JP2004363073A

JP2004363073A - Fuel cell stack structure

Info

Publication number: JP2004363073A
Application number: JP2003280685A
Authority: JP
Inventors: Shiro Akiyama; 史郎秋山; Yasuyuki Asai; 康之浅井; Toshiyuki Suzuki; 稔幸鈴木; Hiroya Nakaji; 宏弥中路
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-07-28
Also published as: JP4569084B2

Abstract

【課題】（１）はみ出した接着剤による、セル積層位置決め精度の低下を防止すること。（２）セパレータを組立治具の基準部に当てた時の、セパレータの変形による短絡を防止すること。
【解決手段】（１）燃料電池のセパレータの縁部に、該縁部からセル面内方向に突出し燃料電池組立時に組立治具の基準部３４に当てられる先端部を有する突起３３を形成した燃料電池積層構造。（２）アノード側のセパレータとカソード側のセパレータとで、前記突起の位置を積層方向に見た際に重ならないようにずらした。（３）突起３３がセパレータの矩形の角部近傍に形成されている。（４）隣接セパレータの周長を異ならせて接着剤溜まり４１を形成した。（５）端面に曲面４２またはチャンファをつけた。（６）接着剤溜まり４１を突起３３または突起近傍に設けた。（７）接着剤溜まり４１を凹部４５または凹状段部４６から形成した。
【選択図】図３PROBLEM TO BE SOLVED: (1) To prevent a decrease in cell stacking positioning accuracy due to an overflowing adhesive. (2) To prevent a short circuit due to deformation of the separator when the separator is brought into contact with the reference portion of the assembly jig.
SOLUTION: (1) A fuel in which a protrusion 33 is formed at an edge of a separator of a fuel cell, the protrusion 33 projecting inward from the edge and having a tip portion to be applied to a reference portion 34 of an assembly jig at the time of assembling the fuel cell. Battery stack structure. (2) The positions of the protrusions are shifted so that they do not overlap when viewed in the stacking direction between the anode side separator and the cathode side separator. (3) The protrusion 33 is formed near the rectangular corner of the separator. (4) The adhesive pool 41 was formed by changing the peripheral length of the adjacent separator. (5) A curved surface 42 or chamfer was provided on the end face. (6) The adhesive reservoir 41 is provided in the projection 33 or in the vicinity of the projection. (7) The adhesive reservoir 41 was formed from the concave portion 45 or the concave step portion 46.
[Selection diagram] FIG.

Description

本発明は燃料電池積層構造に関する。 The present invention relates to a fuel cell stack structure.

固体高分子電解質型燃料電池は、膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータとの積層体からなる。膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜とこの電解質膜の一面に配置された触媒層からなる電極（アノード、燃料極）および電解質膜の他面に配置された触媒層からなる電極（カソード、空気極）とからなる。膜−電極アッセンブリとセパレータとの間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層が設けられる。セパレータには、アノードに燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路が形成され、カソードに酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路が形成されている。また、セパレータには冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路も形成されている。膜−電極アッセンブリとセパレータを重ねてセルを構成し、少なくとも１つのセルからモジュールを構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル、インシュレータ、エンドプレートを配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート）、ボルト・ナットにて固定して、スタックを構成する。 2. Description of the Related Art A solid polymer electrolyte fuel cell includes a laminate of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator. The membrane-electrode assembly is composed of an electrolyte membrane composed of an ion exchange membrane and an electrode (anode, fuel electrode) composed of a catalyst layer disposed on one side of the electrolyte membrane, and an electrode composed of a catalyst layer disposed on the other side of the electrolyte membrane (anode). Cathode, air electrode). A diffusion layer is provided between the membrane-electrode assembly and the separator on the anode side and the cathode side, respectively. The separator has a fuel gas flow path for supplying fuel gas (hydrogen) to the anode, and an oxidizing gas flow path for supplying oxidizing gas (oxygen, usually air) to the cathode. Further, a coolant channel for flowing a coolant (normally, cooling water) is also formed in the separator. A cell is formed by stacking a membrane-electrode assembly and a separator, a module is formed from at least one cell, the modules are stacked to form a cell stack, and terminals, insulators, and end plates are provided at both ends of the cell stack in the cell stacking direction. Are arranged, and the cell stack is fastened in the cell stacking direction, and is fixed with a fastening member (for example, a tension plate) extending in the cell stacking direction outside the cell stack with a bolt and a nut to form a stack.

各セルの、アノード側では、水素を水素イオン（プロトン）と電子にする反応が行われ、水素イオンは電解質膜中をカソード側に移動し、カソード側では酸素と水素イオンおよび電子（隣りのＭＥＡのアノードで生成した電子がセパレータを通してくる、またはセル積層方向一端のセルのアノードで生成した電子が外部回路を通して他端のセルのカソードにくる）から水を生成するつぎの反応が行われる。 On the anode side of each cell, a reaction is performed to convert hydrogen into hydrogen ions (protons) and electrons. The hydrogen ions move through the electrolyte membrane to the cathode side, and oxygen and hydrogen ions and electrons (next MEA) on the cathode side. The following reaction is performed to generate water from the electrons generated at the anode of the cell through the separator, or the electrons generated at the anode of the cell at one end in the cell stacking direction arrive at the cathode of the other cell through an external circuit.

アノード側：Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-
カソード側：２Ｈ⁺＋２ｅ^-＋（１／２）Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ
電解質膜を挟んで対峙するセパレータ同士間には、およびセパレータと電解質膜間には、接着剤が設けられて、接着・シールされ、セル化される。また、セルは位置決めされ積層されてスタック化される。特開２０００−４８８４９は、セルを積層する時に積層ずれが起こらないように、セパレータの縁に切欠部を設けておいて、該切欠部を組立治具の基準部であるガイドポストに当てる位置決め・組立方法を開示している。
特開２０００−４８８４９号公報 Anode side: H ₂ → 2H ⁺ + 2e ⁻
^{^{Cathode: 2H + + 2e - + (}} 1/2) O 2 → H 2 O
An adhesive is provided between separators facing each other across the electrolyte membrane and between the separator and the electrolyte membrane, and is bonded and sealed to form a cell. The cells are positioned, stacked, and stacked. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-48849 discloses a positioning and positioning method in which a notch is provided at an edge of a separator so that stacking misalignment does not occur when stacking cells, and the notch is applied to a guide post as a reference portion of an assembly jig. An assembling method is disclosed.
JP 2000-48849 A

しかし、従来の燃料電池スタックの組立方法には、つぎの課題がある。
１．セル化時に接着剤がセパレータ間から切欠部にはみ出し、このはみ出した接着剤が、セル化時およびスタック化時に、組立治具の基準部またはセルの組立治具に当てる基準面に付着し、位置決め精度が低下する。
２．セパレータを組立治具の基準部に当てた時に押し当て荷重でセパレータが変形し、電解質膜を挟んだアノード側セパレータとカソード側セパレータとが接触して電気的短絡を起こすおそれがある。 However, the conventional method of assembling a fuel cell stack has the following problems.
1. When the cell is formed, the adhesive protrudes from the gap between the separators into the notch, and when the cell is formed and the stack is formed, the adhesive adheres to the reference portion of the assembly jig or the reference surface applied to the cell assembly jig, and is positioned. Accuracy decreases.
2. When the separator is pressed against the reference portion of the assembly jig, the separator is deformed by the pressing load, and the anode-side separator and the cathode-side separator sandwiching the electrolyte membrane may come into contact with each other to cause an electric short circuit.

本発明の目的は、はみ出した接着剤の、組立治具の基準部への付着による、セル積層位置決め精度の低下を防止できる燃料電池積層構造を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel cell stack structure capable of preventing a decrease in cell stacking positioning accuracy due to adhesion of a protruding adhesive to a reference portion of an assembly jig.

本発明のもう一つの目的は、セパレータを組立治具の基準部に当てた時の、セパレータの変形による短絡を防止できる燃料電池積層構造を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a fuel cell laminated structure capable of preventing a short circuit due to deformation of a separator when the separator is applied to a reference portion of an assembly jig.

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）燃料電池のセパレータの縁部に、該縁部からセル面内方向に突出し燃料電池組立時に組立治具の基準部に当てられる先端部を有する突起を形成した燃料電池積層構造。
（２）前記突起は、ＭＥＡとセパレータを組み合わせ単セルを構成する時に、セパレータ間またはセパレータとＭＥＡとの間のシール材である接着剤が前記突起の先端部からはみ出さないだけの突出高さを有する（１）記載の燃料電池積層構造。
（３）燃料電池のセパレータの縁部に該縁部からセル面内方向に突出する突起を形成し、隣接するセパレータ同士で、前記突起の位置を積層方向に見た際に重ならないようにずらした燃料電池積層構造。
（４）前記セパレータが矩形状であり、前記突起がセパレータの矩形の角部近傍に形成されている（１）または（２）または（３）記載の燃料電池積層構造。
（５）隣接する前記セパレータの周囲長さが異なる（１）または（３）記載の燃料電池積層構造。
（６）前記セパレータの端面に曲面またはチャンファが形成されている（５）記載の燃料電池積層構造。
（７）前記突起または前記セパレータの少なくとも前記突起近傍に接着剤溜まりを形成した（１）または（３）記載の燃料電池積層構造。
（８）前記接着剤溜まりがセパレータ表面に形成された凹部または凹状段部からなる（７）記載の燃料電池積層構造。 The present invention that achieves the above object is as follows.
(1) A fuel cell laminated structure in which a protrusion is formed at an edge of a separator of a fuel cell in a cell surface direction from the edge and has a tip portion which is applied to a reference portion of an assembling jig when assembling the fuel cell.
(2) The height of the protrusion is such that the adhesive as a sealing material between the separators or between the separator and the MEA does not protrude from the tip of the protrusion when the MEA and the separator are combined to form a single cell. The fuel cell stack according to (1), comprising:
(3) A protrusion is formed at the edge of the separator of the fuel cell so as to protrude in the cell surface direction from the edge, and the adjacent separators are shifted so that the position of the protrusion does not overlap when viewed in the stacking direction. Fuel cell stack structure.
(4) The fuel cell laminate structure according to (1), (2) or (3), wherein the separator is rectangular, and the protrusion is formed near a corner of the rectangular shape of the separator.
(5) The fuel cell laminated structure according to (1) or (3), wherein adjacent separators have different peripheral lengths.
(6) The fuel cell laminated structure according to (5), wherein a curved surface or chamfer is formed on an end surface of the separator.
(7) The fuel cell laminate structure according to (1) or (3), wherein an adhesive reservoir is formed at least in the vicinity of the protrusion or the protrusion of the separator.
(8) The fuel cell laminated structure according to (7), wherein the adhesive reservoir is formed of a concave portion or a concave step formed on the surface of the separator.

上記（１）、（２）、（４）の燃料電池積層構造によれば、突起を設けてその先端部を組立治具の基準部に当てるようにしたので、突起先端部からの接着剤のはみ出しが無く、はみ出した接着剤の、組立治具の基準部への付着による、セル積層位置決め精度の低下を防止できる。
上記（３）、（４）の燃料電池積層構造によれば、隣接するセパレータ同士で（たとえば隣接するセパレータがアノード側のセパレータとカソード側のセパレータである場合、アノード側のセパレータとカソード側のセパレータとで）、積層方向に見た際の突起の位置をずらしたので、突起が変形しても突起同士が接触することがなく、セパレータを組立治具の基準部に当てた時の、セパレータの変形による短絡を防止できる。
上記（５）の燃料電池積層構造によれば、外周長が短い方のセパレータの外周面部位に接着剤を溜めることができる接着剤溜まりが形成され、セルを積層した時に接着剤がスタック外部へはみ出して組立治具の基準に付着したりセル基準面に付着するのを防止することができる。
上記（６）の燃料電池積層構造によれば、曲面またはチャンファによって接着剤溜まりを大きく形成でき、上記（５）の作用、効果が効果的に得られる。 According to the fuel cell laminate structure of (1), (2), or (4), the protrusion is provided and the front end thereof is brought into contact with the reference portion of the assembling jig. There is no protrusion, and it is possible to prevent a decrease in cell stacking positioning accuracy due to adhesion of the protruding adhesive to the reference portion of the assembly jig.
According to the fuel cell laminate structure of (3) or (4), the adjacent separators (for example, when the adjacent separator is an anode separator and a cathode separator, the anode separator and the cathode separator ), The positions of the projections are shifted when viewed in the stacking direction, so that the projections do not come into contact with each other even when the projections are deformed. Short circuit due to deformation can be prevented.
According to the fuel cell stack structure of the above (5), an adhesive pool that can store the adhesive is formed on the outer peripheral surface portion of the separator having the shorter outer peripheral length, and the adhesive flows out of the stack when the cells are stacked. It can be prevented from sticking out to the reference of the assembly jig or to the cell reference surface.
According to the fuel cell laminate structure of the above (6), the adhesive pool can be formed large by the curved surface or the chamfer, and the operation and effect of the above (5) can be effectively obtained.

上記（７）、（８）の燃料電池積層構造では、突起またはセパレータの少なくとも突起近傍部分に接着剤溜まりを設けたので、接着剤が接着剤溜まりに溜まってそれより突起先端側にはみ出るのが抑制され、組立治具の基準部への接着剤の付着が効果的に防止される。
突起先端へのはみ出しを抑制するために突起高さを大きくすると、セパレータの外形が大きくなってしまうが、本発明では接着剤溜まりで接着剤のはみ出しを抑制できるので、セパレータの外形が大きくなるのを抑制できる。
また、突起先端へのはみ出しを抑制するために接着剤塗布量を少なくするとセパレータがガスケット反力を受けた時にセパレータの変形、リークが生じるおそれがあるが、本発明のように接着剤溜まりを設けた場合は、突起先端へのはみ出しを恐れて接着剤塗布量を少なくする必要がないので、ガスケット反力を受けた時のセパレータの変形、リークの恐れもなくなる。 In the fuel cell stack structure of (7) and (8), the adhesive pool is provided at least in the vicinity of the projection or the separator, so that the adhesive is accumulated in the adhesive pool and protrudes from the protrusion tip side. It is suppressed, and the adhesion of the adhesive to the reference portion of the assembly jig is effectively prevented.
If the height of the protrusion is increased to suppress the protrusion to the protrusion tip, the outer shape of the separator increases, but in the present invention, since the protrusion of the adhesive can be suppressed by the adhesive pool, the outer shape of the separator increases. Can be suppressed.
Also, if the amount of adhesive applied is reduced to suppress the protrusion to the protrusion tip, the separator may be deformed or leaked when the separator receives a gasket reaction force, but the adhesive pool is provided as in the present invention. In this case, there is no need to reduce the amount of the adhesive to be applied to the tip of the projection because of fear of protruding to the tip of the protrusion. Therefore, there is no possibility that the separator is deformed or leaked when receiving a gasket reaction force.

以下に、本発明の燃料電池積層構造を図１〜図１９（図１６は比較例で、本発明に含まない）を参照して説明する。 Hereinafter, the fuel cell stack structure of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 19 (FIG. 16 is a comparative example and is not included in the present invention).

本発明の燃料電池は、固体高分子電解質型燃料電池１０である。該燃料電池１０は、たとえば燃料電池自動車に搭載される。ただし、自動車以外に用いられてもよい。 The fuel cell of the present invention is a solid polymer electrolyte fuel cell 10. The fuel cell 10 is mounted on, for example, a fuel cell vehicle. However, it may be used other than a car.

固体高分子電解質型燃料電池１０は、図１８、図１９に示すように、膜−電極アッセンブリ（ＭＥＡ：Membrane-Electrode Assembly ）とセパレータ１８との積層体からなる。積層体の積層方向（セル積層方向）は上下方向であってもよいし、水平方向であってもよいし、あるいは上下方向または水平方向から傾いていてもよい。膜−電極アッセンブリは、イオン交換膜からなる電解質膜１１と、この電解質膜の一面に配置された触媒層１２を有する電極（アノード、燃料極）１４および電解質膜１１の他面に配置された触媒層１５を有する電極（カソード、空気極）１７とからなる。触媒層１２、１５とセパレータ１８との間には、アノード側、カソード側にそれぞれ拡散層１３、１６が設けられる。 As shown in FIGS. 18 and 19, the solid polymer electrolyte fuel cell 10 is composed of a laminate of a membrane-electrode assembly (MEA: Membrane-Electrode Assembly) and a separator 18. The stacking direction (cell stacking direction) of the stacked body may be a vertical direction, a horizontal direction, or may be inclined from the vertical direction or the horizontal direction. The membrane-electrode assembly includes an electrolyte membrane 11 composed of an ion exchange membrane, an electrode (anode, fuel electrode) 14 having a catalyst layer 12 disposed on one side of the electrolyte membrane, and a catalyst disposed on the other side of the electrolyte membrane 11. And an electrode (cathode, air electrode) 17 having a layer 15. Diffusion layers 13 and 16 are provided between the catalyst layers 12 and 15 and the separator 18 on the anode side and the cathode side, respectively.

セパレータ１８は、カーボン、または金属、または金属と樹脂（メタルセパレータと樹脂フレーム）、または導電性を付与された樹脂、の何れか、またはその組み合わせ、からなる。図示例はカーボンセパレータ（カーボンと樹脂バインダーとの混合物の成形品）の場合を示す。ただし、セパレータ１８はカーボンセパレータに限るものではない。 The separator 18 is made of carbon, a metal, a metal and a resin (a metal separator and a resin frame), or a resin provided with conductivity, or a combination thereof. The illustrated example shows the case of a carbon separator (a molded article of a mixture of carbon and a resin binder). However, the separator 18 is not limited to a carbon separator.

セパレータ１８には、アノード対向面に、アノード１４に燃料ガス（水素）を供給するための燃料ガス流路２７が形成され、カソード対向面に、カソード１７に酸化ガス（酸素、通常は空気）を供給するための酸化ガス流路２８が形成されている。また、セパレータ１８には、ガス流路２７、２８が形成されている面と反対側の面に、冷媒（通常、冷却水）を流すための冷媒流路２６も形成されている。流路２６、２７、２８は、入口から出口まで１以上折り返して延びるサーペンタイン流路であってもよいし、あるいは入口から出口までストレートに延びるストレート流路であってもよい。 In the separator 18, a fuel gas flow path 27 for supplying a fuel gas (hydrogen) to the anode 14 is formed on the anode facing surface, and an oxidizing gas (oxygen, usually air) is supplied to the cathode 17 on the cathode facing surface. An oxidizing gas channel 28 for supplying is formed. In the separator 18, a coolant channel 26 for flowing a coolant (normally, cooling water) is also formed on a surface opposite to a surface on which the gas channels 27 and 28 are formed. The channels 26, 27, and 28 may be serpentine channels that extend one or more times from the inlet to the outlet, or may be straight channels that extend straight from the inlet to the outlet.

セパレータ１８には、セル積層方向に延びる、冷媒マニホールド２９、燃料ガスマニホールド３０、酸化ガスマニホールド３１が形成されている。冷媒マニホールド２９は冷媒流路２６に連通しており、燃料ガスマニホールド３０は燃料ガス流路２７に連通しており、酸化ガスマニホールド３１は酸化ガス流路２８に連通している。望ましくは、マニホールド２９、３０、３１は矩形状セパレータ１８の対向端部に形成されており、セル面内の流路２６、２７、２８はマニホールド形成領域を除くセパレータの中央領域に形成されている。ガス流路領域２７、２８でかつ電解質膜１１の存在する領域は、セルの発電領域である。 On the separator 18, a refrigerant manifold 29, a fuel gas manifold 30, and an oxidizing gas manifold 31, which extend in the cell stacking direction, are formed. The refrigerant manifold 29 is in communication with the refrigerant channel 26, the fuel gas manifold 30 is in communication with the fuel gas channel 27, and the oxidizing gas manifold 31 is in communication with the oxidizing gas channel 28. Desirably, the manifolds 29, 30, and 31 are formed at opposing ends of the rectangular separator 18, and the flow paths 26, 27, and 28 in the cell plane are formed at the central region of the separator excluding the manifold forming region. . The gas flow path regions 27 and 28 and the region where the electrolyte membrane 11 exists are power generation regions of the cell.

図１８に示すように、膜−電極アッセンブリとセパレータ１８を重ねてセル（単セル）１９を構成し、少なくとも１つのセルからモジュール（図１９は２セルで１モジュールの場合を示しているが、１セルで１モジュールを構成してもよいし、あるいは３以上のセルで１モジュールを構成してもよい）を構成し、モジュールを積層してセル積層体とし、セル積層体のセル積層方向両端に、ターミナル２０、インシュレータ２１、エンドプレート２２を配置し、セル積層体をセル積層方向に締め付け、セル積層体の外側でセル積層方向に延びる締結部材（たとえば、テンションプレート２４）、ボルト・ナット２５にて固定して、燃料電池スタック２３を構成する。 As shown in FIG. 18, the membrane (electrode assembly) and the separator 18 are overlapped to form a cell (single cell) 19, and at least one cell is used as a module (FIG. 19 shows a case of two cells and one module. One cell may constitute one module or three or more cells may constitute one module), and the modules are stacked to form a cell stack, both ends of the cell stack in the cell stacking direction. , A terminal 20, an insulator 21, and an end plate 22 are arranged, the cell stack is tightened in the cell stacking direction, a fastening member (for example, a tension plate 24) extending in the cell stacking direction outside the cell stack, and a bolt / nut 25. To form the fuel cell stack 23.

図１９に示すように、流路２６、２７、２８およびマニホールド２９、３０、３１を外部（大気部）および異種の流体の流路および異種の流体のマニホールドから遮断するために、流路２６、２７、２８のある発電領域まわりとマニホールド２９、３０、３１まわりに、燃料電池１０の構成部品（少なくともセパレータ１８および電解質膜１１を含む構成部品）間には接着剤３２が配置されており、接着剤３２はセルまたはモジュールの構成部品を接着するとともに、構成部品間をシールしている。接着剤３２はシール剤を兼ねる。接着剤３２を間に介層した２つの構成部品は、セパレータ１８とセパレータ１８であってもよいし、もしくはセパレータ１８と電解質膜１１であってもよい。
また、セル１９間またはモジュール間のシールはゴムガスケット３２Ｒに置換されてもよい。 As shown in FIG. 19, in order to shut off the flow paths 26, 27, 28 and the manifolds 29, 30, 31 from the outside (atmosphere) and the flow path of the different kind of fluid and the manifold of the different kind of fluid, Adhesives 32 are arranged around the power generation regions 27, 28 and around the manifolds 29, 30, 31 between the components of the fuel cell 10 (the components including at least the separator 18 and the electrolyte membrane 11). The agent 32 adheres the components of the cell or module and seals between the components. The adhesive 32 also functions as a sealant. The two components having the adhesive 32 interposed therebetween may be the separator 18 and the separator 18 or the separator 18 and the electrolyte membrane 11.
Further, the seal between the cells 19 or between the modules may be replaced with a rubber gasket 32R.

燃料電池１０のセパレータ１８の縁部に、縁部からセル面内方向に発電領域から離れる方向に突出し燃料電池組立時に組立治具の基準部３４に当てられる先端部を有する突起３３が形成される。
セパレータ１８の「縁部」とは、図１〜図３（基準部３４がセパレータ外部に位置する場合）に示すようにセパレータ１８の外部（大気部）に面する縁部であってもよいし、あるいは図７（基準部３４がマニホールド内に位置する場合）に示すように流体のマニホールド２９、３０、３１に面する縁部であってもよい。
セパレータ１８に接着剤３２を塗布する場合、望ましくは、突起３３の表面（セル面と平行な表面）には接着剤３２を塗布しない。
また、組立治具は、セル構成部品をセル化（セル構成部品を組み合わせ、セル単体とすることをセル化という）またはモジュール化する時に構成部品の位置決めに用いる組立治具であってもよいし、セルまたはモジュールを積層してスタック化する時に積層されるセルまたはモジュールを位置決めするために用いる組立治具であってもよい。 At the edge of the separator 18 of the fuel cell 10, a projection 33 is formed which protrudes in a direction away from the power generation region in the cell plane direction from the edge and has a tip portion which is applied to a reference portion 34 of an assembly jig during fuel cell assembly. .
The “edge” of the separator 18 may be an edge facing the outside (atmosphere) of the separator 18 as shown in FIGS. 1 to 3 (when the reference portion 34 is located outside the separator). Alternatively, as shown in FIG. 7 (when the reference portion 34 is located in the manifold), the edge portion may face the fluid manifolds 29, 30, 31.
When applying the adhesive 32 to the separator 18, desirably, the adhesive 32 is not applied to the surface of the protrusion 33 (the surface parallel to the cell surface).
The assembling jig may be an assembling jig used for positioning the components when the cell components are formed into cells (combining the cell components and forming a single cell is referred to as a cell) or as a module. An assembly jig used for positioning the cells or modules to be stacked when the cells or modules are stacked and stacked.

突起３３は、セル化時に、セパレータ１８間に存在する接着剤３２がセパレータ１８の表面で押圧されて潰され拡がった時に突起３３の先端部からはみ出さないだけの突出高さを有する。突起高さは、突起が無い所のセパレータの縁部に対する、セパレータ面と平行な方向の、突起３３の突出高さである。突起３３の突起高さは、約０．５ｍｍであり、少なくとも０．２ｍｍ以上は必要であり、望ましくは０．３ｍｍ以上である。
図４に示すように、組立治具の基準部３４が、セル積層方向に見て、突起３３に対して凸の湾曲面、たとえば断面円形、である場合、突起３３の形状は、セル積層方向に見て、セル積層方向と直交方向に直線状に延びる先端部をもつ。また、図５に示すように、組立治具の基準部３４が、セル積層方向に見て、セパレータ縁部に対して平行な平面である場合、突起３３の形状は、、セル積層方向に見て、基準部３４に対して凸の湾曲面であることが望ましい。 The projections 33 have such a height that the adhesive 32 existing between the separators 18 is pressed against the surface of the separators 18 when crushed and spread, and does not protrude from the tip of the projections 33. The protrusion height is the protrusion height of the protrusion 33 in a direction parallel to the separator surface with respect to the edge of the separator where there is no protrusion. The protrusion height of the protrusion 33 is about 0.5 mm, at least 0.2 mm or more is necessary, and preferably 0.3 mm or more.
As shown in FIG. 4, when the reference portion 34 of the assembly jig has a curved surface that is convex with respect to the protrusion 33 when viewed in the cell stacking direction, for example, a circular cross section, the shape of the protrusion 33 is in the cell stacking direction. As shown in FIG. 2, the end portion extends linearly in a direction perpendicular to the cell stacking direction. Further, as shown in FIG. 5, when the reference portion 34 of the assembling jig is a plane parallel to the separator edge when viewed in the cell stacking direction, the shape of the protrusion 33 is viewed in the cell stacking direction. Thus, it is desirable that the curved surface is convex with respect to the reference portion 34.

図１〜図３に示すように、燃料電池１０のセパレータ１８の縁部に該縁部からセル面内方向（セル面と平行な方向）において突出する突起３３を形成する場合に、アノード側のセパレータ１８とカソード側のセパレータ１８とで、セル積層方向に見た際に突起３３の位置が重ならないように、突起３３の位置をセル積層方向と直交方向に互いにずらしてある。
図１はカソード側セパレータ１８に形成された突起３３ｂの位置を示し、図２はアノード側セパレータ１８に形成された突起３３ａの位置を示し、図３はガス流路をＭＥＡ側に向けてアノード側セパレータ１８とカソード側セパレータ１８でＭＥＡを挟んでセルを構成した時の、アノード側セパレータ１８の突起３３ａとカソード側セパレータ１８の突起３３ｂとの位置関係を示す。図３からわかるように、突起３３ａと突起３３ｂとは、セル積層方向（セパレータ積層方向と同じ）に直交する方向にずれており、セル積層方向に互いに重なり合わない。 As shown in FIGS. 1 to 3, when a projection 33 projecting from the edge of the separator 18 of the fuel cell 10 in an in-cell surface direction (a direction parallel to the cell surface) is formed, The positions of the protrusions 33 are shifted from each other in the direction orthogonal to the cell stacking direction so that the positions of the protrusions 33 do not overlap when viewed in the cell stacking direction between the separator 18 and the cathode-side separator 18.
FIG. 1 shows the position of a protrusion 33b formed on the cathode-side separator 18, FIG. 2 shows the position of the protrusion 33a formed on the anode-side separator 18, and FIG. The positional relationship between the protrusions 33a of the anode-side separator 18 and the protrusions 33b of the cathode-side separator 18 when a cell is formed with the MEA sandwiched between the separator 18 and the cathode-side separator 18 is shown. As can be seen from FIG. 3, the projections 33a and 33b are shifted in a direction orthogonal to the cell stacking direction (the same as the separator stacking direction) and do not overlap with each other in the cell stacking direction.

セパレータ１８は平面視で矩形状（ほぼ矩形状を含む）である場合に、突起３３はセパレータ１８の矩形の角部近傍に形成されることが望ましい。 When the separator 18 has a rectangular shape (including a substantially rectangular shape) in plan view, it is desirable that the protrusion 33 be formed near a rectangular corner of the separator 18.

また、セパレータ１８の、マニホールド２９、３０、３１のうちの何れかのマニホールドの長手方向辺に対応する部分に、その長手方向辺が延びる方向と直交する方向に突出させて、突起３３が形成される場合は、そのマニホールドの長手方向辺（第１の長手方向辺３５）と、該第１の長手方向辺と対向し第１の長手方向辺と平行に延びる第２の長手方向辺３６との間に掛け渡されて梁３７が形成されており、この梁３７を設けることによって、第１の長手方向辺とセパレータ縁部との間の細長いセパレータ部分３８のセパレータ面内方向の剛性を高めてある。そして、突起３３が組立治具の基準部３４に当てられたときに細長いセパレータ部分３８が撓まないように、突起３３のうちマニホールドの長手方向辺の途中部位の近傍に設けられる突起３３ｂ（図２）は、梁３７の近傍に設けられることが望ましい。 A projection 33 is formed on a portion of the separator 18 corresponding to a longitudinal side of any of the manifolds 29, 30, and 31 in a direction perpendicular to a direction in which the longitudinal side extends. The first longitudinal side 35 of the manifold and a second longitudinal side 36 facing the first longitudinal side and extending in parallel with the first longitudinal side. A beam 37 is formed so as to be bridged therebetween, and by providing the beam 37, the rigidity of the elongated separator portion 38 between the first longitudinal side and the separator edge in the separator in-plane direction is increased. is there. Then, a projection 33b provided near the middle of the longitudinal side of the manifold among the projections 33 so that the elongated separator portion 38 is not bent when the projection 33 is brought into contact with the reference portion 34 of the assembly jig (FIG. 2) is desirably provided near the beam 37.

図８、図９は、本発明のとり得るもう一つの形態を示している。
図８、図９の構造においては、隣接するセパレータ１８の周囲長さが異なっている。したがって、隣接するセパレータ１８の一方のセパレータは他方のセパレータより一回り小さい。隣接するセパレータ１８は、一つのセルの電解質膜１１を挟んでその両側にある２つのセパレータ１８であってもよいし、隣接するセルのアノード側セパレータとカソード側セパレータであってもよい。「周囲長さ」は、図８の例では、セパレータ外縁部の周囲長さである。ここで、セパレータ１８の「周囲長さ」とは、突起３３部分では、突起３３の両側の突起３３のない部分のセパレータ縁部をつないだ線で図った周囲長さとする。 8 and 9 show another form of the present invention.
8 and 9, the peripheral lengths of the adjacent separators 18 are different. Therefore, one of the adjacent separators 18 is slightly smaller than the other. The adjacent separators 18 may be two separators 18 on both sides of the electrolyte membrane 11 of one cell, or may be an anode-side separator and a cathode-side separator of an adjacent cell. The “perimeter” in the example of FIG. 8 is the circumference of the outer edge of the separator. Here, the “peripheral length” of the separator 18 is a peripheral length of a portion of the protrusion 33 that is a line connecting separator edges of portions without the protrusion 33 on both sides of the protrusion 33.

セル積層方向に見た場合、周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａの外縁部が、周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂの外縁部よりも、セパレータ面内方向（セル面と平行な方向）において、周囲長さが短い方のセパレータの外縁部と直交する方向に、外側に突出している。この突出量を図８で符号ｄで示してある。周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａの外縁部は、周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂの外縁部に対して、突起３３の部位を除くセパレータ外縁部の全長にわたって突出している。これによって、図９に示すように、周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂの外縁部の端面３９（セル積層方向に延びる面）と、周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａの外縁部のセパレータ面４０（セル積層方向と直交する面）とによって、周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂの外縁部の端面３９の外側に、接着剤溜まり４１が形成される。 When viewed in the cell stacking direction, the outer edge of the separator 18A having the longer peripheral length is larger in the separator in-plane direction (direction parallel to the cell surface) than the outer edge of the separator 18B having the shorter peripheral length. , Projecting outward in a direction orthogonal to the outer edge of the separator having the shorter peripheral length. This protruding amount is indicated by reference numeral d in FIG. The outer edge of the separator 18A having the longer peripheral length projects from the outer edge of the separator 18B having the shorter peripheral length over the entire length of the outer edge of the separator excluding the projection 33. Thereby, as shown in FIG. 9, the end surface 39 (the surface extending in the cell stacking direction) of the outer peripheral portion of the separator 18B having the shorter peripheral length and the separator surface of the outer peripheral portion of the separator 18A having the longer peripheral length. By 40 (the surface orthogonal to the cell stacking direction), an adhesive reservoir 41 is formed outside the end surface 39 of the outer peripheral portion of the separator 18B having the shorter peripheral length.

周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａに形成された突起３３のセパレータ面内方向の先端位置と、周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂに形成された突起３３のセパレータ面内方向の先端位置とは、突起高さ方向に同じ高さ位置にあり、かつ、周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａの外縁部端面より外側にあるので、周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂに形成された突起３３の高さＤ₂の方が、周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａに形成された突起３３の高さＤ₁より高く、Ｄ₂＝ｄ＋Ｄ₁の関係にある。 The leading end position of the protrusion 33 formed on the separator 18A having the longer peripheral length in the separator surface and the leading end position of the protrusion 33 formed on the separator 18B having the shorter peripheral length in the separator surface are as follows. Since the projections 33 are located at the same height position in the projection height direction and are located outside the outer peripheral end face of the separator 18A having the longer peripheral length, the projections 33 formed on the separator 18B having the shorter peripheral length are formed. towards the height D ₂ is greater than the height D ₁ of the protrusion 33 which perimeter is formed on the longer of the separator 18A, a relationship of D ₂ = d + D _1.

図８は、「周囲長さ」がセパレータの外縁部の周囲長さの場合であるが、「周囲長さ」は、図１０に示すように、マニホールド（冷媒マニホールド２９、燃料ガスマニホールド３０、酸化ガスマニホールド３１）の周囲長さであってもよい。その場合は、マニホールド周囲長さが短い方のセパレータ端縁４３が、マニホールド周囲長さの長い方のセパレータ端縁４４よりも、マニホールド内に向かって突出して、端縁４３のセパレータ面と端縁４４の端面とで、接着剤溜まり４１を形成する。図９は、図１０の例にも同様に適用されるが、接着剤溜まり４１はマニホールド周囲に形成されることになる。 FIG. 8 shows the case where the “perimeter” is the circumference of the outer edge of the separator. As shown in FIG. 10, the “perimeter” indicates the manifold (the refrigerant manifold 29, the fuel gas manifold 30, the oxidation It may be the circumference of the gas manifold 31). In this case, the separator edge 43 having the shorter manifold peripheral length projects further into the manifold than the separator edge 44 having the longer manifold peripheral length. The adhesive pool 41 is formed with the end face of the adhesive 44. FIG. 9 is similarly applied to the example of FIG. 10, but the adhesive reservoir 41 is formed around the manifold.

図８、図１０の例では、図９に示すように、セパレータ１８の外縁部の端面（セル積層方向に延びる面）には、外側に凸の曲面４２またはチャンファが形成されてもよい。曲面４２またはチャンファが形成された場合は、接着剤溜まり４１の断面の大きさが、曲面またはチャンファが形成されていない場合に比べて、大きくなる。 In the examples of FIGS. 8 and 10, as shown in FIG. 9, a curved surface 42 or a chamfer that is outwardly convex may be formed on an end surface (a surface extending in the cell stacking direction) of the outer edge portion of the separator 18. When the curved surface 42 or the chamfer is formed, the size of the cross section of the adhesive reservoir 41 becomes larger than when the curved surface or the chamfer is not formed.

また、図１１〜図１７に示すように、突起３３またはセパレータ１８の少なくとも突起３３近傍に接着剤溜まり４１が形成されている。
接着剤溜まり４１は突起３１を含むセパレータ１８の表面に形成された凹部４５または凹状段部４６からなる。 Further, as shown in FIGS. 11 to 17, an adhesive reservoir 41 is formed at least in the vicinity of the protrusion 33 or the protrusion 33 of the separator 18.
The adhesive pool 41 includes a concave portion 45 or a concave step 46 formed on the surface of the separator 18 including the protrusion 31.

接着剤溜まり４１が突起３１に形成される場合は、突起３１の表面のうち、セパレータの接着剤が塗布される側の面に接続する面に形成される。接着剤溜まり４１が突起３１に形成される場合は、図１１〜図１３に示すように、接着剤溜まり４１は突起３１の全幅（突起３１の突出方向と直交する方向の全長）にわたって形成されることが望ましい。 When the adhesive reservoir 41 is formed on the projection 31, it is formed on the surface of the projection 31 that is connected to the surface of the separator on which the adhesive is applied. When the adhesive reservoir 41 is formed on the protrusion 31, as shown in FIGS. 11 to 13, the adhesive reservoir 41 is formed over the entire width of the protrusion 31 (the entire length in the direction orthogonal to the direction in which the protrusion 31 projects). It is desirable.

接着剤溜まり４１がセパレータ１８の少なくとも突起３１近傍部分に形成される場合は、セパレータの接着剤が塗布される側の面に接続する面に形成される。また、接着剤溜まり４１は、相対向するセパレータ１８のうち両方のセパレータに形成されてもよいし（図１４）、相対向するセパレータ１８のうち一方のセパレータのみに形成されてもよい（図１５）。また、セパレータ１８の「少なくとも」突起３１近傍部分とは、接着剤溜まり４１が、セパレータ１８の縁の全長にわたって形成されてもよいし、あるいは突起３１近傍部分のみに形成されてもよい、という意味である。また、「突起３１近傍部分」とは、接着剤溜まり４１が、突起３１に幅方向に突起３１とほぼ平行に、突起３１の全幅とほぼ同じ長さにわたって連続的に、かつ、マニホールドや発電領域と干渉しない位置に、形成されている、という意味である。 When the adhesive reservoir 41 is formed at least in the vicinity of the protrusion 31 of the separator 18, the adhesive reservoir 41 is formed on the surface connected to the surface of the separator on which the adhesive is applied. The adhesive reservoir 41 may be formed on both of the opposed separators 18 (FIG. 14), or may be formed on only one of the opposed separators 18 (FIG. 15). ). The “at least” portion near the protrusion 31 of the separator 18 means that the adhesive reservoir 41 may be formed over the entire length of the edge of the separator 18 or may be formed only at the portion near the protrusion 31. It is. The “portion in the vicinity of the protrusion 31” means that the adhesive reservoir 41 is substantially parallel to the protrusion 31 in the width direction of the protrusion 31, continuously over substantially the same length as the entire width of the protrusion 31, and in the manifold or the power generation area. In a position that does not interfere with the above.

接着剤３２のセパレータ縁部からのはみ出しを防止するために接着剤３２の塗布量を少なくすると、図１６の比較例（本発明に含まず）に示すように、ガスケット３２Ｒの背面に接着剤３２が存在しない部分が生じてセパレータにガスケット３２Ｒからの反力がかかった時にセパレータ１８に割れが生じるおそれがあるが、図１１〜図１７に示すように接着剤溜まり４１が形成される場合は、接着剤溜まり４１によって接着剤３２のセパレータ縁部からのはみ出しが防止されるので、接着剤３２の塗布量を少なくする必要がなく、図１６のような接着剤塗布量不足の問題は生じない。 When the amount of the adhesive 32 applied is reduced in order to prevent the adhesive 32 from protruding from the edge of the separator, as shown in a comparative example (not included in the present invention) of FIG. When the reaction force from the gasket 32R is exerted on the separator due to the occurrence of a portion where no gas is present, the separator 18 may be cracked. However, when the adhesive pool 41 is formed as shown in FIGS. Since the adhesive pool 41 prevents the adhesive 32 from protruding from the edge of the separator, it is not necessary to reduce the application amount of the adhesive 32, and the problem of insufficient adhesive application amount as shown in FIG. 16 does not occur.

つぎに、本発明の作用、効果を説明する。
セル化時およびモジュール化時、またはスタック化時、セパレータ１８は組立治具の基準部３４に当てられるが、突起３３で基準部３４に当てられる。突起先端部からの接着剤３２のはみ出しはない。そのため、従来のようにセパレータ縁部からはみ出した接着剤が、組立治具の基準部に付着し、それによって、セル積層位置決め精度の低下が生じることが、起こらない。 Next, the operation and effect of the present invention will be described.
At the time of cell formation, modularization, or stacking, the separator 18 is applied to the reference portion 34 of the assembly jig. The adhesive 32 does not protrude from the tip of the projection. For this reason, unlike the conventional case, the adhesive that has protruded from the edge of the separator adheres to the reference portion of the assembling jig, which does not reduce the cell stacking positioning accuracy.

また、ＭＥＡを挟んだ、アノード側のセパレータ１８の突起３３ａとカソード側のセパレータ１８の突起３３ｂとで、セル積層方向（セパレータ積層方向と同じ）に見た際の突起の位置を積層方向と直交する方向にずらしたので、突起３３を基準部３４に押し当てた反力を受けて突起３３がセル積層方向に変形しても突起３３ａと突起３３ｂが接触することがなく、セパレータ１８を組立治具の基準部３４に当てた時の、セパレータ１８の変形による電気的短絡を防止できる。 In addition, the projection 33a of the separator 18 on the anode side and the projection 33b of the separator 18 on the cathode side sandwiching the MEA make the position of the projection when viewed in the cell stacking direction (the same as the separator stacking direction) orthogonal to the stacking direction. The projections 33a and 33b do not come into contact with each other even when the projections 33 are deformed in the cell stacking direction due to the reaction force of pressing the projections 33 against the reference portions 34, and the separator 18 is assembled and fixed. It is possible to prevent an electrical short circuit due to deformation of the separator 18 when the separator 18 is applied to the reference portion 34 of the tool.

また、マニホールド２６、２７、２８のうち突起３３の近傍に位置するマニホールドに梁３７を設けた場合は、そのマニホールドと突起３３が形成された縁部との間のセパレータ部分３８を補強でき、突起３３を基準部３４に押し当てた反力を受けてもセパレータ部分３８が変形することを防止できる。その結果、高精度の位置決めが可能である。また、突起３３を基準部３４に強く押し当てても、マニホールドと突起３３が形成された縁部との間のセパレータ部分３８が損傷することがなく、セパレータの強度上の信頼性も上がる。 When the beam 37 is provided on the manifold located near the projection 33 among the manifolds 26, 27, and 28, the separator portion 38 between the manifold and the edge where the projection 33 is formed can be reinforced, Deformation of the separator portion 38 can be prevented even when the separator portion 38 receives the reaction force of pressing the reference portion 33 against the reference portion 34. As a result, highly accurate positioning is possible. Further, even if the protrusion 33 is strongly pressed against the reference portion 34, the separator portion 38 between the manifold and the edge on which the protrusion 33 is formed is not damaged, and the reliability of the separator is improved.

図８、図９、図１０に示すように、隣接するセパレータ１８の周囲長さを変えて隣接するセパレータ１８のサイズを変えた場合は、サイズが小の方のセパレータ１８Ｂの端面３９（セル積層方向に延びる面、マニホールドの場合は端縁４４の端面）と、サイズが大の方のセパレータ１８Ａのセパレータ面４０（セル積層方向と直交する面、マニホールドの場合は端縁４３のセパレータ面）とによって、サイズが小の方のセパレータ１８Ｂの端面３９の外側（マニホールドの場合は端縁４４の端面の内側）に、接着剤溜まり４１が形成されるので、隣接するセパレータ１８間の接着剤３２が隣接するセパレータ１８で押圧されてはみ出しても、接着剤溜まり４１にはみ出すだけでそれより外側にあるサイズが大の方のセパレータ１８Ａより外側（マニホールドの場合は端縁４３の端面の内側）にはみ出すことが抑制される。したがって、接着剤３２が突起３３の先端部まではみ出すことはない。そのため、従来のように接着剤がセパレータ縁部からはみ出したり、あるいはセパレータ縁部からはみ出した接着剤が、組立治具の基準部に付着したりして、セル積層位置決め精度の低下が生じることは、起こらない。 As shown in FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, when the size of the adjacent separator 18 is changed by changing the peripheral length of the adjacent separator 18, the end surface 39 of the smaller separator 18B (the cell stack And the separator surface 40 of the larger separator 18A (the surface orthogonal to the cell stacking direction, and the separator surface of the edge 43 in the case of the manifold). As a result, the adhesive pool 41 is formed outside the end face 39 of the separator 18B having a smaller size (in the case of a manifold, inside the end face of the edge 44), so that the adhesive 32 between the adjacent separators 18 is formed. Even if it is pressed and protruded by the adjacent separator 18, it only protrudes into the adhesive reservoir 41, and the outer size is larger than the larger separator 18 A. If the manifold is suppressed protrude inwardly) of the end face of the edge 43. Therefore, the adhesive 32 does not protrude to the tip of the projection 33. For this reason, unlike the conventional case, the adhesive protrudes from the edge of the separator, or the adhesive that protrudes from the edge of the separator adheres to the reference portion of the assembling jig. Does not happen.

また、図９に示すように、セパレータ１８の外縁部またはマニホールドの端面に、曲面４２またはチャンファが形成された場合は、接着剤溜まり４１の断面の大きさが大きくなるので、接着剤溜まり４１の、セパレータ間からはみ出した接着剤を吸収する能力が大きくなり、上記のセル積層位置決め精度の低下防止効果がより一層確実に得られる。 Further, as shown in FIG. 9, when the curved surface 42 or the chamfer is formed on the outer edge portion of the separator 18 or the end face of the manifold, the size of the cross section of the adhesive reservoir 41 becomes large. In addition, the ability to absorb the adhesive protruding from between the separators is increased, and the above-described effect of preventing the decrease in the cell stacking positioning accuracy can be more reliably obtained.

また、図１１〜図１６、図１７に示すように、突起３３またはセパレータ１８の少なくとも突起３３近傍に接着剤溜まり４１が形成されている場合は、セパレータ間からはみ出さそうとする接着剤３２が接着剤溜まり４１がによって吸収され、突起３３の先端からはみ出すことが抑制され、突起３３先端からはみ出した接着剤が、組立治具の基準部に付着したりして、セル積層位置決め精度の低下が生じることは、起こらない。
また、接着剤溜まり４１が突起３３またはセパレータ１８の少なくとも突起３３近傍に形成されているので、接着剤３２の突起先端からのはみ出しが効果的に抑制される。 In addition, as shown in FIGS. 11 to 16 and 17, when the adhesive pool 41 is formed at least in the vicinity of the protrusion 33 or the protrusion 33 of the separator 18, the adhesive 32 that is going to protrude from between the separators is bonded. The agent pool 41 is absorbed by the protrusions 33 and is prevented from protruding from the tips of the projections 33, and the adhesive protruding from the tips of the projections 33 adheres to the reference portion of the assembly jig, thereby lowering the cell stacking positioning accuracy. Things don't happen.
Further, since the adhesive reservoir 41 is formed at least in the vicinity of the protrusion 33 or the protrusion 33 of the separator 18, the protrusion of the adhesive 32 from the tip of the protrusion is effectively suppressed.

また、図１１〜図１６、図１７に示すように、接着剤溜まり４１が突起３１を含むセパレータ１８の表面に形成された凹部４５または凹状段部４６から構成される場合は、接着剤溜まり４１の断面の大きさが大きくなるので、接着剤溜まり４１の、セパレータ間からはみ出した接着剤を吸収する能力が大きくなり、上記のセル積層位置決め精度の低下防止効果がより一層確実に得られる。 In addition, as shown in FIGS. 11 to 16 and 17, when the adhesive pool 41 is formed of a concave portion 45 or a concave step 46 formed on the surface of the separator 18 including the projection 31, the adhesive pool 41 is formed. Since the size of the cross section becomes large, the capacity of the adhesive reservoir 41 to absorb the adhesive that has overflowed between the separators is increased, and the above-described effect of preventing the decrease in the cell stacking positioning accuracy can be more reliably obtained.

本発明の燃料電池積層構造のカソード側セパレータの平面図である。It is a top view of the cathode side separator of the fuel cell laminated structure of the present invention. 本発明の燃料電池積層構造のアノード側セパレータの平面図である。It is a top view of the anode side separator of the fuel cell laminated structure of the present invention. 本発明の燃料電池積層構造のカソード側セパレータとアノード側セパレータとを重ねた時の平面図である。It is a top view when the cathode side separator and the anode side separator of the fuel cell laminated structure of the present invention are overlapped. 本発明の燃料電池積層構造のセパレータに形成した突起と組立治具の基準部の一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the protrusion formed in the separator of the fuel cell laminated structure of this invention, and the reference | standard part of an assembly jig. 本発明の燃料電池積層構造のセパレータに形成した突起と組立治具の基準部の、もう一例の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of another example of a protrusion formed on a separator having a fuel cell laminated structure of the present invention and a reference portion of an assembly jig. 図４の燃料電池積層構造の側面図である。FIG. 5 is a side view of the fuel cell stack structure of FIG. 4. 本発明の燃料電池積層構造で、マニホルド内面に突起が形成される場合の平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a case where a protrusion is formed on an inner surface of a manifold in the fuel cell stack structure of the present invention. 本発明の燃料電池積層構造の隣接セパレータを重ねた時の平面図である。It is a top view when the adjacent separator of the fuel cell laminated structure of this invention is piled up. 図８のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図８のマニホールド部とその近傍（図８のＢ部）の拡大平面図である。FIG. 9 is an enlarged plan view of the manifold part of FIG. 8 and the vicinity thereof (a part B of FIG. 8). 図８のセパレータの突起と組立治具基準の（図８のＣ部）の拡大平面図である。FIG. 9 is an enlarged plan view of the protrusion of the separator of FIG. 8 and an assembly jig reference (C portion of FIG. 8). 図１１のＤ−Ｄ断面図である。It is DD sectional drawing of FIG. 図１１のＥ−Ｅ断面図である。It is EE sectional drawing of FIG. 接着剤溜まりを対向する２つのセパレータの両方に形成した場合の、接着剤溜まりとその近傍の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an adhesive reservoir and its vicinity when an adhesive reservoir is formed on both of two opposing separators. 接着剤溜まりを対向する２つのセパレータの一方のみに形成した場合の、接着剤溜まりとその近傍の断面図である。It is sectional drawing of an adhesive pool and its vicinity when an adhesive pool is formed only in one of two opposing separators. 接着剤塗布量を少なくした場合の接着剤とその近傍の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an adhesive when the amount of adhesive applied is reduced and the vicinity thereof. セパレータに形成した接着剤溜まりを凹状段部から構成した場合の接着剤溜まりとその近傍の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an adhesive pool and its vicinity when an adhesive pool formed on a separator is constituted by concave steps. 燃料電池のスタックの側面図である。It is a side view of a stack of a fuel cell. 図１８のスタックの一部の断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of a portion of the stack of FIG.

Explanation of reference numerals

１０（固体高分子電解質型）燃料電池
１１電解質膜
１２、１５触媒層
１３、１６拡散層
１４電極（アノード、燃料極）
１７電極（カソード、空気極）
１８セパレータ
１８Ａ周囲長さが長い方のセパレータ
１８Ｂ周囲長さが短い方のセパレータ
１９セル
２０ターミナル
２１インシュレータ
２２エンドプレート
２３スタック
２４締結部材（テンションプレート）
２５ボルト
２６冷媒流路（冷却水流路）
２７燃料ガス流路
２８酸化ガス流路
２９冷媒マニホールド
３０燃料ガスマニホールド
３１酸化ガスマニホールド
３２接着剤
３２Ｒガスケット
３３突起
３３ａアノード側セパレータの突起
３３ｂカソード側セパレータの突起
３４組立治具の基準部
３５マニホールドの第１の長手方向辺
３６マニホールドの第２の長手方向辺
３７梁
３８第１の長手方向辺とセパレータ縁部との間の細長いセパレータ部分
３９周囲長さが短い方のセパレータ１８Ｂの外縁部の端面
４０周囲長さが長い方のセパレータ１８Ａの外縁部のセパレータ面
４１接着剤溜まり
４２曲面またはチャンファ
４３マニホールド周長長さが短い方のセパレータ端縁
４４マニホールド周長長さが長い方のセパレータ端縁
４５凹部
４６凹状段部 Reference Signs List 10 (Solid polymer electrolyte type) fuel cell 11 Electrolyte membrane 12, 15 Catalyst layer 13, 16 Diffusion layer 14 Electrode (anode, fuel electrode)
17 electrodes (cathode, air electrode)
18 Separator 18A Separator 18B with a longer perimeter Length separator 19 with a shorter perimeter 19 Cell 20 Terminal 21 Insulator 22 End plate 23 Stack 24 Fastening member (tension plate)
25 Volt 26 Refrigerant flow path (cooling water flow path)
27 Fuel gas channel 28 Oxidizing gas channel 29 Refrigerant manifold 30 Fuel gas manifold 31 Oxidizing gas manifold 32 Adhesive 32R Gasket 33 Projection 33a Anode-side separator protrusion 33b Cathode-side separator protrusion 34 Reference part 35 of assembly jig First longitudinal side 36 Second longitudinal side 37 of manifold 37 Beam 38 Slender separator portion 39 between first longitudinal side and separator edge End face of outer edge of separator 18B with shorter perimeter 40 Separator surface 41 at the outer edge of separator 18A having a longer peripheral length Adhesive reservoir 42 Curved surface or chamfer 43 Separator edge with shorter manifold circumference 44 Separator edge with longer manifold circumference 45 Recess 46 Concave shape Step

Claims

A fuel cell laminated structure in which a protrusion is formed on an edge of a separator of a fuel cell, the protrusion protruding inward from the edge and having a tip portion to be applied to a reference portion of an assembly jig at the time of assembling the fuel cell.

The protrusion has such a protruding height that an adhesive as a sealing material between the separators or between the separator and the MEA does not protrude from the tip of the protrusion when the MEA and the separator are combined to form a single cell. Item 2. The fuel cell laminated structure according to Item 1.

A fuel cell in which a protrusion is formed at an edge of a separator of a fuel cell so as to protrude in the cell surface direction from the edge, and the positions of the protrusions are shifted between adjacent separators so as not to overlap when viewed in the stacking direction. Laminated structure.

The fuel cell stack according to claim 1, wherein the separator has a rectangular shape, and wherein the protrusion is formed near a corner of the rectangular shape of the separator.

The fuel cell stack according to claim 1 or 3, wherein the adjacent separators have different peripheral lengths.

The fuel cell stack according to claim 5, wherein a curved surface or a chamfer is formed on an end surface of the separator.

The fuel cell stack structure according to claim 1 or 3, wherein an adhesive reservoir is formed at least in the vicinity of the protrusion or the protrusion of the separator.

The fuel cell laminate structure according to claim 7, wherein the adhesive reservoir is formed by a concave portion or a concave step formed on the surface of the separator.