绝缘结构体、燃料电池以及燃料电池堆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体、和使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆。
【背景技术】
[0002]以往，提出一种燃料电池堆，该燃料电池堆通过形成沿着层叠体的位移方向组装有弹簧元件的结构，不增加零件个数、层叠体整体的容积就能够提高层叠体的共振频率(固有频率)(参照专利文献I。)。
[0003]该燃料电池堆具有:层叠体，其是层叠多个四边形板状的单元电池而成的；端板，其配置在层叠体的电池层叠方向的两端面；一对连接板，在将与层叠体的层叠方向平行的四个面表示为在周向上的第I?第4外周面时，该一对连接板配置在了第2外周面和第4外周面，并且，具有肋，其分别将两端板和各个连接板相连结，一对连接板中的至少一者沿着单体层叠方向与该肋平行且该肋按压层叠体。
[0004]专利文献1:日本国特开2012-133965号公报
【发明内容】
_5] 发明要解决的问题
[0006]但是，对于专利文献I所记载的燃料电池堆而言，例如，为了增加连结板的共振频率，重要的是使燃料电池堆、连结板的弹簧常数增加。另一方面，在该情况下，因为连结板和燃料电池堆的接触载荷增加，所以该部分需要是对于连结板的反作用力具有充分的强度的结构。因此，弹簧常数增加的自由度受到限制。
[0007]本发明是鉴于这样的以往技术中所存在的课题而做成的。而且，本发明的目的在于提供一种通过高反作用力实现了高弹簧常数的设置的燃料电池的绝缘结构体和使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆。
_8] 用于解决问题的方案
[0009]本发明的发明人们为了实现上述目的而反复进行潜心研究。而且，其结果发现，能够利用如下结构实现上述目的，从而完成本发明，该结构具有:连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。
[0010]S卩、本发明的绝缘结构体是燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体，该燃料电池堆具有:膜电极接合体，其在四周具有框架；一对分隔件，其用于夹持框架和膜电极接合体，并且该燃料电池堆是通过层叠多个这些构件而形成的。而且，本发明的绝缘结构体具有:连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。
[0011]另外，本发明的燃料电池或者燃料电池堆具有上述本发明的绝缘结构体。
[0012]而且，本发明的燃料电池或者燃料电池堆的制造方法是如下制造方法:在制造上述本发明的燃料电池或者燃料电池堆时，在燃料电池或者燃料电池堆的一体化工序中设置绝缘结构体。
_3] 发明的效果
[0014]采用本发明，形成如下结构，该结构具有:连结部，其位于燃料电池堆或者燃料电池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于连结部，位于由一对分隔件和框架所围成的区域。因此，能够提供一种通过高反作用力实现高弹簧常数的设置、并且能够防止、甚至抑制绝缘部破损的燃料电池堆的绝缘结构体或者构成燃料电池堆的燃料电池的绝缘结构体、使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆。
【附图说明】
[0015]图1是表示用于说明本发明的第I实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。
[0016]图2是表示用于说明本发明的第I实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。
[0017]图3是说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的、分解状态的俯视图。
[0018]图4是表示用于说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。
[0019]图5是表示沿着图1中的V-V线的燃料电池堆的局部剖视图。
[0020]图6是表示沿着图3中的V1-VI线的本发明的第I实施例的绝缘结构体的局部剖视图。
[0021]图7是表示本发明的第2实施例的燃料电池堆的局部剖视图。
[0022]图8是说明本发明的第3实施例的绝缘结构体的立体图。
[0023]图9是表示本发明的第4实施例的燃料电池堆的制造方法的一例的说明图。
[0024]图10是表示搭载有本发明的第5实施例的燃料电池堆的车辆的示意图。
[0025]图11是表示用于说明本发明的第5实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。
[0026]图12是表示用于说明第5实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。
[0027]图13是表示用于说明构成图10所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。
[0028]图14是表示沿着图13中S-S’线的燃料电池堆的局部剖视图。
[0029]图15是表示图14所示的燃料电池堆的局部放大剖视图。
【具体实施方式】
[0030]以下，参照附图，详细说明本发明的绝缘结构体、使用该绝缘结构体的燃料电池以及燃料电池堆、燃料电池或者燃料电池堆的制造方法。
[0031](第I实施例)
[0032]图1是表示说明本发明的第I实施例的燃料电池堆的分解状态的立体图。另外，图2是表示说明本发明的第I实施例的燃料电池堆的组装后的立体图。还有，图3是说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的分解状态的俯视图。另外，图4是表示说明构成图1所示的燃料电池堆的燃料电池的组装后的俯视图。另外，图5是表示沿着图1中的V-V线的燃料电池堆的局部剖视图。
[0033]在图1所示的燃料电池堆FS中，在呈矩形板状的燃料电池C的层叠体S的层叠方向的一端部(图1中的右侧端部)隔着集电板54A和间隔件55设置有端板56A，并且在另一端部隔着集电板54B设置有端板56B。另外，在燃料电池堆FS中，在层叠体S的成为燃料电池C的长边侧的两个面(图1中的上下面)设置有连接板57A、57B，并且在成为短边侧的两个面设置有加强板58A、58B。
[0034]而且，燃料电池堆FS利用螺钉B将各连接板57A、57B和加强板58A、58B与两端板56A、56B相连结。这样一来，燃料电池堆FS形成为图2所示的箱体型结构，沿着层叠体S的层叠方向约束层叠体S并对层叠体S加压，从而对各个燃料电池C施加规定的接触面压力，维持良好的气密性、导电性等。
[0035]在燃料电池堆FS中也将燃料电池C称为单电池，如图3所示，该燃料电池C具有:膜电极接合体I，其在四周具有框架51 ;—对分隔件2、2，其用于夹持框架51和膜电极接合体I ;绝缘结构体3，其用于确保分隔件2彼此之间的绝缘性、分隔件2和连接板57A、57B、加强板58A、58B之间的绝缘性。另外，在后面进行详细描述，绝缘结构体3具有用于确保分隔件2彼此之间的绝缘性的突起部和用于确保分隔件2和连接板57A、57B、加强板58A、58B之间的绝缘性的连结部。
[0036]膜电极接合体I通常被称为MEA(Membrane Electrode Assembly)，如图5所示，具有将由固体高分子形成的电解质层IB夹在空气极层IC(阴极)和燃料极层(阳极)1A之间的结构。该膜电极接合体I在向空气极层IC供给阴极气体(含氧气体?空气)的同时，向燃料极层IA供给阳极气体(含氢气体)，通过电化学反应来发电。另外，作为膜电极接合体1，也包含在空气极层IC和燃料极层IA的表面具有由碳纤维纸、多孔材质体等构成的气体扩散层的膜电极接合体。
[0037]框架51通过树脂成形(例如注塑成型)与膜电极接合体I 一体化，在该实施例中，将膜电极接合体I设置在中央，形成长方形形状。另外，