JPH0425675B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0425675B2 JPH0425675B2 JP59063363A JP6336384A JPH0425675B2 JP H0425675 B2 JPH0425675 B2 JP H0425675B2 JP 59063363 A JP59063363 A JP 59063363A JP 6336384 A JP6336384 A JP 6336384A JP H0425675 B2 JPH0425675 B2 JP H0425675B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- battery
- electrolyte
- electrode
- electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0273—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes with sealing or supporting means in the form of a frame
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料電池に係り、特に、積層作業に有
利な単位電池の構造に関する。
利な単位電池の構造に関する。
従来、燃料電池を構成する単位電池は第１図に
示すように夫々ガス流路を持つ二枚の電極板１，
１′の反ガス流路側の面に触媒層２，２′を設け、
そしてこの触媒層間に電解質層３を挟んでいる。
尚この場合電極のガス流路の方向が、お互いに交
差する様に貼り合せられている。電極板１，１′
は、燃料ガスあるいは空気を、ガス流路から触媒
層２へ導くため、ガス粒子が通過出来る細孔を有
している。この様に構成された単位電池は複数枚
積層され、そして外部からガスを電池に供給排出
するためのマニホールド５がその側面に取りつけ
られている。
示すように夫々ガス流路を持つ二枚の電極板１，
１′の反ガス流路側の面に触媒層２，２′を設け、
そしてこの触媒層間に電解質層３を挟んでいる。
尚この場合電極のガス流路の方向が、お互いに交
差する様に貼り合せられている。電極板１，１′
は、燃料ガスあるいは空気を、ガス流路から触媒
層２へ導くため、ガス粒子が通過出来る細孔を有
している。この様に構成された単位電池は複数枚
積層され、そして外部からガスを電池に供給排出
するためのマニホールド５がその側面に取りつけ
られている。
第２図において、このマニホールド５は電池と
の合せ面からガスが電池外部に洩れ出さぬように
ガスケツト６やシール剤で積層電池との接触面を
シールする必要がある。しかし前述の様に電極板
１は多孔質であるため、この孔部を介して図中矢
印の方向にガスの漏洩が発生する。このため、電
極板１の端部は、特に細孔にしたり、又孔に樹脂
を含浸させるなどの方法で緻密にするか、特殊な
フイルムで包むなどの方法が採られている。しか
し、この様な対策をしても未だ充分とは云えな
い。何故ならば、積層時に発生する単位電池のズ
レにより、マニホールド５と積層電池の接触面に
凹凸が生じ、シールが不完全となりやすいためで
ある。
の合せ面からガスが電池外部に洩れ出さぬように
ガスケツト６やシール剤で積層電池との接触面を
シールする必要がある。しかし前述の様に電極板
１は多孔質であるため、この孔部を介して図中矢
印の方向にガスの漏洩が発生する。このため、電
極板１の端部は、特に細孔にしたり、又孔に樹脂
を含浸させるなどの方法で緻密にするか、特殊な
フイルムで包むなどの方法が採られている。しか
し、この様な対策をしても未だ充分とは云えな
い。何故ならば、積層時に発生する単位電池のズ
レにより、マニホールド５と積層電池の接触面に
凹凸が生じ、シールが不完全となりやすいためで
ある。
この様に、従来の電池は、電極の端部をシール
したとしても完全なシールが期待出来なく安全性
に問題が残つていた。
したとしても完全なシールが期待出来なく安全性
に問題が残つていた。
本発明の目的は、電極の端部を電極自体から独
立させることにより作業性が良く、シール性の高
い単位電池を提供するにある。
立させることにより作業性が良く、シール性の高
い単位電池を提供するにある。
すなわち本発明は、単位電池を次のものより構
成するようになしたのである。
成するようになしたのである。
すなわち、
絶縁材料にて枠状体に形成されるとともに、そ
の枠辺が対向辺に対して両側辺が段差を有するよ
うに井桁状に形成され、かつその枠状態の厚み方
向中央部の内側壁に所定の幅を有する凹部を有す
る枠体と、 この枠体の一側面の低い段差部側に納められた
一つの電極と、 枠体の反対側の低い段差部側に納められたもう
一つの電極と、 この２つの電極間でかつ前記枠体の凹部に充填
された電解質と、から形成するようになし所期の
目的を達成するようにしたものである。
の枠辺が対向辺に対して両側辺が段差を有するよ
うに井桁状に形成され、かつその枠状態の厚み方
向中央部の内側壁に所定の幅を有する凹部を有す
る枠体と、 この枠体の一側面の低い段差部側に納められた
一つの電極と、 枠体の反対側の低い段差部側に納められたもう
一つの電極と、 この２つの電極間でかつ前記枠体の凹部に充填
された電解質と、から形成するようになし所期の
目的を達成するようにしたものである。
以下図示した実施例に基づいて本発明を説明す
る。
る。
第３図において、電極１に解媒層２を塗布し、
これに弗素樹脂で井桁構造に一体成形した枠７
を、ガス流路が枠と平行する様に取りつける。反
対側に一方の電極１′を枠７と平行する様に（両
電極のガス流路が交差する様に、）取りつける。
すなわち枠７は次のように形成されているのであ
る。正方形をなした絶縁厚板の片面に両側端を残
して一方向にのびた溝７ａが設けられ、又反対側
の面にも同様な溝が設けられるが、この溝同志は
交差するように設けられ、又溝同志は板の厚み方
向に貫通している。いわゆる井桁状に形成されて
いるのである。
これに弗素樹脂で井桁構造に一体成形した枠７
を、ガス流路が枠と平行する様に取りつける。反
対側に一方の電極１′を枠７と平行する様に（両
電極のガス流路が交差する様に、）取りつける。
すなわち枠７は次のように形成されているのであ
る。正方形をなした絶縁厚板の片面に両側端を残
して一方向にのびた溝７ａが設けられ、又反対側
の面にも同様な溝が設けられるが、この溝同志は
交差するように設けられ、又溝同志は板の厚み方
向に貫通している。いわゆる井桁状に形成されて
いるのである。
そしてこれらの溝に夫々電極１，１′が納めら
れるわけである。この場合この溝に合うように電
極が納められるので電極は長方形となる。
れるわけである。この場合この溝に合うように電
極が納められるので電極は長方形となる。
さらに枠７には第４図に示すように、枠の厚み
方向中央部に、電解質層３を配置するための凹部
８が設けられている。
方向中央部に、電解質層３を配置するための凹部
８が設けられている。
この凹部８や溝７ａに電解質層３及び電極１，
１′が夫々当てがわれる。
１′が夫々当てがわれる。
このように各部品が当てがわれた単位電池を、
その厚み方向に締めつけることにより、電極１，
１′をこの溝に完全にしずめる。電極１，１′間の
電解質はその押圧力により水平方向につぶし伸ば
され、枠７の凹部８に充填される。このように形
成された電池であると、燃料ガスは、ガス圧力に
依つてガス流路から電極端部細孔部を経由して外
部へ漏洩しようとするが、枠７に方向を変えら
れ、一方はセパレーター４、一方は電解質層３に
よつて進路をはばまれ漏洩が停止する。また、空
気側についても同じことが云える。この単位電池
は複数箇を積層後、ガスを給排出するためのマニ
ホールド５を取りつけるが、この電池の周囲は、
一定寸法に成形された枠７の側壁面だけであるの
で、積層時のズレは極めて少なくなり、マニホー
ルドと積層電池間のシールは完全となる。又積層
時にセパレーターを電池と別々に積層しないので
作業も容易となる。このように本実施例に依れ
ば、ガスが電極を通して漏洩することが無いの
で、電極に特別なガスシールの必要が無い。単位
電池間の積層ズレを少なくすることが出来るの
で、マニホールドと積層電池間のシールが完全と
なり、安全性の高い電池を提供することが出来
る。また、前述した電解質が充填される凹部の幅
を適当に調節すれば、電解質を所望の厚さとする
ことができ、又一定に保つことが出来るので、従
来電解質の厚みを保つに必要であつたスペーサー
は不必要となる。
その厚み方向に締めつけることにより、電極１，
１′をこの溝に完全にしずめる。電極１，１′間の
電解質はその押圧力により水平方向につぶし伸ば
され、枠７の凹部８に充填される。このように形
成された電池であると、燃料ガスは、ガス圧力に
依つてガス流路から電極端部細孔部を経由して外
部へ漏洩しようとするが、枠７に方向を変えら
れ、一方はセパレーター４、一方は電解質層３に
よつて進路をはばまれ漏洩が停止する。また、空
気側についても同じことが云える。この単位電池
は複数箇を積層後、ガスを給排出するためのマニ
ホールド５を取りつけるが、この電池の周囲は、
一定寸法に成形された枠７の側壁面だけであるの
で、積層時のズレは極めて少なくなり、マニホー
ルドと積層電池間のシールは完全となる。又積層
時にセパレーターを電池と別々に積層しないので
作業も容易となる。このように本実施例に依れ
ば、ガスが電極を通して漏洩することが無いの
で、電極に特別なガスシールの必要が無い。単位
電池間の積層ズレを少なくすることが出来るの
で、マニホールドと積層電池間のシールが完全と
なり、安全性の高い電池を提供することが出来
る。また、前述した電解質が充填される凹部の幅
を適当に調節すれば、電解質を所望の厚さとする
ことができ、又一定に保つことが出来るので、従
来電解質の厚みを保つに必要であつたスペーサー
は不必要となる。
第５図は、本発明の他の実施例を示す。
前述のものと異なるのは、一体成形した枠の四
角のガイド孔を設けた点である。この孔にガイド
ピン９を入れることにより、電池積層時の積層ズ
レを無くすことが出来る他、そのまま電池の締め
ボルトとして使用することが出来る。この場合、
四本の締めボルトの間隔が、従来のものより狭く
なるので締金具を小形化することが出来る。
角のガイド孔を設けた点である。この孔にガイド
ピン９を入れることにより、電池積層時の積層ズ
レを無くすことが出来る他、そのまま電池の締め
ボルトとして使用することが出来る。この場合、
四本の締めボルトの間隔が、従来のものより狭く
なるので締金具を小形化することが出来る。
第６図は、枠を棒状体を組合せて製作したもの
で、枠を構成する材料を直線状に成形し、四つの
角を枠と同じ材質のリベツトで固定したもので、
この場合は枠を成形するための成形雇、あるいは
プレスなど成形装置を必要としないので、簡単に
実施出来る利点がある。
で、枠を構成する材料を直線状に成形し、四つの
角を枠と同じ材質のリベツトで固定したもので、
この場合は枠を成形するための成形雇、あるいは
プレスなど成形装置を必要としないので、簡単に
実施出来る利点がある。
第７図は、別の応用例を示す図で、一体に成形
した枠７の電解質との接触面に凹条部１０を設
け、この凹条部と接触する電解質層で通路を構成
し、この通路は枠の側面に設けた小孔１１と連絡
している。この小孔１１は、更に、導管１２を通
つて電池外部の電解液補給槽につながつている。
電解液は補給槽より単位電池を構成する枠７の小
孔１１に達し、枠の凹条部１０を経由して電解質
層３に達する。この例では枠７を電解液通路とし
て利用出来るので電解液の補給が簡単に出来る。
した枠７の電解質との接触面に凹条部１０を設
け、この凹条部と接触する電解質層で通路を構成
し、この通路は枠の側面に設けた小孔１１と連絡
している。この小孔１１は、更に、導管１２を通
つて電池外部の電解液補給槽につながつている。
電解液は補給槽より単位電池を構成する枠７の小
孔１１に達し、枠の凹条部１０を経由して電解質
層３に達する。この例では枠７を電解液通路とし
て利用出来るので電解液の補給が簡単に出来る。
本発明によれば、電極の両側端部は枠におおわ
れるので電極自体の端部シールを行なう必要が無
く、またセパレーターが単位電極と一体となつて
いるので組立が簡単である他、単位電池間の周囲
端部を揃えるだけでよいので、電池全体の側面は
揃えやすく積層電池とマニホールド間の凹凸が少
なくなりシール性が向上し、電池運転時の安全性
が高くなる。
れるので電極自体の端部シールを行なう必要が無
く、またセパレーターが単位電極と一体となつて
いるので組立が簡単である他、単位電池間の周囲
端部を揃えるだけでよいので、電池全体の側面は
揃えやすく積層電池とマニホールド間の凹凸が少
なくなりシール性が向上し、電池運転時の安全性
が高くなる。
第１図は、従来の電池の斜視図、第２図は、従
来電池の断面図、第３図は本発明の単位電位の一
部破断斜視図、第４図は本発明の単位電池の要部
を示す断面図、第５図、第６図は本発明の他の実
施例を示す斜視図、第７図は、他の実施例の端部
断面図である。 １……電極、２……触媒層、３……電解質層、
７……枠。
来電池の断面図、第３図は本発明の単位電位の一
部破断斜視図、第４図は本発明の単位電池の要部
を示す断面図、第５図、第６図は本発明の他の実
施例を示す斜視図、第７図は、他の実施例の端部
断面図である。 １……電極、２……触媒層、３……電解質層、
７……枠。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単位電池がセパレータを介して複数段積層さ
れた電池本体と、 該電池本体の側面に配置され、電池本体に燃料
ガス及び空気を供給排出するためのマニホールド
と、 を備え、前記単位電池がガス流路を有する２つの
電極間に電解質を挟んで形成されている燃料電池
において、 前記単位電池を、 絶縁材料にて枠状体に形成されるとともに、そ
の枠辺が対向辺に対して両側辺が段差を有するよ
うに井桁状に形成され、かつその枠状体の厚み方
向中央部の内側壁に所定の幅を有する凹部を有す
る枠体と、 該枠体の一側面の低い段差部側に納められた一
つの電極と、 該枠体の反対側の低い段差部側に納められたも
う一つの電極と、 該２つの電極間及び前記枠体の凹部に充填され
た電解質と、 から形成した。 ことを特徴とする燃料電池。 ２ 前記枠体の四角平面部にガイド孔を設け、該
ガイド孔に挿入された締付兼用のガイドピンによ
り電池本体を締付けるようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の燃料電池。 ３ 前記枠体に、枠体外部より前記凹部へ貫通す
る小孔を設け、該小孔を電池外部の電解液補給槽
に連通させたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063363A JPS60208056A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063363A JPS60208056A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208056A JPS60208056A (ja) | 1985-10-19 |
| JPH0425675B2 true JPH0425675B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=13227108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063363A Granted JPS60208056A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208056A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4818546B2 (ja) * | 2001-08-29 | 2011-11-16 | 本田技研工業株式会社 | 膜・電極構造体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58161266A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-24 | Fuji Electric Co Ltd | マトリツクス型燃料電池 |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP59063363A patent/JPS60208056A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60208056A (ja) | 1985-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |