电池模块以及燃料电池组的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池模块。
【背景技术】
[0002]公知有通过层叠多个电池而形成一个电池模块的技术(例如专利文献I?4)。通过层叠多个电池模块并以规定的载荷从层叠方向的两侧夹持而形成燃料电池组。
[0003]专利文献1:日本特开2010 - 282940号公报
[0004]专利文献2:日本特开2010 - 080222号公报
[0005]专利文献3:日本特开2010 - 067453号公报
[0006]专利文献4:日本特开2010 - 272474号公报
[0007]构成电池模块的各电池具备:膜电极气体扩散层接合体(也称为“电极体”)、一对隔板、垫圈等框架部件。电极体由膜电极接合体和一对气体扩散层构成。一对隔板以夹着电极体的方式配置。框架部件实现隔板间的绝缘，并且配置于电极体的周缘部，防止反应气体等流体向外部漏出。
[0008]当在层叠多个电池模块后从两侧利用端板进行夹持来制作燃料电池组的情况下，有时会产生以下记载的问题。电池模块的各电池所具备的气体扩散层被设计得较厚。在该气体扩散层的周缘部固定有框架部件。因此，作为燃料电池组被夹持前的各电池模块容易变形为在配置有气体扩散层的中央区域向外侧膨胀的所谓的大鼓状。通过电池模块过度变形为大鼓状，有时会产生各种不良情况。例如，存在电池模块的密封性降低的情况。而且，例如，存在因应力集中等原因而在电池模块的各构成要素产生龟裂的情况。
[0009]在专利文献I?3中，公开了用于减少由电池模块变形而产生的不良情况的技术。例如，在专利文献I中，在垫圈与隔板接触的面，设置垫圈与隔板不粘接的非粘接区域。由此，提高垫圈的变形追随性。然而，在专利文献I的技术中，作为密封部件需要使用橡胶等弹性部件。为了对橡胶进行成型，需要在高温环境下处理很长时间，因此存在电池模块的制造成本升高的情况。另外，在作为密封部件使用厚橡胶的情况下，电池模块成为柔软的构造，在层叠多个电池模块时，存在从设计的位置偏离、或产生扭转的情况。在专利文献2的技术中，垫圈也使用弹性部件，存在产生与上述专利文献I相同问题的情况。
[0010]另外，在专利文献3、4中，为了改变邻接的隔板间的间隔而设置了橡胶。然而，在构成要素中需要新使用橡胶，存在电池模块、燃料电池组的制造成本升高的情况。另外，在专利文献3中，配置于电极体的周缘部的垫圈与隔板粘接，因此存在邻接的隔板的间隔受到垫圈的伸长的限定的顾虑。
[0011]如上所述，在层叠多个单电池而形成为一体的电池模块中，希望通过简易的结构抑制电池模块过度变形为大鼓状。另外，在电池模块中，希望实现省资源化、制造的容易化、使用便利性的提高等。
【发明内容】
[0012]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够通过以下的方式实现。
[0013](I)根据本发明的一个实施方式，提供一种电池模块。该电池模块具备层叠的多个单电池。上述单电池具有电极体，该电极体具有膜电极接合体、以及配置于上述膜电极接合体的两面的一对气体扩散层；框架，该框架以包围上述电极体的方式配置于上述电极体的周缘部；第一隔板和第二隔板，上述第一隔板和第二隔板以从两侧夹着上述电极体和上述框架的方式粘接于上述框架，上述第一隔板配置于上述膜电极接合体的一方侧，上述第二隔板配置于上述膜电极接合体的另一方侧；第一粘接区域，该第一粘接区域是上述第一隔板与上述框架被粘接在一起的区域；第二粘接区域，该第二粘接区域是上述第二隔板与上述框架被粘接在一起的区域；以及第三粘接区域，该第三粘接区域是相邻的上述单电池的上述隔板彼此被粘接在一起的区域，对于上述多个单电池中的至少一个单电池，当沿着上述多个单电池的层叠方向观察时，上述单电池所具有的上述第一粘接区域?第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与上述单电池所具有的另外的粘接区域不重叠的位置，根据该方式的电池模块，即便在相对于电池模块而沿气体扩散层膨胀的方向作用有力的情况下，也能够使隔板或者框架的一部分在层叠方向弯曲。由此，能够使框架所位于的周缘区域的变形追随于气体扩散层所位于的中央区域的变形。即，通过使用将第一粘接区域?第三粘接区域中的至少一个粘接区域形成于与另外的粘接区域不重叠的位置的简单的结构，能够抑制电池模块过度变形为大鼓状这一情况。
[0014](2)在上述方式的电池模块中，也可以形成为:上述至少一个单电池具有第一粘接模式，在上述第一粘接模式中，当沿着上述层叠方向观察时，上述第一粘接区域与上述第二粘接区域形成于互不重叠的位置。根据该方式的电池模块，在形成有第一粘接模式的区域中，能够使框架的一部分在层叠方向弯曲。
[0015](3)在上述方式的电池模块中，也可以形成为:上述至少一个单电池具有第二粘接模式，在上述第二粘接模式中，当沿着上述层叠方向观察时，在上述第一隔板与上述第二隔板的至少任一方中，形成于一方的面的上述第三粘接区域与形成于另一方的面的上述第一粘接区域和上述第二粘接区域中的任一粘接区域形成于互不重叠的位置。根据该方式的电池模块，在形成有第二粘接模式的区域中，能够使隔板的一部分在层叠方向弯曲。
[0016]这里，电池模块可以仅具有第一粘接模式和第二粘接模式中的任一个模式，也可以具有第一粘接模式和第二粘接模式双方。
[0017](4)在上述方式的电池模块中，第一隔板和第二隔板可以是金属板。根据该方式的电池模块，能够容易地使第一隔板和第二隔板弯曲。
[0018](5)在上述方式的电池模块中，上述第一隔板和上述第二隔板可以是包含碳粒子和树脂的部件。根据该方式的电池模块，能够利用包含碳粒子的部件形成第一隔板和第二隔板。
[0019](6)根据本发明的其它方式，提供一种燃料电池组。该燃料电池组具备多个上述电池模块，上述多个电池模块在上述层叠方向层叠。根据该方式的燃料电池组，能够提供具备抑制了过度变形为大鼓状的电池模块的燃料电池组。
[0020]本发明能够通过上述以外的各种方式来实现，例如，能够通过电池模块的制造方法、燃料电池组的制造方法、搭载有具备电池模块的燃料电池组的车辆等方式实现。
【附图说明】
[0021]图1是示出第一实施方式中的燃料电池系统的简要结构的说明图。
[0022]图2是电池模块的立体图。
[0023]图3是电池模块的主视图。
[0024]图4是单电池的分解立体图。
[0025]图5是用于说明第一粘接模式以及效果的图。
[0026]图6是用于说明第二粘接模式以及效果的图。
[0027]图7是用于说明比较例的图。
[0028]图8是用于说明第二实施方式的图。
[0029]图9是用于说明第三实施方式的图。
[0030]图10是用于说明第四实施方式的图。
【具体实施方式】
[0031]接下来，按照以下的顺序说明本发明的实施方式。
[0032]A?D.各种实施方式:
[0033]E.变形例:
[0034]A.第一实施方式:
[0035]A-1.燃料电池系统5的结构:
[0036]图1是示出第一实施方式中的燃料电池系统5的简要结构的说明图。燃料电池系统5具备燃料电池组200、贮存向燃料电池组200供给的氢的储氢罐50、用于向燃料电池组200供给压缩空气的空气压缩机40、以及进行燃料电池系统5整体的控制的控制部26。
[0037]燃料电池组200具备多个电池模块7、端板21、绝缘板22、以及集电板23。各电池模块7形成为层叠多个单电池10且相邻的单电池10彼此粘接的结构。电池模块7层叠有10?50个单电池10。在层叠方向(Z轴方向)的两侧，分别从电池模块7侧向外侧依次配置有集电板23、绝缘板22以及端板21。2张端板21之间借助拉杆24以及螺母25而以规定的紧固力被紧固。由此，在各电池模块7，从层叠方向的两侧施加有规定的载荷。在螺母25中的至少一方设置有用于使螺母25旋转而调整紧固力的驱动部27。
[0038]单电池10分别作为燃料电池发挥功能从而进行发电。作为单电池10，能够使用各种燃料电池。在本实施方式中，作为单电池10使用固体高分子型燃料电池。单电池10借助燃料气体(氢)与氧化剂气体(空气中所含的氧)之间的电化学反应而进行发电。此夕卜，在本实施方式中，各单电池10的结构、规格彼此相同。单电池10以及电池模块7的具体结构后述。
[0039]贮存于储氢罐50的作为燃料气体的氢在被减压阀51减压后在氢气供给路53中流通。流通的氢由设置于氢气供给路53的压力调整阀52调整为规定的压力，并被供给至燃料电池组200。被供给至燃料电池组200的含有氢的气体(阳极供给气体)经由形成于燃料电池组200的内部的阳极气体供给歧管(未图示)而被供给至各单电池10，并在各单电池10的发电中被利用。含有在各单电池10中没有被利用的氢的气体(阳极废气)经由形成于燃料电池组200的内部的阳极气体排出歧管(未图示)而被聚集。而且，阳极废气经由阳极废气路54被排出至燃料电池组200的外部。此外，燃料电池系统5可以形成为使阳极废气向供给侧再循环的结构。
[0040]空气压缩机40对从外部取入的作为氧化剂气体的空气进行加压。被加压后的空气经由氧化气体供给路41而被供给至燃料电池组200。被供给至燃料电池组200后的包含氧的空气(阴极供给气体)经由阴极气体供给歧管(未图示)被供给至各单电池10，在各单电池10的发电中被利用。在各单电池10中没有被利用的空气(阴极废气)经由阴极气体排出歧管(未图示)而被聚集，并经由阴极废气路48被排出至燃料电池组2