專利名稱：制造密封一體式膜電極組件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用在燃料電池中的膜電極組件。
背景技術：
燃料電池由層疊在一起的多個單元電池構成，每個單元電池都具有 夾設于隔板之間的膜電極組件。膜電極組件包括電解質膜和其間夾設該 電解質膜的一對電極催化劑層。提供用于例如燃料氣體或水等的流體通 道的歧管孔形成在膜電極組件的外周部分中。此外，為了改善夾設于隔
板之間的膜電極組件的流體密封性，？^p通過注塑成型在膜電^i且件的
相對表面上形成密封墊的技術(如例如JP-A-2003-68319中所披露)。
但是，由于其例如電解質膜和電極催化劑層等構成部件的強度低， 所以在制造膜電極組件的過程中可能會發(fā)生問題。例如，當膜電極組件
置于用于注塑成型密封墊的模具中時，模具腔內未受到支撐的膜電相ia 件部分由于例如重力等的影響可能會巻曲或彎曲。如果處于熔融狀態(tài)的 密封材料在這種情況下注入到模具中，則可能會阻礙或堵塞密封材料的 流動，導致成型故障或瑕瘋的發(fā)生。
此外，膜電極組件的另一個問M其構成部件易于從組件的外端面 剝落。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于減少在制造膜電極組件的過程中出現(xiàn)故障或
瑕瘋的技術。
本發(fā)明的第一方面提供了一種制造用在燃料電池中的密封一體式
膜電極組件的方法，所述方法包括(a)制備貫通形成有歧管孔和密封
材料流入孔的膜電極組件的步驟；(b)將所述膜電極組件放置在模具中 的步驟；以及(c)將密封材料供給到所述模具中從而通過注塑成型形 成具有密封線的密封墊的步驟，所述密封線繞所述歧管孔形成。在此方 法中，所述膜電極組件形成為使得每個所述歧管孔的內周部和所述密封 材料流入孔位于所i^^具的同 一型腔內。
根據(jù)此方法，當密封材料供應到模具中時，密封材料流入密封材料流入孔，并且因而基本上均勻地供應到膜電極組件的相對表面，使得能 夠減少成型故障或瑕瘋的出現(xiàn)。
所述歧管孔和所述密封材料流入孔可形成在所述膜電極組件的外 周部中；并且加強構件可設置在所述膜電極組件的外周部上。在上述步 驟(c)中可用所述密封材料覆蓋所述膜電極組件和所述加強構件的端 面。
根據(jù)這種方法，密封墊通過注塑成型形成在膜電極組件的外周部分 中，并且注塑成型能夠容易地進行。此外，密封一體式膜電極組件本身 的強度和歧管孔的內壁的強度增大，使得膜電B件在安裝到燃料電池 中或在使用燃料電池的過程中遭破壞和損傷的可能性減少。
在上述的步驟(c)中，所述密封材料可從形成有所述歧管孔的位 置供應到所i^具中。
根據(jù)這種方法，密封材料能夠均勻地供應到歧管孔的周邊，從而均 勻地形成圍繞歧管孔的唇部。
多個密封材料流入孔中的至少一個可形成為位于所述歧管孔和所 述膜電極組件的外周之間；所述方法進一步包括沿存在所述至少一個密 封材料;"孔的平面切斷所述膜電核i且件的外周部的步驟。
根據(jù)這種方法，在存在所述或多個所述密封材料流入孔的剖面中，密封材料覆蓋膜電極組件和加強構件之間的配合面，從而防止在配合面 處的剝落并且改善膜電極組件的強度。
本發(fā)明的第二方面提供一種用在燃料電池中的密封一體式膜材料，其包括膜電極組件，其包括電解質膜以及一對其間夾設有所述電解質 膜的電極層，并且設置有貫通所述膜電極組件的歧管孔；以及密封墊， 其提供繞所述歧管孔的密封線。所述密封一體式膜電極組件的特征在于
所述膜電極組件的外周的僅僅一部分覆蓋有所述密封墊的密封材料；并 且所述膜電極組件的外周的其它部分的端面暴露于所述組件的外側、沒 有覆蓋所述密封材料。
通過如上所述地構造的密封一體式膜電極組件，能夠防止其組成部 件在覆蓋有密封材料處彼此剝落。
本發(fā)明可以多種形式實施或實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以密封一體式膜 電極組件、具有密封一體式膜電極組件的燃料電池或具有這種燃料電池 的車輛等形式實施。


參照附圖，才艮據(jù)優(yōu)選實施方式的如下"i兌明，本發(fā)明的前述和其它目 的、特征和優(yōu)點將變得很顯然，圖中相同的附圖標記被用來代W目同的 元件，圖中
圖l是示意性地示出燃料電池的構造的說明性視圖2是密封一體式膜電^i且件的截面圖3A-圖3D是示出制造膜電^i且件的工序的說明性視圖4是用于說明對比示例中膜電極組件的注塑成型的視圖5A-圖5C是示出對比示例的密封一體式膜電極組件的說明性視
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的膜電極組件的說明性視圖； 圖7是用于說明該實施方式的膜電極組件的注塑成型的視圖8A-圖8C是示出該實施方式的密封一體式膜電M件的說明性
視圖9是用于說明施加到該實施方式中歧管孔的壓力的示意圖IO是用于說明根據(jù)變型示例1的膜電極組件的注塑成型的視以及
圖11是示出根據(jù)變型示例2的密封一體式膜電極組件的說明性視圖。
具體實施例方式
A.燃料電池的構造圖1示意性地示出燃料電池10的構造，其使 用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的密封一體式膜電極組件。本實施方式的 燃料電池10是高分子電解質燃料電池，其供應有燃料氣體(即氫氣和 空氣)并且通過氫和氧之間的電化學>^應產(chǎn)生電能。
燃料電池10具有層疊式結構，其中多個單元電池ll層疊或層壓在 一起。每個單元電池11包括密封一體式膜電極組件12、以及在其間夾 設密封一體式膜電極組件12的隔板14。
燃料電池10具有沿單元電池11層疊在一起的方向貫穿地形成的歧 管。歧管提供了通過其供應和排放氫氣(陽極氣體)、空氣(陰極氣體) 和冷卻水的通道。為了設置燃料電池10的歧管，歧管孔16a-16f形成在 隔板14和密封一體式膜電極組件12的各周邊部分中。更具體地，歧管 孔16a是氬氣的供應口，而歧管孔16b是氫氣的排放口，且歧管孔16c 是冷卻水的供應口 ，而歧管孔16d是冷卻水的排放口 。此外，歧管孔16e 是空氣的供應口，而歧管孔16f是空氣的排放口。歧管孔16a-16f可以 其它形式構造或設置。
密封墊24通itJ溪制而形成在密封一體式電如溪組件12的周邊部分 上。當密封一體式電極膜組件12夾設于隔板14之間時，密封墊24與 隔板14緊密接觸，從而防止燃燒氣體和冷卻水的泄漏。密封墊24具有 形成在密封一體式膜電極組件12的相對表面上的第一密封線SL和第二 密封線SL。第一密封線SL形成在各個歧管孔16a-16f周圍，第二密封 線SL圍繞包括氣體歧管孔16a、 16b、 16e、 16f和電極催化劑層26但 不包括冷卻劑歧管孔16c、 16d的廣闊區(qū)域。第二密封線SL用于防止氣 體從燃料電池10泄漏出。
每個隔板14是通過層壓三個用金屬制成的薄板一一即陰極板14a、 中間板14b和陽私tl 14c——形成的三層隔板。當隔板14層壓在密封一 體式膜電極組件12上時，陰私板14a與其上設置有陰極催化劑層(將 在后面描述)的密封一體式膜電極組件12的一個表面(圖1中的下表 面)接觸，并且陽私板14c與其上設置有陽極催化劑層(將在后面描述) 的密封一體式膜電極組件12的另一表面(圖1中的上表面)接觸。 隔板14設置成將通過歧管孔16a供應的陽極氣體供應到相應的一 個單元電池11的陽極催化劑層，并且將通過歧管孔16e供應的陰極氣 體供應到相應的單元電池ll的陰極催化劑層。隔板14還執(zhí)行收集產(chǎn)生 于密封一體式膜電極組件12中的電能的功能、以及通過歧管孔16c將 冷卻7jc供應到中間板i4b從而進行冷卻的功能。另外，隔板14還設置 用于將燃料氣體和冷卻水引導到各個用于排放的歧管孔。隔板14可以 具有不同于上述包括三個疊層結構或構造的任意的結構或構造。
圖2是密封一體式膜電極組件12的截面圖。密封一體式膜組件12 構造成使得電解質膜20被夾設于陽極催化劑層26a和陰極催化劑層26b (這些層總稱為"電極催化劑層26")之間，并且4吏得電解質膜20的外 周部分被夾設于加強膜22之間。另外，密封墊24通it^制形成在密封 一體式膜電極組件12的外周部分上，從而覆蓋加強膜22和電極催化劑 層26的外周部分。密封墊24形成為在膜電*件12的相對表面上提 供上述密封線SL。但是，應當了解，密封墊24不必與電極催化劑層26 接觸，并且可以去除加強膜22。
電解質膜20是由固態(tài)聚合材料形成的薄膜，其能夠導通質子并且 在潮濕條件下表現(xiàn)出良好的導電性。電極催化劑層26承載有促進電化
學反應的催化劑(例如鉑)。而且，氣體擴散層28設置用來分別^a蓋
電極催化劑層26的不與電解質膜20接觸的外表面。氣體擴散層28是 用碳制成的多孔體，并且具有通過利用其沿其厚度方向擴散氣體的能力 將燃料氣體供應到相應的電極催化劑層26的整個區(qū)域的功能。
在本說明書中，"電極催化劑層"表示包括催化劑層和氣體擴散層 的層結構。在燃料電池的技術領域中，術語"電極層"可以用來表示電 極催化劑層(即催化劑層和氣體擴散層的組合)，或者可以用來^示 不包括氣體擴散層的催化劑層。在本說明書中，術語"電極層"也包括 這兩個意思，并用于表示至少包括催化劑層。此外，在本說明書中，"膜 電極組件"用作表示如下結構的術語該結構至少包括電解質膜和其間 夾設電解質膜的一對電極催化劑層，并且"密封一體式膜電極組件"用 作表示如下結構的術語在該結構中通過注塑成型在膜電極組件的相對 表面上形成有密封墊。
B.制造密封一體式膜電;feia件的過程(對比示例)圖3A至圖3D 示出了制造根據(jù)現(xiàn)有技術的密封一體式膜電極組件12的過程的一部分。
在圖3A中，電解質膜20的周邊部分被夾設于一對均呈矩形框形式 的加強膜22之間。加強膜22可以由例如聚酰亞胺或聚萘二甲酸乙二酯 (PEN)形成，并且可以具有25-250 nm的厚度。加強膜22還可以由 熱膨脹系數(shù)為40xlO—6/K或更低的材料形成，并且能夠使用在溫度為 -30'C到120。C且pl^2的氧化氣氛的環(huán)境中。
圖3B示出其中電解質膜20被夾設于加強膜22之間的情況。
圖3C示出其中呈通孔形式的歧管孔16a-16f形成在電解質膜20的 夾設于加強膜22之間的部分中的情況。
圖3D示出在電極催化劑層26結合到電解質膜20的相對表面的情 況下的膜電極組件30。電極催化劑層26可以在圖3D的工序之前的任 意工序中置于電解質膜20上。
接下來，密封墊24通it^制形成在膜電極組件30的周邊部分上。 圖4示出當膜電極組件30布置或設置在用于注塑成型的模具中時剖取 的截面III-III (圖3D )。膜電極組件30被夾設于模具的上模40a和下 模40b之間。圖4中的箭頭表示密封材料被供應到模具中時流動的方向。 上模40a設置有密封材料的供應口 42，其形成于上模40a的形成每個歧 管孔(例如圖3C和圖3D中的歧管孔16d)的部分中。此外，腔44a、 44b沿每個歧管孔的內周設置。密封材料通過與供應口 42連通的供應通 道43供應到腔44a、 44b。
圖5A到圖5C示出注塑成型之后的工序。圖5A示出密封一體式膜 電相i且件50，其中密封墊24通過注塑成型形成。由密封墊24上的兩條 線限定的狹窄區(qū)域表示用于防止流體泄漏的密封線SL。在注塑成型之 后立即除去供應通道43 (圖4)中剩余的密封材料。
圖5B示出通過切掉密封一體式膜電極組件50的外邊緣部分中的電 解質膜20和加強膜22的多余部分而得到的密封一體式膜電極組件52。 圖5C示出圖5B的截面V-V。如圖5C中所示，密封線SL形成唇部(或 突起)，其頂部壓靠安裝在膜電極組件52上的隔板14，從而提供防止流 體泄漏的密封。
雖然密封一體式膜電極組件可以根據(jù)上述對比示例的方法制造，但 是該方法具有如下所述的問題。
問題l:在如圖4中所示的注塑成型過程中，膜電極組件30的部分 WP(更具體地，歧管孔的內周)在腔內沒有受到支撐。因此，這部分 WP由于重力的影響而向下模40b巻曲或彎曲。結果，膜電相i且件30 的部分WP可能防礙或堵塞通往位于下模40b側的腔44a下部的密封材 料供應通道，并且與供應到位于上模40a側的腔44a上部的密封材料的 量相比，供應到位于下模40b側的腔44a下部的密封材料的量可能減少。 從而，密封材料不能相等地供應到腔44a的上部和下部。在圖4中，表 示密封材料流向的箭頭之間的尺寸(或長度)差異大體上代表密封材料 流量之間的差異。此差異可能導致模制質量不好。此問題類似地發(fā)生于 其它腔中。
問題2:電極催化劑層26包括氣體擴散層，并且經(jīng)常通過涂敷將涂 料施加到氣體擴散層的表面，從而使該層防水。由于M材料(例如聚 四氟乙烯(PTFE)樹脂的粉末)和氣體擴散層的基底材料之間的粘合 強度很低，所以在所注塑成型過程中所達到的溫度或施加于模具的^ 力的影響下， 一部分*#材料可能從氣體擴散層掉落或剝落。由此除去 的^^材#^持在模具中，引起模具內部的污染，因此注塑成型所得到 的膜電極組件的最終尺寸可能偏離目標值。因而必需經(jīng)常地清潔模具以 確保足夠的質量，這將導致生產(chǎn)率的降低。
問題3:由于電極催化劑層26具有不平整的表面，所以，在模鍛以 將膜電極組件30保持在模具中一一即將組件30夾設于上模和下模之間 ——的過程中，施加到電極催化劑層26的表面壓力也變得不均勻。因 此，密封材料可能從電極催化劑層26的表面壓力較低的一個部分或多 個部分泄漏。此外，如果模具上與電極催化劑層26接觸的部分受到上 述的*#材料污染，則在模鍛過程中可能會損壞電極催化劑層26。
問題4:如圖5C中所示，在密封一體式膜電極組件52的外周的剖 面上，電解質膜20和加強膜22之間的配合面的外邊緣(端面)保持暴 露于組件52的外部。由于其固有的化學特性，電解質膜20具有較差的 粘合性，并且也不能承受熱沉積所需的高溫條件(在這種情況下，加強 膜22的熔融溫度例如為200'C )。因而，加強膜22不能熱沉積到電解質 膜20上。因此，在電解質膜20和加強膜22之間可能會出現(xiàn)剝落部分 SP,并且可能引起密封一體式膜電極組件52的損壞或破壞。
C.本發(fā)明的實施方式鑒于上述問題，下面將描述根據(jù)本發(fā)明的
一個實施方式制itJ度電極組件的方法。本實施方式的方法的工序基本上
與如圖3A到圖3D中所示的上必寸比示例相同。
對應于圖3D的圖6示出在根據(jù)本實施方式的注塑成型之前所獲得 的膜電極組件。除了增添到膜電極組件30中的呈通孔形式的密封材料 流入孔62a、 62b之外，膜電極組件60與圖3D中的膜電極組件30相同。 在歧管孔16a-16f和膜電極組件60的外周之間形成有兩種類型的密封材 料流入孔62a、 62b。第一密封材料流入孔62a位于膜電極組件60的四 個拐角處，第二密封材料流入孔62b位于平行于膜電極組件60的四個 邊延伸的歧管孔之間。在本實施方式中，每個第一密封材料流入孔62a 大致呈字母L的形狀，每個第二密封材料流入孔62b具有圓形形狀。但 是，這些流入孔62a、 62b也可以具有其它的形狀。
在形成密封材料流入孔62a、 62b之后，類似于上述對比示例的密 封墊通過模制形成在膜電極組件60的周邊部分中。圖7示出在膜電極 組件60布置或i殳置于模具中時剖取的截面VI-VI (圖6)。在圖7中， 密封材料流入孔62a位于腔44a中，而保護膜70分別置于電極催化劑 層26與模具的上模40a和下模40b之間的接觸表面上。圖7的其它布 置或特征與圖4相同。應當注意，密封材料;"孔62a和歧管孔16d的 內周部分位于相同的腔內。
為了注塑成型，密封材料通過供應通道43從供應口 42供應到腔44a 和腔44b。此時，腔44a中流向上模40a的密封材料經(jīng)過密封材料流入 孔62a，并且然后流向下模40b。密封材料也可以沿相反的方向流動。 因此，減少了上述的與問題1相關的在上模40a側的密封材料的供應量 和下模40b側的密封材料的供應量之間的差異。在具有其它密封材料流 入孔和歧管孔的部分處也能獲得基4^目同的效果。應當理解，供應口 42 不必設置在形成每個歧管孔的位置處，而是可以設置在任意的其它位置 處。
密封材料流入孔62a、 62b的數(shù)量和位置可以按需選取，并且這些 孔可以形成在與上述位置不同的位置處。例如，密封材料$"孔62a、 62b可以形成為位于歧管孔16a-16f (圖6)和電極催化劑層26之間。 但是，優(yōu)選地，密封材料流入孔61a、 62b中的至少一個位于歧管孔 16a-16f和膜電極組件60的外周之間。此外，密封材料;i^V孔62a、 62b 中的每一個都可以形成在任意位置處，只要在膜電解質組件60置于模
具中時孔62a、 62b位于腔中、并且位于至少一個歧管孔附近即可。
保護膜70 (圖7)設置成覆蓋電^L催化劑層26與模具的整個接觸 表面區(qū)域。保護膜70可以由例如聚酰亞胺、PEN、 IW苯二曱酸乙二 醇酯(PET)、氟樹脂、硅橡膠或氟橡膠制成，并且可以具有高達150'C 或更高的耐熱性。保護膜70可以具有約50fim到200jun的厚度。如此
積于模具上，從而防止模具的污染，使得消除了上述的問題2。
在本實施方式中一一其中保護膜70置于電極催化劑層26上，電極 催化劑層26不與模具直揍接觸，并且因而即使模具受到污染也防止模 鍛過程中的損壞。此外，如果保護膜70的厚度約為0.5111111-1111111，則可 以消除在;^鍛過程中施加于電核/淮化劑層26的不均勻的表面壓力一一 該不均勻的表面壓力可能由于電極催化劑層26的不平整表面而導致。 因而，在供應密封材料時，能夠防止密封材料從具有較低表面壓力的一 個或多個部分處泄漏，并且能夠消除上述問題3。
保護膜70可以通過用例如粘合劑等涂敷電極催化劑層26的配合面 而形成。此外，保護膜70可以在電核/淮化劑層26置于電解質膜20上 時置于電極催化劑層26上，或者，保護膜70可以在將膜電極組件安裝 到燃料電池IO中之前的任意工序中置于電極催化劑層26上。因而，防 止了電極催化劑層26在燃料電池的制造過程中受到破壞。但是，應當 理解，也可以除去保護膜70。
圖8A-圖8C示出根據(jù)本實施方式的注塑成型之后的工序。除通過 將密封材料填到密封材料i"孔62a、 62b而形成的模制部分(用與密 封材料^^孔62a、 62b相同的附圖標記標出)之外，圖8A-圖8C與圖 5A-圖5C相同。
圖8A示出在緊接注塑成型之后獲取的密封一體式膜電極組件80。 與圖5A的密封一體式膜電極組件50相比，圖8A的膜電極組件80的 密封墊24包括形成于密封材料流入孔62a、 62b中的另外的部分。圖8B 示出作為最終產(chǎn)品的密封一體式膜電極組件82，其通過切掉存在于密封 一體式膜電極組件80的外周部分中的電解質膜20和加強膜22的多余 部分而獲得。圖8C示出密封一體式膜電極組件82的截面VIII-VIII。
在本實施方式中，密封材料流入孔62a、 62b形成為位于切削面上——沿所述切削面切掉密封一體式隔膜電極組件80的外周部分。因而， 膜電極組件80沿具有密封材料流入孔62a、 62b的平面切削。如圖8C 中所示，填充每個密封材料流入孔62a、 62b的密封材料覆蓋密封一體 式膜電M件82的一個端面。通過這種i殳置，能夠防止在具有密封材 料流入孔62a、 62b的位置處出現(xiàn)如上所述的關于問題4的與電解質膜 20和加強膜22的剝落部分SP (圖5C )類似的剝落部分，并且密封一 體式膜電極組件82的端面具有改善的防剝落的能力。由于增大了位于 切削面中的密封材料力"孔62a、 62b的截面面積，所以改善了防剝落 的能力。但是，應當理解，密封材料';"孔62a、 62b可以形成在切削 面不經(jīng)過或延伸過孔62a、 62b的位置處。
膜電極組件80可以不在外周處切削，并且可以以圖8A中所示的形 式使用。
從圖8A中可以理解，形成在電極催化劑層26周圍的密封塾24 — 體地形成為整個連續(xù)的或完整的體部。因此，如圖7中所示的模具的腔 全部連接到單個的大腔內。但是，應當理解，腔可以分成多個部分，并 且密封墊24可以分成兩個或多個部分。
圖9是與圖8C的截面vin-vni相同位置的截面圖，其在密封一體 式膜電極組件82夾設于隔板90之間時獲得。在圖9中，歧管孔16d中 的箭頭表示當流體流入歧管孔16d時所施加的壓力的方向。當氣體或水 實際地流過歧管孔16a-16f時，相當大的壓力施加到孔的內壁，并且因 此歧管孔16a-16f的內壁的強度需要高到足以承受壓力。在本實施方式 中，加強膜22圍繞歧管孔16a-16f的周邊，并且與密封墊24—體地形 成，因而確?？?6a-16f的內壁的足夠高的強度。但是，應當理解，也 可以除去加強膜22。
D.本發(fā)明的變化示例應當理解，本發(fā)明并不局限于所示的實施 方式，而是在不背離本發(fā)明的原理的情況下可以通過各種變形實現(xiàn)。例 如，所示的實施方式可以通過如下所述的方式變化。
Dl.變化示例l:圖IO是用于說明本發(fā)明中示出的實施方式的變化 示例1的說明性視圖。在圖10中，在腔44a中，上模40a和下模40b 上另外設置有銷100，而圖10的其它設置或特征與圖7相同。銷100 一體地設置在模具的上模40a和下模40b上，用于在膜電極組件60放
置在模具中時支撐組件60位于腔44a中的部分。由于銷100如此地i殳 置，膜電極組件60穩(wěn)定地設定在模具中，并且密封材料更均勻地供應 到上模40a和下模40b，使得發(fā)生成型故障或瑕瘋的可能性更小。銷100 也可以設置在右側腔44b中，并且可以根據(jù)需要選擇銷100的形狀、數(shù) 量和位置，只要銷100能夠支撐膜電極組件60的位于模具中的不穩(wěn)定 部分。
D2.變化示例2:在示出的實施方式中，通過注塑成型形成在密封 墊24上的密封線SL設置成給提供氣體通道的歧管孔16a、 16b、 16e、 16f提供雙重密封，如圖8A-8C中所示。但是，密封線SL的"&置并不 局限于這種設置，密封線SL1、 SL2還可以如由圖11中的兩條線所限 定的狹窄區(qū)域地形成。更具體地，第一密封線SL1形成為圍繞各個歧管 孔16a-16f,而第二密封線SL2形成為僅圍繞電極催化劑層26。雖然在 圖11的示例中兩種密封線SL1、SL2包括共用的部分，但是密封線SL1、 SL2也可以設置成沒有共用部分的獨立密封線的形式。從這些示例可以 理解，密封墊大致構造成提供用于密封各個歧管孔的周邊的單獨密封 線、以及用于密封至少包括電極催化劑層的區(qū)域的密封線。但是，應當 理解，也可以采用僅具有用于歧管孔的單獨密封線的密封墊。
雖然參照本發(fā)明的示例性實施方式對本發(fā)明進行了描述，但是應當 理解，本發(fā)明并不局限于這些示例性實施方式或構造。相反，本發(fā)明意 在覆蓋各種變型和等同設置。另外，雖然示例性實施方式的各元件以多 種組合和配置示出，但它們是示例性的，包括更多、更少或僅單個元件 的其它組合或構造也落入本發(fā)明的精神和范圍中。
權利要求
1. 一種制造用在燃料電池中的密封一體式膜電極組件的方法，其特征在于包括:(a)制備貫通形成有歧管孔和密封材料流入孔的膜電極組件的步驟；(b)將所述膜電極組件放置在模具中的步驟；以及(c)將密封材料供給到所述模具中從而通過注塑成型形成具有密封線的密封墊的步驟，所述密封線繞所述歧管孔形成，其中所述膜電極組件形成為使得每個所述歧管孔的內周部和所述密封材料流入孔位于所述模具的同一型腔內。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述歧管孔和所述密封材料流入孔形成在所述膜電極組件的外周 部中；加強構件設置在所述膜電極組件的外周部上；以及在步驟(c)中用所述密封材料覆蓋所述膜電極組件和所述加強構 件的端面。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其中，在步驟(c)中，所述密封材料從形成有所述歧管孔的位置供應到所^具中。
4. 如權利要求1到3中任一項所述的方法，其中所述膜電極組件設置有多個所述密封材料流入孔；所述多個密封材料流入孔中的至少一個形成為位于所述歧管孔和 所述膜電M件的外周之間；并且所述方法進一步包括沿存在所述至少一個密封材料流入孔的平面 切斷所述膜電極組件的外周部的步驟。
5. —種用在燃料電池中的密封一體式膜電極組件，包括膜電極組件，其包括電解質膜以及一對其間夾設有所述電解質膜的 電極層，并且設置有貫通所述膜電極組件的歧管孔；和密封墊，其提供繞所狄管孔的密封線， 其特征在于所述膜電極組件的外周的僅僅一部分覆蓋有所述密封墊的密封材 料；并且所述膜電極組件的外周的其它部分的端面暴露于所述組件的外側、 沒有覆蓋所述密封材料。
6. —種用在燃料電池中的密封一體式膜電極組件，其特征在于包括膜電極組件，其包括電解質膜以及一對其間夾設有所述電解質膜的 電極層，并且設置有貫通所述膜電極組件的歧管孔以及繞貫通所述膜電 極組件的所述歧管孔形成的密封材料流入孔；和密封材料，其提供繞所述歧管孔的密封線，其中每個所述歧管孔的內周部和所述密封材料流入孔覆蓋有用于注塑 成型的所述密封材料。
7. —種制造用在燃料電池中的密封一體式膜電極組件的方法，包括(a) 制備貫通形成有歧管孔和密封材料流入孔的膜電極組件；(b) 將所述膜電極組件放置在模具中；以及(c) 將密封材料供給到所述模具中從而通過注塑成型形成具有密 封線的密封墊，所述密封線繞所述歧管孔形成，其中所述膜電極組件形成為使得所述歧管孔的內周部和所述密封材料 ^A孔位于所，具的同 一型腔內。
8. —種用在燃料電池中的密封一體式膜電極組件，包括膜電極組件，其包括電解質膜以及一對其間夾設有所述電解質膜的 電極層，并且設置有貫通所述膜電極組件的歧管孔；和密封材料，其提供繞所述歧管孔的密封線，并且僅M蓋所述膜電 ;fei且件的外周的一部分。
9. 一種用在燃料電池中的密封一體式膜電極組件，包括 膜電極組件，其包括電解質膜以及一對其間夾設有所述電解質膜的電極層，并設置有貫通所^j溪電極組件的歧管孔和繞貫通所述膜電;feia件的所述歧管孔形成的密封材料流入孔；以及密封材料，其注塑成型以覆蓋每個所述歧管孔的內周部和所述密封 材料組孔。
全文摘要
在制造膜電極組件的過程中，在注塑成型之前，呈通孔形式的密封材料流入孔(62a、62b)與歧管孔(16a-16f)分開地形成于膜電極組件中。當膜電極組件置于用于注塑成型的模具中時，密封材料流入孔(62a)置于腔(44a)中。當密封材料從供應口(42)——該供應口形成于歧管孔(16a)的形成位置處——供應時，流向上模(40a)的密封材料經(jīng)過腔(44a)中的密封材料流入孔(62a)，并然后流向下模(40b)，從而減少了供應到上模(40a)和下模(40b)的密封材料的量之間的不均勻度。
文檔編號H01M8/02GK101385172SQ200780005257
公開日2009年3月11日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權日2006年3月14日
發(fā)明者笹岡友陽 申請人:豐田自動車株式會社