燃料電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的燃料電池，能夠通過簡單的構(gòu)成，有效地保護固體高分子電解質(zhì)膜，并且進行穩(wěn)定的發(fā)電。燃料電池(10)，由陰極側(cè)隔板(14)以及陽極側(cè)隔板(16)夾持電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體(12)。構(gòu)成電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體(12)的陰極電極(40)具有第1電極催化劑層(40a)，在所述第1電極催化劑層(40a)上，隔著第1中間層(40b)設置有由碳紙等構(gòu)成的第1氣體擴散層(40c)。第1氣體擴散層(40c)沿著隔板表面方向延伸至緩沖部區(qū)域，第1中間層(40b)覆蓋所述第1氣體擴散層(40c)的所述緩沖部區(qū)域而設置。
【專利說明】燃料電池【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種層疊了電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體和隔板的燃料電池，所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體在固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別設置有層疊了電極催化劑層以及氣體擴散層的電極。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，固體高分子型燃料電池采用了由高分子離子交換膜構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)膜。該燃料電池，通過隔板(雙極板)夾持了電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體(MEA)，該電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體(MEA)在固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別配設了由催化劑層(電極催化劑層)與氣體擴散層(多孔碳)構(gòu)成的陽極電極以及陰極電極。
[0003]通常，將該燃料電池層疊規(guī)定的數(shù)目，例如作為車載用燃料電池堆來使用。
[0004]一般來說，在電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體中，陽極電極以及陰極電極具有比固體高分子電解質(zhì)膜小的表面積，所述固體高分子電解質(zhì)膜的外周邊緣部從所述陽極電極以及所述陰極電極的外周向外部露出。因此，存在在電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體的制造時，在對固體高分子電解質(zhì)膜熱壓接氣體擴散層時，構(gòu)成所述氣體擴散層的纖維(碳纖維)會扎入所述固體高分子電解質(zhì)膜的問題。
[0005]因此，例如，已知專利文獻I所公開的燃料電池單元。在該燃料電池單元中，如圖5所示，由電解質(zhì)膜1、和陰極側(cè)的催化劑層2a以及陽極側(cè)的催化劑層3a形成的膜電極接合體4被陰極側(cè)的氣體擴散層2b以及陽極側(cè)的氣體擴散層3b夾持。由于催化劑層2a、3a與電解質(zhì)膜I相比 它們的面積狹小，因此在所述電解質(zhì)膜I的外周邊緣部，形成了不存在所述催化劑層2a、3a的露出區(qū)域la。
[0006]而且，在配置在膜電極接合體4的兩側(cè)的氣體擴散層2b、3b的端部，在成為催化劑層2a、3a的邊緣的部位形成有凹陷5a、5b。在由凹陷5a、5b和露出區(qū)域Ia形成的凹槽中，從催化劑層2a、3a到所述露出區(qū)域Ia收容有樹脂材料6a、6b。因此，對從氣體擴散層2b、3b突出的毛刺扎入電解質(zhì)膜I進行了防護。
[0007]【在先技術(shù)文獻】
[0008]【專利文獻】
[0009]專利文獻I JP特開2011—146300號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]【發(fā)明要解決的課題】
[0011]但是，在上述的燃料電池單元中，必須在成為催化劑層2a、3a的邊緣的部位形成凹陷5a、5b，存在所述凹陷5a、5b的加工作業(yè)相當繁雜化，并且制造費高漲的問題。
[0012]并且，氣體擴散層2b、3b由金屬多孔質(zhì)體等構(gòu)成，收容于凹陷5a、5b的樹脂材料6a、6b有可能從所述氣體擴散層2b、3b內(nèi)滲出到表面?zhèn)?。因此，存在樹脂材?a、6b到達了MEA表面(單元表面)，附著能量增加而生成水的排水性下降，發(fā)電不穩(wěn)定的問題。[0013]本發(fā)明是解決這種問題的發(fā)明，其目的在于，提供一種能夠通過簡單的構(gòu)成，有效地保護固體高分子電解質(zhì)膜，并且進行穩(wěn)定的發(fā)電的燃料電池。
[0014]【解決課題的手段】
[0015]本發(fā)明涉及如下的燃料電池:具備在固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)分別設置有層疊了電極催化劑層、中間層以及氣體擴散層的電極的電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體、和層疊于所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體的隔板，在所述隔板設置有使反應氣體沿著發(fā)電面在所述隔板與所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體之間流通的反應氣體流路、使所述反應氣體在所述隔板與所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體的層疊方向上流通的反應氣體連通孔、以及位于所述電極催化劑層所形成的發(fā)電區(qū)域的外側(cè)并連結(jié)所述反應氣體流路與所述反應氣體連通孔的緩沖部。
[0016]在該燃料電池中，氣體擴散層沿著隔板表面方向延伸至與緩沖部對置的區(qū)域，并且中間層覆蓋所述氣體擴散層的與所述緩沖部對置的區(qū)域而設置。
[0017]此外，在該燃料電池中，優(yōu)選電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體，在與緩沖部對置的區(qū)域，隔著中間層在固體高分子電解質(zhì)膜與所述氣體擴散層之間設置粘合層，并且所述粘合層與電極催化劑層的外周端部在層疊方向上具有重疊部位。[0018]此外，在該燃料電池中，優(yōu)選設置于固體高分子電解質(zhì)膜的一面的氣體擴散層的表面尺寸與設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的另一面的氣體擴散層的表面尺寸，被設定為不同的尺寸，并且設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的一面的電極催化劑層的表面尺寸與設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的另一面的電極催化劑層的表面尺寸，被設定為不同的尺寸。
[0019]此外，在該燃料電池中，優(yōu)選中間層遍布氣體擴散層的整個面而形成。
[0020]【發(fā)明效果】
[0021]根據(jù)本發(fā)明，氣體擴散層以及中間層，延伸至與設置在電極催化劑層所形成的發(fā)電區(qū)域的外側(cè)的緩沖部對置的區(qū)域。因此，能夠在發(fā)電區(qū)域內(nèi)以及發(fā)電區(qū)域附近，有效地阻止氣體擴散層與固體高分子電解質(zhì)膜直接接觸。所以，通過簡單的構(gòu)成，構(gòu)成氣體擴散層的纖維不會扎入固體高分子電解質(zhì)膜。由此，能夠可靠地保護固體高分子電解質(zhì)膜，并且能夠穩(wěn)定地進行良好的發(fā)電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的燃料電池的重要部分分解立體說明圖。
[0023]圖2是所述燃料電池的圖1中的II一II線剖面說明圖。
[0024]圖3是構(gòu)成所述燃料電池的陰極側(cè)隔板的正面說明圖。
[0025]圖4是構(gòu)成所述燃料電池的陽極側(cè)隔板的正面說明圖。
[0026]圖5是專利文獻I所公開的燃料電池單元的說明圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1以及圖2所示，本發(fā)明的實施方式所涉及的燃料電池10具備電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12、和夾持所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12的陰極側(cè)隔板14以及陽極側(cè)隔板16。多個燃料電池10，通過在箭頭A方向上層疊，例如，構(gòu)成車載用燃料電池堆。
[0028]陰極側(cè)隔板14以及陽極側(cè)隔板16，例如，由鋼板、不銹鋼板、鋁板、電鍍處理鋼板、或者在其金屬表面施行了防蝕用的表面處理的金屬板、碳構(gòu)件等構(gòu)成。
[0029]如圖1所示，在燃料電池10的箭頭B方向(圖1中，水平方向)的一端邊緣部，在層疊方向即箭頭A方向上相互連通地在箭頭C方向(垂直方向)上排列設置有:用于供給氧化劑氣體、例如含氧氣體的氧化劑氣體入口連通孔20a ;用于供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)入口連通孔22a ;以及用于排出燃料氣體、例如含氫氣體的燃料氣體出口連通孔24b。
[0030]在燃料電池10的箭頭B方向的另一端邊緣部，在箭頭A方向上相互連通地在箭頭C方向上排列設置有:用于供給燃料氣體的燃料氣體入口連通孔24a、用于排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)出口連通孔22b、以及用于排出氧化劑氣體的氧化劑氣體出口連通孔20b。
[0031]如圖1以及圖3所示，在陰極側(cè)隔板14的面向電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12的面14a上，設置有與氧化劑氣體入口連通孔20a和氧化劑氣體出口連通孔20b連通的在箭頭B方向延伸的直線狀的氧化劑氣體流路26。另外，氧化劑氣體流路26也可以是沿箭頭B方向延伸的波形狀的流路。在氧化劑氣體流路26的入口側(cè)與氧化劑氣體入口連通孔20a之間，設置有用于連結(jié)它們的入口緩沖部28a。在氧化劑氣體流路26的出口側(cè)與氧化劑氣體出口連通孔20b之間，設置有用于連結(jié)它們的出口緩沖部28b。
[0032]入口緩沖部28a以及出口緩沖部28b具有使氧化劑氣體擴散從而使所述氧化劑氣體的流動流暢化并且均勻化的功能，例如，由多個壓紋(emboss)構(gòu)成。
[0033]如圖4所示，在陽極側(cè)隔板16的面向電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12的面16a上，形成有與燃料氣體入口連通孔24a和燃料氣體出口連通孔24b連通的沿箭頭B方向延伸的直線狀的燃料氣體流路30。另外，燃料氣體流路30也可以是沿箭頭B方向延伸的波形狀的流路。在燃料氣體流路30的入口側(cè)與燃料氣體入口連通孔24a之間，設置有用于連結(jié)它們的入口緩沖部32a。在燃料氣體流路30的出口側(cè)與燃料氣體出口連通孔24b之間，設置有用于連結(jié)它們的出口緩沖部32b。
[0034]入口緩沖部32a以及出口緩沖部32b具有使燃料氣體擴散從而使所述燃料氣體的流動流暢化并且均勻化的功能，例如，由多個壓紋構(gòu)成。
[0035]在陰極側(cè)隔板14的面14b與陽極側(cè)隔板16的面16b之間，形成有與冷卻介質(zhì)入口連通孔22a和冷卻介質(zhì)出口連通孔22b連通的冷卻介質(zhì)流路34。
[0036]如圖1?圖3所示，在陰極側(cè)隔板14的面14a、14b上，繞著該陰極側(cè)隔板14的外周端部，第I密封構(gòu)件36被一體化。如圖1、圖2以及圖4所示，在陽極側(cè)隔板16的面16a、16b上，繞著該陽極側(cè)隔板16的外周端部，第2密封構(gòu)件37被一體化。
[0037]如圖2以及圖4所示，第2密封構(gòu)件37具有與后述的固體高分子電解質(zhì)膜38的外周邊緣部抵接的第I凸狀密封體37a、和與陰極側(cè)隔板14的第I密封構(gòu)件36抵接的第2凸狀密封體37b。如圖2以及圖3所示，第I密封構(gòu)件36在隔板表面上構(gòu)成平面密封體，該平面密封體構(gòu)成為均勻的薄壁狀。另外，也可以在第I密封構(gòu)件36上設置第2凸狀密封體(未圖示)來代替第2凸狀密封體37b。
[0038]對于第I密封構(gòu)件36以及第2密封構(gòu)件37，例如，使用EPDM、NBR、氟橡膠、硅酮橡膠、氟硅橡膠、丁基橡膠、天然橡膠、苯乙烯橡膠、氯丁二烯或丙烯橡膠等的密封材料、緩沖材料、或者墊片材料等具有彈性的密封構(gòu)件。
[0039]如圖1以及圖2所示，電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12，例如，具備在全氟磺酸的薄膜中浸潰了水的固體高分子電解質(zhì)膜38、和夾持所述固體高分子電解質(zhì)膜38的陰極電極40以及陽極電極42。陰極電極40具有比陽極電極42大的表面尺寸(外形尺寸)，并且具有與固體高分子電解質(zhì)膜38相同的表面尺寸。另外，也可以與此相反，陽極電極42具有比陰極電極40大的表面尺寸，并且具有與固體高分子電解質(zhì)膜38相同的表面尺寸。
[0040]在電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12中，如圖1所示，作為連結(jié)流路部，根據(jù)需要設置有構(gòu)成氧化劑氣體側(cè)的入口緩沖部28a的一部分區(qū)域的突出部12a、以及構(gòu)成所述氧化劑氣體側(cè)的出口緩沖部28b的一部分區(qū)域的突出部12b。
[0041]在固體高分子電解質(zhì)膜38中，除了氟系電解質(zhì)以外，使用了 HC(碳化氫)系電解質(zhì)。固體高分子電解質(zhì)膜38，例如，也可以是主鏈為聚亞苯基構(gòu)造，并具有含有磺酸基的側(cè)鏈的構(gòu)造。
[0042]如圖2所示，陰極電極40具有在固體高分子電解質(zhì)膜38的一個面38a上均勻地涂敷表面附著保持有鉬合金的多孔碳粒子而形成的第I電極催化劑層40a，在所述第I電極催化劑層40a，隔著第I中間層40b設置有由碳紙等構(gòu)成的第I氣體擴散層40c。另外，第I電極催化劑層40a以及第I中間層40b，也可以分別由多個層構(gòu)成。此外，后述的陽極電極42也是同樣。
[0043]第I電極催化劑層40a設定為比第I氣體擴散層40c小的表面尺寸，另一方面所述第I氣體擴散層40c以及第I中間層40b設定為與固體高分子電解質(zhì)膜38相同的表面尺寸。第I電極催化劑層40a形成發(fā)電區(qū)域GF。
[0044]如圖3所示，第I氣體擴散層40c在發(fā)電區(qū)域GF的外側(cè)沿著隔板表面方向延伸至與氧化劑氣體側(cè)的入口緩沖部28a以及出口緩沖部28b對置的緩沖部區(qū)域。第I中間層40b覆蓋第I氣體擴散層40c的與緩沖部區(qū)域?qū)χ玫膮^(qū)域而設置。
[0045]在本實施方式中，第I中間層40b與第I氣體擴散層40c具有相同的外形尺寸，遍布固體高分子電解質(zhì)膜38的整個面而形成。第I中間層40b、第I氣體擴散層40c以及固體高分子電解質(zhì)膜38具有構(gòu)成突出部12a以及12b的突出形狀。
[0046]第I中間層40b含有電子傳導性物質(zhì)和防水性樹脂，通過將添加了溶劑的漿料涂敷于擴散層而構(gòu)成。優(yōu)選第I中間層40b通過將漿料涂敷于第I氣體擴散層40c的整個面來形成。作為電子傳導性物質(zhì)，使用多孔碳、多微孔層(MPL:micro-po;rous layer)、纖維狀碳(優(yōu)選氧晶須或碳納米管)，同時作為防水性樹脂，含有結(jié)晶性氟樹脂、PVDF(聚偏氟乙烯)、PVF(聚氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、非晶質(zhì)氟樹脂以及硅酮樹脂等的至少I種。
[0047]如圖2所示，陰極電極40，在緩沖部區(qū)域中，隔著第I中間層40b在固體高分子電解質(zhì)膜38與第I氣體擴散層40c之間，即，在所述固體高分子電解質(zhì)膜38與所述第I中間層40b之間，設置第I粘合層44。第I粘合層44與第I電極催化劑層40a的外周端部在層疊方向具有重疊部位。
[0048]第I粘合層44，例如使用硅酮系粘合劑、尿烷系、氟系或環(huán)氧系的粘合劑等反應性液狀粘合劑、或例如尿烷系、酯系、環(huán)氧系、酰胺系或烯烴系的粘合劑等熱溶性粘合劑。作為粘合劑的涂布方法，可采用噴射、點滴(dispenser)、絲網(wǎng)印刷、噴墨或浸潰等各種方法。
[0049]陽極電極42具有在固體高分子電解質(zhì)膜38的另一面38b均勻地涂敷表面附著保持有鉬合金的多孔碳粒子而形成的第2電極催化劑層42a，在所述第2電極催化劑層42a上，隔著第2中間層42b設置有由碳紙等構(gòu)成的第2氣體擴散層42c。
[0050]第2電極催化劑層42a設定為比第2氣體擴散層42c以及第2中間層42b小的表面尺寸。第2氣體擴散層42c以及第2中間層42b設定為相同的表面尺寸，并且所述第2氣體擴散層42c以及所述第2中間層42b設定為比固體高分子電解質(zhì)膜38小的表面尺寸。第2中間層42b與第I中間層40b同樣地被構(gòu)成，它們在層疊方向上相互重疊的區(qū)域形成發(fā)電區(qū)域GF。優(yōu)選第2中間層42b遍布第2氣體擴散層42c的整個面而形成。
[0051]第2電極催化劑層42a的表面尺寸與第I電極催化劑層40a的表面尺寸設定為不同的尺寸。在本實施方式中，第2電極催化劑層42a的表面尺寸設定為比第I電極催化劑層40a的表面尺寸小，所述第I電極催化劑層40a的外周端部在整個外周上與所述第2電極催化劑層42a的外周端部相比向外側(cè)突出距離LI。距離LI的值也可以根據(jù)外周位置而設定為不同的值。另外，與此相反，第I電極催化劑層40a的表面尺寸也可以設定為比第2電極催化劑層42a的表面尺寸小。
[0052]第2氣體擴散層42c設定為比第I氣體擴散層40c以及固體高分子電解質(zhì)膜38小的表面尺寸。具體來說，第I氣體擴散層40c以及固體高分子電解質(zhì)膜38的外周端部在整個外周上與第2氣體擴散層42c的外周端部相比向外側(cè)突出距離L2。
[0053]如圖4所示，第2氣體擴散層42c在發(fā)電區(qū)域GF的外側(cè)沿著隔板表面方向延伸至與燃料氣體側(cè)的入口緩沖部32a以及出口緩沖部32b對置的緩沖部區(qū)域。第2中間層42b覆蓋第2氣體擴散層42c的與緩沖部區(qū)域?qū)χ玫膮^(qū)域而設置。
[0054]如圖2所示，陽極電極42在緩沖部區(qū)域中，隔著第2中間層42b在固體高分子電解質(zhì)膜38與第2氣體擴散層42c之間，即，在所述固體高分子電解質(zhì)膜38與所述第2中間層42b之間，設置第2粘合層46。第2粘合層46與第2電極催化劑層42a的外周端部在層疊方向具有重疊部位。第2粘合層46與第I粘合層44同樣地被構(gòu)成。
[0055]以下對像這樣構(gòu)成的燃料電池10的動作進行說明。
[0056]首先，如圖1所示，向氧化劑氣體入口連通孔20a供給含氧氣體等氧化劑氣體，并且向燃料氣體入口連通孔24a供給含氫氣體等燃料氣體。并且，向冷卻介質(zhì)入口連通孔22a供給純水、乙二醇、油等冷卻介質(zhì)。
[0057]因此，氧化劑氣體從氧化劑氣體入口連通孔20a導入到陰極側(cè)隔板14的氧化劑氣體流路26，向箭頭B方向移動供應給電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12的陰極電極40。另一方面，燃料氣體從燃料氣體入口連通孔24a導入到陽極側(cè)隔板16的燃料氣體流路30。燃料氣體沿著燃料氣體流路30向箭頭B方向移動，供應給電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12的陽極電極42。
[0058]因此，在各電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12中，供應給陰極電極4()的氧化劑氣體和供應給陽極電極42的燃料氣體，在第I電極催化劑層40a以及第2電極催化劑層42a內(nèi)由于電化學反應而被消耗從而進行發(fā)電。
[0059]接著，供應給陰極電極40且被消耗了的氧化劑氣體，沿著氧化劑氣體出口連通孔20b向箭頭A方向排出。同樣，供應給陽極電極42且被消耗了的燃料氣體，沿著燃料氣體出口連通孔24b向箭頭A方向排出。
[0060]此外，向冷卻介質(zhì)入口連通孔22a供給了的冷卻介質(zhì)，導入到陰極側(cè)隔板14與陽極側(cè)隔板16之間的冷卻介質(zhì)流路34后，向箭頭B方向流通。該冷卻介質(zhì)對電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12進行了冷卻后，從冷卻介質(zhì)出口連通孔22b排出。
[0061]在該情況下，在本實施方式中，如圖2以及圖3所示，在陰極電極40中，第I氣體擴散層40c以及第I中間層40b，延伸至設置在發(fā)電區(qū)域GF的外側(cè)的緩沖部區(qū)域。因此，在發(fā)電區(qū)域GF內(nèi)以及發(fā)電區(qū)域GF附近，能夠有效地阻止第I氣體擴散層40c與固體高分子電解質(zhì)膜38直接接觸。所以，通過簡單的構(gòu)成，構(gòu)成第I氣體擴散層40c的碳纖維不會扎入固體高分子電解質(zhì)膜38。
[0062]另一方面，如圖2以及圖4所示，在陽極電極42中，第2氣體擴散層42c以及第2中間層42b延伸至設置在發(fā)電區(qū)域GF的外側(cè)的緩沖部區(qū)域。因此，在發(fā)電區(qū)域GF內(nèi)以及發(fā)電區(qū)域GF附近，能夠有效地阻止第2氣體擴散層42c與固體高分子電解質(zhì)膜38接觸。所以，通過簡單的構(gòu)成，構(gòu)成第2氣體擴散層42c的碳纖維不會扎入固體高分子電解質(zhì)膜38。由此，能夠有效地保護固體高分子電解質(zhì)膜38。
[0063]此外，在固體高分子電解質(zhì)膜38與第I中間層40b以及第2中間層42b之間，設置有第I粘合層44以及第2粘合層46。因此，粘合劑從固體高分子電解質(zhì)膜38的表面透過第I中間層40b以及第2中間層42b向第I氣體擴散層40c以及第2氣體擴散層42c滲透。因而，能夠?qū)腆w高分子電解質(zhì)膜38與第I氣體擴散層40c以及第2氣體擴散層42c有效地進行粘合。
[0064]而且，由于在固體高分子電解質(zhì)膜38與第I中間層40b以及第2中間層42b之間，粘合劑滲透到多孔質(zhì)的第I氣體擴散層40c以及第2氣體擴散層42c中的情況得到抑制，因此不易形成不存在所述粘合劑的空隙，能夠形成均勻的粘合面。
[0065]由此，例如，在由于起動停止時的濕度變化導致固體高分子電解質(zhì)膜38反復膨脹以及收縮時，能夠可靠地抑制由于粘接面的不均勻、碳纖維的扎入等引起應力集中的發(fā)生。因此，在固體高分子電解質(zhì)膜38，不會引起大的應力，能夠盡可能地抑制所述固體高分子電解質(zhì)I吳38的損傷等。
[0066]此外，在將固體高分子電解質(zhì)膜38與第I氣體擴散層40c以及第2氣體擴散層42c 一體化時，給予規(guī)定的壓力并使粘合劑硬化。在此，覆蓋第I粘合層44以及第2粘合層46地設置有第I中間層40b以及第2中間層42b。因此，粘合劑不會透過第I氣體擴散層40c以及第2氣體擴散層42c滲出到電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體12的表面(MEA表面)。由此，由于MEA表面的表面能量的增加得到抑制，生成水難以附著，所述生成水的排水性良好地被維持，因此能夠可靠的進行穩(wěn)定的發(fā)電。
[0067]此外，由于在第I粘合層44以及第2粘合層46不會產(chǎn)生空隙，因此在停止時、OCV測定時等，能夠阻止氧化劑氣體與燃料氣體的交叉泄露所引起的自由基(radical)的發(fā)生。因此，尤其能夠可靠地抑制固體高分子電解質(zhì)膜38的外周部位的劣化。
[0068]【符號說明】
[0069]10燃料電池
[0070]12電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體
[0071]12a、12b 突出部
[0072]14陰極側(cè)隔板
[0073]16陽極側(cè)隔板
[0074]20a氧化劑氣體入口連通孔
[0075]20b氧化劑氣體出口連通孔
[0076]22a冷卻介質(zhì)入口連通孔
[0077]22b冷卻介質(zhì)出口連通孔[0078]24a燃料氣體入口連通孔
[0079]24b燃料氣體出口連通孔
[0080]26氧化劑氣體流路
[0081]28a、32a 入口 緩沖部
[0082]28b,32b 出口 緩沖部
[0083]30燃料氣體流路
[0084]34冷卻介質(zhì)流路
[0085]38固體高分子電解質(zhì)膜
[0086]40陰極電極
[0087]40a、42a電極催化劑層
[0088]40b > 42b 中間層
[0089]40c、42c氣體擴散層
[0090]42陽極電極
[0091]44、46 粘合層
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池，其具備: 電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體，其在固體高分子電解質(zhì)膜的兩側(cè)，分別設置有層疊了電極催化劑層、中間層以及氣體擴散層的電極；和 隔板，其層疊于所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體， 在所述隔板設置有:使反應氣體沿著發(fā)電面在所述隔板與所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體之間流通的反應氣體流路；使所述反應氣體在所述隔板與所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體的層疊方向上流通的反應氣體連通孔；以及位于所述電極催化劑層所形成的發(fā)電區(qū)域的外側(cè)，連結(jié)所述反應氣體流路與所述反應氣體連通孔的緩沖部， 所述燃料電池的特征在于， 所述氣體擴散層沿著隔板表面方向延伸至與所述緩沖部對置的區(qū)域， 并且所述中間層覆蓋所述氣體擴散層的與所述緩沖部對置的區(qū)域而設置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于， 所述電解質(zhì)膜/電極構(gòu)造體，在與所述緩沖部對置的區(qū)域，隔著所述中間層在所述固體高分子電解質(zhì)膜與所述氣體擴散層之間設置粘合層， 并且所述粘合層與所述電極催化劑層的外周端部在所述層疊方向上具有重疊部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于， 設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的一面的所述氣體擴散層的表面尺寸與設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的另一面的所述氣體擴散層的表面尺寸，被設定為不同的尺寸， 并且設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的一面的所述電極催化劑層的表面尺寸與設置于所述固體高分子電解質(zhì)膜的另一面的所述電極催化劑層的表面尺寸，被設定為不同的尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的燃料電池，其特征在于， 所述中間層遍布所述氣體擴散層的整個面而形成。
【文檔編號】H01M4/86GK103855410SQ201310585542
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】坂野雅章, 金岡長之 申請人:本田技研工業(yè)株式會社