絕緣結構體、燃料電池以及燃料電池堆的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃料電池堆的絕緣結構體或者構成燃料電池堆的燃料電池的絕緣結構體、和使用該絕緣結構體的燃料電池以及燃料電池堆。
【背景技術】
[0002]以往，提出一種燃料電池堆，該燃料電池堆通過形成沿著層疊體的位移方向組裝有彈簧元件的結構，不增加零件個數、層疊體整體的容積就能夠提高層疊體的共振頻率(固有頻率)(參照專利文獻I。)。
[0003]該燃料電池堆具有:層疊體，其是層疊多個四邊形板狀的單元電池而成的；端板，其配置在層疊體的電池層疊方向的兩端面；一對連接板，在將與層疊體的層疊方向平行的四個面表示為在周向上的第I?第4外周面時，該一對連接板配置在了第2外周面和第4外周面，并且，具有肋，其分別將兩端板和各個連接板相連結，一對連接板中的至少一者沿著單體層疊方向與該肋平行且該肋按壓層疊體。
[0004]專利文獻1:日本國特開號公報

【發明內容】

_5] 發明要解決的問題
[0006]但是，對于專利文獻I所記載的燃料電池堆而言，例如，為了增加連結板的共振頻率，重要的是使燃料電池堆、連結板的彈簧常數增加。另一方面，在該情況下，因為連結板和燃料電池堆的接觸載荷增加，所以該部分需要是對于連結板的反作用力具有充分的強度的結構。因此，彈簧常數增加的自由度受到限制。
[0007]本發明是鑒于這樣的以往技術中所存在的課題而做成的。而且，本發明的目的在于提供一種通過高反作用力實現了高彈簧常數的設置的燃料電池的絕緣結構體和使用該絕緣結構體的燃料電池以及燃料電池堆。
_8] 用于解決問題的方案
[0009]本發明的發明人們為了實現上述目的而反復進行潛心研究。而且，其結果發現，能夠利用如下結構實現上述目的，從而完成本發明，該結構具有:連結部，其位于燃料電池堆或者燃料電池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于連結部，位于由一對分隔件和框架所圍成的區域。
[0010]S卩、本發明的絕緣結構體是燃料電池堆的絕緣結構體或者構成燃料電池堆的燃料電池的絕緣結構體，該燃料電池堆具有:膜電極接合體，其在四周具有框架；一對分隔件，其用于夾持框架和膜電極接合體，并且該燃料電池堆是通過層疊多個這些構件而形成的。而且，本發明的絕緣結構體具有:連結部，其位于燃料電池堆或者燃料電池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于連結部，位于由一對分隔件和框架所圍成的區域。
[0011]另外，本發明的燃料電池或者燃料電池堆具有上述本發明的絕緣結構體。
[0012]而且，本發明的燃料電池或者燃料電池堆的制造方法是如下制造方法:在制造上述本發明的燃料電池或者燃料電池堆時，在燃料電池或者燃料電池堆的一體化工序中設置絕緣結構體。
_3] 發明的效果
[0014]采用本發明，形成如下結構，該結構具有:連結部，其位于燃料電池堆或者燃料電池的外周部的至少一部分；突起部，其形成于連結部，位于由一對分隔件和框架所圍成的區域。因此，能夠提供一種通過高反作用力實現高彈簧常數的設置、并且能夠防止、甚至抑制絕緣部破損的燃料電池堆的絕緣結構體或者構成燃料電池堆的燃料電池的絕緣結構體、使用該絕緣結構體的燃料電池以及燃料電池堆。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示用于說明本發明的第I實施例的燃料電池堆的分解狀態的立體圖。
[0016]圖2是表示用于說明本發明的第I實施例的燃料電池堆的組裝后的立體圖。
[0017]圖3是說明構成圖1所示的燃料電池堆的燃料電池的、分解狀態的俯視圖。
[0018]圖4是表示用于說明構成圖1所示的燃料電池堆的燃料電池的組裝后的俯視圖。
[0019]圖5是表示沿著圖1中的V-V線的燃料電池堆的局部剖視圖。
[0020]圖6是表示沿著圖3中的V1-VI線的本發明的第I實施例的絕緣結構體的局部剖視圖。
[0021]圖7是表示本發明的第2實施例的燃料電池堆的局部剖視圖。
[0022]圖8是說明本發明的第3實施例的絕緣結構體的立體圖。
[0023]圖9是表示本發明的第4實施例的燃料電池堆的制造方法的一例的說明圖。
[0024]圖10是表示搭載有本發明的第5實施例的燃料電池堆的車輛的示意圖。
[0025]圖11是表示用于說明本發明的第5實施例的燃料電池堆的分解狀態的立體圖。
[0026]圖12是表示用于說明第5實施例的燃料電池堆的組裝后的立體圖。
[0027]圖13是表示用于說明構成圖10所示的燃料電池堆的燃料電池的組裝后的俯視圖。
[0028]圖14是表示沿著圖13中S-S’線的燃料電池堆的局部剖視圖。
[0029]圖15是表示圖14所示的燃料電池堆的局部放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0030]以下，參照附圖，詳細說明本發明的絕緣結構體、使用該絕緣結構體的燃料電池以及燃料電池堆、燃料電池或者燃料電池堆的制造方法。
[0031](第I實施例)
[0032]圖1是表示說明本發明的第I實施例的燃料電池堆的分解狀態的立體圖。另外，圖2是表示說明本發明的第I實施例的燃料電池堆的組裝后的立體圖。還有，圖3是說明構成圖1所示的燃料電池堆的燃料電池的分解狀態的俯視圖。另外，圖4是表示說明構成圖1所示的燃料電池堆的燃料電池的組裝后的俯視圖。另外，圖5是表示沿著圖1中的V-V線的燃料電池堆的局部剖視圖。
[0033]在圖1所示的燃料電池堆FS中，在呈矩形板狀的燃料電池C的層疊體S的層疊方向的一端部(圖1中的右側端部)隔著集電板54A和間隔件55設置有端板56A，并且在另一端部隔著集電板54B設置有端板56B。另外，在燃料電池堆FS中，在層疊體S的成為燃料電池C的長邊側的兩個面(圖1中的上下面)設置有連接板57A、57B，并且在成為短邊側的兩個面設置有加強板58A、58B。
[0034]而且，燃料電池堆FS利用螺釘B將各連接板57A、57B和加強板58A、58B與兩端板56A、56B相連結。這樣一來，燃料電池堆FS形成為圖2所示的箱體型結構，沿著層疊體S的層疊方向約束層疊體S并對層疊體S加壓，從而對各個燃料電池C施加規定的接觸面壓力，維持良好的氣密性、導電性等。
[0035]在燃料電池堆FS中也將燃料電池C稱為單電池，如圖3所示，該燃料電池C具有:膜電極接合體I，其在四周具有框架51 ;—對分隔件2、2，其用于夾持框架51和膜電極接合體I ;絕緣結構體3，其用于確保分隔件2彼此之間的絕緣性、分隔件2和連接板57A、57B、加強板58A、58B之間的絕緣性。另外，在后面進行詳細描述，絕緣結構體3具有用于確保分隔件2彼此之間的絕緣性的突起部和用于確保分隔件2和連接板57A、57B、加強板58A、58B之間的絕緣性的連結部。
[0036]膜電極接合體I通常被稱為MEA(Membrane Electrode Assembly)，如圖5所示，具有將由固體高分子形成的電解質層IB夾在空氣極層IC(陰極)和燃料極層(陽極)1A之間的結構。該膜電極接合體I在向空氣極層IC供給陰極氣體(含氧氣體?空氣)的同時，向燃料極層IA供給陽極氣體(含氫氣體)，通過電化學反應來發電。另外，作為膜電極接合體1，也包含在空氣極層IC和燃料極層IA的表面具有由碳纖維紙、多孔材質體等構成的氣體擴散層的膜電極接合體。
[0037]框架51通過樹脂成形(例如注塑成型)與膜電極接合體I 一體化，在該實施例中，將膜電極接合體I設置在中央，形成長方形形狀。另外，