燃料电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料电池。
【背景技术】
[0002]作为燃料电池，为了提高耐振动性、耐冲击性，例如，提出在燃料电池堆与沿着构成燃料电池堆的多个燃料电池单电池的层叠方向延伸设置的张力板之间填充硅、尿烷合成橡胶等弹性材料的燃料电池(专利文献I)。另外，例如，提出有将燃料电池堆分割为由多个燃料电池单电池构成的多单电池模块，将各多单电池模块的端部单电池固定于沿着燃料电池堆的层叠方向配置的限制轴，分散加载于燃料电池堆的冲击负载的燃料电池(专利文献2)0
[0003]专利文献I:日本特开2003-203670号公报
[0004]专利文献2:日本特开2005-183358号公报
[0005]然而，在专利文献I所记载的燃料电池中，弹性材料的刚性较低，因此当通过来自外部的冲击等对燃料电池施加惯性力，将燃料电池压靠于弹性材料时，弹性材料容易变形。因此，抑制燃料电池单电池的损伤，另一方面，各燃料电池单电池容易产生位置偏移。如果在相邻的燃料电池单电池间产生位置偏移，则存在由于该位置偏移致使燃料电池单电池间的密封被破坏从而反应气体、冷却介质等泄漏的可能性。该问题并不局限于在张力板与燃料电池堆之间填充弹性材料的结构，而是在收纳燃料电池堆的外壳与燃料电池堆之间填充弹性材料的结构等在覆盖燃料电池堆的外面罩与燃料电池堆之间填充弹性材料的任意的结构中的通病。此外，当为了抑制来自外部的冲击所形成的位置偏移而使用刚性高的部件的情况下，由于会妨碍由于温度、湿度等的环境的变化所引起的燃料电池单电池的层叠方向的移动，因此存在比预定的紧固负载大的负载加载于层叠体，致使燃料电池单电池的耐老化性降低的可能性。
[0006]另外，在专利文献2所记载的燃料电池中，为了将多个多单电池模块的各端部单电池间绝缘，例如，必须在端部单电池与限制轴之间配置绝缘部件。因此，存在部件件数增加，燃料电池的制造成本上升的问题。
[0007]此外，对于以往的燃料电池，希望提高燃料电池的制造效率、节约电力、简化制造等。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决上述课题的至少一部分而形成的，能够作为以下的方式实现。
[0009](I)根据本发明的一方式，提供一种燃料电池。该燃料电池具备:层叠体，该层叠体具有多个燃料电池单电池层叠而成的构造;紧固支承部，该紧固支承部沿着上述多个燃料电池单电池的层叠方向延伸设置，用于将上述层叠体在上述层叠方向紧固；冲击传递部，该冲击传递部包含膨胀流体，在上述层叠体与上述紧固支承部之间，配置在与上述多个燃料电池单电池中的沿着上述层叠方向连续的多个燃料电池单电池对应的位置。根据该方式的燃料电池，由于在层叠体与紧固支承部之间配置含有膨胀流体的冲击传递部，因此当由于碰撞等在层叠体加载急剧的力时，能够抑制该力的吸收，并将该力向紧固支承部传递。另夕卜，能够抑制从紧固支承部承受的应力的吸收，并将该应力向层叠体传递。因此，能够抑制各燃料电池单电池的位置偏移。进而，当由于燃料电池单电池的热膨胀等致使各燃料电池单电池在层叠方向等上缓慢地移位的情况下，使冲击传递部随着该移位进行变形，能够抑制由于燃料电池单电池的移位引起的缝隙的产生。因此，当施加外部的力时，能够抑制该力的吸收，并将该力向紧固支承部传递，并且能够抑制从紧固支承部承受的应力的吸收，并将该应力向层叠体传递。进而，不妨碍由于膨胀或者收缩引起的燃料电池单电池的朝向层叠方向的移位，因此能够抑制在燃料电池单电池加载额外的应力，提高燃料电池单电池的耐老化性。
[0010](2)在上述方式的燃料电池中，可以为，上述紧固支承部具有沿着上述层叠方向覆盖上述层叠体的侧面的至少一部分的外面罩。根据该方式的燃料电池，能够抑制加载于层叠体的急剧的力的吸收，并将该力向外面罩传递。另外，能够抑制从外面罩承受的应力的吸收，并将该应力向层叠体传递。
[0011](3)在上述方式的燃料电池中，可以为，在上述层叠体，沿着上述层叠方向延伸设置有贯通孔，上述紧固支承部具有配置于上述贯通孔的棒状部件。根据该方式的燃料电池，能够抑制加载于层叠体的急剧的力的吸收，并将该力向棒状部件传递。另外，能够抑制从棒状部件承受的应力的吸收，并将该应力向层叠体传递。
[0012](4)在上述方式的燃料电池中，可以为，上述冲击传递部具有收纳上述膨胀流体的袋状部件。根据该方式的燃料电池，当因维护等而进行燃料电池的分解的情况下，能够抑制膨胀流体漏出，提高作业性。
[0013](5)在上述方式的燃料电池中，可以为，还具备冲击保护部，该冲击保护部配置在上述冲击传递部与上述层叠体之间。根据该方式的燃料电池，例如，当在层叠体加载急剧的力时，能够抑制冲击传递部由于燃料电池单电池的角部损伤。
[0014](6)在上述方式的燃料电池中，可以为，上述冲击传递部配置在与构成上述层叠体的沿着上述层叠方向的中央部分的多个燃料电池单电池对应的位置。一般而言，当载置燃料电池时，层叠体通过将层叠体的层叠方向的端部侧固定于支承部件而被紧固。在这种情况下，构成层叠体的多个燃料电池单电池之中加载于沿着层叠方向的中央部分的燃料电池单电池的紧固力比加载于沿着层叠方向的端部的燃料电池单电池的紧固力小。因此，当在层叠体加载急剧的力后，在沿着层叠方向的中央部分的燃料电池单电池更容易产生位置偏移。然而，根据上述的方式的燃料电池，在与构成沿着层叠体的层叠方向的中央部分的多个燃料电池单电池对应的位置配置冲击传递部，因此能够抑制容易产生位置偏移的燃料电池单电池的位置偏移。
[0015]此外，本发明能够以各种方式实现，例如可以以燃料电池的制造方法、燃料电池系统、燃料电池所搭载的车辆等的方式实现。
【附图说明】
[0016]图1为表示作为本发明的第I实施方式的燃料电池的结构的分解立体图。
[0017]图2为第I实施方式的燃料电池的剖视图。
[0018]图3为表示当燃料电池100被搭载于车辆的情况下由燃料电池100承受的惯性力的说明图。
[0019]图4为第2实施方式的燃料电池的剖视图。
[0020]图5为第3实施方式的燃料电池的分解立体图。
[0021 ]图6为第4实施方式的燃料电池的剖视图。
[0022]图7为表示第4实施方式的燃料电池10c中的第I外面罩161与冲击传递部1b的立体图。
[0023]图8为表示第5实施方式中的燃料电池的结构的分解立体图。
[0024]图9为表示第5实施方式中的紧固支承歧管、冲击传递部10c、紧固支承部件41与冲击保护体31的剖面的说明图。
[0025]图1O为表示变形例中的冲击传递部IOd的外观形状的说明图。
【具体实施方式】
[0026]A.第I实施方式:
[0027]图1为表示作为本发明的第I实施方式的燃料电池的结构的分解立体图。图2为第I实施方式的燃料电池的剖视图。图2中示出图1中的1-1剖面。如图1所示，燃料电池100具备层叠体101、变形吸收部102、一对接线板120、4个紧固支承部件130、4个冲击保护体20、第I外面罩161、第2外面罩162。另外，如图2所示，燃料电池100具备4个冲击传递部10。燃料电池100同反应气体(燃料气体以及氧化剂气体)的供给部、冷却介质的供给部等一起构成燃料电池系统。这样的燃料电池系统例如作为用于供给驱动用电源的系统，被搭载于电动汽车等并进行使用。
[0028]如图1所示，层叠体1I具有多个燃料电池单电池110沿层叠方向SD层叠而成的构造。此外，燃料电池单电池110的层叠方向SD与X轴方向(+X方向以及-X方向)平行。在载置燃料电池100的状态下，X轴方向以及Y轴方向(+Y方向以及-Y方向)为与水平面平行的方向。另外，+Z方向表示铅垂上方向，-Z方向表示铅垂下方向。
[0029]在本实施方式中，燃料电池单电池110为固体高分子型燃料电池。燃料电池单电池110具有大致立方体的外观形状。如图2所示，燃料电池单电池110具有:在燃料电池100被载置的状态下与底面相当的第I侧面S10、与第I侧面SlO接触的第2侧面S20、与第I侧面SlO接触并与第2侧面S20对置的第3侧面S30、与顶面相当且与第I侧面SlO对置的第4侧面S40。这4个侧面S10、S20、S30以及S40均为沿着层叠方向SD的侧面。前述的“沿着层叠方向SD”除了与层叠方向SD平行的意思之外，还包括除了与层叠方向SD垂直的方向以外的与层叠方向SD相交的方向的宽泛的意思。
[0030 ]如图1所示，燃料电池单电池110由膜电极接合体111和夹持膜电极接合体111的一对隔板112、113构成。膜电极接合体111由电解质膜、夹持电解质膜的两面的2个催化剂层、夹持电解质膜以及2个催化剂层的2个气体扩散层构成。在本实施方式中，电解质膜为含有磺酸基的氟树脂系离子交换膜。此外，作为电解质膜，并不局限于磺酸基，可以使用含有磷酸基、羧酸基等其他离子交换基的膜。催化剂层由在具有导电性的载体(例如，碳粒子)上担载铂、铂合金等催化剂的基材(催化剂