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公開番号2024106450
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-08
出願番号2023010701
出願日2023-01-27
発明の名称燃料電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 8/0247 20160101AFI20240801BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】圧損を低減することができる燃料電池を提供する。
【解決手段】一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体を備える燃料電池であって、前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、前記一対のセパレータの内の一方の第1セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第2セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の3層構造を有し、前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、前記一対のセパレータは、前記反応ガス導出入部の流路となるリブと対向する領域に、前記接着剤層の逃げ部を有する、ことを特徴とする燃料電池。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体を備える燃料電池であって、
前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、
前記一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、
前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、
前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、
前記一対のセパレータは、前記反応ガス導出入部の流路となるリブと対向する領域に、前記接着剤層の逃げ部を有する、ことを特徴とする燃料電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１で開示されるような燃料電池（ＦＣ）に関して様々な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１４１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２枚のセパレータを絶縁するために３層構造の樹脂フレームを用いる場合、２枚のセパレータは熱プレスで樹脂フレームと接合される。３層構造の樹脂フレームは弾性体のコア層の両面に接着剤層が配置され、熱プレス時にこの接着剤層が溶解し、被着体になじみ、その後冷却することで、接着力が発揮される。
従来技術のような樹脂フレームのスリット構造だと樹脂フレーム厚みそのものが、流路高さになる。コスト低減などで薄膜化したいが、樹脂フレームを薄膜化したときに流路高さが低くなり、ガスの圧損が大きくなる。また、樹脂フレームのスリット構造だと金属異物が混入したときに、樹脂フレームのスリット部において、一対のセパレータが金属異物で連通する可能性がある。
上記から、樹脂フレームのスリット構造ではなく、セパレータにプレスで流路を設ける方法があるが、セル化時の熱により樹脂フレームの接着剤層の接着剤がセパレータの反応ガス導出入部の流路に流れ込み、流路断面積を減らし、圧損が上昇するという問題がある。従来は接着剤の流れ込み許容量を規定し、その分セパレータの流路断面積を増やすことで対応しているが、セル厚みが増してしまうという問題がある。
【０００５】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、圧損を低減することができる燃料電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示においては、以下の特徴を有する燃料電池を提供する。
一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体を備える燃料電池であって、前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、前記一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、前記一対のセパレータは、前記反応ガス導出入部の流路となるリブと対向する領域に、前記接着剤層の逃げ部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の燃料電池は、圧損を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の燃料電池の反応ガス導出入部付近の一例を示す断面模式図である。
本開示の燃料電池の反応ガス導出入部付近の別の一例を示す断面模式図である。
本開示の燃料電池の反応ガス導出入部付近のさらに別の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示においては、以下の特徴を有する燃料電池を提供する。
一対のセパレータと当該一対のセパレータの間に配置される樹脂フレーム及び膜電極ガス拡散層接合体を備える燃料電池であって、前記一対のセパレータは前記膜電極ガス拡散層接合体側の面に反応ガス流路及び当該反応ガス流路と連通し且つ反応ガスマニホールドと連通する反応ガス導出入部を有し、前記一対のセパレータの内の一方の第１セパレータが前記反応ガス導出入部を有する領域には、もう一方の第２セパレータの前記反応ガス導出入部は配置されておらず、前記樹脂フレームは、一対の接着剤層と、当該一対の接着剤層の間に配置されるコア層の３層構造を有し、前記反応ガス導出入部が配置される領域において、前記一対のセパレータは、前記樹脂フレームの前記一対の接着剤層により接着され、前記一対のセパレータは、前記反応ガス導出入部の流路となるリブと対向する領域に、前記接着剤層の逃げ部を有する。
【００１０】
本開示においては、一方のセパレータの反応ガス導出入部の流路となるリブと対向する領域にもう一方のセパレータには、樹脂フレームの接着剤層の逃げ場を設ける。これにより、樹脂フレームの接着剤層がセパレータの流路に流れ込み流路断面積を減少させることを抑制する。
（【００１１】以降は省略されています）

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