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公開番号2025103765
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221389
出願日2023-12-27
発明の名称燃料電池及び燃料電池の製造方法
出願人日産自動車株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類H01M 8/0258 20160101AFI20250702BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発電効率が向上した燃料電池及び燃料電池の製造方法を提供する。
【解決手段】発電セル1が複数積層された燃料電池100が提供される。各発電セル1間には、インターコネクタ2と、インターコネクタ2と発電セル1との間に並設される複数の流路部材3と、を備え、インターコネクタ2と流路部材3とは、ガス流路4を形成し、発電セル1は、金属支持体を備える。流路部材3は、金属支持体と接触するとともに、ガスの流れ方向に沿って延在する第1接触部31と、インターコネクタ2に接触するとともに、ガスの流れ方向に沿って延在する第2接触部32と、第1接触部31と第2接触部32とを連結する連結部33とを有している。第1接触部31が、隣接する流路部材の第1接触部31と離間するように設けられ、流路部材3の第1接触部31と、隣接する流路部材3の第1接触部31との間には、ガス流通穴41が形成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
発電セルが複数積層された燃料電池であって、
各発電セル間には、前記発電セルと離間して設けられるインターコネクタと、前記インターコネクタと前記発電セルとの間に並設される複数の流路部材と、を備え、
前記インターコネクタと前記流路部材とは、前記発電セルに供給されるガスが流れるガス流路を形成し、
前記発電セルは、少なくとも一方の面に多孔質の金属支持体を備え、
前記流路部材は、前記金属支持体と接触するとともに、前記ガスの流れ方向に沿って延在する第１接触部と、前記インターコネクタに接触するとともに、前記ガスの流れ方向に沿って延在する第２接触部と、前記第１接触部と前記第２接触部とを連結する連結部とを有し、
前記第１接触部が、隣接する前記流路部材の第１接触部と離間するように設けられることで、前記流路部材の第１接触部と、隣接する前記流路部材の第１接触部との間には、前記ガス流路から前記発電セルに前記ガスを供給するガス流通穴が形成される、
燃料電池。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記流路部材は、前記ガスの流れ方向に交差して隣接する前記流路部材に連結する継手を備える、
燃料電池。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池であって、
各流路部材は、それぞれ、前記継手を複数備える、
燃料電池。
【請求項４】
請求項２に記載の燃料電池であって、
前記継手は、前記第２接触部から前記ガスの流れ方向と交差する方向に延設されて成る、
燃料電池。
【請求項５】
請求項２に記載の燃料電池であって、
前記継手は、前記第２接触部から前記ガスの流れ方向と交差する方向に延設されて成るインターコネクタ側継手と、前記第１接触部から前記ガスの流れ方向と交差する方向に延設されて成る金属支持体側継手とを含む、
燃料電池。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料電池であって、
前記金属支持体側継手の個数は、前記インターコネクタ側継手の個数以下である、
燃料電池。
【請求項７】
請求項５に記載の燃料電池であって、
前記インターコネクタ側継手は、少なくとも、前記流路部材の前記ガスの流れ方向における両端に設けられる、
燃料電池。
【請求項８】
請求項５に記載の燃料電池であって、
前記金属支持体側継手は、少なくとも、前記流路部材の前記ガスの流れ方向における中央部に設けられる、
燃料電池。
【請求項９】
請求項２に記載の燃料電池であって、
前記継手の前記ガスの流れ方向に交差する方向における長さは、前記第１接触部の前記ガスの流れ方向に交差する方向における長さよりも長い、
燃料電池。
【請求項１０】
請求項１に記載の燃料電池であって、
前記第１接触部の前記ガスの流れ方向に交差する方向における長さは、前記ガス流通穴の前記ガスの流れ方向に交差する方向における長さ以下である、
燃料電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池及び燃料電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、積層された発電セル（単セル）間のセパレータの両面に、複数の集電突起を起立成形し、単セルとセパレータとの間に、集電突起により区画されたガス流路を形成した燃料電池スタック（燃料電池）が開示されている。この燃料電池スタックでは、集電突起をセパレータの集電基板から切り起こして形成しているため、セパレータに、ガス流路から単セルにガスを供給するガス供給穴が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－９３１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料電池では、打ち抜き加工等で複数の集電突起を形成するが、集電突起とガス供給穴は、ガスの流れ方向に集電基板のつなぎ目がないと設けることができない。そのため、集電突起とガス供給穴をガスの流れ方向の全領域に確保することができず、発電セルへのガスの流通量と発電セルの積層方向の通電パスが小さくなり、発電効率が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、発電効率が向上した燃料電池及び燃料電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、発電セルが複数積層された燃料電池が提供される。この燃料電池は、各発電セル間には、発電セルと離間して設けられるインターコネクタと、インターコネクタと発電セルとの間に並設される複数の流路部材と、を備え、インターコネクタと流路部材とは、発電セルに供給されるガスが流れるガス流路を形成し、発電セルは、少なくとも一方の面に多孔質の金属支持体を備える。流路部材は、金属支持体と接触するとともに、ガスの流れ方向に沿って延在する第１接触部と、インターコネクタに接触するとともに、ガスの流れ方向に沿って延在する第２接触部と、第１接触部と第２接触部とを連結する連結部とを有している。また、第１接触部が、隣接する流路部材の第１接触部と離間するように設けられることで、流路部材の第１接触部と、隣接する流路部材の第１接触部との間には、ガス流路から発電セルにガスを供給するガス流通穴が形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、インターコネクタと発電セルとの間に並設される複数の流路部材が、発電セルの金属支持体と接触するとともに、ガスの流れ方向に沿って延在する第１接触部と、インターコネクタに接触するとともに、ガスの流れ方向に沿って延在する第２接触部とを有する。即ち、発電セルとインターコネクタとを連結する流路部材が、ガスの流れ方向に沿って延在しているため、発電セルの積層方向の通電パスを大きくすることができる。また、第１接触部が、隣接する流路部材の第１接触部と離間するように設けられているため、ガス流通路がガスの流れ方向の全領域に形成され、発電セルへのガスの流通量を大きくなる。従って、燃料電池の発電効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池スタックの概略構成図である。
図２は、従来例による流路部材の断面図である。
図３は、流路部材を第２接触部側から見た平面図である。
図４は、（ａ）図３のＡ－Ａ断面図、（ｂ）図３のＢ－Ｂ断面図、（ｃ）図３のＣ－Ｃ断面図である。
図５は、流路部材を第２接触部側から見た平面図である。
図６は、図５のＡ－Ａ断面図である。
図７は、流路部材の設置方法を説明する図である。
図８は、流路部材の設置方法を説明する図である。
図９は、燃料電池スタックの製造方法を説明する図である。
図１０は、第２実施形態による燃料電池スタックにおける発電ユニットの上面図である。
図１１は、（ａ）図１０のＡ－Ａ断面図、（ｂ）図１０のＢ－Ｂ断面図である。
図１２は、第３実施形態による燃料電池スタックにおける発電ユニットの上面図である。
図１３は、（ａ）図１２のＡ－Ａ断面図、（ｂ）図１２のＢ－Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態による燃料電池スタック（燃料電池）１００の概略構成図であり、隣接する２つの燃料電池セル（以下、発電セルとも言う）１の一部断面図である。燃料電池スタック１００は、複数の発電セル１が積層されて構成される。より具体的には、発電セル１は、後述のインターコネクタ２及び流路部材３とともに発電ユニット１０を構成し、燃料電池スタック１００は、複数の発電ユニット１０が積層されることで構成される。燃料電池スタック１００を構成する個々の発電セル１は、例えば固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）であり、燃料ガス（アノードガス）とカソードガスの供給を受けて発電する。本実施形態において、燃料電池スタック１００は、電気自動車やハイブリッド自動車等の移動車両に搭載されることを前提としているが、各種電気機器の電源等として使用されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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