JPH0552630B2 - - Google Patents
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- JPH0552630B2 JPH0552630B2 JP60055911A JP5591185A JPH0552630B2 JP H0552630 B2 JPH0552630 B2 JP H0552630B2 JP 60055911 A JP60055911 A JP 60055911A JP 5591185 A JP5591185 A JP 5591185A JP H0552630 B2 JPH0552630 B2 JP H0552630B2
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- Japan
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- electrode
- gas diffusion
- gas
- elastic member
- diffusion electrode
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- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/242—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes comprising framed electrodes or intermediary frame-like gaskets
-
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に関するものである。
第４図から第７図には燃料電池の従来例が示さ
れている。同図に示されているように燃料電池は
ガス拡散電極である燃料極１、酸化剤極２および
これらの電極１，２間に配置された電解質層３を
有する単位電池４がセパレータ５を介して複数個
積層された電池本体６と、この電池本体６の側面
にガスケツト７を介して固着され、燃料極１およ
び酸化剤極２に図中矢印表示のように燃料ガスＰ
および酸化剤ガスＱを夫々給排するマニホールド
８とから構成されている（第４図、第５図参照）。
そして燃料極１は電極基板１ａおよび触媒層１ｂ
より構成され、酸化剤極２は電極基板２ａおよび
触媒層２ｂより構成され、これら電極基板１ａ，
２ａには夫々燃料ガスＰ、酸化剤ガスＱが流通さ
れる（第６図参照）。
れている。同図に示されているように燃料電池は
ガス拡散電極である燃料極１、酸化剤極２および
これらの電極１，２間に配置された電解質層３を
有する単位電池４がセパレータ５を介して複数個
積層された電池本体６と、この電池本体６の側面
にガスケツト７を介して固着され、燃料極１およ
び酸化剤極２に図中矢印表示のように燃料ガスＰ
および酸化剤ガスＱを夫々給排するマニホールド
８とから構成されている（第４図、第５図参照）。
そして燃料極１は電極基板１ａおよび触媒層１ｂ
より構成され、酸化剤極２は電極基板２ａおよび
触媒層２ｂより構成され、これら電極基板１ａ，
２ａには夫々燃料ガスＰ、酸化剤ガスＱが流通さ
れる（第６図参照）。
このように構成された燃料電池では電極基板１
ａ，２ａが多孔質であるため燃料極１を例にとつ
て示してある（第６図参照）ように、ガス流路９
から図中破線表示のように電極基板１ａの基板端
部（電極端部）１０内を通つて燃料極１の外部へ
のガス漏れを生じ、マニホールド８内で酸化剤ガ
スＱと燃料ガスＰとが混合することになり、運転
上望ましくない。このため電極基板１ａの電極端
部１０におけるガス漏れを防ぐシールが必要であ
る。酸化剤極２についても同様である。
ａ，２ａが多孔質であるため燃料極１を例にとつ
て示してある（第６図参照）ように、ガス流路９
から図中破線表示のように電極基板１ａの基板端
部（電極端部）１０内を通つて燃料極１の外部へ
のガス漏れを生じ、マニホールド８内で酸化剤ガ
スＱと燃料ガスＰとが混合することになり、運転
上望ましくない。このため電極基板１ａの電極端
部１０におけるガス漏れを防ぐシールが必要であ
る。酸化剤極２についても同様である。
また電池本体６には電池製作時の寸法許容差お
よび電池積層時の作業による許容差のため、ガス
ケツト７の当たる面に凹凸が生じ、電池本体６と
マニホールド８との間に空〓１１が発生してしま
う恐れがある。この結果、空〓１１からのガスリ
ークが生じ、適正な運転圧力制御ができないばか
りか、燃料ガスである水素と酸化剤ガスである酸
素との混合による爆発の危険性もあつた（第７図
参照）。
よび電池積層時の作業による許容差のため、ガス
ケツト７の当たる面に凹凸が生じ、電池本体６と
マニホールド８との間に空〓１１が発生してしま
う恐れがある。この結果、空〓１１からのガスリ
ークが生じ、適正な運転圧力制御ができないばか
りか、燃料ガスである水素と酸化剤ガスである酸
素との混合による爆発の危険性もあつた（第７図
参照）。
この電極基板１ａ，２ａの電極端部１０のシー
ルとしては分散液中に分散したふつ素ゴムを電極
端部１０に含浸したものや、電極端部１０の細孔
径を電極基板１ａ，２ａの他の部分より小さくし
電解液を保持させてウエツトシールとしたもの等
がある。しかしこれらのうち前者のふつ素ゴムを
電極端部１０に含浸したものは、電極端部１０の
細孔を十分にふさぐことができないため気密性に
欠けていた。後者のウエツトシールとしたものは
差圧や毛細管現象による電解液の移動や、蒸発に
よる電解液の減少が生じるため信頼性および耐久
性に欠けていた。またマニホールド８と電池本体
６とのシールとしては、ガスケツト７の当たる面
の凹凸部にグリース状のシール材料を塗布してい
たが、上述の電極基板１ａ，２ａの電極端部１０
と同様に信頼性および耐久性に欠けていた。なお
これらに関連するものとして例えば特開昭50−
95747号公報、特開昭58−152077号公報がある。
ルとしては分散液中に分散したふつ素ゴムを電極
端部１０に含浸したものや、電極端部１０の細孔
径を電極基板１ａ，２ａの他の部分より小さくし
電解液を保持させてウエツトシールとしたもの等
がある。しかしこれらのうち前者のふつ素ゴムを
電極端部１０に含浸したものは、電極端部１０の
細孔を十分にふさぐことができないため気密性に
欠けていた。後者のウエツトシールとしたものは
差圧や毛細管現象による電解液の移動や、蒸発に
よる電解液の減少が生じるため信頼性および耐久
性に欠けていた。またマニホールド８と電池本体
６とのシールとしては、ガスケツト７の当たる面
の凹凸部にグリース状のシール材料を塗布してい
たが、上述の電極基板１ａ，２ａの電極端部１０
と同様に信頼性および耐久性に欠けていた。なお
これらに関連するものとして例えば特開昭50−
95747号公報、特開昭58−152077号公報がある。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、
信頼性および耐久性が高く、電池本体とマニホー
ルドとの間のシール性の向上を可能とした電極端
部のシールを有する燃料電池を提供することを目
的とするものである。
信頼性および耐久性が高く、電池本体とマニホー
ルドとの間のシール性の向上を可能とした電極端
部のシールを有する燃料電池を提供することを目
的とするものである。
すなわち本発明は、ガス拡散電極の四隅で前記
ガスケツトと対向している部分に、隣辺に跨がる
切欠きを設け、該切欠きに、該切欠きと同一形状
で、かつガス拡散電極と同一厚みを有する弾力性
部材を接着し、かつガス拡散電極のガス流通方向
と平行な端部を、前記弾力性部材も含めてコの字
形のシール材料で覆うとともに、このシール材料
を前記ガス拡散電極及び前記弾力性部材と気密に
接着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。
ガスケツトと対向している部分に、隣辺に跨がる
切欠きを設け、該切欠きに、該切欠きと同一形状
で、かつガス拡散電極と同一厚みを有する弾力性
部材を接着し、かつガス拡散電極のガス流通方向
と平行な端部を、前記弾力性部材も含めてコの字
形のシール材料で覆うとともに、このシール材料
を前記ガス拡散電極及び前記弾力性部材と気密に
接着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。第１図から第３図には本発明の一実施例が
されている。なお従来と同じ部品には同じ符号を
付したので説明を省略する。本実施例ではガス拡
散電極１，２の四隅で、ガスケツト７の対向部
に、隣辺に跨がる欠切きを設け、そしてこの切欠
きに、弾力性部材１２を当てがい接着する。そし
てさらにガス拡散電極１，２のガス流通方向と平
行な電極端部１０の二辺を、コの字形のシール材
料１３で覆つた。勿論弾力性部材１２も含めてで
ある。
する。第１図から第３図には本発明の一実施例が
されている。なお従来と同じ部品には同じ符号を
付したので説明を省略する。本実施例ではガス拡
散電極１，２の四隅で、ガスケツト７の対向部
に、隣辺に跨がる欠切きを設け、そしてこの切欠
きに、弾力性部材１２を当てがい接着する。そし
てさらにガス拡散電極１，２のガス流通方向と平
行な電極端部１０の二辺を、コの字形のシール材
料１３で覆つた。勿論弾力性部材１２も含めてで
ある。
尚弾力性部材１２としては例えばふつ素ゴム等
で形成する。コの字形のシール材料１３としては
耐熱、耐酸性にすぐれたふつ素樹脂系材料例えば
PTFEまたはPFAのフイルム材料あるいはポリ
イミド樹脂系のフイルム材料が用いられる。この
コの字形のシール材料１３と電極基板１ａ，２ａ
の弾力性部材１２を含む電極端部１０とは接着さ
れる。接着するには次に述べるようにする。加熱
して溶融流動化する例えばPFAと加熱しても溶
融流動化しない例えばPTFEまたはポリイミドフ
イルムとを組み合わせて用い、溶融流動化する材
料が電極端部１０に面するように配置し、ヒート
シールしたり、PTFEフイルムをポリイミド系ワ
ニスで硬化接着したりする。
で形成する。コの字形のシール材料１３としては
耐熱、耐酸性にすぐれたふつ素樹脂系材料例えば
PTFEまたはPFAのフイルム材料あるいはポリ
イミド樹脂系のフイルム材料が用いられる。この
コの字形のシール材料１３と電極基板１ａ，２ａ
の弾力性部材１２を含む電極端部１０とは接着さ
れる。接着するには次に述べるようにする。加熱
して溶融流動化する例えばPFAと加熱しても溶
融流動化しない例えばPTFEまたはポリイミドフ
イルムとを組み合わせて用い、溶融流動化する材
料が電極端部１０に面するように配置し、ヒート
シールしたり、PTFEフイルムをポリイミド系ワ
ニスで硬化接着したりする。
このようにすることにより第６図中に破線で示
した電極基板１ａ，２ａの電極端部１０を通るガ
スリークは、連続したコの字形のシール材料１３
によつてシールされるようになつて、差圧に影響
されないようになり、信頼性および耐久性にすぐ
れた電極端部１０のガスシールが得られる。ま
た、電極端部１０のガスケツト７に対向する部分
が弾力性を有するため、第７図に示した積層面の
凹凸のうち電極基板１ａ，２ａによる凸部は第３
図に示されているように、弾力性を有する部分の
変形により吸収可能となる。
した電極基板１ａ，２ａの電極端部１０を通るガ
スリークは、連続したコの字形のシール材料１３
によつてシールされるようになつて、差圧に影響
されないようになり、信頼性および耐久性にすぐ
れた電極端部１０のガスシールが得られる。ま
た、電極端部１０のガスケツト７に対向する部分
が弾力性を有するため、第７図に示した積層面の
凹凸のうち電極基板１ａ，２ａによる凸部は第３
図に示されているように、弾力性を有する部分の
変形により吸収可能となる。
このように本発明は電極基板１ａ，２ａの電極
端部１０が連続した膜で覆われる構造となり信頼
性および耐久性にすぐれたシール構造が得られる
と共に、マニホールドシール面が弾力性のある材
料で形成されるため、積層時に生じてしまう凹凸
の吸収が可能となり、そしてこのようなシールの
良好なものを得るにも、電極板は従来と同様の形
状であり、積層作業は従来と変りなくでき、特に
シールのための作業は不要となる。
端部１０が連続した膜で覆われる構造となり信頼
性および耐久性にすぐれたシール構造が得られる
と共に、マニホールドシール面が弾力性のある材
料で形成されるため、積層時に生じてしまう凹凸
の吸収が可能となり、そしてこのようなシールの
良好なものを得るにも、電極板は従来と同様の形
状であり、積層作業は従来と変りなくでき、特に
シールのための作業は不要となる。
なお、以上の実施例において電極基板１ａ，２
ａに設けた切欠き部の形状は図示のようにＬ字形
に限るものではなく、正方形、長方形等任意の形
状でよい。
ａに設けた切欠き部の形状は図示のようにＬ字形
に限るものではなく、正方形、長方形等任意の形
状でよい。
以上説明してきたように本発明は、ガス拡散電
極の四隅でガスケツトと対向している部分に、隣
辺に跨がる切欠きを設け、この切欠きに、該切欠
きと同一形状で、かつガス拡散電極と同一厚みを
有する弾力性部材を接着し、かつガス拡散電極の
ガス流通方向と平行な端部を、前記弾力性部材も
含めてコの字形のシール材料で覆うとともに、こ
のシール材料をガス拡散電極及び前記弾力性部材
と気密に接着するようになしたから、ガス拡散電
極の基板内を貫通して漏れようとするガスはコの
字形のシール材料で充分に防止され、またマニホ
ールド合せ目からのガス漏れは、前記電極四隅の
切欠きに嵌合接着されている弾力性部材が電極積
層時に生ずる凹凸を吸収するので、両者は充分間
〓なく密着して防止され、また電極隣接辺間のガ
ス漏れ、すなわち弾力性部材が電極に接着されて
いる部分の界面割れによる漏れは、コの字形のシ
ール材料が弾力性部材も含めて電極端部に施され
ているので、このコの字形のシール材料よりシー
ルされ、さらにこの弾力性部材が電極の四隅切欠
きに合わされ、コの字形のシール材料で一対化さ
れているので、電極板の積層作業は従来と何等変
ることなく行うことができる。
極の四隅でガスケツトと対向している部分に、隣
辺に跨がる切欠きを設け、この切欠きに、該切欠
きと同一形状で、かつガス拡散電極と同一厚みを
有する弾力性部材を接着し、かつガス拡散電極の
ガス流通方向と平行な端部を、前記弾力性部材も
含めてコの字形のシール材料で覆うとともに、こ
のシール材料をガス拡散電極及び前記弾力性部材
と気密に接着するようになしたから、ガス拡散電
極の基板内を貫通して漏れようとするガスはコの
字形のシール材料で充分に防止され、またマニホ
ールド合せ目からのガス漏れは、前記電極四隅の
切欠きに嵌合接着されている弾力性部材が電極積
層時に生ずる凹凸を吸収するので、両者は充分間
〓なく密着して防止され、また電極隣接辺間のガ
ス漏れ、すなわち弾力性部材が電極に接着されて
いる部分の界面割れによる漏れは、コの字形のシ
ール材料が弾力性部材も含めて電極端部に施され
ているので、このコの字形のシール材料よりシー
ルされ、さらにこの弾力性部材が電極の四隅切欠
きに合わされ、コの字形のシール材料で一対化さ
れているので、電極板の積層作業は従来と何等変
ることなく行うことができる。
第１図は本発明の燃料電池の一実施例の電極基
板平面の部分断面図、第２図は同じく一実施例の
電極基板の正面図、第３図は同じく一実施例の積
層電池の部分断面図、第４図は従来の燃料電池の
斜視図、第５図は従来の燃料電池の部分断面図、
第６図は従来の燃料電池の電極端部の縦断側面
図、第７図は従来の燃料電池の側面図である。 １……燃料極（ガス拡散電極）、１ａ……電極
基板、２……酸化剤極（ガス拡散電極）、２ａ…
…電極基板、３……電解質層、４……単位電池、
５……セパレータ、６……電池本体、７……ガス
ケツト、８……マニホールド、９……ガス流路、
１０……電極端部（電極基板の端部）、１１……
空〓、１２，１２ａ……弾力性部材、１３……コ
の字形のシール材料、１４……接着層。
板平面の部分断面図、第２図は同じく一実施例の
電極基板の正面図、第３図は同じく一実施例の積
層電池の部分断面図、第４図は従来の燃料電池の
斜視図、第５図は従来の燃料電池の部分断面図、
第６図は従来の燃料電池の電極端部の縦断側面
図、第７図は従来の燃料電池の側面図である。 １……燃料極（ガス拡散電極）、１ａ……電極
基板、２……酸化剤極（ガス拡散電極）、２ａ…
…電極基板、３……電解質層、４……単位電池、
５……セパレータ、６……電池本体、７……ガス
ケツト、８……マニホールド、９……ガス流路、
１０……電極端部（電極基板の端部）、１１……
空〓、１２，１２ａ……弾力性部材、１３……コ
の字形のシール材料、１４……接着層。
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個積層さ
れた電池本体と、この電池本体の側面に配置さ
れ、かつ前記電池本体にガスを給排するマニホー
ルドとを備え、前記単位電池はガス流路を有する
一対のガス拡散電極、及びこれらガス拡散電極間
に配置され、かつ電解質を保持するマトリツクス
を有し、前記電池本体と前記マニホールドとはガ
スケツトを介してシールされている燃料電池にお
いて、 前記ガス拡散電極の四隅で前記ガスケツトと対
向している部分に、隣辺に跨がる切欠きを設け、
該切欠きに、該切欠きと同一形状で、かつガス拡
散電極と同一厚みを有する弾力性部材を接着し、
かつガス拡散電極のガス流通方向と平行な端部
を、前記弾力性部材も含めてコの字形のシール材
料で覆うとともに、このシール材料を前記ガス拡
散電極及び前記弾力性部材と気密に接着するよう
にしたことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055911A JPS61216254A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055911A JPS61216254A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216254A JPS61216254A (ja) | 1986-09-25 |
| JPH0552630B2 true JPH0552630B2 (ja) | 1993-08-05 |
Family
ID=13012297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055911A Granted JPS61216254A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61216254A (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58169669U (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-12 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池のマニホルド取付装置 |
| JPS58193467U (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-22 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池 |
| JPS5968171A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-18 | Toshiba Corp | 燃料電池用電極 |
| JPS5998573U (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-04 | 三洋電機株式会社 | 燃料電池 |
| JPS59132572A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-07-30 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60055911A patent/JPS61216254A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61216254A (ja) | 1986-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |