通过扩散区域部20b、发电区域部20a以及扩散区域部20b自通孔20f排出。另外,通孔20c以及20e由未图示的密封材料密封。

另外,图5是表示图3所示的隔板的凸条部的配置的一例的示意性剖视图。另外,关于与上述内容相同的结构,通过附上相同的附图标记而省略重复的说明。

如图5所示,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和配置于另一侧的主面20b的凸条部22在相对于气体流路g正交的截面上自隔板中心c以等间隔配置。

而且,夹持电池单元(在图5中是单电池11以及金属支承构件的中央部121。)的两个隔板20、20的凸条部21、22在隔板20、20的层叠方向上重叠配置。

此外,夹持电池单元(在图5中是单电池11以及金属支承构件的中央部121。)的两个隔板20、20的全部的凸条部21、22在隔板20、20的层叠方向上与单电池11重叠配置。

另外,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和配置于另一侧的主面20b的凸条部22在相对于气体流路g正交的截面上自隔板中心c交替配置。

此外,隔板20包括:为了形成气体流路g而配置于隔板20的另一侧的主面20b的凹条部26;以及为了形成气体流路g而配置于隔板20的一侧的主面20a的凹条部25。另外,凹条部25由配置于隔板20的另一侧的主面20b的凸条部22形成。此外,凹条部26由配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21形成。

另外,规定的气体流路g和规定的中间部cl在隔板20、20的层叠方向上重叠配置。

在此,“规定的气体流路g”的意思是例如由配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和凹条部25形成的气体流路g以及由配置于另一侧的主面20b的凸条部22和凹条部26形成的气体流路g中的通过隔板中心c的气体流路。

此外,“规定的中间部cl”的意思是例如最靠近隔板中心c的、配置于一侧的主面20a的凸条部21和配置于一侧的主面21a的凹条部25的中间部,或者最靠近隔板中心c的、配置于另一侧的主面20b的凸条部22和配置于另一侧的主面21b的凹条部26的中间部。

另外,隔板20由一张板构件形成。这样的隔板例如能够由不锈钢等金属板利用冲压成形来成形。

此外,图6是表示与图5同样的位置处的隔板的凸条部的配置的另一例的示意性剖视图。另外,关于与上述内容相同的结构,通过附上相同的附图标记而省略重复的说明。

如图6所示,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和配置于另一侧的主面20b的凸条部22在相对于气体流路g正交的截面上自隔板中心c以等间隔配置。

而且,夹持电池单元(在图6中是单电池11以及金属支承构件的中央部121。)的两个隔板20、20的凸条部21、22在隔板20、20的层叠方向上重叠配置。

此外,夹持电池单元(在图6中是单电池11以及金属支承构件的中央部121。)的两个隔板20、20的全部的凸条部21、22在隔板20、20的层叠方向上与单电池11重叠配置。

另外,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和配置于另一侧的主面20b的凸条部22在相对于气体流路g正交的截面上自隔板中心c交替配置。

此外,隔板20由一张板构件形成。这样的隔板例如能够由不锈钢等金属板利用机械加工等来成形。

另外,图7是表示与图5同样的位置处的隔板的凸条部的配置的又一例的示意性剖视图。另外,关于与上述内容相同的结构,通过附上相同的附图标记而省略重复的说明。

如图7所示,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和配置于另一侧的主面20b的凸条部22在相对于气体流路g正交的截面上自隔板中心c以等间隔配置。

而且,夹持电池单元(在图7中是单电池11以及金属支承构件的中央部121。)的两个隔板20、20的凸条部21、22在隔板20、20的层叠方向上重叠配置。

此外,夹持电池单元(在图7中是单电池11以及金属支承构件的中央部121。)的两个隔板20、20的全部的凸条部21、22在隔板20、20的层叠方向上与单电池11重叠配置。

另外,隔板20由一张板构件形成。这样的隔板例如能够由不锈钢等金属板利用机械加工等来成形。

此外,图8是表示图3所示的隔板的用包围线viii包围的部分的概略的立体图。另外,图9是表示图3所示的隔板的用包围线ix包围的部分的概略的立体图。此外,图10是表示图3所示的隔板的用包围线x包围的部分的概略的立体图。

如图3、图4、图8~图10所示,夹持电池单元10的两个隔板20、20的凸部23、24在隔板20、20的层叠方向上重叠配置。

而且,夹持电池单元(在图10中是绝缘构件13。)的两个隔板20、20的凸部23、24在隔板20、20的层叠方向上与电池单元中除单电池11以外的的绝缘构件13重叠配置。

此外,隔板20包括:为了形成气体流路g而配置于隔板20的另一侧的主面20b的凹部28;以及为了形成气体流路g而配置于隔板20的一侧的主面20a的凹部27。另外,凹部27由配置于隔板20的另一侧的主面20b的凸部24形成。此外,凹部28由配置于隔板20的一侧的主面20a的凸部23形成。

如上所述,燃料电池堆通过具有以下的(1)~(3)的结构,在层叠方向上能够进行适当的载荷传递,且能够使施加于构成部件的按压均匀。

(1)隔板包括:为了形成气体流路而以规定的间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部;以及为了形成气体流路而以规定的间隔配置于另一侧的主面的凸条部。

(2)配置于一侧的主面的凸条部和配置于另一侧的主面的凸条部在相对于气体流路正交的截面上自隔板中心以等间隔配置。

(3)夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

此外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(4)的结构。由此,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递,能够使施加于电池单元,特别是单电池的按压均匀。

(4)夹持电池单元的两个隔板的凸条部的至少一部分在隔板的层叠方向上与单电池重叠配置。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部的至少一部分在隔板的层叠方向上与单电池重叠配置的结构,特别是能够使施加于单电池的按压均匀。此外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

另外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(5)的结构。由此,不仅能够进行层叠方向上的适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压均匀,还能够确保适当的气体流路。

(5)配置于一侧的主面的凸条部和配置于另一侧的主面的凸条部在相对于气体流路正交的截面上自隔板中心交替配置。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为配置于一侧的主面的凸条部和配置于另一侧的主面的凸条部在相对于气体流路正交的截面上自隔板中心交替配置的结构,能够确保适当的气体流路。此外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

此外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(6)的结构。由此,不仅能够进行层叠方向上的适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压更均匀,还能够确保更适当的气体流路。

(6)隔板包括:为了形成气体流路而配置于另一侧的主面的凹条部;以及为了形成气体流路而配置于一侧的主面的凹条部。另外,另一侧的主面的凹条部由配置于隔板的一侧的主面的凸条部形成。此外,一侧的主面的凹条部由配置于另一侧的主面的凸条部形成。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为具有为了形成气体流路而配置于另一侧的主面的规定的凹条部和为了形成气体流路而配置于一侧的主面的规定的凹条部的结构,通常,能够使压缩装配的隔板具有弹簧功能。由此,能够确保更适当的气体流路,同时能够使施加于电池单元等构成部件的按压更均匀。此外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

另外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(7)的结构。由此,不仅能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压更均匀,还能够确保更适当的气体流路。

(7)规定的气体流路和规定的中间部在隔板的层叠方向上重叠配置。另外,“规定的气体流路”的意思是由配置于一侧的主面的凸条部和凹条部形成的气体流路以及由配置于另一侧的主面的凸条部和凹条部形成的气体流路中的通过隔板中心的气体流路。此外,“规定的中间部”的意思是最靠近隔板中心的、配置于一侧的主面的凸条部和配置于一侧的主面的凹条部的中间部,或者最靠近隔板中心的、配置于另一侧的主面的凸条部和配置于另一侧的主面的凹条部的中间部。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为具有为了形成气体流路而配置于另一侧的主面的规定的凹条部和为了形成气体流路而配置于一侧的主面的规定的凹条部的结构,通常,能够使压缩装配的隔板具有弹簧功能。由此,能够确保更适当的气体流路,同时能够使施加于电池单元等构成部件的按压更均匀。此外,通过设为规定的气体流路和规定的中间部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够使夹持各单电池的凸部的数量相同。由此,能够使施加于单电池的按压更均匀,同时能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

此外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(8)~(10)的结构。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压更均匀。

(8)隔板包括:为了形成气体流路而以规定的间隔配置于隔板的一侧的主面的凸部;以及为了形成气体流路而以规定的间隔配置于另一侧的主面的凸部。

(9)配置于一侧的主面的凸部和配置于另一侧的主面的凸部配置于在进行相对于隔板中心而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置,并且,以相对应的凸部彼此的突出方向相反的方式配置。

(10)夹持电池单元的两个隔板的凸部在隔板的层叠方向上重叠配置。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为具有为了形成气体流路而以规定的间隔配置于隔板的一侧的主面的凸部和为了形成气体流路而以规定的间隔配置于另一侧的主面的凸部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压更均匀。此外,通过设为配置于一侧的主面的凸部和配置于另一侧的主面的凸部配置于在进行相对于隔板中心而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置,并且,以相对应的凸部彼此的突出方向相反的方式配置的结构,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。换言之,通过使隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。此外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

另外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(11)的结构。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压更均匀。

(11)夹持电池单元的两个隔板的凸部的至少一部分在隔板的层叠方向上与电池单元中的除单电池以外的部分重叠配置。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为具有为了形成气体流路而以规定的间隔配置于隔板的一侧的主面的凸部和为了形成气体流路而以规定的间隔配置于另一侧的主面的凸部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压更均匀。此外,通过设为配置于一侧的主面的凸部和配置于另一侧的主面的凸部配置于在进行相对于隔板中心而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置,并且,以相对应的凸部彼此的突出方向相反的方式配置的结构,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。换言之,通过使隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸部在隔板的层叠方向上与电池单元中的除单电池以外的部分重叠配置的结构,特别是,能够使施加于电池单元中的除单电池以外的部分的按压更均匀。另外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

此外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(12)的结构。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压更均匀。

(12)隔板包括:为了形成气体流路而配置于另一侧的主面的凹部;以及为了形成气体流路而配置于一侧的主面的凹部。另外,配置于另一侧的主面的凹部由配置于隔板的一侧的主面的凸部形成。此外,配置于一侧的主面的凹部由配置于另一侧的主面的凸部形成。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过设为具有为了形成气体流路而以规定的间隔配置于隔板的一侧的主面的凸部和为了形成气体流路而以规定的间隔配置于另一侧的主面的凸部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压更均匀。此外,通过设为配置于一侧的主面的凸部和配置于另一侧的主面的凸部配置于在进行相对于隔板中心而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置,并且,以相对应的凸部彼此的突出方向相反的方式配置的结构,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。换言之,通过使隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。此外,通过设为具有为了形成气体流路而配置于另一侧的主面的规定的凹部和为了形成气体流路而配置于一侧的主面的规定的凹部的结构,通常,能够使压缩装配的隔板具有弹簧功能。由此,能够确保更适当的气体流路,同时能够使施加于电池单元等构成部件的按压更均匀。此外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。

另外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(13)的结构。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压更均匀。

(13)隔板具有在进行相对于隔板中心而言的平面内旋转的情况下呈点对称的形状。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过使隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。此外,也有能够实现燃料电池堆整体的简化、制造成本的降低的优点。

此外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(14)的结构。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压更均匀。

(14)隔板由一张板构件形成。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,通过使隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,也有剪切应力难以施加于电池单元等构成部件的优点。此外,也有能够实现燃料电池堆整体的简化、制造成本的降低的优点。

另外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(15)~(17)的结构。只要是这样的结构,也能够进行层叠方向上的适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压均匀。

(15)电池单元包括:以负极和正极夹持电解质的单电池;具有由多孔金属形成的中央部和设置于中央部的周围的由金属形成的周围部的金属支承构件;以及绝缘构件。

(16)负极具有由电解质和中央部夹持的构造。

(17)绝缘构件配置于周围部的正极侧。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,由于单电池被单元化,能够使装配时的部件件数减少。由此,有能够实现燃料电池堆整体的制造成本的降低的优点。

此外,如上所述,燃料电池堆优选具有以下的(18)的结构。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于电池单元的构成部件的按压更均匀。

(18)对于隔板,隔板的外周缘部的至少一部分接合于周围部的负极侧。

换言之,通过设为具有自隔板中心以等间隔配置于隔板的一侧的主面的凸条部和自隔板中心以等间隔配置于另一侧的主面的凸条部的结构,能够使施加于电池单元等构成部件的按压均匀。此外,通过设为夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置的结构,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递。另外,由于单电池被单元化,能够使装配时的部件件数减少。由此,有能够实现燃料电池堆整体的制造成本的降低的优点。此外,通过设为隔板的外周缘部的至少一部分接合于周围部的负极侧的结构,不特别使用另外的部件,就能够抑制平面内的隔板的错位。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压更均匀,同时也有能够实现燃料电池堆整体的简化、制造成本的降低的优点。

另外,在上述的固体氧化物型燃料电池堆1中,在另一侧的主面20b,自通孔20d向负极侧供给燃料气体(例如,是氢、烃系燃料等,根据需要也可以包含水。),在一侧的主面20a,自通孔20c向正极侧供给氧化剂气体(例如,是氧、空气等。),从而进行发电。

接着,详细说明本发明的一实施方式所涉及的固体氧化物型燃料电池堆用隔板。另外,关于与上述的实施方式相同的结构,通过附上相同的附图标记而省略重复的说明。

如图3~图5、图8~图10所示,本实施方式所涉及的固体氧化物型燃料电池堆用隔板20包括:配置于一侧的主面20a的规定的凸条部21;配置于另一侧的主面20b的规定的凸条部22;配置于另一侧的主面20b的规定的凹条部26;以及配置于一侧的主面20a的规定的凹条部25。另外,配置于另一侧的主面20b的凹条部26由配置于一侧的主面20a的凸条部21形成。此外,配置于一侧的主面20a的凹条部25由配置于另一侧的主面20b的凸条部22形成。

而且,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和配置于另一侧的主面20b的凸条部22在相对于气体流路g正交的截面上自隔板中心c以等间隔配置。

此外,规定的气体流路g和规定的中间部cl在隔板20的层叠方向上重叠配置。另外,“规定的气体流路g”的意思是例如由配置于隔板20的一侧的主面20a的凸条部21和凹条部25形成的气体流路g以及由配置于另一侧的主面20b的凸条部22和凹条部26形成的气体流路g中的通过隔板中心c的气体流路g。此外,“规定的中间部cl”是意思是例如最靠近隔板中心c的、配置于一侧的主面20a的凸条部21和配置于一侧的主面20a的凹条部25的中间部,或者最靠近隔板中心c的、配置于另一侧的主面20b的凸条部22和配置于另一侧的主面20b的凹条部26的中间部。

通过使这样的燃料电池堆用隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配来组装燃料电池堆,能够使夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置。由此,能够进行层叠方向上的适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压均匀。此外,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。

此外,隔板20优选包括:配置于一侧的主面20a的规定的凸部23;配置于另一侧的主面20b的规定的凸部24;配置于另一侧的主面20b的规定的凹部28;以及配置于一侧的主面20a的规定的凹部27。另外,凹部27由配置于隔板20的另一侧的主面20b的凸部24形成。此外,凹部28由配置于隔板20的一侧的主面20a的凸部23形成。

另外,配置于隔板20的一侧的主面20a的凸部23和配置于另一侧的主面20b的凸部24优选配置于在进行相对于隔板中心c而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置,并且,以相对应的凸部23、24彼此的突出方向相反的方式配置。

通过使这样的燃料电池堆用隔板进行相对于隔板中心的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配来组装燃料电池堆,能够使夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。

此外,隔板20优选具有在进行相对于隔板中心c而言的平面内旋转的情况下呈点对称的形状。换言之,在隔板20的中央具有发电区域部20a,在发电区域部20a的外侧具有扩散区域部20b,在扩散区域部20b的外侧具有连通一侧的主面20a以及另一侧的主面20b的多个通孔(20c、20d、20e、20f)。另外,不言而喻,多个通孔(20c、20d、20e、20f)配置于在进行相对于隔板中心c而言的平面内旋转的情况下呈点对称的位置。

在此,“隔板中心c”的意思是例如在隔板的层叠方向观察下的外形形状的重心。

通过使这样的燃料电池堆用隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配来组装燃料电池堆,能够使夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,也有能够实现燃料电池堆整体的简化、制造成本的降低的优点。

另外,隔板20优选由一张板构件形成。

通过使这样的燃料电池堆用隔板进行相对于隔板中心而言的平面内180度旋转,同时隔着电池单元装配来组装燃料电池堆,能够使夹持电池单元的两个隔板的凸条部在隔板的层叠方向上重叠配置。由此,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够使作为燃料电池堆的平面度进一步提高。由此,能够使施加于构成部件的按压更均匀。此外,能够进行层叠方向上的更适当的载荷传递。另外,也有能够实现燃料电池堆整体的简化、制造成本的降低的优点。这样的隔板例如能够由不锈钢等金属板利用冲压成形来成形。

以上,虽然利用若干的实施方式说明了本发明,但是本发明不限定于这些,在本发明的要旨的范围内能够进行各种的变形。

例如,上述的燃料电池堆以及燃料电池堆用隔板的优选方式中的结构能够适当组合采用。

附图标记说明

1、固体氧化物型燃料电池堆;10、电池单元;11、单电池;111、电解质;112、负极;113、正极;12、金属支承构件;121、中央部;122、周围部;13、绝缘构件;14、气体扩散集电构件;20、隔板;20a、发电区域部;20b、扩散区域部;20c、外周缘部;20a、一侧的主面;20b、另一侧的主面;20c、20d、20e、20f、通孔;21、22、凸条部;23、24、凸部;25、26、凹条部;27、28、凹部;30、密封材料;40、接合部;c、隔板中心;cl、中间部。

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