用流體的流路,并且在鄰接的電池模塊M彼此之間也形成有冷卻用流體的流路。因此,密封板件P配置在電池模塊M彼此之間、即冷卻用流體的流路內(nèi)。
[0028]密封板件P是對(duì)具有導(dǎo)電性的一張金屬板進(jìn)行成形而成的,俯視觀察時(shí),是與上述單元電池C大致相同的矩形板狀且形成為相同的尺寸,在兩個(gè)短邊側(cè)形成有與單元電池C相同的歧管孔Hl?H6。該密封板件P在歧管孔Hl?H6的各周?chē)哂忻芊鈽?gòu)件,并且在其周緣部分的整周平行地設(shè)置外周密封構(gòu)件51和內(nèi)周密封構(gòu)件52,利用外周密封構(gòu)件51防止來(lái)自外部的雨水等的進(jìn)入,并且利用內(nèi)周密封構(gòu)件52防止在電池模塊M之間的流路流通的冷卻用流體的泄露。
[0029]如上所述,帶框架的膜電極接合體2在周?chē)哂袠?shù)脂制的框架I。如圖4所示,框架I具有:中央的矩形狀的開(kāi)口部1A、臺(tái)階部IB以及內(nèi)周緣部1C,并且具有厚壁狀的外周緣部1D。開(kāi)口部IA是用于配置膜電極接合體2的部分。臺(tái)階部IB沿著開(kāi)口部IA的周緣形成,具有與框架I的厚度大小相當(dāng)?shù)呐_(tái)階。內(nèi)周緣部IC與臺(tái)階部IB相連續(xù),內(nèi)周緣部IC以由于該臺(tái)階部IB而偏置于框架I的單面?zhèn)鹊臓顟B(tài)在開(kāi)口部IA內(nèi)延伸。
[0030]在這里,如圖3的(B)所示,臺(tái)階部IB具有與框架I的厚度Tl相當(dāng)?shù)呐_(tái)階,因此,與臺(tái)階部IB連續(xù)的內(nèi)周緣部IC也具有與框架主體相同的厚度Tl。另外,臺(tái)階部IB形成為如下結(jié)構(gòu):偏置側(cè)(圖3的上側(cè))的出角部與偏置相反側(cè)的入角部的間隔T2以及偏置側(cè)的入角部與偏置相反側(cè)的出角部的間隔T3均比框架I的厚度Tl大。另外,臺(tái)階部也可以形成為圖3所示那樣的曲軸狀,也可以如后面說(shuō)明的圖5所示的那樣,將臺(tái)階部的主體部分與內(nèi)周緣部IC曲線狀地相連續(xù)。
[0031]與此相反,如圖3的(A)所示,膜電極接合體2在外周緣部處設(shè)為將燃料電極層12除去了的狀態(tài)而使電解質(zhì)膜11的單面暴露。而且,將框架I的內(nèi)周緣部IC的與偏置側(cè)相反的一側(cè)的面(圖3中的下表面)和膜電極接合體2的外周緣部的電解質(zhì)膜11相接合。該接合使用粘接劑或者粘合劑,并利用這些材料在內(nèi)周緣部IC和電解質(zhì)膜11之間形成接合層14。此時(shí),圖3的(A)所示的帶框架的膜電極接合體2中的、位于內(nèi)周緣部IC的偏置側(cè)的電極層為燃料電極層12。
[0032]另外,在圖3的(A)中,在框架I和膜電極接合體2之間有槽狀的間隙,該間隙用于吸收框架I的內(nèi)周緣部1C、膜電極接合體2的外周緣部的尺寸公差,即使沒(méi)有亦可。另外,在圖4中,將接合層14表示為框狀,但實(shí)際上,是通過(guò)絲網(wǎng)印刷、涂覆而設(shè)置于內(nèi)周緣部IC的。
[0033]對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的帶框架的膜電極接合體2而言,框架I的作為與膜電極接合體2接合的部分的內(nèi)周緣部IC的厚度Tl與主體部分的厚度大致相等,并且臺(tái)階部IB是厚壁的,因此,能夠針對(duì)作用于厚度方向的力確保充分的強(qiáng)度,能夠防止框架I的破損。
[0034]另外,框架I從主體部分借助厚壁的臺(tái)階部IB連續(xù)到內(nèi)周緣部IC為止,因此,能夠提高成形性(樹(shù)脂的流動(dòng)性),并且能夠提高品質(zhì)。而且,帶框架的膜電極接合體2只需與作為其他零件而成形的框架I相接合就可完成,因此,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且每一個(gè)的制造周期縮短,實(shí)現(xiàn)了低成本化,同時(shí)在批量生產(chǎn)性方面出色。
[0035]因此,對(duì)于具有該帶框架的膜電極接合體2的單元電池C、層疊單元電池C而成的電池模塊M以及燃料電池堆FS而言,也能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、低成本化以及耐久性和生產(chǎn)率的提尚O
[0036]而且,對(duì)于使用上述的帶框架的膜電極接合體2的燃料電池堆FS而言,為了除去在燃料電極上產(chǎn)生的生成水,有時(shí)使陽(yáng)極氣體的供給壓力脈沖狀地增減。此時(shí),在使陽(yáng)極氣體的供給壓力增加時(shí),陽(yáng)極側(cè)的壓力變得比陰極側(cè)的壓力大,利用該壓差使框架I以向陰極側(cè)撓曲的方式變形,并伴隨著供給壓力的增減而使框架I反復(fù)變形。
[0037 ]與此相對(duì),帶框架的膜電極接合體2將框架I的內(nèi)周緣部IC的處于偏置側(cè)的電極層作為燃料電極層12,換言之,使內(nèi)周緣部IC偏置于壓力較高的陽(yáng)極側(cè)。由此,對(duì)于帶框架的膜電極接合體2而言,在框架I向陰極側(cè)撓曲之際,壓縮方向的力作用于臺(tái)階部IB的陰極側(cè),因此,如在圖3的(C)中作為框架側(cè)所示,與從框架相反側(cè)(陰極側(cè))輸入的壓差相比,產(chǎn)生應(yīng)力比變小。其結(jié)果,提高了帶框架的膜電極接合體2針對(duì)由陽(yáng)極氣體和陰極氣體的壓差引起的變形的耐久性。
[0038](第2?4實(shí)施方式)
[0039]圖5是表示本發(fā)明的帶框架的膜電極接合體的框架的其他實(shí)施方式的圖,是在臺(tái)階部IB的至少單面?zhèn)仍O(shè)置有加強(qiáng)部的結(jié)構(gòu)。
[0040]圖5的(A)所示的第2實(shí)施方式的框架I在臺(tái)階部IB的兩個(gè)面?zhèn)妊刂_(tái)階部IB的連續(xù)方向以規(guī)定間隔具有肋狀的加強(qiáng)部1Ε。
[0041 ]圖5的(B)所示的第3實(shí)施方式的框架I在臺(tái)階部IB的偏置側(cè)的面上沿著臺(tái)階部IB的連續(xù)方向以規(guī)定間隔具有榫狀的加強(qiáng)部1F。該加強(qiáng)部IF從臺(tái)階部設(shè)計(jì)到內(nèi)周緣部IC為止。
[0042]與圖5的(B)—樣,圖5的(C)所示的第4實(shí)施方式的框架I在臺(tái)階部IB的偏置側(cè)的面上沿著臺(tái)階部IB的連續(xù)方向以規(guī)定間隔具有榫狀的加強(qiáng)部1G。該加強(qiáng)部IG從臺(tái)階部設(shè)計(jì)到內(nèi)周緣部IC為止,其上端部形成為曲面,同時(shí)在臺(tái)階部IB和內(nèi)周緣部IC之間設(shè)置有R,并且整體形成為波形狀。
[0043]具有上述加強(qiáng)部1E、1F、1G的框架I的臺(tái)階部1B、內(nèi)周緣部IC的強(qiáng)度均進(jìn)一步提高,能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性的進(jìn)一步提高等。另外,在上述各實(shí)施方式中,說(shuō)明了以規(guī)定間隔配置加強(qiáng)部1E、1F、1G而成的結(jié)構(gòu),但是也能夠形成為使這些加強(qiáng)部連續(xù)而成的結(jié)構(gòu)。例如,在圖2所示的帶框架的膜電極接合體2中,為了便于使陽(yáng)極氣體、陰極氣體流通,而在短邊側(cè)以規(guī)定間隔形成多個(gè)加強(qiáng)部,能夠在鄰接的加強(qiáng)部彼此之間形成氣體流路。另外,在長(zhǎng)邊側(cè)形成多個(gè)加強(qiáng)部或者連續(xù)的加強(qiáng)部,能夠抑制陽(yáng)極氣體、陰極氣體的旁流。
[0044](第5實(shí)施方式)
[0045]圖6是表示本發(fā)明的帶框架的膜電極接合體的第5實(shí)施方式的圖。在圖6的(B)?(D)中,構(gòu)成膜電極接合體2的燃料電極層12從電解質(zhì)膜11側(cè)起具有催化劑層12A和未圖示的氣體擴(kuò)散層。另外,構(gòu)成該膜電極接合體2的空氣電極層13從電解質(zhì)膜11側(cè)起具有催化劑層13A和氣體擴(kuò)散層13B。
[0046]在圖6的(B)所示的例子中,膜電極接合體2的外周緣部具有在作為一方的電極層的燃料電極層12沒(méi)有氣體擴(kuò)散層而使催化劑層12A暴露的狀態(tài)。而且,構(gòu)成為在框架I的內(nèi)周緣部IC和燃料電極層12的催化劑層12A之間具有由粘接劑或者粘合劑構(gòu)成的接合層14的結(jié)構(gòu)。在該帶框架的膜電極接合體2中,通過(guò)將內(nèi)周緣部IC和催化劑層12A相接合,與將內(nèi)周緣部IC和由多孔質(zhì)體構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層相接合的情況相比,能夠獲得較高的接合強(qiáng)度。
[0047]在圖6的(C)所示的例子中,膜電極接合體2的外周緣部具有使作為一方的電極層側(cè)的燃料電極層12側(cè)的電解質(zhì)膜11的單面暴露的狀態(tài)。而且,構(gòu)成為在框架I的內(nèi)周緣部IC與電解質(zhì)膜11的單面之間具有由粘接劑或者粘合劑構(gòu)成的接合層14的結(jié)構(gòu)。在該帶框架的膜電極接合體2中,通過(guò)在作為發(fā)電領(lǐng)域外的外周緣部處省去燃料電極層12,而使包含高價(jià)催化劑的催化劑層12A的需求達(dá)到最小限度,從而能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的低成本化。
[0048]在圖6的(D)所示的例子中,與圖6的(C)所示的例子一樣,膜電極接合體2的外周緣部使成為燃料電極層12側(cè)的電解質(zhì)膜11的單面處于暴露的狀態(tài),并且在框架I的內(nèi)周緣部IC和電解質(zhì)膜11的單面之間具有接合層14。另外,膜電極接合體2的外周緣部具有從電解質(zhì)膜11到達(dá)作為另一方的電極層的空氣電極層13的連通孔13C。該連通孔13C在電解質(zhì)膜11的表面開(kāi)口,并且在空氣電極層13的氣體擴(kuò)散層13B的中間具有底部。而且,在連通孔13C的內(nèi)部填充有用于形成接合層14的材料,從而形成與所述接合層14 一體化的固定部14A。
[0049]在該帶框架的膜電極接合體2中,與圖6的(C)所示的例