專利名稱：燃料電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃料電池，該燃料電池具備通過第一隔板及第二隔板夾持電解質-電極結構體的電池單元，該電解質-電極結構體在電解質的兩側配設有一對電極。
背景技術：
例如，固體高分子型燃料電池采用由高分子離子交換膜構成的固體高分子電解質膜。在該燃料電池中，通過利用隔板(雙極板)夾持電解質膜-電極結構體(電解質-電極結構體)而構成單位電池，該電解質膜-電極結構體在固體高分子電解質膜的兩側分別配設有由電極催化劑層和多孔質碳構成的陽極側電極及陰極側電極。通常，將該單位電池層疊規定個數而得到的燃料電池組例如作為車載用燃料電池組來使用。通常，燃料電池構成設有在隔板的層疊方向上貫通的入口連通孔及出口連通孔的所謂內部岐管。并且，燃料氣體、氧化劑氣體及冷卻介質從各自的入口連通孔向沿著電極面方向形成的燃料氣體流路、氧化劑氣體流路及冷卻介質流路供給之后，向各自的出口連通孔排出。例如，日本特開平8-222237號公報公開的燃料電池用隔板如圖32所示，具備隔板I。隔板I由金屬板構成，在其表背面通過壓花加工或凹凸加工而形成多個突起2a、2b。在隔板I上的形成突起2a、2b的區域的外側分別貫通形成有用于裝填氣體岐管的岐管裝填口3a、3b、3c 及 3d。岐管裝填口 3a、3b、3c及3d例如作為燃料氣體導入岐管、氧化劑氣體導入岐管、燃料氣體排出岐管及氧化劑氣體排出岐管來使用。發明的概要 然而，在上述的隔板I中，由于貫通形成有岐管裝填口 3a、3b、3c及3d，因此所述隔板I的面積變得相當大。由此，特別高價的不銹鋼等原料的使用量增大，從而存在部件單價高漲的問題。
發明內容
本發明用于解決這種問題，其目的在于提供一種能夠使比較高價的隔板良好地小型化，并能夠實現成本的削減的燃料電池。本發明涉及一種燃料電池，其具備通過第一隔板及第二隔板夾持電解質-電極結構體的電池單元，該電解質-電極結構體在電解質的兩側配設有一對電極。在該燃料電池中，在電解質-電極結構體的外周一體地設有由高分子材料形成的框構件，在所述框構件上沿著層疊方向貫通而形成有包括反應氣體入口連通孔、反應氣體出口連通孔、冷卻介質入口連通孔及冷卻介質出口連通孔在內的流體連通孔，并且在所述層疊方向上相鄰的所述框構件之間夾裝有環繞所述流體連通孔及反應面外周而進行密封的密封構件。并且，至少第一隔板或第二隔板具備外形具有同一形狀而相互接合的兩張板，并且所述第一隔板及所述第二隔板的外周端比流體連通孔靠內側配置。另外，在本發明中，第一隔板及第二隔板的外周端比流體連通孔靠內側配置，且在所述第一隔板及所述第二隔板上形成有隔著電解質-電極結構體而分別使不同的反應氣體沿著隔板面方向流通的第一反應氣體流路及第二反應氣體流路。并且，所述燃料電池中形成有將反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔與第一反應氣體流路連通的連結流路，且所述連結流路具有形成在框構件的表面上且沿著隔板面方向延伸的槽部。此外，在本發明中，所述燃料電池中形成有將反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔與第一反應氣體流路連通的連結流路，并且，所述連結流路具有:形成在框構件上，且沿著隔板面方向延伸的槽部；與所述槽部連通，并沿著所述層疊方向將第一隔板或第二隔板貫通的孔部。另外，在本發明中，在電解質-電極結構體的外周一體地設有由高分子材料形成的框構件，在所述框構件上沿著層疊方向貫通而形成有包括反應氣體入口連通孔、反應氣體出口連通孔、冷卻介質入口連通孔及冷卻介質出口連通孔在內的流體連通孔。第一隔板及第二隔板的外周端比流體連通孔靠內側配置，并且至少所述第一隔板或所述第二隔板具備在內部形成有使冷卻介質沿著隔板面方向流通的冷卻介質流路的兩張板。并且，在層疊方向上相鄰的框構件之間夾裝有環繞流體連通孔及反應面外周而進行密封的密封構件，并且形成有將冷卻介質入口連通孔及冷卻介質出口連通孔與冷卻介質流路連通的連結流路。在本發明中，由于在電解質-電極結構體的外周設置的的框構件上沿著層疊方向貫通而形成有流體連通孔，因此在第一隔板及第二隔板上無須設置所述流體連通孔。因此，第一隔板及第二隔板能夠設定成與發電區域對應的外形尺寸，能夠容易實現小型輕量化，并能夠削減所述第一隔板及所述第二隔板的制造成本。由此，能夠高效地制造第一隔板及第二隔板，能夠經濟地得到燃料電池整體。而且，在各電池單元內，能夠將密封構件僅設置在一面，從而能夠縮短燃料電池整體的層疊方向的尺寸。而且，至少第一隔板或第二隔板具備外形具有同一形狀而相互層疊的兩張板。因此，能有效地削減隔板的制造成本，比較經濟。此外，在本發明中，在層疊方向上相鄰的框構件之間夾裝有環繞流體連通孔而進行密封的密封構件，并且在所述框構件的表面及第一隔板的表面上形成有將反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔與反應氣體流路連通的連結流路。因此，能夠實現結構的簡化，并能夠有效地縮短燃料電池整體的層疊方向的尺寸。另外，在本發明中，在層疊方向上相鄰的框構件之間夾裝有環繞流體連通孔而進行密封的密封構件，并且形成有將反應氣體入口連通孔及反應氣體出口連通孔與第一反應氣體流路連通的連結流路，所述連結流路具有:形成在所述框構件上，且沿著隔板面方向設置的槽部；與所述槽部連通，并沿著層疊方向將第一隔板或第二隔板貫通的孔部。因此，能夠實現結構的簡化，并且能夠縮短燃料電池整體的層疊方向的尺寸。此外，在本發明中，在層疊方向上相鄰的框構件之間夾裝有環繞流體連通孔而進行密封的密封構件，并且形成有將冷卻介質入口連通孔及冷卻介質出口連通孔與冷卻介質流路連通的連結流路。因此，能夠實現結構的簡化，并且能夠有效地縮短燃料電池整體的層 疊方向的尺寸。
圖1是本發明的第一實施方式的燃料電池的分解立體說明圖。圖2是所述燃料電池的圖1中的I1-1I線剖視圖。圖3是構成所述燃料電池的第一電解質膜-電極結構體的陰極面的說明圖。圖4是所述第一電解質膜-電極結構體的陽極面的說明圖。圖5是構成所述燃料電池的第二電解質膜-電極結構體的陰極面的說明圖。圖6是所述第二電解質膜-電極結構體的陽極面的說明圖。圖7是構成所述燃料電池的第一隔板的陰極面的說明圖。圖8是所述第一隔板的陽極面的說明圖。圖9是構成所述燃料電池的第二隔板的陰極面的說明圖。圖10是所述第二隔板的陽極面的說明圖。圖11是所述燃料電池的圖1中的X1-XI線剖視圖。圖12是所述燃料電池的圖1中的XI1-XII線剖視圖。圖13是所述燃料電池的圖1中的XII1-XIII線剖視圖。圖14是所述燃料電池的圖1中的XIV-XIV線剖視圖。圖15是本發明的第二實施方式的燃料電池的分解立體說明圖。圖16是所述燃料電池的圖15中的XV1-XVI線剖視圖。圖17是構成所述燃料電池的第一電解質膜-電極結構體的陰極面的說明圖。圖18是所述第一電解質膜-電極結構體的陽極面的說明圖。圖19是構成所述燃料電池的第二電解質膜-電極結構體的陰極面的說明圖。圖20是所述第二電解質膜-電極結構體的陽極面的說明圖。圖21是構成所述燃料電池的第一隔板的陰極面的說明圖。圖22是所述第一隔板的陽極面的說明圖。圖23是構成所述燃料電池的第二隔板的陰極面的說明圖。圖24是所述第二隔板的陽極面的說明圖。圖25是所述燃料電池的圖15中的XXV-XXV線剖視圖。圖26是所述燃料電池的圖15中的XXV1-XXVI線剖視圖。圖27是所述燃料電池的圖15中的XXVI1-XXVII線剖視圖。圖28是本發明的第三實施方式的燃料電池的分解立體說明圖。圖29是構成所述燃料電池的第一隔板的陰極面的說明圖。圖30是所述燃料電池的剖視圖。圖31是本發明的第四實施方式的燃料電池的剖視說明圖。圖32是日本特開平8-222237號公報的燃料電池用隔板的說明圖。
具體實施例方式如圖1及圖2所示，本發明的第一實施方式的燃料電池10沿著箭頭A方向(水平方向)層疊有多個電池單元12。
電池單元12具備第一電解質膜-電極結構體(電解質-電極結構體)(MEA) 14、第一隔板16、第二電解質膜-電極結構體(電解質-電極結構體)(MEA) 18及第二隔板20。通過將電池單元12層疊，第一電解質膜-電極結構體14由第二及第一隔板20、16夾持，另一方面，第二電解質膜-電極結構體18由所述第一及第二隔板16、20夾持。第一隔板16及第二隔板20如后所述，通過將金屬薄板沖壓成形為波形形狀而構成，但也可以對其進行取代，而由碳隔板構成。第一電解質膜-電極結構體14和第二電解質膜-電極結構體18分別具備:在例如全氟磺酸的薄膜中浸潰水而成的固體高分子電解質膜(電解質)22 ;夾持所述固體高分子電解質膜22的陰極側電極24及陽極側電極26 (參照圖2)。在第一電解質膜-電極結構體14中，固體高分子電解質膜22設定為與陰極側電極24及陽極側電極26相同的表面積。需要說明的是，固體高分子電解質膜22的外周部可以比陰極側電極24及陽極側電極26突出，而且，也可以與所述陰極側電極24和所述陽極側電極26的表面積不同。在第一電解質膜-電極結構體14中，在固體高分子電解質膜22、陰極側電極24及陽極側電極26的外周端緣部，例如通過注射模塑成形而一體成形出由具有絕緣性的高分子材料形成的框部(框構件)28a。在第二電解質膜-電極結構體18中，同樣地在固體高分子電解質膜22、陰極側電極24及陽極側電極26的外周端緣部，例如通過注射模塑成形而一體成形出由高分子材料形成的框部(框構件)28b。作為高分子材料，除了通用塑料之外，還可以采用工程塑料或超級工程塑料等。陰極側電極24及陽極側電極26具有由碳素紙等構成的氣體擴散層(未圖示)、將表面擔載有鉬合金的多孔質碳粒子均勻地涂敷在所述氣體擴散層的表面而形成的電極催化劑層(未圖示)。電極催化劑層與固體高分子電解質膜22抵接。如圖1所示，在框部28a、28b的箭頭C方向(鉛垂方向)的一端緣部(上端緣部)沿著箭頭B方向(水平方向)而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30a、用于供給冷卻介質的冷卻介質入口連通孔32a、以及用于供給燃料氣體、例如含氫氣體的燃料氣體入口連通孔34a。在框部28a、28b的箭頭C方向的另一端緣部(下端緣部)沿著箭頭B方向而排列設置有用于排出燃料氣體的燃料氣體出口連通孔34b、用于排出冷卻介質的冷卻介質出口連通孔32b、以及用于排出氧化劑氣體的氧化劑氣體出口連通孔30b。需要說明的是，氧化劑氣體入口連通孔30a、冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、氧化劑氣體出口連通孔30b、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b只要設置于框部28a、28b即可，各自的位置沒有限定。如圖3所示，在框部28a上且在第一電解質膜-電極結構體14的陰極面(設有陰極側電極24的面)14a側的上部設有位于氧化劑氣體入口連通孔30a的下方附近的多個入口凸部36a及入口槽部37a。在框部28a的陰極面14a側的上部，在冷卻介質入口連通孔32a的下方附近且與氧化劑氣體入口連通孔30a接近而設有多個入口槽部38a，并且在所述冷卻介質入口連通孔32a的下方附近且與燃料氣體入口連通孔34a接近而貫通形成有多個入口孔部40a。在框部28a的陰極面14a側的下部設有位于氧化劑氣體出口連通孔30b的上方附近的多個出口凸部36b及出口槽部37b。在框部28a的陰極面14a側的下部，在冷卻介質出口連通孔32b的上方附近且與氧化劑氣體出口連通孔30b接近而設有多個出口槽部38b，并且在所述冷卻介質出口連通孔32b的上方附近且與燃料氣體出口連通孔34b接近而貫通形成有多個出口孔部40b。如圖4所示，在框部28a上且在第一電解質膜-電極結構體14的陽極面(設有陽極側電極26的面)14b側的上部，在冷卻介質入口連通孔32a的下方附近且與燃料氣體入口連通孔34a接近而設有多個入口槽部42a。在入口槽部42a的下方附近貫通形成有多個入口孔部40a。在框部28a上設有位于燃料氣體入口連通孔34a的下方的多個入口槽部46a。在框部28a的陽極面14b側的下部，在冷卻介質出口連通孔32b的上方附近且與燃料氣體出口連通孔34b接近而設有多個出口槽部42b。在出口槽部42b的上方附近貫通形成有多個出口孔部40b。在框部28a上設有位于燃料氣體出口連通孔34b的上方的多個出口槽部46b。在框部28a的陽極面14b側一體或分體地成形有外側密封構件(外側密封線)48及內側密封構件(內側密封線)50。外側密封構件48及內側密封構件50例如使用EPDM、NBR、氟橡膠、硅橡膠、硅氟橡膠、丁基橡膠、天然橡膠、苯乙烯橡膠、氯丁二烯或丙烯酸橡膠等密封材料、緩沖材料或填密材料等的彈性密封件。需要說明的是，以下說明的各密封構件與上述的外側密封構件48及內側密封構件50同樣地構成，省略其詳細的說明。外側密封構件48從框部28a的外周緣部環繞全部流體連通孔即氧化劑氣體入口連通孔30a、冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、氧化劑氣體出口連通孔30b、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b的外周以及反應面(發電面)外周。該外側密封構件48圍繞冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b。通過外側密封構件48，入口槽部42a及入口孔部40a與冷卻介質入口連通孔32a被一體地圍繞，出口槽部42b及出口孔部40b與冷卻介質出口連通孔32b被一體地圍繞。內側密封構件50位于外側密封構件48的內方，將陽極側電極26與入口槽部46a及出口槽部46b —體地圍繞。內側密封構件50沿著與第一隔板16的外形形狀對應的輪廓線而設置，并與所述第一隔板16的外周端緣面整周(隔板面內)相接。外側密封構件48配置在第一隔板16的外周端外方(隔板面外)。通過外側密封構件48及內側密封構件50，將全部流體連通孔環繞密封。如圖3所示，在框部28a的陰極面14a側設有將入口孔部40a圍繞的環狀入口密封構件52a和將出口孔部40b圍繞的環狀出口密封構件52b。如圖5所示，在框部28b上且在第二電解質膜-電極結構體18的陰極面(設有陰極側電極24的面)18a側的上部設有位于氧化劑氣體入口連通孔30a的下方附近的多個入口凸部54a及多個入口槽部56a。在框部28b的陰極面18a側的上部，在冷卻介質入口連通孔32a的下方附近且與燃料氣體入口連通孔34a接近而設有多個入口槽部58a，并且在所述冷卻介質入口連通孔32a的下方附近且與氧化劑氣體入口連通孔30a接近而形成有多個入口孔部60a。第二電解質膜-電極結構體18的入口孔部60a偏置地配置在從層疊方向觀察時與第一電解質膜-電極結構體14的入口孔部40a相互不重合的位置。在框部28b的陰極面18a側的上部設有位于燃料氣體入口連通孔34a的下方附近的多個入口槽部62a，并且在所述入口槽部62a的下端部貫通形成有多個入口孔部64a。在各入口孔部64a的下方離開規定的間隔而貫通形成多個入口孔部66a。在框部28b的陰極面18a側的下部，在冷卻介質出口連通孔32b的上方附近且與燃料氣體出口連通孔34b接近而設有多個出口槽部58b，并且在所述冷卻介質出口連通孔32b的上方附近且與氧化劑氣體出口連通孔30b接近而形成有多個出口孔部60b。第二電解質膜-電極結構體18的出口孔部60b偏置地配置在從層疊方向觀察時與第一電解質膜-電極結構體14的出口孔部40b相互不重合的位置。在框部28b的陰極面18a側的下部設有位于燃料氣體出口連通孔34b的上方附近的多個出口槽部62b，并且在所述出口槽部62b的上端部貫通形成有多個出口孔部64b。在各出口孔部64b的上方離開規定的間隔而貫通形成多個出口孔部66b。如圖6所示，在框部28b上且在第二電解質膜-電極結構體18的陽極面(設有陽極側電極26的面)18b側的上部，在冷卻介質入口連通孔32a的下方附近且與氧化劑氣體入口連通孔30a接近而設有多個入口槽部68a。在入口槽部68a的下方附近貫通形成有多個入口孔部60a。在框部28b上設有位于燃料氣體入口連通孔34a的下方并將入口孔部64a,66a連通的多個入口槽部72a。在框部28b的陽極面18b側的下部，在冷卻介質出口連通孔32b的上方附近且與氧化劑氣體出口連通孔30b接近而設有多個出口槽部68b。在出口槽部68b的上方附近形成有多個出口孔部60b。位于燃料氣體出口連通孔34b的上方而設有將出口孔部64b、66b連通的多個出口槽部72b。在框部28b上且在陽極面18b側一體或分體地成形有外側密封構件(外側密封線)74及內側密封構件(內側密封線)76。外側密封構件74從框部28b的外周緣部環繞全部流體連通孔即氧化劑氣體入口連通孔30a、冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、氧化劑氣體出口連通孔30b、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b的外周。外側密封構件74圍繞冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b。通過外側密封構件74，入口槽部68a及入口孔部60a與冷卻介質入口連通孔32a被一體地圍繞，出口槽部68b及出口孔部60b與冷卻介質出口連通孔32b被一體地圍繞。內側密封構件76位于外側密封構件74的內方，并將陽極側電極26、入口孔部64a、66a、入口槽部72a、出口孔部64b、66b及出口槽部72b —體地圍繞。內側密封構件76沿著與第二隔板20的外形形狀對應的輪廓線而設置，與所述第二隔板20的外周端緣面整周相接。外側密封構件74配置在第二隔板20的外周端外方。通過外側密封構件74及內側密封構件76，將全部流體連通孔環繞密封。如圖5所示，在框部28b的陰極面18a側設有圍繞入口孔部60a、66a的環狀入口密封構件78a、80a和圍繞出口孔部60b、66b的環狀出口密封構件78b、80b。第一及第二隔板16、20設定成在氧化劑氣體入口連通孔30a、冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、氧化劑氣體出口連通孔30b、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b (全部流體連通孔)的內方配置的尺寸。如圖2所示，第一隔板16具備外形具有同一形狀而相互層疊的兩張金屬板(例如，不銹鋼板)82a、82b，所述金屬板82a、82b例如通過焊接或粘接而將外周緣部一體化，且形成密閉的內部空間。在金屬板82a上形成與陰極側電極24對置的氧化劑氣體流路84，并且在金屬板82b上形成與陽極側電極26對置的燃料氣體流路86。在金屬板82a、82b之間(內部空間)形成有冷卻介質流路88。如圖7所示，第一隔板16在金屬板82a的面內設有氧化劑氣體流路84，該氧化劑氣體流路84具有沿著箭頭C方向(鉛垂方向)延伸的多個流路槽。在氧化劑氣體流路84的上游及下游設有入口緩沖部85a及出口緩沖部85b。在入口緩沖部85a的上方形成有位于氧化劑氣體入口連通孔30a的下方的多個入口槽部87a。在出口緩沖部85b的下方形成有位于氧化劑氣體出口連通孔30b的上方的多個出口槽部87b。在金屬板82a的上部形成有與第二電解質膜-電極結構體18的多個入口孔部60a連通的多個孔部90a和與所述第二電解質膜-電極結構體18的入口孔部66a連通的多個孔部92a。孔部92a也形成在金屬板82b上而將第一隔板16貫通。在金屬板82a的下部形成有與第二電解質膜-電極結構體18的多個出口孔部60b連通的多個孔部90b和與所述第二電解質膜-電極結構體18的出口孔部66b連通的多個孔部92b。孔部92b也形成在金屬板82b上而將第一隔板16貫通。第一隔板16設有用于避開第一電解質膜-電極結構體14的入口孔部40a的上部退避部94a和用于避開所述第一電解質膜-電極結構體14的出口孔部40b的下部退避部94b。如圖8所示，第一隔板16在金屬板82b的面內設有燃料氣體流路86，該燃料氣體流路86具有沿著箭頭C方向(鉛垂方向)延伸的多個流路槽。在燃料氣體流路86的上游及下游設有入口緩沖部96a及出口緩沖部96b。在入口緩沖部96a的上方形成有位于氧化劑氣體入口連通孔30a的下方的多個入口槽部98a和位于冷卻介質入口連通孔32a的下方的多個入口槽部100a。入口槽部IOOa是用于在第一隔板16的內部形成冷卻介質通路的凹凸結構。在出口緩沖部96b的下方形成有位于氧化劑氣體出口連通孔30b的上方的多個出口槽部98b和位于冷卻介質出口連通孔32b的上方的多個出口槽部100b。出口槽部IOOb是用于在第一隔板16的內部形成冷卻介質通路的凹凸結構。如圖2所示，第二隔板20具備外形具有同一形狀而相互層疊的兩張金屬板(例如，不銹鋼板)102a、102b,所述金屬板102a、102b例如通過焊接或粘接而將外周緣部一體化，并將內部密閉。在金屬板102a上形成有與陰極側電極24對置的氧化劑氣體流路84，并且在金屬板102b上形成有與陽極側電極26對置的燃料氣體流路86。在金屬板102a、102b之間形成有冷卻介質流路88。如圖9所示，第二隔板20在金屬板102a的面內設有氧化劑氣體流路84，該氧化劑氣體流路84具有沿著箭頭C方向(鉛垂方向)延伸的多個流路槽。在氧化劑氣體流路84的上游及下游設有入口緩沖部104a及出口緩沖部104b。在金屬板102a的上方形成有與第一電解質膜-電極結構體14的多個入口孔部40a連通的多個孔部106a。在金屬板102a的下部形成有與第一電解質膜-電極結構體14的多個出口孔部40b連通的多個孔部106b。第二隔板20設有用于避開第二電解質膜-電極結構體18的入口孔部60a的上部退避部108a和用于避開所述第二電解質膜-電極結構體18的出口孔部60b的下部退避部108b。如圖10所示，第二隔板20在金屬板102b的面內設有燃料氣體流路86，該燃料氣體流路86具有沿著箭頭C方向(鉛垂方向)延伸的多個流路槽。在燃料氣體流路86的上游及下游設有入口緩沖部IlOa及出口緩沖部110b。在金屬板102b的上部形成有位于冷卻介質入口連通孔32a的下方的多個入口槽部112a，另一方面，在所述金屬板102b的下部形成有位于冷卻介質出口連通孔32b的上方的多個出口槽部112b。入口槽部112a及出口槽部112b分別是用于在第二隔板20的內部形成冷卻介質通路的凹凸結構。如圖11所示，在層疊方向上相鄰的框部28a、28b之間形成有:將氧化劑氣體入口連通孔30a與第一電解質膜-電極結構體14的氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路113a ;將所述氧化劑氣體入口連通孔30a與第二電解質膜-電極結構體18的氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路113b。需要說明的是，雖然未圖示，但是在框部28a、28b之間同樣地形成有將氧化劑氣體出口連通孔30b與氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路。氧化劑氣體連結流路113a、113b通過將框部28a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部28b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。氧化劑氣體連結流路113b具有:形成在框部28b的表面上，且沿著隔板面方向延伸的入口凸部54a ;形成在所述框部28b上的入口槽部56a ;形成在構成第一隔板16的金屬板82a的表面上，與所述入口凸部54a之間的槽連通而沿著所述隔板面方向延伸的入口槽部87a。入口槽部56a與入口槽部87a的端部彼此連通。氧化劑氣體連結流路113a具有:形成在框部28a的表面上，且沿著隔板面方向延伸的入口凸部36a ;入口槽部37a。如圖12所示，在層疊方向上相鄰的框部28a、28b之間形成有將燃料氣體入口連通孔34a與燃料氣體流路86連通的燃料氣體連結流路114。需要說明的是，雖然未圖示，但是在框部28a、28b之間同樣地形成有將燃料氣體出口連通孔34b與燃料氣體流路86連通的燃料氣體連結流路。燃料氣體連結流路114通過將框部28a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部28b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。燃料氣體連結流路114具有:形成于在第二電解質膜-電極結構體18的框部28b上，且沿著隔板面方向延伸的入口槽部62a、72a ;沿著層疊方向將第一隔板16的外周緣部貫通的孔部92a。需要說明的是，入口槽部62a也可以設置在第一電解質膜_電極結構體14的框部28a上。具體而言，在框部28b上設有入口孔部(第一貫通孔)64a及入口孔部(第二貫通孔)66a，在所述框部28b的兩面上形成的入口槽部62a、72a經由所述入口孔部64a而相互連通。入口孔部66a與孔部92a在層疊方向上配置在同軸上或偏置配置，入口槽部62a、72a經由所述入口孔部66a而從所述孔部92a向第一隔板16的燃料氣體流路(第一反應氣體流路)86連通。入口槽部72a與第二隔板20的燃料氣體流路86直接連通。如圖13及圖14所示，在層疊方向上相鄰的框部28a、28b之間形成有:將冷卻介質入口連通孔32a與第二隔板20的冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路116a ;將所述冷卻介質入口連通孔32a與第一隔板16的冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路116b。需要說明的是，雖然未圖示，但在框部28a、28b之間形成有將冷卻介質出口連通孔32b與冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路。冷卻介質連結流路116a、116b通過將框部28a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部28b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。需要說明的是，冷卻介質連結流路116a、116b可以形成在框部28a或28b的一方。如圖13所示，冷卻介質連結流路116a具有:沿著隔板面方向設置的入口槽部42a、58a;沿著層疊方向形成在框部28a上的入口孔部(第一孔部)40a ;沿著所述層疊方向形成在構成第二隔板20的金屬板102a上的孔部(第二孔部)106a。入口槽部42a與入口槽部58a的端部彼此連通。如圖14所示，冷卻介質連結流路116b具有:沿著隔板面方向設置的入口槽部68a、38a ;沿著層疊方向形成在框部28b上的入口孔部(第一孔部)60a ;沿著所述層疊方向形成在構成第一隔板16的金屬板82a上的孔部(第二孔部)90a。入口槽部68a與入口槽部38a的端部彼此連通。框部28a的入口孔部40a及孔部106a與框部28b的入口孔部60a及孔部90a設定在從層疊方向觀察時相互不重合的位置。以下，說明該燃料電池10的動作。如圖1所示，向氧化劑氣體入口連通孔30a供給含氧氣體等氧化劑氣體，并向燃料氣體入口連通孔34a供給含氫氣體等燃料氣體。并且，向冷卻介質入口連通孔32a供給純水或乙二醇等冷卻介質。在各電池單元12中，供給到氧化劑氣體入口連通孔30a的氧化劑氣體如圖1及圖11所示，從第一電解質膜-電極結構體14的入口凸部36a之間和第二電解質膜-電極結構體18的入口凸部54a之間向入口槽部56a導入。被導入到入口凸部36a的氧化劑氣體通過入口槽部37a向所述第二隔板20的氧化劑氣體流路84供給。供給到氧化劑氣體流路84的氧化劑氣體向第一電解質膜-電極結構體14的陰極側電極24供給之后，剩余的氧化劑氣體從出口凸部36b之間向氧化劑氣體出口連通孔30b排出。另一方面，被導入到入口槽部56a之間的氧化劑氣體通過第二電解質膜-電極結構體18與第一隔板16之間的入口槽部87a而向所述第一隔板16的氧化劑氣體流路84供給。供給到氧化劑氣體流路84的氧化劑氣體在向第二電解質膜-電極結構體18的陰極側電極24供給之后，剩余的氧化劑氣體從出口槽部87b、56b通過出口凸部54b之間而向氧化劑氣體出口連通孔30b排出。另外，供給到燃料氣體入口連通孔34a的燃料氣體如圖1及圖12所示，被導入第二電解質膜-電極結構體18的入口槽部62a。燃料氣體從入口槽部62a通過入口孔部64a向陽極側移動，一部分從入口槽部72a向第二隔板20的燃料氣體流路86供給。燃料氣體的剩余的部分通過入口孔部66a及第一隔板16的孔部92a而被導入到所述第一隔板16與第一電解質膜-電極結構體14之間，向所述第一隔板16的燃料氣體流路86供給。在第二隔板20的燃料氣體流路86中流通了的使用完的燃料氣體向出口槽部72b排出，進而從出口孔部64b通過出口槽部62b向燃料氣體出口連通孔34b排出。另一方面，在第一隔板16的燃料氣體流路86中流通了的使用完的燃料氣體從孔部92b通過出口孔部66b向出口槽部72b排出，同樣地向燃料氣體出口連通孔34b排出。由此，在第一電解質膜-電極結構體14及第二電解質膜-電極結構體18中，分別向陰極側電極24供給的氧化劑氣體和向陽極側電極26供給的燃料氣體在電極催化劑層內因電化學反應而被消耗，進行發電。另外，向冷卻介質入口連通孔32a供給的冷卻介質的一部分如圖1及圖13所示，被導入第一電解質膜-電極結構體14的入口槽部42a，并入口槽部58a向入口孔部40a供給。冷卻介質從入口孔部40a通過第二隔板20的孔部106a而被導入所述第二隔板20的內部。冷卻介質沿著入口槽部112a在第二隔板20內流通，在向冷卻介質流路88供給之后，從出口槽部112b通過孔部106b而從所述第二隔板20排出。并且，該冷卻介質從出口孔部40b通過出口槽部58b、42b而向冷卻介質出口連通孔32b排出。另一方面，供給到冷卻介質入口連通孔32a的冷卻介質的另一部分如圖1及圖14所示，被導入第二電解質膜-電極結構體18的入口槽部68a，并從入口槽部38a向入口孔部60a供給。冷卻介質從入口孔部60a通過第一隔板16的孔部90a而被導入所述第一隔板16內部。冷卻介質沿著入口槽部IOOa在第一隔板16內流通，向冷卻介質流路88供給之后，從出口槽部IOOb通過孔部90b而從所述第一隔板16排出。并且，該冷卻介質從出口孔部60b通過出口槽部38b、68b而向冷卻介質出口連通孔32b排出。因此，第一電解質膜-電極結構體14及第二電解質膜-電極結構體18由在第一隔板16內的冷卻介質流路88及第二隔板20內的冷卻介質流路88中流通的冷卻介質冷卻。這種情況下，在第一實施方式中，在構成第一電解質膜-電極結構體14的框部28a及構成第二電解質膜-電極結構體18的框部28b上沿著層疊方向而貫通形成有全部流體連通孔即氧化劑氣體入口連通孔30a、冷卻介質入口連通孔32a、燃料氣體入口連通孔34a、氧化劑氣體出口連通孔30b、冷卻介質出口連通孔32b及燃料氣體出口連通孔34b。因此，在第一隔板16及第二隔板20無需設置流體連通孔，從而所述第一隔板16及所述第二隔板20能夠設定成與發電區域對應的外形尺寸。因此，第一隔板16及第二隔板20容易實現小型輕量化，從而能夠削減所述第一隔板16及所述第二隔板20的制造成本。由此，能夠有效地制造第一隔板16及第二隔板20，且能夠經濟地得到燃料電池10整體。而且，在各電池單元12內的單位電池(兩張隔板和一個MEA)中，如圖2所示，夕卜側密封構件48及內側密封構件50與外側密封構件74及內側密封構件76交替設置，實質上密封構件僅設置在一面。因此，能夠使燃料電池10整體的層疊方向的尺寸良好地縮短而實現緊湊化。而且，第一隔板16具備外形具有同一形狀而相互層疊的兩張金屬板82a、82b，所述金屬板82a、82b例如通過焊接或粘接而將外周緣部一體化，并將內部密閉。同樣，第二隔板20具備外形具有同一形狀而相互層疊的兩張金屬板102a、102b，所述金屬板102a、102b例如通過焊接或粘接而將外周緣部一體化，并將內部密閉。在第一隔板16中，在金屬板82a、82b之間不需要密封，并且在第二隔板20中，在金屬板102a、102b之間不需要密封。因此,在第一實施方式中，能夠有效地削減第一隔板16及第二隔板20的制造成本，從而能夠經濟地制造燃料電池10整體。此外，在第一實施方式中，如圖11所示，在層疊方向上相鄰的框部28a、28b之間形成有:將氧化劑氣體入口連通孔30a與第二電解質膜-電極結構體18的氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路113a ;將所述氧化劑氣體入口連通孔30a與第一電解質膜_電極結構體14的氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路113b。并且，氧化劑氣體連結流路113a、113b通過將框部28a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部28b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。具體而言，氧化劑氣體連結流路113a具有:形成在框部28b的表面上，且沿著隔板面方向延伸的入口凸部54a ;形成在所述框部28b上的入口槽部56a ;形成在構成第一隔板16的金屬板82a的表面上，且與所述入口凸部54a之間的槽連通而沿著所述隔板面方向延伸的入口槽部87a，其中，所述入口槽部56a與所述入口槽部87a的端部彼此連通。因此，能夠實現燃料電池10的結構的簡化，并縮短所述燃料電池10整體的層疊方向的尺寸。另外，在第一實施方式中，如圖12所示，在層疊方向上相鄰的框部28a、28b之間形成有將燃料氣體入口連通孔34a與燃料氣體流路86連通的燃料氣體連結流路114。并且，燃料氣體連結流路114通過將框部28a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部28b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。燃料氣體連結流路114具有:形成在第二電解質膜-電極結構體18的框部28b上，且沿著隔板面方向延伸的入口槽部62a、72a ;沿著層疊方向將第一隔板16的外周緣部貫通的孔部92a。具體而言，在框部28b上設有入口孔部64a及入口孔部66a，在所述框部28b的兩面上形成的入口槽部62a、72a經由所述入口孔部64a而相互連通。入口孔部66a與孔部92a沿著層疊方向配置在同軸上，入口槽部62a、72a經由所述入口孔部66a從所述孔部92a向第一隔板16的燃料氣體流路86連通，另一方面，所述入口槽部72a與第二隔板20的燃料氣體流路86直接連通。因此，能夠實現燃料電池10的結構的簡化，并縮短所述燃料電池10整體的層疊方向的尺寸。此外，在第一實施方式中，如圖13及圖14所示，在層疊方向上相鄰的框部28a、28b之間形成有:將冷卻介質入口連通孔32a與第二隔板20的冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路116a ;將所述冷卻介質入口連通孔32a與第一隔板16的冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路116b。并且，冷卻介質連結流路116a、116b通過將框部28a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部28b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。具體而言，如圖13所示，冷卻介質連結流路116a具有沿著隔板面方向設置的入口槽部42a、58a、沿著層疊方向形成在框部28a上的入口孔部40a、沿著所述層疊方向形成在金屬板102a上的孔部106a，所述入口槽部42a與所述入口槽部58a的端部彼此連通。另一方面，如圖14所示，冷卻介質連結流路116b具有沿著隔板面方向設置的入口槽部68a、38a、沿著層疊方向形成在框部28b上的入口孔部60a、沿著所述層疊方向形成在金屬板82a上的孔部90a，所述入口槽部68a與所述入口槽部38a的端部彼此連通。此時，框部28a的入口孔部40a及孔部106a與框部28b的入口孔部60a及孔部90a相對于層疊方向而設定在相互不重合的位置。因此，能夠實現燃料電池10的結構的簡化，并縮短所述燃料電池10整體的層疊方向的尺寸。需要說明的是，在第一實施方式中，可以使氧化劑氣體在燃料氣體用的流路結構中流通，另一方面，使燃料氣體在氧化劑氣體用的流路結構中流通。而且，在燃料氣體用及氧化劑氣體用中可以都設置同一結構的橋部。圖15是本發明的第二實施方式的燃料電池120的分解立體說明圖。需要說明的是，對與第一實施方式的燃料電池10相同的構成要素，標注同一參照符號，并省略其詳細的說明。而且，在以下說明的第三實施方式以后的實施方式中，也同樣地省略其詳細的說明。如圖15及圖16所示，燃料電池120通過將多個電池單元122層疊而構成，并且所述電池單元122具備第一電解質膜-電極結構體(電解質-電極結構體)(MEA) 124、第一隔板126、第二電解質膜-電極結構體(電解質-電極結構體)(MEA) 128及第二隔板130。第一電解質膜-電極結構體124及第二電解質膜-電極結構體128設有框部132a及框部132b。如圖17所示，在框部132a的陰極面124a側的上部，在冷卻介質入口連通孔32a的下方附近未設置入口槽部38a，而在所述冷卻介質入口連通孔32a的整個寬度方向上形成有多個入口孔部134a。入口孔部134a由環狀入口密封構件136a圍繞。在框部132a的陰極面124a側的下部，在冷卻介質出口連通孔32b的上方附近未設置出口槽部38b，而在所述冷卻介質出口連通孔32b的整個寬度方向上形成有多個出口孔部134b。出口孔部134b由環狀出口密封構件136b圍繞。如圖18所示，在框部132a的陽極面124b側的上部設有與多個入口孔部134a對應的多個入口槽部138a，另一方面，在所述陽極面124b側的下部設有與多個出口孔部134b對應的多個出口槽部138b。如圖19所示，在框部132b的陰極面128a側的上部，在冷卻介質入口連通孔32a的下方附近未設置入口孔部60a，而在所述冷卻介質入口連通孔32a的整個寬度方向上形成有多個入口槽部140a。在框部132b的陰極面128a側的下部，在冷卻介質出口連通孔32b的上方附近未設置出口孔部60b，而在所述冷卻介質出口連通孔32b的整個寬度方向上形成有多個出口槽部140b。
如圖20所示，在框部132b的陽極面128b側未設置入口槽部68a及出口槽部68b。第一隔板126由單一的金屬板構件構成。如圖21所不,在第一隔板126的一方的面上設置的氧化劑氣體流路84的上方形成有多個孔部92a和多個入口槽部87a，另一方面，未設置孔部90a。在氧化劑氣體流路84的下方形成有多個孔部92b和多個出口槽部87b，另一方面，未設置孔部90b。如圖22所示，在第一隔板126的另一方的面上設置的燃料氣體流路86的上方設有多個入口槽部98a，另一方面，未設置入口槽部100a。在燃料氣體流路86的下方設有多個出口槽部98b，另一方面，未設置出口槽部100b。如圖23所不,第二隔板130具備外形具有同一形狀而相互層疊的兩張金屬板(例如，不銹鋼板)142a、142b,所述金屬板142a、142b通過例如焊接或粘接而將外周緣部一體化，并將內部密閉。在金屬板142a上形成有與陰極側電極24對置的氧化劑氣體流路84，并且在金屬板142b上形成有與陽極側電極26對置的燃料氣體流路86。在金屬板142a、142b之間形成有冷卻介質流路88。如圖23所示，在金屬板142a的上方且在冷卻介質入口連通孔32a的下方，在該冷卻介質入口連通孔32a的整個寬度方向上形成有多個孔部144a。在氧化劑氣體流路84的下方且在冷卻介質出口連通孔32b的上方，在該冷卻介質出口連通孔32b的整個寬度方向上形成有多個孔部144b。如圖24所示，在金屬板142b的上方且在冷卻介質入口連通孔32a的下方，在該冷卻介質入口連通孔32a的整個寬度方向上形成有多個入口槽部146a。在燃料氣體流路86的下方且在冷卻介質出口連通孔32b的上方，在該冷卻介質出口連通孔32b的整個寬度方向上形成有多個出口槽部146b。如圖25所示，在層疊方向上相鄰的框部132a、132b之間形成有:將氧化劑氣體入口連通孔30a與第一電解質膜-電極結構體124的氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路150a ;將所述氧化劑氣體入口連通孔30a與第二電解質膜-電極結構體128的氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路150b。需要說明的是，雖然未圖示，但在框部132a、132b之間同樣地形成有將氧化劑氣體出口連通孔30b與氧化劑氣體流路84連通的氧化劑氣體連結流路。氧化劑氣體連結流路150a、150b通過將框部132a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部132b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。氧化劑氣體連結流路150b具有:形成在框部132b的表面上，且沿著隔板面方向延伸的入口凸部(第一槽部)54a ;形成在所述框部132b的表面上的入口槽部56a ;形成在第一隔板126的表面上，與所述入口凸部54a之間的槽連通而沿著所述隔板面方向延伸的入口槽部(第二槽部)87a。入口槽部56a與入口槽部87a的端部彼此連通。氧化劑氣體連結流路150a具有:形成在框部132a的表面上，且沿著隔板面方向設置的入口凸部36a ;入口槽部37a。如圖26所示，在層疊方向上相鄰的框部132a、132b之間形成有將燃料氣體入口連通孔34a與燃料氣體流路86連通的燃料氣體連結流路152。需要說明的是，雖然未圖示，但在框部132a、132b之間同樣地形成有將燃料氣體出口連通孔34b與燃料氣體流路86連通的燃料氣體連結流路。燃料氣體連結流路152通過將框部132a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部132b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。燃料氣體連結流路152具有:形成在第二電解質膜-電極結構體128的框部132b上，且沿著隔板面方向延伸的入口槽部62a、72a;沿著層疊方向將第一隔板126的外周緣部貫通的孔部92a。需要說明的是，入口槽部62a也可以形成在第一電解質膜-電極結構體124的框部132a上。具體而言，在框部132b上設有入口孔部64a及入口孔部66a，在所述框部132b的兩面上形成的入口槽部62a、72a經由所述入口孔部64a而相互連通。入口孔部66a與孔部92a在層疊方向上配置在同軸上或偏置配置，入口槽部62a、72a經由所述入口孔部66a而從所述孔部92a向第一隔板126的燃料氣體流路86連通。入口槽部72a與第二隔板130的燃料氣體流路86直接連通。如圖27所示，在層疊方向上相鄰的框部132a、132b之間形成有將冷卻介質入口連通孔32a與第二隔板130的冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路154。需要說明的是，雖然未圖示，但在框部132a、132b之間同樣地形成有將冷卻介質出口連通孔32b與冷卻介質流路88連通的冷卻介質連結流路。冷卻介質連結流路154通過將框部132a的外側密封構件48及內側密封構件50與框部132b的外側密封構件74及內側密封構件76配置在從層疊方向觀察時不同的位置而形成。冷卻介質連結流路154具有:沿著隔板面方向設置的入口槽部138a、140a ;沿著層疊方向形成在框部132a上的入口孔部(第一孔部)134a ;沿著所述層疊方向形成在金屬板142a上的孔部(第二孔部)144a。入口槽部138a與入口槽部140a的端部彼此連通。關于該燃料電池120的動作，以下簡略地進行說明。在各電池單元122中，向氧化劑氣體入口連通孔30a供給的氧化劑氣體如圖15及圖25所示，從第一電解質膜-電極結構體124的入口凸部36a之間和第二電解質膜-電極結構體128的入口凸部54a之間被導入入口槽部56a。被導入到入口凸部36a的氧化劑氣體通過入口槽部37a而向第二隔板130的氧化劑氣體流路84供給。供給到氧化劑氣體流路84的氧化劑氣體在向第一電解質膜-電極結構體124的陰極側電極24供給之后，剩余的氧化劑氣體從出口凸部36b之間向氧化劑氣體出口連通孔30b排出。另一方面，被導入到入口槽部56a之間的氧化劑氣體通過第二電解質膜-電極結構體128與第一隔板126之間的入口槽部87a而向所述第一隔板126的氧化劑氣體流路84供給。供給到氧化劑氣體流路84的氧化劑氣體在向第二電解質膜-電極結構體128的陰極側電極24供給之后，剩余的氧化劑氣體從出口槽部87b、56b通過出口凸部54b之間而向氧化劑氣體出口連通孔30b排出。另外，供給到燃料氣體入口連通孔34a的燃料氣體如圖15及圖26所示，被導入第二電解質膜-電極結構體128的入口槽部62a。燃料氣體從入口槽部62a通過入口孔部64a而向陽極側移動，一部分從入口槽部72a向第二隔板130的燃料氣體流路86供給。
燃料氣體的剩余的部分通過入口孔部66a及第一隔板126的孔部92a而被導入所述第一隔板126與第一電解質膜-電極結構體124之間，向所述第一隔板126的燃料氣體流路86供給。在第二隔板130的燃料氣體流路86中流通了的使用完的燃料氣體向出口槽部72b排出，進而從出口孔部64b通過出口槽部62b而向燃料氣體出口連通孔34b排出。另一方面，在第一隔板126的燃料氣體流路86中流通了的使用完的燃料氣體從孔部92b通過出口孔部66b而向出口槽部72b排出，并同樣地向燃料氣體出口連通孔34b排出。由此，在第一電解質膜-電極結構體124及第二電解質膜-電極結構體128中，分別向陰極側電極24供給的氧化劑氣體和向陽極側電極26供給的燃料氣體在電極催化劑層內因電化學反應而被消耗，進行發電。另外，供給到冷卻介質入口連通孔32a的冷卻介質如圖15及圖27所示，被導入第一電解質膜-電極結構體124的入口槽部138a，并從入口槽部140a向入口孔部134a供給。冷卻介質從入口孔部134a通過第二隔板130的孔部144a而被導入所述第二隔板130的內部。冷卻介質沿著入口槽部146a在第二隔板130內流通，在向冷卻介質流路88供給之后，從出口槽部146b通過孔部144b而從所述第二隔板130排出。進而，冷卻介質從出口孔部134b通過出口槽部140b、138b而向冷卻介質出口連通孔32b排出。因此，第一電解質膜-電極結構體124及第二電解質膜-電極結構體128由在第二隔板130內的冷卻介質流路88中流通的冷卻介質進行間隔冷卻。這種情況下，在第二實施方式中，第一隔板126及第二隔板130能夠得到與上述的第一實施方式同樣的效果，即容易實現小型輕量化，并有效地削減制造成本，能夠經濟地制造燃料電池120整體等。圖28是本發明的第三實施方式的燃料電池160的分解立體說明圖。燃料電池160中層疊有多個電池單元162，并且所述電池單元162具備第一電解質膜-電極結構體14、第一隔板164、第二電解質膜-電極結構體18及第二隔板20。第一隔板164具備兩張金屬板82a、82b,所述金屬板82a、82b例如通過焊接或粘接環繞外周緣部而將外周緣部彼此一體化,并形成密閉的內部空間。如圖29及圖30所示，在金屬板82a、82b上貫通形成有多個孔部92a、92b。在兩張金屬板82a、82b之間設有環繞孔部92a、92b的接合部166a、166b，通過例如焊接或粘接而將所述金屬板82a、82b彼此一體化，由此該接合部166a、166b將所述孔部92a、92b從內部空間(冷卻介質流路88)閉塞。在該第三實施方式中，能夠得到與上述的第一及第二實施方式同樣的效果。而且，由于設置環繞并閉塞孔部92a、92b的接合部166a、166b，因此能夠盡量阻止燃料氣體從所述孔部92a、92b進入金屬板82a、82b之間(第一隔板164內部)的情況。圖31是本發明的第四實施方式的燃料電池170的剖視說明圖。在燃料電池170中，第一隔板16未設置入口槽部87a及出口槽部87b。因此，尤其是第一隔板16的結構簡化，比較經濟。
權利要求
1.一種燃料電池，其具備通過第一隔板(16)及第二隔板(20)夾持電解質-電極結構體(14、18)的電池單元(12)，該電解質-電極結構體(14、18)在電解質(22)的兩側配設有一對電極(24、26),所述燃料電池的特征在于， 在所述電解質-電極結構體(14、18)的外周一體地設有由高分子材料形成的框構件(28a、28b)，在所述框構件(28a、28b)上沿著層疊方向貫通而形成有包括反應氣體入口連通孔(30a、34a)、反應氣體出口連通孔(30b、34b)、冷卻介質入口連通孔(32a)及冷卻介質出口連通孔(32b)在內的流體連通孔，并且在所述層疊方向上相鄰的所述框構件(28a、28b)之間夾裝有環繞所述流體連通孔及反應面外周而進行密封的密封構件(48、50)， 至少所述第一隔板(16)或所述第二隔板(20)具備外形具有同一形狀而相互接合的兩張板(82a、82b)，并且， 所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)的外周端比所述流體連通孔靠內側配置。
2.根據權利要求1所述的燃料電池，其特征在于，設有: 與所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)的外周端緣面相接的內側密封線(50);以及 配置在所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)的外周端外方的外側密封線(48)。
3.根據權利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于， 所述電池單元(12)具備第一所述電解質-電極結構體(14)、所述第一隔板(16)、第二所述電解質-電極結構體(18)及所述第二隔板(20)， 所述第一隔板(16)及所述第 二隔板(20)分別通過將兩張所述板(82a、82b、102a、102b)接合而構成，并且， 在兩張所述板(82a、82b、102a、102b)之間形成有使冷卻介質沿著隔板面方向流通的冷卻介質流路(88)。
4.根據權利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于， 所述電池單元(122)具備第一所述電解質-電極結構體(124)、所述第一隔板(126)、第二所述電解質-電極結構體(128)及所述第二隔板(130)， 所述第一隔板(126)由單一的板構件構成，該單一的板構件在一方的面側形成有使一方的反應氣體即燃料氣體沿著隔板面方向流通的燃料氣體流路(86)，并且在另一方的面側形成有使另一方的反應氣體即氧化劑氣體沿著隔板面方向流通的氧化劑氣體流路(84)，所述第二隔板(130)通過將兩張所述板(142a、142b)接合而構成，并且， 在兩張所述板(142a、142b)之間形成有使冷卻介質沿著隔板面方向流通的冷卻介質流路(88)。
5.一種燃料電池，其具備通過第一隔板(16)及第二隔板(20)夾持電解質-電極結構體(14、18)的電池單元(12)，該電解質-電極結構體(14、18)在電解質(22)的兩側配設有一對電極(24、26),所述燃料電池的特征在于， 在所述電解質-電極結構體(14、18)的外周一體地設有由高分子材料形成的框構件(28a、28b)，在所述框構件(28a、28b)上沿著層疊方向貫通而形成有包括反應氣體入口連通孔(30a、34a)、反應氣體出口連通孔(30b、34b)、冷卻介質入口連通孔(32a)及冷卻介質出口連通孔(32b)在內的流體連通孔，并且在所述層疊方向上相鄰的所述框構件(28a、28b)之間夾裝有環繞所述流體連通孔及反應面外周而進行密封的密封構件(48、50)，所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)的外周端比所述流體連通孔靠內側配置，并且在所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)上形成有隔著所述電解質-電極結構體(14、18)而分別使不同的反應氣體沿著隔板面方向流通的第一反應氣體流路(84)及第二反應氣體流路(86)，另一方面，形成有將所述反應氣體入口連通孔(30a)及所述反應氣體出口連通孔(30b)與所述第一反應氣體流路(84)連通的連結流路(I 13a、113b)，并且， 所述連結流路(113b)具有形成在所述框構件(28b)的表面上并沿著所述隔板面方向延伸的槽部(56a)。
6.根據權利要求5所述的燃料電池，其特征在于， 在所述第一隔板(16)的表面上設有與所述槽部(56a)連通而沿著所述隔板面方向延伸的槽部(87a)。
7.根據權利要求5或6所述的燃料電池，其特征在于， 所述框構件(28a、28b)設有雙重密封線，該雙重密封線在隔板面外具有外側密封線(48,74)，且在隔板面內具有內側密封線(50、76)，并且， 通過將相互相鄰的一方的所述框構件(28a)的所述雙重密封線的一部分與另一方的所述框構件(28b)的所述雙重密封線的一部分配置在從所述層疊方向觀察時不同的位置，從而形成所述連結流路(113a、113b)。
8.根據權利要求5所述的燃料電池，其特征在于， 至少所述第一隔板(16)或所述第二隔板(20)通過將具有同一外形形狀的兩張板(82a、82b)接合而構成，并且， 在兩張所述板(82a、82b)之間形成有冷卻介質流路(88)。
9.一種燃料電池，其具備通過第一隔板(16)及第二隔板(20)夾持電解質-電極結構體(14、18)的電池單元(12)，該電解質-電極結構體(14、18)在電解質(20)的兩側配設有一對電極(24、26),所述燃料電池的特征在于， 在所述電解質-電極結構體(14、18)的外周一體地設有由高分子材料形成的框構件(28a、28b)，在所述框構件(28a、28b)上沿著層疊方向貫通而形成有包括反應氣體入口連通孔(30a、34a)、反應氣體出口連通孔(30b、34b)、冷卻介質入口連通孔(32a)及冷卻介質出口連通孔(32b)在內的流體連通孔，并且在所述層疊方向上相鄰的所述框構件(28a、28b)之間夾裝有環繞所述流體連通孔及反應面外周而進行密封的密封構件(48、50)， 所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)的外周端比所述流體連通孔靠內側配置，并且在所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)上形成有隔著所述電解質-電極結構體(14、18)而分別使不同的反應氣體沿著隔板面方向流通的第一反應氣體流路(86)及第二反應氣體流路(84)，另一方面，形成有將所述反應氣體入口連通孔(34a)及所述反應氣體出口連通孔(34b)與所述第一反應氣體流路(86)連通的連結流路(114)，并且， 所述連結流路(114)具有: 形成在所述框構件(28b)上，且沿著所述隔板面方向延伸的槽部^2a、72a);以及 與所述槽部(62a、72a)連通，并沿著所述層疊方向將所述第一隔板(16)或所述第二隔板(20)貫通的孔部(92a)。
10.根據權利要求9所述的燃料電池，其特征在于， 所述框構件(28a、28b)設有雙重密封線，該雙重密封線在隔板面外具有外側密封線(48,74)，且在隔板面內具有內側密封線(50、76)，并且， 通過將相互相鄰的一方的所述框構件(28b)的所述雙重密封線的一部分與另一方的所述框構件(28a)的所述雙重密封線的一部分配置在從所述層疊方向觀察時不同的位置，從而形成所述連結流路(114)。
11.根據權利要求9或10所述的燃料電池，其特征在于， 在一方的所述框構件(28b)上設有所述槽部(62a、72a)、第一貫通孔(64a)及第二貫通孔(66a), 在一方的所述框構件(28b)的兩面上形成的所述槽部(62a、72a)經由所述第一貫通孔(64a)而相互連通，并且， 所述槽部(62a、72a)經由所述第二貫通孔(66a)從所述孔部(92a)向所述第一反應氣體流路(86)連通。
12.根據權利要求11所述的燃料電池，其特征在于， 所述電池單元(12)具備第一所述電解質-電極結構體(14)、所述第一隔板(16)、第二所述電解質-電極結構體(18)及所述第二隔板(20)， 在第二所述電解質-電極結構體(18)的所述框構件(28b)上形成有所述槽部(62a、72a)、所述第一貫通孔(64a)及所述第二貫通孔(66a)，并且， 所述槽部(62a、 72a)經由所述第二貫通孔(66a)從形成在所述第一隔板(16)上的所述孔部(92a)向該第一隔板(16)的所述第一反應氣體流路(86)連通， 所述槽部(62a、72a)與所述第二隔板(20)的所述第一反應氣體流路(86)直接連通。
13.根據權利要求9所述的燃料電池，其特征在于， 至少所述第一隔板(16)或所述第二隔板(20)通過將外形具有同一形狀的兩張板(82a、82b)接合而構成，并且， 在兩張所述板(82a、82b)之間形成有冷卻介質流路(88)。
14.根據權利要求13所述的燃料電池，其特征在于， 兩張所述板(82a、82b)通過環繞外周緣部而將外周緣部彼此接合，從而形成內部空間，并且， 兩張所述板(82a、82b)設有接合部(166a)，該接合部(166a)環繞構成所述連結流路(114)的所述孔部(92a)，通過將兩張所述板(82a、82b)彼此接合，由此該接合部(166a)將所述孔部(92a)從所述內部空間閉塞。
15.一種燃料電池，其具備通過第一隔板(16)及第二隔板(20)夾持電解質-電極結構體(14、18)的電池單元(12)，該電解質-電極結構體(14、18)在電解質(22)的兩側配設有一對電極(24、26),所述燃料電池的特征在于， 在所述電解質-電極結構體(14、18)的外周一體地設有由高分子材料形成的框構件(28a、28b)，在所述框構件(28a、28b)上沿著層疊方向貫通而形成有包括反應氣體入口連通孔(30a、34a)、反應氣體出口連通孔(30b、34b)、冷卻介質入口連通孔(32a)及冷卻介質出口連通孔(32b)在內的流體連通孔， 所述第一隔板(16)及所述第二隔板(20)的外周端比所述流體連通孔靠內側配置，并且至少所述第一隔板(16)或所述第二隔板(20)具備在內部形成有使冷卻介質沿著隔板面方向流通的冷卻介質流路(88)的兩張板(102a、102b)，在所述層疊方向上相鄰的所述框構件(28a、28b)之間夾裝有環繞所述流體連通孔及反應面外周而進行密封的密封構件(48、50)，并且，形成有將所述冷卻介質入口連通孔(32a)及所述冷卻介質出口連通孔(32b)與所述冷卻介質流路(88)連通的連結流路(116a)。
16.根據權利要求15所述的燃料電池，其特征在于， 所述框構件(28a、28b)設有雙重密封線，該雙重密封線在隔板面外具有外側密封線(48,74)，且在隔板面內具有內側密封線(50、76)，并且， 通過將相互相鄰的一方的所述框構件(28a)的所述雙重密封線的一部分與另一方的所述框構件(28b)的所述雙重密封線的一部分配置在從所述層疊方向觀察時不同的位置，從而在一方的所述框構件(28a)與另一方的所述框構件(28b)之間形成所述連結流路(116a)。
17.根據權利要求15或16所述的燃料電池，其特征在于， 兩張所述板(102a、102b)的外形彼此具有同一形狀。
18.根據權利要求15所述的燃料電池，其特征在于， 所述連結流路(116a)具有: 在所述層疊方向上相鄰的所述框構件(28a、28b)之間沿著所述隔板面方向設置的槽部(58a)； 沿著所述層疊方向形成在一方的所述框構件(28a)上，并與所述槽部(58a)連通的第一孔部(40a);以及 沿著所述層疊方向形成在與一方的所述框構件(28a)相鄰的一方的所述板(102a)上，并將所述第一孔部(40a)與所述冷卻介質流路(88)連通的第二孔部(106a)。
19.根據權利要求18所述的燃料電池，其特征在于， 所述槽部具有: 在一方的所述框構件(28a)上設置的第一槽部(42a);以及 在與一方的所述框構件(28a)層疊的另一方的所述框構件(28b)上設置的第二槽部(58a)， 并且，所述第一槽部(42a)與所述第二槽部(58a)的端部彼此連通。
20.根據權利要求18所述的燃料電池，其特征在于， 在一方的所述框構件(28a)與一方的所述板(102a)之間夾裝有環繞所述第一孔部(40a)的密封構件(52a)。
21.根據權利要求18所述的燃料電池，其特征在于， 相互相鄰的所述框構件(28a、28b)的所述第一孔部(40a、60a)彼此及所述第二孔部(90a、106a)彼此設定在從所述層疊方向觀察時相互不重合的位置。
全文摘要
構成燃料電池(10)的電池單元(12)具備第一電解質膜-電極結構體(14)、第一隔板(16)、第二電解質膜-電極結構體(18)及第二隔板(20)。第一及第二電解質膜-電極結構體(14、18)在外周具有框部(28a、28b)，在所述框部(28a、28b)上沿著層疊方向貫通而形成有流體連通孔。第一及第二隔板(16、20)具備配置在流體連通孔的內方且外形具有同一形狀而相互層疊的兩張金屬板(82a、82b)和兩張金屬板(102a、102b)。
文檔編號H01M8/10GK103168382SQ201180050089
公開日2013年6月19日 申請日期2011年9月5日 優先權日2010年10月20日
發明者杉浦誠治, 中村哲也 申請人:本田技研工業株式會社