特許ウォッチ

公開番号2024085054
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-26
出願番号2022199379
出願日2022-12-14
発明の名称接合方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 8/0206 20160101AFI20240619BHJP(基本的電気素子)
要約【解決手段】2つのセパレータを接合する接合方法は、第1セパレータ30と第2セパレータ32とを互いに接触させる工程と、溶接用の第1電極90aを複数の内方凸部46a(第1内方凸部)に接触させる工程と、溶接用の第2電極90bを複数の内方凸部66a(第2内方凸部)に接触させる工程と、第1電極90aと第2電極90bとの間に電流を流して外方凸部46b(第1外方凸部)と外方凸部66b(第2外方凸部)とが接触する複数箇所を溶接する工程とを含む。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
膜電極構造体と前記膜電極構造体を挟持する一対のセパレータとを有する単位セルが積層された燃料電池スタック内で隣接する２つ前記セパレータを接合する接合方法であって、
隣接する２つの前記セパレータは、第１の膜電極構造体のカソード電極を覆う第１セパレータと、第２の膜電極構造体のアノード電極を覆う第２セパレータであり、
前記第１セパレータは、前記第１の膜電極構造体の前記カソード電極に接触する第１内方凸部と、前記第２セパレータに向かって突出する第１外方凸部とを有し、
前記第２セパレータは、前記第２の膜電極構造体の前記アノード電極に接触する第２内方凸部と、前記第１セパレータに向かって突出する第２外方凸部とを有し、
前記第１セパレータと前記第２セパレータとを互いに接触させる工程と、
溶接用の第１電極を複数の前記第１内方凸部に接触させる工程と、
溶接用の第２電極を複数の前記第２内方凸部に接触させる工程と、
前記第１電極と前記第２電極との間に電流を流して前記第１外方凸部と前記第２外方凸部とが接触する複数箇所を溶接する工程と
を含む、接合方法。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
請求項１に記載の接合方法であって、
平面視において、前記第１電極及び前記第２電極が前記第１セパレータの発電エリアの全面及び前記第２セパレータの発電エリアの全面とオーバーラップした状態で、前記第１電極と前記第２電極との間に電流を流して前記第１外方凸部と前記第２外方凸部とが接触する複数箇所を溶接する、接合方法。
【請求項３】
請求項１に記載の接合方法であって、
平面視において、前記第１電極及び前記第２電極が前記第１セパレータの発電エリアの一部及び前記第２セパレータの発電エリアの一部とオーバーラップした状態で、前記第１電極と前記第２電極との間に電流を流して前記第１外方凸部と前記第２外方凸部とが接触する複数箇所を溶接する、接合方法。
【請求項４】
請求項３に記載の接合方法であって、
各々の前記発電エリアの中央側に位置する前記第１外方凸部と前記第２外方凸部との溶接を、各々の前記発電エリアの周縁側に位置する前記第１外方凸部と前記第２外方凸部との溶接よりも先に行う、接合方法。
【請求項５】
請求項１に記載の接合方法であって、
前記第１セパレータと前記第２セパレータの各々は、平面視における同位置に連通孔を有し、
前記第１セパレータの前記第１外方凸部と前記第２セパレータの前記第２外方凸部とを溶接した後に、前記第１セパレータの前記連通孔の外周部と前記第２セパレータの前記連通孔の外周部とをレーザ溶接する、接合方法。
【請求項６】
請求項１に記載の接合方法であって、
前記第１セパレータの前記第１外方凸部と前記第２セパレータの前記第２外方凸部とを接合した後に、前記第１セパレータの周縁部と前記第２セパレータの周縁部とをレーザ溶接する、接合方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタック内で隣接する２つセパレータを接合する接合方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池スタックは、複数の単位セルが積層されて構成される。各々の単位セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）と、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータ（第１セパレータ、第２セパレータ）とを備える。ＭＥＡは、固体高分子電解質膜と、アノード電極と、カソード電極とを備える。固体高分子電解質膜は、高分子イオン交換膜からなる。アノード電極は、固体高分子電解質膜の一方の面に配置される。カソード電極は、固体高分子電解質膜の他方の面に配置される。
【０００３】
各々のセパレータの両面には、セパレータの長手方向に延びる凸部が複数形成される。これにより、ＭＥＡと第１セパレータとの間には、燃料ガスを流すための流路（燃料ガス流路）と、流路を封止するためのビードシールとが形成される。また、ＭＥＡと第２セパレータとの間には、酸化剤ガスを流すための流路（酸化剤ガス流路）と、流路を封止するためのビードシールとが形成される。また、互いに隣接する２つの単位セルにおいて、一方の単位セルの第１セパレータと他方の単位セルの第２セパレータとの間には、冷却媒体を流すための流路（冷却媒体流路）が形成される。
【０００４】
特許文献１には、複数の単位セルが積層された燃料電池スタックが開示される。この燃料電池スタックにおいては、第１の単位セルの第１セパレータと第２の単位セルの第２セパレータとが接合される。具体的には、第１セパレータの凸部と第２セパレータの凸部とが溶接される。これにより、温調媒体流路（冷却媒体流路）が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－３１１０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、第１セパレータの凸部と第２セパレータの凸部との溶接にはスポット溶接が用いられる。つまり、第１セパレータの凸部と第２セパレータの凸部との接触部分を一対の電極で挟むことで、この接触部分を溶接する。第１セパレータの凸部と第２セパレータの凸部との形状によっては、一対の電極の間に接触部分を配置できない場合がある。そのため、溶接を適切に行うことができない。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様は、膜電極構造体と前記膜電極構造体を挟持する一対のセパレータとを有する単位セルが積層された燃料電池スタック内で隣接する２つ前記セパレータを接合する接合方法であって、隣接する２つの前記セパレータは、第１の膜電極構造体のカソード電極を覆う第１セパレータと、第２の膜電極構造体のアノード電極を覆う第２セパレータであり、前記第１セパレータは、前記第１の膜電極構造体の前記カソード電極に接触する第１内方凸部と、前記第２セパレータに向かって突出する第１外方凸部とを有し、前記第２セパレータは、前記第２の膜電極構造体の前記アノード電極に接触する第２内方凸部と、前記第１セパレータに向かって突出する第２外方凸部とを有し、前記第１セパレータと前記第２セパレータとを互いに接触させる工程と、溶接用の第１電極を複数の前記第１内方凸部に接触させる工程と、溶接用の第２電極を複数の前記第２内方凸部に接触させる工程と、前記第１電極と前記第２電極との間に電流を流して前記第１外方凸部と前記第２外方凸部とが接触する複数箇所を溶接する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、隣接する２つのセパレータが互いに接触する部分を溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、燃料電池スタックの斜視説明図である。
図２は、燃料電池スタックの分解斜視図である。
図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。
図４は、燃料電池スタックを構成する単位セルの分解斜視説明図である。
図５は、第１セパレータをＭＥＡ側から見た平面図である。
図６は、第２セパレータをＭＥＡ側から見た平面図である。
図７は、第１セパレータを対向する第２セパレータ側から見た平面図である。
図８は、第２セパレータを対向する第１セパレータ側から見た平面図である。
図９は、接合セパレータの製造フローである。
図１０は、第１実施形態における溶接工程の説明図である。
図１１は、第２実施形態における溶接工程の説明図である。
図１２は、第２実施形態における溶接エリアの説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許