专利名称：高分子电解质型燃料电池及其隔板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式电源、电动车用电源、家庭发电及废热供暖系统等中使用的采用了固体高分子电解质的燃料电池，特别是关于其导电性隔板。
背景技术：
采用固体高分子电解质的燃料电池是使含有氢的燃料气体和空气等含有氧的氧化剂气体发生电化学反应，同时产生电力和热。这种燃料电池基本上是由有选择地输送氢离子的高分子电解质膜和夹持高分子电解质膜的一对电极构成。电极是由载持有铂族金属催化剂的以碳粉为主要成分的催化剂层和形成在该催化剂层的外表面上、同时具有透气性和电子导电性的扩散层构成。
为了不使向电极供应的气体泄漏到外部，并且不使两者气体互相混合，在电极的周围隔着高分子电解质膜配置有气封材料或气封部。这种气封材料或气封部是将电极和高分子电解质膜一体化而预先组装，将其称为MEA(电解质膜、电极接合体)。在MEA的外侧上，配置有将其机械地固定、同时用于将邻接的MEA串联地电连接的导电性隔板。在隔板与MEA接触的部分上形成用于向电极面供应反应气体并除去生成气体或剩余气体的气体流路。气体流路虽然可与隔板分别设置，但通常是在隔板的表面上设置槽而作为气体流路的方式。
为了向构成气体流路的槽中供应气体，在形成了上述气体流路的隔板上设置有用于形成与叠层电池共同连通的气体连通路的通孔。该孔被称为多支管孔。通过使上述气体流路的出入口与该多支管孔连通，能够从多支管孔直接向气体流路供应气体。
燃料电池由于在工作中发热，所以为了将电池维持在良好的温度状态，要用冷却水等进行冷却。通常，在隔板和隔板之间设置在每3个原电池流过冷却水的冷却部。多在隔板的背面设置冷却水的流路作为冷却部。通常的电池结构是在将这些MEA和隔板以及冷却部交互地重叠，叠层了10～200个原电池后，经由集电板和绝缘板，用端板对其进行夹持，通过紧固螺栓从两端固定。
在这种高分子电解质型燃料电池中，隔板的导电性强，并且气密性高，并且对于氢和/或氧进行氧化还原时的反应具有高的耐腐蚀性。由于上述的理由，现有的隔板通常是由碎碳等碳材料构成，气体流路也通过切削加工或磨削加工制作。
但是，近年来，作为替代以往使用的碳材料，进行了采用膨胀石墨或石墨和树脂的复合材料等可进行成形加工的隔板制作的尝试。
在现有的碳板的切削的方法中，难以降低碳板的材料成本和对其进行切削的成本。而且，即使在采用了上述的膨胀石墨或石墨和树脂的复合材料的方法中，也存在以下的问题。即，在金属模具进行的成形中，隔板的原材料在加压时进入上金属模和下金属模之间的间隙中，在此处被冷却和固化。因此，形成突出部分。而且，即使在成形加工后通过金属模具或钻头等加工机械对多支管孔进行加工的方法中，也因加工机械和材料之间的剪切力而产生塌边。这种突出部分或塌边部分通常被称为毛刺。
当这种毛刺发生在多支管孔和气体流路的联络部分上时，由于因毛刺使气体流路的截面积变窄，所以妨碍了气体向气体流路的供应，电池特性降低。而且，发生在气体流路出口侧的毛刺妨碍将因电极反应而产生的水分在气体流路内结露形成的水滴排出到气体流路外，引起气体流路的堵塞，电池特性降低。
为了防止因上述的毛刺引起的电池特性的降低，必须要有通过切削或研磨除去毛刺的作业。但是，由于多支管孔和气体流路的联络部分形状复杂，除去毛刺的作业成本很高。
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种隔板，即使在多支管孔的开口边缘部上产生了毛刺也不会对气体流路和多支管孔之间的气体流通带来妨碍。
本发明的另一个目的在于提供一种可容易地机械除去多支管孔的开口边缘部的毛刺的隔板。
本发明还提供一种具备这种隔板的高分子电解质型燃料电池。
发明内容
本发明的高分子电解质型燃料电池的特征是，包括由高分子电解质膜和夹着上述高分子电解质膜的一对电极构成的多个膜、电极接合体，与上述膜、电极接合体交互地叠层的多个隔板，以及向上述一方的电极供应、排出燃料气体、向另一方的电极供应、排出氧化剂气体的气体供应、排出机构；上述气体供应、排出机构包含共同设置在上述膜、电极接合体和隔板上的燃料气体和氧化剂气体用的各一对多支管孔，燃料气体的流路，以及氧化剂气体的流路，所述燃料气体的流路由和在上述导电性隔板的与上述一方的电极对向的面上连络上述燃料气体用的一对多支管孔地设置的槽构成，所述氧化剂气体的流路在上述导电性隔板的与上述另一方的电极对向的面上连络上述氧化剂气体用的一对多支管孔地设置的槽构成；在上述隔板上各多支管孔的上述气体流路一侧的开口边缘部上具有深度与上述气体流路相同或比其深的台阶部。
上述隔板的台阶部最好具有在上述多支管孔一侧变深的锥部。
上述隔板的多支管孔最好除去了上述气体流路一侧的开口边缘部的毛刺。
本发明提供一种燃料电池用的隔板的制造方法，是具有成形出含有石墨粉末和粘接剂的混合物的第1工序和通过机械加工形成多支管孔的第2工序的燃料电池用的隔板的制造方法，其特征是，在第1工序中，成形出由槽构成的流路和从形成上述多支管孔的位置到上述气体流路的端部的部分的凹部。
根据本发明，可消除多支管孔的开口边缘部上产生的毛刺使气体流路变窄，抑制对燃料或氧化剂气体的流动产生的影响。而且，可容易地除去产生的毛刺。因此，可降低隔板加工中的成本。
图1为本发明一实施例中的隔板负极侧的主视图。
图2为图1中II-II线的放大剖视图。
图3为图1中III-III线的放大剖视图。
图4为上述隔板的氧化剂气体的入口侧多支管孔附近的立体图。
图5为上述隔板冲出多支管孔之前的图1的II-II线放大剖视图。
图6为表示本发明其他实施例中的隔板制造工序的剖视图。
图7为表示本发明另一实施例中的隔板制造工序的剖视图。
图8为表示本发明再一实施例中的隔板制造工序的剖视图。
图9为表示本发明又一实施例中的隔板制造工序的剖视图。
图10为表示本发明又一实施例中的隔板制造工序的剖视图。
图11为图1的隔板的后视图。
图12为燃料电池组的图1中XII-XII线的放大剖视图。
图13为将现有的隔板在相当于图1中II-II线的部分剖开的放大剖视图。
图14为将现有的隔板在相当于图1中III-III线的部分剖开的放大剖视图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式加以说明。此处采用的结构图仅是为了容易理解，各要素的相对尺寸或位置关系并不一定正确。
实施方式1图1为本实施方式的隔板负极一侧的主视图。图2为图1中II-II线的放大剖视图。图3为图1中III-III线的放大剖视图。图4为隔板的入口侧多支管孔附近的立体图。
这种隔板10是通过金属模具对人造石墨粉末、纤维状的石墨、以及热固性酚醛树脂的混合物进行成形制成的，具有各一对的氧化剂气体的多支管孔11a、11b，燃料气体的多支管孔12a、12b，以及冷却水的多支管孔13a、13b。隔板10在负极一侧上还具有连络多支管孔11a和11b的氧化剂气体的流路14。该气体流路14由并行的槽形成，因此在并行的气体流路之间形成有凸棱15。隔板10在背面上具有连络燃料气体的多支管孔12a和12b的气体流路或连络冷却水的多支管孔13a和13b的冷却水流路。
本实施方式的隔板10在各多支管孔的边缘部上设置了与气体流路或冷却水流路的深度相同或比其稍深的台阶部，这一点与以往的例子不同。以下，虽然对多支管孔11a进行说明，但其他的多支管孔也具有相同的结构。
多支管孔11a的负极一侧的周缘部上设置有台阶部16。该台阶部与气体流路14入口侧的深度相同或比其稍深。在多支管孔11a的负极一侧的周缘部上形成有毛刺17。图中仅在多支管孔11a的负极一侧的周缘部上示出了毛刺，而省略了在其他部分上形成的毛刺。
本实施方式的隔板如上所述，在氧化剂气体的多支管孔11a和气体流路14之间形成有台阶部16，因此孔11a的开口边缘部位于低一级的位置。这样，即使在孔11a的开口边缘部上产生毛刺也几乎不会对氧化剂气体向气体流路14的供应带来妨碍。通过在多支管孔11b的开口边缘部上形成同样的台阶部，几乎不会对气体和生成水从气体流路14向多支管孔11b的排出带来妨碍。
而且，通过设置台阶部16，多支管孔11a和气体流路14经由台阶部连络。这样，在台阶部16上，由于没有相当于凸棱15的部位，所以通过用自动机械进行研磨可很容易地除去毛刺17。
以上的优点通过比较表示相当于图2和图3的以往例的图13和图14可更加清楚。以往例的隔板50上氧化剂气体的多支管孔51直接与气体流路54连络。因此，形成在气体流路之间的凸棱55的端部面临孔51，从而在孔51的开口边缘部上形成与凸棱55的端面相连的毛刺56。从图14可知，该毛刺56将对气体从孔51向气体流路54的供应以及气体和生成水从气体流路54一侧向孔51一侧的排出带来妨碍。
根据本发明，消除了这种妨碍。本发明特别是在气体流路由并行的多个槽构成的情况下是有效的。
图5表示本实施方式的隔板在成形之后、冲出多支管孔之前的剖面，是在图1中相当于II-II线的部分剖开的放大剖视图。
本实施方式的隔板如图5所示，在要形成多支管孔的部分上进行压力成形，使其具有比多支管孔大一圈的凹部11，然后，通过对多支管孔进行加工而成为图2所示的样子。在图5中，在虚线所示的部分上形成多支管孔。
在此，若台阶部16的宽度、即凸棱15的端面和多支管孔11a之间的距离t为0.01mm以上，则可具有充分的消除产生的毛刺的影响的效果。t最好为0.1mm以上。从多支管孔的内径或燃料电池组的小型化的观点考虑，t最好为2mm以下。
实施方式2图6表示本实施方式的隔板制造工序，是在图1中相当于II-II线的部分剖开的放大剖视图。图6(a)表示成形后的状态，图6(b)表示进而冲出多支管孔后的状态。
本实施方式的隔板如图6(a)所示，在要形成多支管孔的部分上进行压力成形，使其具有比多支管孔大一圈的凹部20，然后，如图6(b)所示，通过用金属模具冲裁形成多支管孔而制造。成形时，通过与凹部20一起在冲出多支管孔的位置上形成截面为V字形的槽24、25。通过用金属模具进对其进行冲裁，形成多支管孔21a。还示出了冲出孔时形成的毛刺27和29。
在本实施方式中，由于连络孔21a和气体流路14的台阶部26带有孔21a的边缘一侧降低的锥部，所以气体和生成水的移动更加容易。
在本实施方式中，由于隔板的成形体在用金属模具冲裁、形成多支管孔21a的部分上具有槽25，所以加工性优于实施方式1。
实施方式3图7表示本实施方式的隔板制造工序，是在图1中相当于II-II线的部分剖开的放大剖视图。图7(a)表示成形后的状态，图7(b)表示进而冲出多支管孔后的状态。
本实施方式的隔板如图7(a)所示，在要形成多支管孔的部分的两面上进行压力成形，使其具有比多支管孔大一圈的凹部30和32，然后，如图7(b)所示，通过用金属模具冲裁形成多支管孔31a而制造。还示出了冲出孔时形成的毛刺37和39。
实施方式4图8表示本实施方式的隔板制造工序，是在图1中相当于II-II线的部分剖开的放大剖视图。图8(a)表示成形后的状态，图8(b)表示进而冲出多支管孔后的状态。
本实施方式的隔板如图8(a)所示，在要形成多支管孔的部分的两面上进行压力成形，使其具有比多支管孔大一圈的凹部40和42，然后，如图8(b)所示，通过用金属模具冲裁形成多支管孔41a而制造。由于凹部40和42为侧壁部是开放部一侧扩大地带有锥部，所以在孔41a的开口边缘部上形成两面带锥部的台阶部46和48。还示出了冲出孔41a时形成的毛刺47和49。
图9表示本实施方式的变形例的隔板制造工序，是在图1中相当于II-II线的部分剖开的放大剖视图。图9(a)表示成形后的状态，图9(b)表示进而冲出多支管孔后的状态。在图9所示的例子中，在要形成多支管孔的部分的一面、即负极一侧的面上进行压力成形，使其具有比多支管孔大一圈的凹部40，然后，通过用金属模具冲裁形成多支管孔41a。
在本实施方式中，带锥部的台阶部46具有比气体流路14的深度深的深度。因此，与实施方式1相比，可减小产生的毛刺47对气体流路14的影响。另外，由于在台阶部46和48上设置有锥部，所以成形体从成形模具中的分模性也得以提高。而且，通过减薄形成多支管孔的部分的厚度，可使开孔加工容易。
在以上的实施方式中，虽然对氧化剂气体入口侧的多支管孔进行了说明，但同样也适用于出口侧的多支管孔。而且，虽然台阶部16、26、36、46等设置在多支管孔的开口边缘部整体上，但也可以仅设置在与气体流路连络的部分上。图10表示这种隔板在相当于图1中II-II线的部分剖开的放大剖视图。
而且，在燃料气体的多支管孔中，在与形成在隔板的正极一侧上的气体流路连络的部分上、在通过冷却水的多支管孔与冷却水流路连络的部分上，也可分别适用与采用了上述的氧化剂气体的多支管孔相同的结构。另外，在图1中，虽然在燃料气体和冷却水的多支管孔的部分上设置有与氧化剂气体的多支管孔相同的台阶部，但在这些部分上，台阶部并非一定是必须的。
实施方式5在本实施方式中，对将具有上述的多支管孔的隔板和膜、电极接合体(MEA)叠层而构成的燃料电池组的多支管进行说明。
在此，表示如图1所示的在一个面上具有氧化剂气体流路的隔板10采用了在背面上具有燃料气体流路，兼作负极一侧隔板和正极一侧隔板的单一隔板的例子。
图11为隔板10的正极一侧的主视图。在隔板10的正极一侧上具有燃料气体流路4，连络多支管孔12a和12b。5表示区分流路4的凸棱。多支管孔12a和12b的开口部周围具有深度和气体流路4相同的台阶部6。
图12以图1中XII-XII线剖开的剖视图表示将上述隔板10和MEA交互地叠层的燃料电池组的一部分。1表示由高分子电解质膜，夹着上述膜的负极和正极，以及在上述电极的外周边缘部上夹着高分子电解质膜的气封部构成的MEA。燃料电池组中的氧化剂气体的多支管由隔板10的多支管孔11a和MEA的多支管孔构成。而且，由于多支管孔11a在负极一侧和正极一侧分别具有台阶部16和8，所以具有直径小的部分和直径大的部分。因此，由箭头A1表示的氧化剂气体直线状流动的多支管由直径小的部分D1和直径大的部分D2构成。A2表示从A1分支、向各原电池的气体流路14流动的氧化剂气体，A3表示包括负极的生成物和剩余气体的排出气体的流动。
在现有的燃料电池中，A1流动的多支管由直径相同的孔构成。
当从燃料电池组的入口流入多支管内的氧化剂气体具有向箭头A1所示的直线状流股，和与其垂直的方向的、在设置于隔板10上的气体流路14上分支的流股两股流股。若多支管内的气体的流速是均匀的，则向各MEA供应的气体的量也是均匀的，但实际上由于随着在多支管内前进流入气体流路14中的气体损失，气体的流量逐渐减小。因此，在现有的那样多支管内的等效直径为均匀的情况下，在反应气体的入口附近流速加快，在出口侧流速变慢。由于这种流速的变化，流入各原电池的气体流路14中的氧化剂气体的量将产生离散。
另一方面，如图12所示，当在多支管内设置大直径部D2和小直径部D1时，在大直径部可使氧化剂气体的流速急剧降低，能够压缩多支管内多处存在的大直径部中流速的离散。而且，通过在该大直径部D2中设置与气体流路14的连络口，可降低流入气体流路14中的气体量的离散。因此，可提供能够稳定地工作的燃料电池组。
通过如上所述使多支管的大直径部的D2和小直径部D1的等效直径的差为能够使大直径部D2中反应气体的流速实质上降低的程度，可减小在位于多支管内多处的气体流路附近流动的反应气体的压力损失分布。
以下，说明本发明的实施例。
实施例1首先，说明具有催化剂层的电极的利记博彩app。使平均粒径约为30埃的铂粒子25重量％载持在乙炔黑粉末中。将其作为电极的催化剂。将这种粉末分散在异丙醇中，并在其中混合全氟碳璜酸粉末的乙醇分散液，获得催化剂软膏。
另一方面，将氟素树脂的水性分散液(ダイキン(株)制的四氟乙烯-全氟丙烯共聚物ND1)含浸在外尺寸为16cm×20cm、厚度为360μm的碳无纺布(东レ(株)制的TGP-H-120)中后，通过将其干燥，在400℃下加热30分钟而赋予斥水性。采用丝网印刷法在该碳无纺布的一个面上涂敷上述的催化剂软膏，形成了催化剂层。此时，催化剂层的一部分埋入碳无纺布中。将这样制成的带催化剂层的碳无纺布作为电极。电极中含有的铂量为0.5mg/cm2，全氟碳磺酸的量为1.2mg/cm2。
然后，将一对电极以催化剂层与电解质膜相接触的方式热压接合在外尺寸为20cm×32cm的质子传导性高分子电解质膜的正反两面上，将其作为电解质膜、电极接合体(MEA)。在此，作为质子传导性高分子电解质，采用了将全氟碳磺酸薄膜化成50μm厚的物质。
以下，对导电性隔板进行说明。
首先，挤出平均粒径约为10μm的人造石墨粉(日本石墨(株)制的高纯度石墨ACB)50重量份，平均直径为50μm、平均长度为0.5mm的纤维状石墨(ライオン(株)制的烟黑EC600JD)30重量份，以及热固化性酚醛树脂(住友ベ-クライト(株)制的スミライトレジンPR-51107)20重量份的混合物，用均混机均混，将这种均混粉末投入实施成形出以气体流路用槽和冷却水流路用槽为目的的多支管孔的加工的金属模具中进行热压。热压的条件为金属模具的温度为150℃，压力为100kg/cm2，时间为10分钟。得到的隔板是外尺寸为20cm×32cm，厚度为1.3mm，气体流路和冷却水流路的深度为0.5mm。在此采用的金属模具是由热间金属模具用合金工具的5KD8制造的，上述流路部分是槽宽为1.5mm±5μm，槽深为0.5mm±5μm，间距为3mm±5μm，隔板厚度部为1.3mm，平面度为10μm，表面研磨度是在最大表面粗糙度为0.8S的条件下加工的。
这样，制成图1所示结构的隔板。在此，图2和图3中17所示的毛刺是高为0.01mm～0.20mm。多支管孔的周缘部上形成的台阶部16的宽度为1.0mm。将这种隔板作为1A。通过研磨机除去在隔板1A的多支管孔的周缘部上产生的毛刺。因此，上述毛刺的高度为0.01mm以下。将其作为1B。
而且，作为比较例，以和上述相同的气体流路形状，采用多支管孔的截面形状为图13所示的金属模具，在与上述相同的材料和加压条件下制成隔板。如图14中56所示，在多支管孔51的开口部周缘部上产生的毛刺是高度为0.01mm～0.10mm。将其作为比较例A。而且，将在以上述方法制成的隔板的多支管部分上产生的毛刺研磨除去。此时，由于产生了毛刺的部分的形状复杂，不能够由自动机械进行研磨，所以采用锉刀进行手工操作的加工。因此，上述毛刺的高度为0.01mm以下。将其作为比较例B。
然后，在制成的MEA的氢离子传导性高分子电解质膜上形成冷却水和燃料气体以及氧化剂气体的多支管孔。这些孔在与图1所示的隔板相同的位置上大小相同。
用这样制成的同一种类的隔板两片夹持MEA片材作为单电池。将这种单电池以每两个原电池上设置冷却部的方式叠层出100个原电池，制成电池组。冷却部是插入将在一个面上具有氧化剂气体流路、在另一面上具有冷却水流路的负极一侧的隔板，和在一个面上具有燃料气体流路、在另一面上具有冷却水流路的正极一侧的隔板以具有冷却水流路的面对合的方式接合的复合隔板而形成的，以取代在一个面上具有氧化剂气体流路、在另一面上具有燃料气体流路的单一的隔板。使不锈钢制成的集电板，电绝缘材料制成的绝缘板，以及端板重合在这种电池组的两端部上，通过紧固螺栓结合两端板。此时的紧固压力是每单位面积的隔板上为15kgf/cm2。
将这样制作的实施例和比较例的高分子电解质型燃料电池保持在80℃，向正极一侧供应加湿、加热的氢气到75℃的露点，向负极一侧供应加湿、加热的空气到65℃的露点。其结果，在电流不向外部输出的无负荷时，获得了96V的电池开路电压。对这些电池在燃料利用率为85％，氧利用率为50％，电流密度为0.7A/cm2的条件下进行连续发电试验，检测输出特性的时间变化。其结果，确认使用了实施例1A、1B和比较例B的隔板的电池在8000小时以上均维持约14kW(62V-224A)的电池输出。采用了比较例A的隔板的电池在进行连续工作时在初期的1～3小时左右维持了约12.8kW(57V-224A)的电池输出，但之后电池的电压开始变动，确认有电池过度湿润的溢流现象。再经过3～5小时后，100个原电池中至少一个原电池以上的发电电压变动到0V以下，不能够继续工作。
实施例2在本实施例中，除多支管孔之外与实施例1相同地制作出隔极。如图6(b)所示，在压力成形后通过金属模具冲裁形成的多支管孔21a的负极一侧的开口边缘部上产生了毛刺27。毛刺的高度为0.01mm～0.20mm。将这种隔板作为2A。而且，通过研磨机除去由上述方法制作的隔板的多支管孔部分上产生的毛刺。因此，使上述毛刺的高度为0.01mm以下。将这种隔板作为2B。
采用这些隔板组装出与实施例1相同的高分子电解质型燃料电池，在与实施例1相同的条件下使其工作。其结果，在电流不向外部输出的无负荷时，获得了96V的电池开路电压。而且，在连续发电试验中，确认使用了2A、2B的隔板的电池在8000小时之后均维持约14kW(62V-224A)的电池输出。而且，确认了在通过毛刺研磨使多支管孔的开口边缘部的截面为球面的情况下，也获得了同样的电池特性。
实施例3在本实施例中，除多支管孔之外与实施例1相同地制作出隔板。如图7(b)所示，在压力成形后通过金属模具冲裁形成的多支管孔31a的负极一侧的开口边缘部上产生了毛刺37。毛刺的高度为0.01mm～0.20mm。将这种隔板作为3A。而且，通过研磨机除去由上述方法制作的隔板的多支管孔部分上产生的毛刺。因此，使上述毛刺的高度为0.01mm以下。将这种隔板作为3B。
采用这些隔板组装出与实施例1相同的高分子电解质型燃料电池，在与实施例1相同的条件下使其工作。其结果，在电流不向外部输出的无负荷时，获得了96V的电池开路电压。而且，在连续发电试验中，确认使用了3A、3B的隔板的电池在8000小时之后均维持约14kW(62V-224A)的电池输出。
实施例4在本实施例中，除多支管孔之外与实施例1相同地制作出隔板。如图8(b)所示，在压力成形后通过金属模具冲裁形成的多支管孔41a的负极一侧的开口边缘部上产生了毛刺47。毛刺的高度为0.01mm～0.20mm。将这种隔板作为4A。而且，通过研磨机除去由上述方法制作的隔板的多支管孔部分上产生的毛刺。因此，使上述毛刺的高度为0.01mm以下。将这种隔板作为4B。
采用这些隔板组装出与实施例1相同的高分子电解质型燃料电池，在与实施例1相同的条件下使其工作。其结果，在电流不向外部输出的无负荷时，获得了96V的电池开路电压。而且，在连续发电试验中，确认使用了4A、4B的隔板的电池在8000小时之后均维持约14kW(62V-224A)的电池输出。
如以上详细说明的，根据本发明，在可采用能够进行成本低于切削或磨削的成形加工的膨胀石墨或石墨和树脂的复合材料等的隔板制作中，不需要除去加工的过程中产生的毛刺的工序，或者可通过自动机械除去毛刺，实现了批量生产时成本的大幅度降低。
权利要求
1.一种高分子电解质型燃料电池，其特征是，包括由高分子电解质膜和夹着上述高分子电解质膜的一对电极构成的多个膜、电极接合体，与上述膜、电极接合体交互地叠层的多个隔板，以及向上述一方的电极供应、排出燃料气体、向另一方的电极供应、排出氧化剂气体的气体供应、排出机构；上述气体供应、排出机构包含共同设置在上述膜、电极接合体和隔板上的燃料气体和氧化剂气体用的各一对多支管孔，燃料气体的流路，以及氧化剂气体的流路，所述燃料气体的流路由和在上述导电性隔板的与上述一方的电极对向的面上连络上述燃料气体用的一对多支管孔地设置的槽构成，所述氧化剂气体的流路在上述导电性隔板的与上述另一方的电极对向的面上连络上述氧化剂气体用的一对多支管孔地设置的槽构成；在上述隔板上各多支管孔的上述气体流路一侧的开口边缘部上具有深度与上述气体流路相同或比其深的台阶部。
2.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池，其特征是，上述隔板的台阶部具有在上述多支管孔一侧变深的锥部。
3.根据权利要求1所述的高分子电解质型燃料电池，其特征是，上述隔板的多支管孔除去了上述气体流路一侧的开口边缘部的毛刺。
4.一种燃料电池用的隔板的制造方法，是具有成形出含有石墨粉末和粘接剂的混合物的第1工序和通过机械加工形成多支管孔的第2工序的燃料电池用的隔板的制造方法，其特征是，在第1工序中，成形出由槽构成的流路和从形成上述多支管孔的位置到上述气体流路的端部的部分的凹部。
全文摘要
本发明提供一种高分子电解质型燃料电池及其隔板的制造方法，不会发生在隔板的多支管孔的开口边缘部上产生毛刺，阻碍气体流路和多支管孔之间气体的流通，使电池特性降低的不良情况。在隔板的各多支管孔的气体流路一侧的开口边缘部上设置深度与上述气体流路相同或比其深的台阶部。上述台阶部具有在多支管孔一侧深度变深的锥部。
文档编号H01M8/24GK1471189SQ0314506
公开日2004年1月28日 申请日期2003年7月2日 优先权日2002年7月2日
发明者柴田础一, 弘树, 日下部弘树, 仁, 羽藤一仁, 启, 长谷伸启, 介, 竹口伸介, 夫, 小林晋, 小原英夫 申请人:松下电器产业株式会社