專利名稱：燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備在電解質(zhì)兩側(cè)配置電極的電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體、用第一及第二隔板夾持所述電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體的燃料電池。
背景技術(shù)：
例如，固體高分子型燃料電池采用由高分子離子交換膜構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)膜。該燃料電池利用隔板(雙極板)夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體)從而構(gòu)成單位電池，其中，電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體是在固體高分子電解質(zhì)膜兩側(cè)分別配置由電極催化劑層和多孔質(zhì)碳構(gòu)成的陽極電極及陰極電極。通常使用層疊了規(guī)定數(shù)量的該單位電池的燃料電池組。一般而言，燃料電池構(gòu)成設(shè)有沿隔板的層疊方向貫通的入口連通孔及出口連通孔的所謂內(nèi)部歧管。并且，燃料氣體、氧化劑氣體及冷卻介質(zhì)從各個入口連通孔向燃料氣體流路、氧化劑氣體流路及冷卻介質(zhì)流路供給后，向各個出口連通孔排出。因而，必須在燃料電池內(nèi)將燃料氣體、氧化劑氣體及冷卻介質(zhì)分開密封，已知例如特開2002-270202號公報所揭示的燃料電池組。該燃料電池組中如圖45所示層疊著燃料電池1001，同時各燃料電池1001用第一隔板1003及第二隔板1004夾持電極結(jié)構(gòu)體1002。電極結(jié)構(gòu)體1002具有設(shè)置在電解質(zhì)膜100 兩面的陽極電極1002b及陰極電極1002c,同時陰極電極1002c具有小于陽極電極1002b的表面積。第一隔板1003和第二隔板1004用外側(cè)密封構(gòu)件100 密封，同時所述第二隔板1004和電極結(jié)構(gòu)體1002的外周之間用內(nèi)側(cè)密封構(gòu)件100 密封。再有，在燃料電池1001間配置密封構(gòu)件1005c。另外，特開2002-270202號公報所揭示的燃料電池1001如圖46所示，在第一及第二隔板1003、1004的縱向一端緣部形成燃料氣體供給口 1007a、氧化劑氣體供給口 1008a及冷卻介質(zhì)供給口 1009a，同時，在第一及第二隔板1003、1004的縱向另一端緣部形成燃料氣體排出口 1007b、氧化劑氣體排出口 1008b及冷卻介質(zhì)排出口 1009b。上述燃料電池1001中，第一及第二隔板1003、1004設(shè)定為比電極結(jié)構(gòu)體1002的外形尺寸大的尺寸。因而，特別是像作為車載用燃料電池組使用之際那樣，在燃料電池1001的層疊塊數(shù)達(dá)到幾百塊的結(jié)構(gòu)中，有可能使整個燃料電池組大型且成為重量物。再有，上述燃料電池1001在預(yù)先形成具有要求形狀的外側(cè)密封構(gòu)件1005及內(nèi)側(cè)密封構(gòu)件1006后，所述外側(cè)密封構(gòu)件1005及所述內(nèi)側(cè)密封構(gòu)件1006支承在例如第二隔板1004上。從而，有可能使燃料電池1001的制造工序復(fù)雜化，同時組裝作業(yè)變得繁瑣。另外，特開2002-25587號公報所揭示的燃料電池如圖47所示，利用第一隔板1102及第二隔板1103夾持燃料電池單體1101。燃料電池單體1101利用陰極電極1105及陽極電極1106夾持固體高分子電解質(zhì)膜1104，同時，在所述陰極電極1105及所述陽極電極1106上配置氣體擴散層1105a、1106a。固體高分子電解質(zhì)膜1104從陰極電極1105及陽極電極1106的內(nèi)周向外部突出，另一方面，所述陰極電極1105比所述陽極電極1106表面積形成得小。在第一隔板1102及第二隔板1103之間與固體高分子電解質(zhì)膜1104密接且包圍著陰極電極1105安裝第一密封件1107a，同時包圍著陽極電極1106并包圍著所述第一密封件1107a安裝第二密封件1107b。因而，通過第一密封件1107a密封氧化劑氣體，同時通過第二密封件1107b密封燃料氣體。從而第一密封件1107a和第二密封件1107b配置在相對于燃料電池的層疊方向橫向偏移的位置，因而謀求該燃料電池整體的層疊方向的薄型化。不過，對于上述燃料電池單體1101而言，當(dāng)層疊有多個所述燃料電池單體1101之際，在各燃料電池單體1101間沿著電極面方向形成用來冷卻該燃料電池單體1101的冷卻介質(zhì)流路。因而，在各燃料電池單體1101間必須安裝用來密封冷卻介質(zhì)的密封構(gòu)件，基于該密封構(gòu)件容易使燃料電池單體1101間間隔開，有可能無法謀求燃料電池組整體的小型化。另一方面，特開平6-218275號公報所揭示的過程控制裝置，如圖48所示，將相互平行配置的2個板1201a、1201b重合而成的層疊板與組件1202交替層疊。組件1202用陽極1202b及陰極1202c夾持MEA1202a，同時將它們夾持在一對接觸板1202d中。在板1201a和組件1202之間形成第一室1203a，在板1201b和所述組件1202之間形成第二室1203b，在所述板1201a、1201b間形成第三室1203c。在板1201a、1201b的端部經(jīng)由墊圈1204沿層疊方向形成連通孔1205。該連通孔1205通過在板1201a、1201b間形成的流路1206與例如第二室1203b連通。雖然沒有圖示，不過，沿層疊方向設(shè)有另外2個連通孔，另外2個連通孔通過板1201a、1201b間的流路(沒有圖示)分別與第一室1203a及第三室1203c連通。然而，在上述過程控制裝置中，用于將沿層疊方向形成的連通孔1205與第二室1203b連通的流路1206，必須確保層疊方向的流路高度以使流體良好導(dǎo)入，同時必須確?；趬|圈1204形成的密封高度。從而，組件1202彼此的間隔變得相當(dāng)大，無法謀求燃料電池的小型化。特別是車載用燃料電池組是層疊多個、例如幾百個燃料電池而構(gòu)成。因而，各燃料電池彼此的間隔變大，無法謀求燃料電池組整體的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池，特別是能夠經(jīng)濟且有效地完成密封成形作業(yè)，同時能夠有效地提高反應(yīng)氣體密封性的燃料電池。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池，特別是即使層疊數(shù)增加也能夠良好地謀求燃料電池整體輕量化及緊湊化的燃料電池。還有，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池，能夠謀求構(gòu)成的簡化、同時特別是能夠經(jīng)濟且有效地完成密封成形作業(yè)的燃料電池。再有，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池，能夠?qū)⑷剂蠚怏w、氧化劑氣體及冷卻介質(zhì)分別良好地密封，同時能夠沿層疊方向盡可能地薄型化。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池，能夠使反應(yīng)氣體在沿層疊方向延伸的反應(yīng)氣體連通孔和沿電極面方向延伸的反應(yīng)氣體流路之間順暢流動，而且能夠謀求所述層疊方向的薄型化。本發(fā)明涉及一種燃料電池，其具備在電解質(zhì)兩側(cè)配置有第一電極和具有比該第一電極小的表面積的第二電極的電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體，用第一及第二隔板夾持所述電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體。第一隔板朝向第一電極配置，第二隔板具有與所述第一隔板不同的外形尺寸，同時朝向所述第二電極配置。并且，在第二隔板的一個面或第一隔板的一個面上，一體成形在電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體的周緣部與電解質(zhì)抵接的第一密封構(gòu)件、與所述第一隔板或所述第二隔板的周緣部抵接的第二密封構(gòu)件和與相鄰的第二隔板或第一隔板的周緣部抵接的第三密封構(gòu)件。另外，本發(fā)明的燃料電池中，第一隔板具有小于第二隔板的外形尺寸，同時在所述第二隔板的外周緣部，在比所述第一隔板的外形端部向外方突出的位置，沿層疊方向貫通形成至少包括燃料氣體入口連通孔、燃料氣體出口連通孔、氧化劑氣體入口連通孔及氧化劑氣體出口連通孔的流體連通孔。還有，本發(fā)明的燃料電池中，第二金屬隔板具有大于第一金屬隔板的外形尺寸，同時所述第一金屬隔板整個面呈金屬面、且只在所述第二金屬隔板上一體成形密封構(gòu)件。并且，密封構(gòu)件設(shè)置在第二金屬隔板的朝向電極的一個面上，且具有與電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體的周緣部抵接的內(nèi)側(cè)密封部和與相鄰的第二金屬隔板的周緣部抵接的外側(cè)密封部。再有，本發(fā)明的燃料電池中，至少第一隔板或第二隔板設(shè)有用來密封燃料氣體的第一密封部、用來密封氧化劑氣體的第二密封部和用來密封冷卻介質(zhì)的第三密封部，所述第一密封部、所述第二密封部及所述第三密封部在層疊方向相互偏置配置。另外，本發(fā)明的燃料電池中，電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體在電極面方向具有凹凸形狀部，該凹凸形狀部形成連通反應(yīng)氣體流路和反應(yīng)氣體連通孔的連通部，在層疊方向上鄰接的電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體上設(shè)置的各凹凸形狀部在所述層疊方向上相互偏置配置。再有，本發(fā)明的燃料電池中，第一電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體在電極面方向具有第一凹凸形狀部，該第一凹凸形狀部形成連通沿電極面供給反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體流路和反應(yīng)氣體連通孔的第一連通部，第二電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體在所述電極面方向具有第二凹凸形狀部，該第二凹凸形狀部形成連通沿電極面供給所述反應(yīng)氣體的反應(yīng)氣體流路和所述反應(yīng)氣體連通孔的第二連通部，所述第一凹凸形狀部和所述第二凹凸形狀部在所述層疊方向相互偏置配置。本發(fā)明中，由于在第二隔板的一個面或第一隔板的一個面一體成形第一密封構(gòu)件、第二密封構(gòu)件及第三密封構(gòu)件，因此，能夠一舉簡單且經(jīng)濟地完成密封成形工序。而且，通過采用包括第一密封構(gòu)件 第三密封構(gòu)件的3重密封結(jié)構(gòu)，從而能夠良好地提高反應(yīng)氣體的密封性，盡可能地阻止反應(yīng)氣體的泄漏。再有，第一隔板或第二隔板的一方比另一方外形尺寸設(shè)定得相對小。因而，可確保燃料電池的層疊剛性及組裝時的操作性所必需的電極面的剛性，同時可容易謀求所述燃料電池的輕量化、即燃料電池組整體的輕量化。另外，本發(fā)明中，第一隔板被設(shè)定為小于第二隔板的外形尺寸，只在所述第二隔板上沿層疊方向貫通形成流體連通孔。因而，第一隔板能夠盡可能地小型化，同時容易謀求輕量化。從而，特別是在層疊多個燃料電池構(gòu)成燃料電池組之際，能夠一舉實現(xiàn)所述燃料電池組整體的小型化且輕量化。再有，本發(fā)明中，密封構(gòu)件在第二金屬隔板上一體成形，因而，密封結(jié)構(gòu)一舉簡化，與預(yù)先形成具有要求形狀的密封構(gòu)件的構(gòu)成相比，良好地提高了燃料電池的組裝作業(yè)性。這是因為組裝時不再需要將密封構(gòu)件和第二金屬隔板相對定位的作業(yè)。而且，在第一金屬隔板上不需要密封構(gòu)件的成形作業(yè)，只在第二金屬隔板上進行密封構(gòu)件的成形作業(yè)即可。因而，能夠經(jīng)濟且有效地完成密封成形作業(yè)，且容易謀求燃料電池整體的制造成本削減。再有，本發(fā)明中，用來密封燃料氣體的第一密封部、用來密封氧化劑氣體的第二密封部和用來密封冷卻介質(zhì)的第三密封部不會在層疊方向相互重疊。從而，確保了第一密封部、第二密封部和第三密封部的各密封件高度，能夠?qū)⑷剂蠚怏w、氧化劑氣體及冷卻介質(zhì)分別良好地密封，同時能夠謀求層疊方向上的薄型化，能夠容易且可靠地完成燃料電池整體的小型化。另外，本發(fā)明中，在層疊方向上鄰接的電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體上設(shè)置的各凹凸形狀部，在所述層疊方向相互偏置配置，因此，鄰接的通路部彼此不會在所述層疊方向上重疊。因而，能夠在維持連通反應(yīng)氣體流路和反應(yīng)氣體連通孔的通路部上的流路高度及密封高度的狀態(tài)下，謀求各單位電池的層疊方向的薄型化。從而能夠容易完成燃料電池整體的小型化，特別是能夠良好地將車載用燃料電池組緊湊化。再有，本發(fā)明中，在層疊方向上鄰接的第一電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體及第二電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體上設(shè)置的第一凹凸形狀部及第二凹凸形狀部，在所述層疊方向相互偏置配置，因此，鄰接的第一通路部及第二通路部彼此不會在所述層疊方向上重疊。因而，能夠在維持連通反應(yīng)氣體流路和反應(yīng)氣體連通孔的第一通路部及第二通路部上的流路高度及密封高度的狀態(tài)下，謀求第一單位電池及第二單位電池的層疊方向的薄型化。從而能夠容易完成燃料電池整體的小型化，特別是能夠良好地將車載用燃料電池組緊湊化。


圖1是本發(fā)明第一實施方式的燃料電池的概略立體說明圖。圖2是所述燃料電池的截面說明圖。圖3是構(gòu)成所述燃料電池的單位電池的分解立體說明圖。圖4是第一金屬隔板的一個面的說明圖。圖5是第二金屬隔板的一個面的說明圖。圖6是所述第二金屬隔板的另一個面的說明圖。圖7是第四金屬隔板的一個面的說明圖。圖8是所述第四金屬隔板的一個面的說明圖。圖9是所述燃料電池內(nèi)的氧化劑氣體的流動說明圖。圖10是所述燃料電池內(nèi)的所述氧化劑氣體的其他流動說明圖。圖11是所述燃料電池內(nèi)的燃料氣體的流動說明圖。圖12是所述燃料電池內(nèi)的所述燃料氣體的其他流動說明圖。
圖13是所述燃料電池內(nèi)的冷卻介質(zhì)的流動說明圖。圖14是所述燃料電池內(nèi)的所述冷卻介質(zhì)的其他流動說明圖。圖15是本發(fā)明第二實施方式的燃料電池的局部截面說明圖。圖16是本發(fā)明第三實施方式的燃料電池的局部截面說明圖。圖17是本發(fā)明第四實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖18是所述燃料電池的分解立體說明圖。圖19是構(gòu)成所述燃料電池的第二金屬隔板的一個面的說明圖。圖20是本發(fā)明第五實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖21是本發(fā)明第六實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖22是所述燃料電池的分解立體說明圖。圖23是構(gòu)成所述燃料電池的第一金屬隔板的一個面的說明圖。圖M是所述第一金屬隔板的另一面的說明圖。圖25是構(gòu)成所述燃料電池的第二金屬隔板的一個面的說明圖。圖沈是本發(fā)明第七實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖27是本發(fā)明第八實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖觀是本發(fā)明第九實施方式的燃料電池的分解立體說明圖。圖四是本發(fā)明第十實施方式的燃料電池的分解立體說明圖。圖30是本發(fā)明第十一實施方式的燃料電池的分解立體說明圖。圖31是本發(fā)明第十二實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖32是構(gòu)成所述燃料電池的單位電池的分解立體說明圖。圖33是構(gòu)成所述單位電池的第二金屬隔板的一個面的說明圖。圖34是本發(fā)明第十三實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖35是構(gòu)成所述燃料電池的單位電池的分解立體說明圖。圖36是構(gòu)成所述單位電池的第一金屬隔板的主視說明圖。圖37是構(gòu)成所述單位電池的第二金屬隔板的一個面的說明圖。圖38是本發(fā)明第十四實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖39是構(gòu)成所述燃料電池的單位電池的分解立體說明圖。圖40是本發(fā)明第十五實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖41是構(gòu)成所述燃料電池的單位電池的分解立體說明圖。圖42是本發(fā)明第十六實施方式的燃料電池的截面說明圖。圖43是構(gòu)成所述燃料電池的單位電池的分解立體說明圖。圖44是本發(fā)明第十七實施方式的燃料電池組的截面說明圖。圖45是現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池組的說明圖。圖46是所述燃料電池的說明圖。圖47是現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池的說明圖。圖48是現(xiàn)有技術(shù)的過程控制裝置的說明圖。
具體實施例方式圖1是本發(fā)明第一實施方式的燃料電池10的概略立體說明圖，圖2是所述燃料電池10的截面說明圖。燃料電池10具備沿箭頭A方向(水平方向)交替層疊單位電池12a、12b的層疊體14，同時在所述層疊體14的層疊方向兩端，配置端板16a、16b。還有，端板16a、16b間利用沒有圖示的系桿緊固，不過，也可以采用例如將層疊體14整體收容在殼體(沒有圖示)內(nèi)的構(gòu)成。單位電池1 是用第一金屬隔板22及第二金屬隔板M夾持第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體)20a，同時，單位電池12b是用第三金屬隔板沈及第四金屬隔板觀夾持第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b。單位電池12b是通過將單位電池1 在面方向上旋轉(zhuǎn)180°而形成。實際上，第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b與第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a相同，第三金屬隔板沈與第一金屬隔板22相同，第四金屬隔板觀與第二金屬隔板對相同。如圖3所示，第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a具備在例如全氟磺酸的薄膜中浸含有水的固體高分子電解質(zhì)膜(電解質(zhì))30a和夾持該固體高分子電解質(zhì)膜30a的陰極電極(第一電極)3 及陽極電極(第二電極)3如。陰極電極3 被設(shè)定為大于陽極電極34a的表面積，同時所述陰極電極3 覆蓋固體高分子電解質(zhì)膜30a整個面而設(shè)置(所謂、階梯MEA)。陰極電極3 及陽極電極3 具有由碳紙等構(gòu)成的氣體擴散層(沒有圖示)和在所述氣體擴散層表面均勻涂布表面擔(dān)載了鉬合金的多孔質(zhì)碳粒子而形成的電極催化劑層(沒有圖示)，并設(shè)置催化劑涂布范圍36a。第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a整體呈大致四邊形狀構(gòu)成，同時，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置第一凹凸形狀部38a。第一凹凸形狀部38a具有從第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的箭頭B方向一端部上部向下部形成的第一凸部37a、第一凹部39a、第二凸部37b及第二凹部39b。第一凹凸形狀部38a具有從第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的箭頭B方向另一端部上部向下部形成的第三凸部37c、第三凹部39c、第四凸部37d及第四凹部39d。第一金屬隔板22設(shè)定為小于第二金屬隔板M的外形尺寸。如圖3及圖4所示，在第一金屬隔板22的朝向第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的面2 上，對應(yīng)于所述第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的催化劑涂布范圍36a形成第一氧化劑氣體流路(第一反應(yīng)氣體流路)40。該第一氧化劑氣體流路40設(shè)置向面2 側(cè)突出的凸部40a和凹部40b，從而沿箭頭B方向呈直線狀延伸而形成，同時，在所述第一氧化劑氣體流路40的兩側(cè)形成壓紋部40c。在第一氧化劑氣體流路40的箭頭B方向一端側(cè)設(shè)有呈波狀成形的入口部41a，同時在箭頭B方向另一端側(cè)設(shè)有同樣呈波狀成形的出口部41b。如圖4所示，入口部41a及出口部41b向第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的外形形狀的外方突出。第一金屬隔板22具有形成要求凹凸形狀的外形形狀部42，同時該外形形狀部42設(shè)定為比第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的外形形狀大的尺寸。在第一金屬隔板22的面22a側(cè)形成第一氧化劑氣體流路40，從而形成將凹凸形狀翻轉(zhuǎn)了的第一冷卻介質(zhì)流路44。如圖3所示，第二金屬隔板M具有橫長的長方形狀。在該第二金屬隔板M及第四金屬隔板觀的箭頭B方向的一端緣部，沿箭頭C方向(鉛直方向)排列設(shè)置在層疊方向即箭頭A方向相互連通、用來供給氧化劑氣體(一方的反應(yīng)氣體)例如含氧氣體的氧化劑氣體入口連通孔46a、用來供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)入口連通孔48a及用來排出燃料氣體(另一方反應(yīng)氣體)例如含氫氣體的燃料氣體出口連通孔50b。在第二金屬隔板M及第四金屬隔板觀的箭頭B方向的另一端緣部，沿箭頭C方向排列設(shè)置在箭頭A方向相互連通、用來供給燃料氣體的燃料氣體入口連通孔50a、用來排出冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)出口連通孔48b及用來排出氧化劑氣體的氧化劑氣體出口連通孔 46b。如圖5所示，在第二金屬隔板M的朝向第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的面2 上，與催化劑涂布范圍36a對應(yīng)地形成第一燃料氣體流路(第二反應(yīng)氣體流路)52。該第一燃料氣體流路52交替設(shè)置向面2 側(cè)突出的凸部5 及凹部52b，從而沿箭頭B方向延伸而形成。在該第一燃料氣體流路52的兩側(cè)形成壓紋部52c。如圖6所示，在第二金屬隔板M的面24b上通過在面2 側(cè)形成第一燃料氣體流路52從而形成第二冷卻介質(zhì)流路54。在第二冷卻介質(zhì)流路M的箭頭B方向一端側(cè)設(shè)置成形為波狀的入口部56a，同時，在箭頭B方向另一端側(cè)設(shè)置同樣成形為波狀的出口部56b。在第二金屬隔板M上重疊第三金屬隔板沈之際，入口部56a及出口部56b與該第三金屬隔板26的缺口形狀部對應(yīng)。冷卻介質(zhì)入口連通孔48a通過入口部56a與第二冷卻介質(zhì)流路討連通，另一方面，冷卻介質(zhì)出口連通孔48b通過出口部56b與第二冷卻介質(zhì)流路M連通。在第二金屬隔板M上靠近燃料氣體入口連通孔50a設(shè)置2個燃料氣體用入口孔部58a，同時靠近燃料氣體出口連通孔50b設(shè)置2個燃料氣體用出口孔部58b。在氧化劑氣體入口連通孔46a附近形成3個氧化劑氣體用入口孔部60a，另一方面，在氧化劑氣體出口連通孔46b附近形成3個氧化劑氣體用出口孔部60b。如圖2及圖5所示，在第二金屬隔板M的面2 上一體成形密封構(gòu)件62。該密封構(gòu)件62圍繞著第一燃料氣體流路52依次具有朝向外方一體成形的內(nèi)側(cè)密封部即第一密封部(第一密封構(gòu)件)6 、第二密封部(第二密封構(gòu)件)62b及外側(cè)密封部即第三密封部(第三密封構(gòu)件)62c。密封構(gòu)件62由例如EPDM(乙丙橡膠)、硅酮橡膠、丁腈橡膠或丙烯酸橡膠構(gòu)成，利用將例如硅酮樹脂加熱到規(guī)定溫度(例如160°C 170°C )的熔融樹脂進行注射成形。第一密封構(gòu)件6 與第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的周緣部、即固體高分子電解質(zhì)膜30a的周緣部接觸，第二密封構(gòu)件62b與第一金屬隔板22的周緣部接觸，第三密封構(gòu)件62c與相當(dāng)于構(gòu)成相鄰單位電池12b的第二金屬隔板的第四金屬隔板觀接觸。第一密封構(gòu)件6 構(gòu)成用來防止燃料氣體泄漏的內(nèi)側(cè)密封構(gòu)件，第二密封構(gòu)件62b構(gòu)成用來防止氧化劑氣體泄漏的中間密封構(gòu)件，第三密封構(gòu)件62c構(gòu)成用來阻止冷卻介質(zhì)泄漏的外側(cè)密封構(gòu)件。第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b與上述第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a同樣構(gòu)成，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置第二凹凸形狀部38b。第二凹凸形狀部38b具有從第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的箭頭B方向一端部上部向下部形成的第五凹部39e、第五凸部37e、第六凹部39f及第六凸部37f。第二凹凸形狀部38b具有從第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的箭頭B方向另一端部上部向下部形成的第七凹部39g、第七凸部37g、第八凹部39h及第八凸部37h。
第三金屬隔板沈在第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b側(cè)的面26a上形成第二氧化劑氣體流路64。在第二氧化劑氣體流路64的箭頭B方向一端側(cè)設(shè)置呈波狀成形的入口部63a,同時在箭頭B方向另一端側(cè)設(shè)置同樣呈波狀成形的出口部63b。入口部63a及出口部63b向第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的外形形狀外方突出。第三金屬隔板沈的面26b與第二金屬隔板M的面24b重疊，從而一體形成第二冷卻介質(zhì)流路M的第三金屬隔板沈設(shè)置具有規(guī)定凹凸形狀的外形形狀部65。如圖7所示，在第四金屬隔板觀的朝向第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的面28a上形成第二燃料氣體流路66。第二燃料氣體流路66基于凸部66a和凹部66b沿箭頭B方向延伸形成，同時在兩端側(cè)形成壓紋部66c。如圖8所示，在第四金屬隔板觀的面28b上通過在面28a上形成第二燃料氣體流路66從而形成第一冷卻介質(zhì)流路44。該第一冷卻介質(zhì)流路44由于第四金屬隔板觀和第一金屬隔板22重疊從而成形為一體。在第一冷卻介質(zhì)流路44的箭頭B方向兩端，分別向外方延伸形成波形狀的入口部68a和出口部68b。入口部68a和出口部68b通過第一金屬隔板22的缺口形狀部將第一冷卻介質(zhì)流路44與冷卻介質(zhì)入口連通孔48a及冷卻介質(zhì)出口連通孔4 連通。在第四金屬隔板觀上，相對于設(shè)置在第二金屬隔板M上的入口孔部58a及出口孔部58b，錯開層疊方向的位置形成2個入口孔部70a及2個出口孔部70b。在第四金屬隔板28上，相對于第二金屬隔板M的3個入口孔部60a及3個出口孔部60b，錯開層疊方向的位置形成3個入口孔部7 及3個出口孔部72b。如圖7所示，在面28a上一體成形密封構(gòu)件74。該密封構(gòu)件74圍繞著第二燃料氣體流路66依次具有沿外方設(shè)置的內(nèi)側(cè)密封部即第一密封部(第一密封構(gòu)件)7 、中間密封部即第二密封部(第二密封構(gòu)件)74b及外側(cè)密封部即第三密封部(第三密封構(gòu)件)7如。用于燃料氣體密封的內(nèi)側(cè)密封部即第一密封部7 與構(gòu)成第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的固體高分子電解質(zhì)膜30b的周端部接觸，用于氧化劑氣體密封的中間密封部即第二密封部74b與第三金屬隔板沈的周端部接觸，用于冷卻介質(zhì)密封的外側(cè)密封部即第三密封部74c與構(gòu)成單位電池12a的第二金屬隔板M的周緣部接觸。如圖9及圖10所示，在第二金屬隔板M及第四金屬隔板觀上基于第三密封部62c、74c而形成將氧化劑氣體入口連通孔46a與第一氧化劑氣體流路40及第二氧化劑氣體流路64連通的通路部75。該通路部75具有氧化劑氣體用的入口孔部(貫通孔)60a、7h。同樣，如圖11及圖12所示，在第二金屬隔板對及第四金屬隔板觀上基于第三密封部62c、74c而形成將燃料氣體入口連通孔50a與第一燃料氣體流路52及第二燃料氣體流路66連通的通路部77。該通路部77具有燃料氣體用的入口孔部(貫通孔)58a、70a。在單位電池1 上通過第一凹凸形狀部38a形成第一通路部76a，同時在單位電池12b上通過第二凹凸形狀部38b形成第二通路部76b。第一通路部76a如圖9所示，具有在第一凹部39a與第一金屬板22及第二金屬隔板M之間形成、將氧化劑氣體入口連通孔46a與第一氧化劑氣體流路40連通的第一氧化劑氣體供給連通路78a。第一通路部76a如圖11所示，具有在第三凸部37c和第二金屬隔板M之間形成、將燃料氣體入口連通孔50a與第一燃料氣體流路52連通的第一燃料氣體供給連通路79a。
第一連通路76a如圖3所示，具有在第四凹部39d與第一金屬隔板22及第二金屬隔板M之間形成、將氧化劑氣體出口連通孔46b與第一氧化劑氣體流路40連通的第一氧化劑氣體排出連通路78b。第一通路部76a具有在第二凸部37b和第二金屬隔板M之間形成、將燃料氣體入口連通孔50a與第一燃料氣體流路52連通的第一燃料氣體排出連通路79b。第二通路部76b如圖10所示，具有在第五凹部39e與第三金屬板沈及第四金屬隔板觀之間形成、將氧化劑氣體入口連通孔46a與第二氧化劑氣體流路64連通的第二氧化劑氣體供給連通路78c。第二通路部76b如圖12所示，具有在第七凸部37g和第四金屬隔板觀之間形成、將燃料氣體入口連通孔50a與第二燃料氣體流路66連通的第二燃料氣體供給連通路79c。第二通路路76b如圖3所示，具有在第八凹部39h與第三金屬板沈及第四金屬隔板觀之間形成、將氧化劑氣體出口連通孔46b與第二氧化劑氣體流路64連通的第二氧化劑氣體排出連通路78d。第二通路部76b具有在第六凸部37f和第四金屬隔板觀之間形成、將燃料氣體入口連通孔50a與第二燃料氣體流路66連通的第二燃料氣體排出連通路79d。關(guān)于如此構(gòu)成的燃料電池10的動作進行以下說明。如圖1所示，在端板16a的氧化劑氣體入口連通孔46a中供給含氧氣體等氧化劑氣體，同時在燃料氣體入口連通孔50a中供給含氫氣體等燃料氣體。再有，在冷卻介質(zhì)入口連通孔48a中供給純水和乙二醇等冷卻介質(zhì)。在此，在構(gòu)成單位電池12a的第二金屬隔板M上如圖6所示，形成從面24b側(cè)與氧化劑氣體入口連通孔46a連通的3個入口孔部60a。另一方面，在構(gòu)成單位電池12b的第四金屬隔板28上如圖8所示，形成從面28b側(cè)與氧化劑氣體入口連通孔46a連通的3個入口孔部7^1。因而，如圖9所示，向氧化劑氣體入口連通孔46a供給的氧化劑氣體的一部分通過第二金屬隔板M的入口孔部60a被導(dǎo)入到面2 側(cè)的第一氧化劑氣體供給連通路78a，從設(shè)置在第一金屬隔板22上的入口部41a向第一氧化劑氣體流路40供給。另一方面，如圖10所示，在單位電池12b中，向氧化劑氣體入口連通孔46a供給的氧化劑氣體的一部分從設(shè)置在第四金屬隔板28的入口孔部7 被導(dǎo)入到面28a側(cè)的第二氧化劑氣體供給連通路78c，從第三金屬隔板沈的入口部63a向第二氧化劑氣體流路64供另外，在第二金屬隔板M上如圖6所示，在面24b側(cè)形成與燃料氣體入口連通孔50a連通的2個入口孔部58a。在第四金屬隔板28上如圖8所示，在面28b側(cè)形成與燃料氣體入口連通孔50a連通的2個入口孔部70a。從而，如圖11所示向燃料氣體入口連通孔50a供給的燃料氣體一部分通過第二金屬隔板M的入口孔部58a被導(dǎo)入到面2 側(cè)的第一燃料氣體供給連通路79a，向與該第一燃料氣體供給連通路79a連通的第一燃料氣體流路52供給。再有，如圖12所示，向燃料氣體入口連通孔50a供給的燃料氣體一部分從第四金屬隔板觀的入口孔部70a被導(dǎo)入到面28a側(cè)的第二燃料氣體供給連通路79c，向與該第二料氣體供給連通路79c連通的第二燃料氣體流路66供給。從而如圖3所示，在第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a中，向陰極電極3 供給的氧化劑氣體和向陽極電極34a供給的燃料氣體在電極催化劑層內(nèi)由于電化學(xué)反應(yīng)而消耗，進行發(fā)電。同樣，在第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b中，利用向陰極電極32b供給的氧化劑氣體和向陽極電極34b供給的燃料氣體進行發(fā)電。在單位電池12a的第一氧化劑氣體流路40中流動的氧化劑氣體從出口部41b被導(dǎo)入第一氧化劑氣體排出連通路78b，通過設(shè)置在第二金屬隔板M上的出口孔部60b向面24b側(cè)移動，排出到氧化劑氣體出口連通孔46b。同樣，在單位電池12b的第二氧化劑氣體流路64中流動的氧化劑氣體從出口部6 被導(dǎo)入第二氧化劑氣體排出連通路78d，通過設(shè)置在第四金屬隔板28上的出口孔部72b，排出到氧化劑氣體出口連通孔46b。另外，在第二金屬隔板M的第一燃料氣體流路52中流動的燃料氣體被導(dǎo)入第一燃料氣體排出連通路79b，通過出口孔部58b向面24b側(cè)移動后，排出到燃料氣體出口連通孔50b。同樣，在第四金屬隔板觀的第二燃料氣體流路66中流動的燃料氣體被導(dǎo)入第二燃料氣體排出連通路79d，從出口孔部70b向面28b側(cè)移動后，排出到燃料氣體出口連通孔50b。再有，如圖8所示，在第四金屬隔板觀的面28b上設(shè)置與第一冷卻介質(zhì)流路44連通的入口部68a及出口部68b，同時，所述入口部68a及所述出口部68b與第一金屬隔板22的缺口形狀部對應(yīng)。因而，向冷卻介質(zhì)入口連通孔48a供給的冷卻介質(zhì)如圖13所示，從第四金屬隔板28的面28b側(cè)通過入口孔部68a被導(dǎo)入到在所述第四金屬隔板28和第一金屬隔板22之間形成的第一冷卻介質(zhì)流路44。通過該第一冷卻介質(zhì)流路44被實施了冷卻處理的冷卻介質(zhì)，通過出口部68b從面28b側(cè)被排出到冷卻介質(zhì)出口連通孔48b (參照圖3)。另一方面，如圖6所示，在第二金屬隔板M的面24b上與第二冷卻介質(zhì)流路M連通、同時與第三金屬隔板26的缺口形狀部對應(yīng)地形成入口部56a及出口部56b。從而，向冷卻介質(zhì)入口連通孔48a供給的冷卻介質(zhì)如圖14所示從面24b側(cè)通過入口部56a向在第二金屬隔板M和第三金屬隔板沈之間形成的第二冷卻介質(zhì)流路M供給。在該第二冷卻介質(zhì)流路討中流動的冷卻介質(zhì)從出口部56b向面24b側(cè)流動，排出到冷卻介質(zhì)出口連通孔48b (參照圖3)。這種情況下，第一實施方式中，構(gòu)成單位電池12a的第一金屬隔板22比第二金屬隔板M外形尺寸設(shè)定得小，同時，第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a設(shè)定成陽極電極34a的表面積小于陰極電極32a的表面積。并且，如圖2及圖5所示，在第二金屬隔板M的面2 上一體成形與構(gòu)成第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的固體高分子電解質(zhì)膜30a的周緣部抵接的第一密封構(gòu)件62a、與第二金屬隔板M的周緣部抵接的第二密封構(gòu)件62b、與構(gòu)成相鄰單位電池12b的第四金屬隔板觀(實質(zhì)上與第二金屬隔板M同等)抵接的第三密封構(gòu)件62c。因而，在第二金屬隔板M中只要在面2 側(cè)實施密封成形處理即可，與在面24b側(cè)也實施密封成形處理的情況相比，可一舉簡單且經(jīng)濟地完成密封成形工序。那時，用于燃料氣體密封的第一密封部62a、用于氧化劑氣體密封的第二密封部62b及用于冷卻介質(zhì)密封的第三密封部62c相對于層疊方向(箭頭A方向)相互偏置配置。因而，與用于燃料氣體的密封部、用于氧化劑氣體的密封部及用于冷卻介質(zhì)的密封部的至少任意2個重合的構(gòu)成相比，容易謀求薄型化。
從而，能夠確保第一密封部62a、第二密封部62b及第三密封部62c的各密封高度，將燃料氣體、氧化劑氣體及冷卻介質(zhì)分別良好地密封，同時可謀求層疊方向上的薄型化，可容易且確實完成燃料電池10整體的小型化。而且，第一燃料氣體流路52和入口孔部58a及出口孔部58b由第一密封構(gòu)件62a、第二密封構(gòu)件62b及第三密封構(gòu)件62c的三重密封結(jié)構(gòu)密封。從而燃料氣體的密封性良好提升，能夠盡可能地阻止該燃料氣體的泄漏。再有，第一實施方式中，第一金屬隔板22沒有設(shè)置氧化劑氣體入口連通孔46a、冷卻介質(zhì)入口連通孔48a、燃料氣體出口連通孔50b、燃料氣體入口連通孔50a、冷卻介質(zhì)出口連通孔48b及氧化劑氣體出口連通孔46b。因而，可確保單位電池1 的層疊剛性及組裝時的操作性所必需的電極面的剛性，同時可謀求所述單位電池12a的輕量化，容易完成燃料電池10整體的輕量化。還有，單位電池12b中也獲得與上述單位電池12a同樣的效果。從而可容易完成燃料電池10整體的輕量化及緊湊化，同時，特別是在層疊多個單位電池12a、12b構(gòu)成車載用燃料電池10之際，所述燃料電池10整體大幅度地輕量化，確實謀求燃料利用率的提高。再有，單位電池12b中，第三金屬隔板沈?qū)嵸|(zhì)上是將第一金屬隔板22翻轉(zhuǎn)180°使用，同時第四金屬隔板觀實質(zhì)上是將第二金屬隔板M翻轉(zhuǎn)180°使用。從而，可更經(jīng)濟地構(gòu)成燃料電池10整體。另外，設(shè)置在第二金屬隔板M上的第一密封構(gòu)件62a、第二密封構(gòu)件62b及第三密封構(gòu)件62c，R形狀前端與作為平面部的固體高分子電解質(zhì)膜30a的周緣部、第一金屬隔板22的面2 及第四金屬隔板28的面28b接觸。因而，能夠確實阻止引起密封部位上的線壓降低和漏氣發(fā)生及隔板變形。再有，第一實施方式中，在第二金屬隔板M上一體成形密封構(gòu)件62。因而，不需要例如在預(yù)先形成具有要求形狀的密封構(gòu)件62后、將該密封構(gòu)件62與第二金屬隔板M接合的構(gòu)成中，將所述密封構(gòu)件62和所述第二金屬隔板M相對定位的作業(yè)。從而，一舉簡化密封結(jié)構(gòu)，同時良好地提升燃料電池10的組裝作業(yè)性。而且，如圖2及圖5所示，在第二金屬隔板M的面2 上一體成形與構(gòu)成第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的固體高分子電解質(zhì)膜30a的周緣部抵接的第一密封部62a、與第二金屬隔板M的周緣部抵接的第二密封部62b、與構(gòu)成相鄰單位電池12b的第四金屬隔板28 (實質(zhì)上與第二金屬隔板M同等)抵接的第三密封部62c。因而，在第二金屬隔板M中只要在面2 側(cè)實施密封成形處理即可，與在面24b側(cè)也實施密封成形處理的情況相比，可一舉簡單且經(jīng)濟地完成密封成形工序。再有，第一金屬隔板22不需要密封成形作業(yè)。因而，只在第二金屬隔板M上進行密封構(gòu)件62的成形作業(yè)即可，可經(jīng)濟且有效地完成密封成形作業(yè)，同時容易謀求燃料電池10整體的制造成本削減。另外，第一實施方式中，在沿層疊方向鄰接的第一電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體20a及第二電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體20b上設(shè)置的第一凹凸形狀部38a及第二凹凸形狀部38b，在所述層疊方向相互偏置配置。因此，鄰接的第一通路部76a及第二通路部76b彼此不會在所述層
疊方向上重疊。具體地說，例如連通第一氧化劑氣體流路40和氧化劑氣體入口連通孔46a的第一氧化劑氣體連通路78a與連通第二氧化劑氣體流路64和氧化劑氣體入口連通孔46a的第二氧化劑氣體供給連通路78c，在層疊方向相互偏置。因而，能夠在維持第一氧化劑氣體流路78a和第二氧化劑氣體供給連通路78c上的流路高度及密封高度的狀態(tài)下，謀求單位電池1 及12b的層疊方向的薄型化。從而能夠容易完成燃料電池10整體的小型化，特別是能夠良好地將車載用燃料電池組緊湊化。圖15是本發(fā)明第二實施方式的燃料電池80的局部剖視說明圖。還有，對于與第一實施方式的燃料電池10相同的構(gòu)成要素附以相同的參照符號，省略其詳細(xì)的說明。另外，以下說明的第三 第十六的實施方式中也同樣，省略其詳細(xì)的說明。燃料電池80沿箭頭A方向交替層疊單位電池82a、82b。單位電池8 是用第一金屬隔板83及第二金屬隔板84夾持第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a，另一方面，單位電池82b是用第三金屬隔板86及第四金屬隔板88夾持第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b。第一金屬隔板83設(shè)定成大于第二金屬隔板84的外形尺寸，同時在所述第一金屬隔板83上朝向外方依次形成用于冷卻介質(zhì)密封的內(nèi)側(cè)密封部(第二密封構(gòu)件、第三密封部)90a、用于燃料氣體密封的中間密封部(第一密封構(gòu)件、第一密封部)90b和用于氧化劑氣體密封的外側(cè)密封部(第三密封構(gòu)件、第二密封部)90c。第三金屬隔板86設(shè)定成大于第四金屬隔板88的外形尺寸，同時在所述第三金屬隔板86上朝向外方依次形成用于冷卻介質(zhì)密封的內(nèi)側(cè)密封部(第二密封構(gòu)件)9 、用于燃料氣體密封的中間密封部(第一密封構(gòu)件)92b和用于氧化劑氣體密封的外側(cè)密封部(第三密封構(gòu)件)92c。該第三金屬隔板86實質(zhì)上是將第一金屬隔板83翻轉(zhuǎn)180 °使用，另一方面，第四金屬隔板88實質(zhì)上是將第二金屬隔板84翻轉(zhuǎn)180°使用。內(nèi)側(cè)密封部90a、9h分別與第四金屬隔板88及第二金屬隔板84的周緣部抵接，中間密封部90b、92b分別與第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的固體高分子電解質(zhì)膜30b的周緣部及第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的固體高分子電解質(zhì)膜30a的周緣部抵接，外側(cè)密封部90c、92c與相互鄰接的第三金屬隔板86及第一金屬隔板83的周緣部抵接。如此構(gòu)成的第二實施方式，在單位電池82a中，只在第一金屬隔板83的一個面上一體成形內(nèi)側(cè)密封部90a、中間密封部90b和外側(cè)密封部90c，可一舉簡化且經(jīng)濟地完成密封成形工序。而且，作為燃料氣體密封結(jié)構(gòu)，采用中間密封部90b及外側(cè)密封部90c的二重密封結(jié)構(gòu)。從而，獲得能夠良好地提升燃料氣體密封性等與上述第一實施方式同樣的效果。圖16是本發(fā)明第三實施方式的燃料電池80a的局部剖視說明圖。還有，對于與第二實施方式的燃料電池80相同的構(gòu)成要素附以相同的參照符號，省略其詳細(xì)的說明。燃料電池80a沿箭頭A方向交替層疊單位電池82a、82b。單位電池8 是用第一金屬隔板83a及第二金屬隔板8 夾持第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a，另一方面，單位電池82b是用第三金屬隔板86a及第四金屬隔板88a夾持第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b。第一金屬隔板83a設(shè)定成小于第二金屬隔板84a的外形尺寸，同時在所述第二金屬隔板8 上一體成形密封構(gòu)件90。該密封構(gòu)件90具有朝向外方依次形成的用于冷卻介質(zhì)密封的內(nèi)側(cè)密封部90a、用于燃料氣體密封的中間密封部90b和用于氧化劑氣體密封的外側(cè)密封部90c。第三金屬隔板86a設(shè)定成小于第四金屬隔板88a的外形尺寸，同時在所述第四金屬隔板88a上一體成形密封構(gòu)件92。該密封構(gòu)件92具有朝向外方依次形成的用于冷卻介質(zhì)密封的內(nèi)側(cè)密封部92a、用于燃料氣體密封的中間密封部92b和用于氧化劑氣體密封的外側(cè)密封部92c。該第四金屬隔板88a實質(zhì)上是將第二金屬隔板8 翻轉(zhuǎn)180°使用，另一方面，第三金屬隔板86a實質(zhì)上是將第一金屬隔板83a翻轉(zhuǎn)180°使用。內(nèi)側(cè)密封部90a、9h分別與第三金屬隔板86a及第一金屬隔板83a的周緣部抵接，中間密封部90b、92b分別與第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b的固體高分子電解質(zhì)膜30b的周緣部及第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a的固體高分子電解質(zhì)膜30a的周緣部抵接，外側(cè)密封部90c、92c與相互鄰接的第四金屬隔板88a及第二金屬隔板84a的周緣部抵接。另外，該第三實施方式，在第一金屬隔板83a及第三金屬隔板86a上不需要密封構(gòu)件的成形作業(yè)，可一舉簡單且經(jīng)濟地完成密封成形作業(yè)，同時容易謀求燃料電池80a整體的制造成本削減。再有，第三實施方式，密封構(gòu)件90中，用于冷卻介質(zhì)密封的內(nèi)側(cè)密封部90a、用于燃料氣體密封的中間密封部90b和用于氧化劑氣體密封的外側(cè)密封部90c在層疊方向相互偏置配置。同樣地，密封構(gòu)件92中，用于冷卻介質(zhì)密封的內(nèi)側(cè)密封部92a、用于燃料氣體密封的中間密封部92b和用于氧化劑氣體密封的外側(cè)密封部92c在層疊方向相互偏置。因而，能夠在確保各密封件高度的狀態(tài)下，將冷卻介質(zhì)、燃料氣體及氧化劑氣體分別密封良好，同時容易完成燃料電池80a整體的小型化。圖17是本發(fā)明第四實施方式的燃料電池100的剖視說明圖。燃料電池100沿箭頭A方向?qū)盈B多個單位電池102，同時，所述單位電池102是用第一金屬隔板106及第二金屬隔板108夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體)104(參照圖17及圖18)。電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104具備固體高分子電解質(zhì)膜30和陰極電極32及陽極電極34。固體高分子電解質(zhì)膜30、陰極電極32及陽極電極34設(shè)定成相同的外形尺寸(表面積)。第一金屬隔板106設(shè)定成小于第二金屬隔板108的外形尺寸，該第一金屬隔板106實質(zhì)上與第一實施方式的第一金屬隔板22同樣構(gòu)成。第二金屬隔板108—體成形密封構(gòu)件110。該密封構(gòu)件110如圖17及圖19所示，在面2 上具有圍繞第一燃料氣體流路52形成的第一密封部(內(nèi)側(cè)密封部)IlOa及第二密封部(外側(cè)密封部)110b。第一密封部IlOa與電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104的周緣部接觸，第二密封部IlOb與構(gòu)成相鄰單位電池102的第二金屬隔板108接觸(參照圖17)。如此構(gòu)成的第四實施方式中，沒有采用第一實施方式的構(gòu)成所謂階梯MEA的第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a及第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b，而采用所謂全面電極型的電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104，能夠獲得與上述實施方式同樣的效果。圖20是本發(fā)明第五實施方式的燃料電池112的剖視說明圖。燃料電池112沿箭頭A方向?qū)盈B多個單位電池114，同時，所述單位電池114具備電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104和第一金屬隔板106及第二金屬隔板116。第一金屬隔板106設(shè)定成小于第二金屬隔板116的外形尺寸。在第二金屬隔板116的面2 上圍繞燃料氣體流路52 —體成形第一密封構(gòu)件118。第一密封構(gòu)件118具有第一密封部(內(nèi)側(cè)密封部)118a及第二密封部(外側(cè)密封部)118b，所述第一密封部118a與電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104的周緣部抵接。第二密封部118b與在構(gòu)成相鄰單位電池122的第二金屬隔板1 上設(shè)置的第二密封構(gòu)件119 (后述)接觸。在第二金屬隔板116的面24b上圍繞冷卻介質(zhì)流路M —體成形第二密封構(gòu)件
119。第二密封構(gòu)件119具有密封部119a，所述密封部119a與內(nèi)側(cè)密封部118a—起夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104及第一金屬隔板106的周緣部。如此構(gòu)成的燃料電池112獲得與上述第一 第四實施方式同樣的效果。圖21是本發(fā)明第六實施方式的燃料電池120的剖視說明圖。燃料電池120沿箭頭A方向?qū)盈B多個單位電池122，同時，所述單位電池122具備電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104和第一金屬隔板124及第二金屬隔板126。第一金屬隔板IM設(shè)定成小于第二金屬隔板126的外形尺寸。如圖22及圖23所示，在第一金屬隔板124的縱向(箭頭B方向)兩端部大致中央分別向第二金屬隔板126的冷卻介質(zhì)入口連通孔48a及冷卻介質(zhì)出口連通孔48b側(cè)突出設(shè)置突片部128a、U8b。在第一金屬隔板124的面2 側(cè)設(shè)置分別將氧化劑氣體流路40的入口側(cè)及出口側(cè)向外部開放的多個槽部13h、132b。在第一金屬隔板124的面2 上如圖23所示，設(shè)置覆蓋氧化劑氣體流路40的外方并彎曲的密封構(gòu)件134，同時，該密封構(gòu)件134的一部分分別構(gòu)成槽部13^i、132b。如圖M所示，在第一金屬隔板IM的面22b上形成冷卻介質(zhì)流路M，同時，在突片部U8a、128b上形成將所述冷卻介質(zhì)流路M與第二金屬隔板126的冷卻介質(zhì)入口連通孔48a及冷卻介質(zhì)出口連通孔48b連通的槽部136a、136b。如圖25所示，在第二金屬隔板126的面2 上圍繞燃料氣體流路52 —體成形第一密封構(gòu)件138和第二密封構(gòu)件140。第一密封構(gòu)件138與第一金屬隔板124的密封構(gòu)件134對置并夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104，另一方面，第二密封構(gòu)件140與構(gòu)成相鄰單位電池122的第二金屬隔板1 接觸(參照圖21)。第一密封構(gòu)件138如圖25所示，將燃料氣體入口連通孔50a及燃料氣體出口連通孔50b與燃料氣體流路52連通，同時閉塞氧化劑氣體入口連通孔46a、氧化劑氣體出口連通孔46b、冷卻介質(zhì)入口連通孔48a及冷卻介質(zhì)出口連通孔48b。在燃料氣體入口連通孔50a和燃料氣體流路52之間基于第一密封構(gòu)件138形成槽部142a，另一方面，在燃料氣體出口連通孔50b和所述燃料氣體流路52之間基于所述第一密封構(gòu)件138形成槽部14 。如圖25所示，在第二金屬隔板126上設(shè)置將燃料氣體入口連通孔50a及燃料氣體出口連通孔50b與燃料氣體流路52連通的通路部143a、143b。通路部143a、143b具有槽部14^i、142b。在第一密封構(gòu)件I38和第二密封構(gòu)件140之間形成從氧化劑氣體入口連通孔46a向第一金屬隔板124的槽部13 連通的槽部144a，同時形成將氧化劑氣體出口連通孔46b和槽部132b連通的槽部144b。
如圖23及圖25所示，在第二金屬隔板126上設(shè)置將氧化劑氣體入口連通孔46a及氧化劑氣體出口連通孔46b與第一金屬隔板IM的氧化劑氣體流路40連通的通路部146a、1妨b。通路部146a、14 具有槽部IMa、144b，通過所述槽部144a、144b從槽部132a、13 向氧化劑氣體流路40連通。如此構(gòu)成的燃料電池120，在相互鄰接的第二金屬隔板1 之間，設(shè)置在一方第二金屬隔板1 上的第一密封構(gòu)件138及第二密封構(gòu)件140與另一方第二金屬隔板1 密接。因而，向各單位電池122的氧化劑氣體入口連通孔46a供給的氧化劑氣體被導(dǎo)入到通路部146a(參照圖25)，從第二金屬隔板126的槽部14 通過第一金屬隔板124的槽部13 向氧化劑氣體流路40供給(參照圖2 。在該氧化劑氣體流路40中用于反應(yīng)的氧化劑氣體從槽部132b排出到通路部146b，通過槽部144b輸送到氧化劑氣體出口連通孔46b。另一方面，向各單位電池122的燃料氣體入口連通孔50a供給的燃料氣體如圖25所示，被導(dǎo)入到通路部143a，通過槽部14 向燃料氣體流路52供給。在該燃料氣體流路52中使用的燃料氣體從通路部14 的槽部142b排出到燃料氣體出口連通孔50b。再有，向冷卻介質(zhì)入口連通孔48a供給的冷卻介質(zhì)通過在第一金屬隔板124的突片部128a上形成的槽部136a向冷卻介質(zhì)流路M供給(參照圖。并且，進行了各單位電池122的冷卻的冷卻介質(zhì)，通過在另一方突片部128b上形成的槽部136b，排出到冷卻介質(zhì)出口連通孔48b。如此構(gòu)成的第六實施方式中，第一金屬隔板124的外形尺寸被一舉縮短化，獲得容易謀求各單位電池122的輕量化及小型化等與上述第一 第五實施方式同樣的效果。圖沈是本發(fā)明第七實施方式的燃料電池150的剖視說明圖。燃料電池150是相對于第六實施方式的燃料電池120采用在多個例如2個電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104的每個上形成冷卻介質(zhì)流路M的所謂間斷冷卻結(jié)構(gòu)。該燃料電池150是沿箭頭A方向?qū)盈B第一金屬隔板124、電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104、第二金屬隔板152、電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104、第三金屬隔板(與第二金屬隔板1 相同構(gòu)成)154、第一金屬隔板124、電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104、第二金屬隔板152、電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104及第三金屬隔板154而構(gòu)成。第二金屬隔板152在一個面?zhèn)燃磰A著電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104與第一金屬隔板IM對置的面?zhèn)龋纬扇剂蠚怏w流路52，另一方面，在夾著另一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104與第三金屬隔板巧4對置的面?zhèn)?，形成氧化劑氣體流路40。從而，第七實施方式中，冷卻介質(zhì)流路M被有效地削減(減半)。因而作為燃料電池150整體獲得其層疊方向的尺寸被一舉縮短的效果。圖27是本發(fā)明第八實施方式的燃料電池160的剖視說明圖。燃料電池160沿箭頭A方向?qū)盈B單位電池162，同時，所述單位電池162是用第一碳隔板164及第二碳隔板166夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體104而構(gòu)成。燃料電池160實質(zhì)上與第六實施方式的燃料電池120同樣構(gòu)成，第一碳隔板164設(shè)定成小于第二碳隔板166的外形尺寸。在該第一碳隔板164上設(shè)置相當(dāng)于密封構(gòu)件134的密封構(gòu)件168，另一方面，在第二碳隔板166上設(shè)置相當(dāng)于第一密封構(gòu)件138及第二密封構(gòu)件140的第一密封部170及第二密封部172。第一密封部170及第二密封部172成形后被安裝在第二碳隔板166上。如此構(gòu)成的第八實施方式中，能夠?qū)⒌谝惶几舭?64的尺寸盡可能地設(shè)定得小，獲得謀求燃料電池160整體的輕量化及緊湊化等與上述第一 第七實施方式同樣的效果。還有，第八實施方式與第六實施方式的燃料電池120同樣構(gòu)成，同時還采用了第一碳隔板164及第二碳隔板166，不過，在例如第一 第五實施方式及第七實施方式中也同樣能夠采用碳隔板。圖觀是本發(fā)明第九實施方式的燃料電池200的分解立體說明圖。燃料電池200沿箭頭A方向交替層疊單位電池2(^a、202b。單位電池20 是用第一金屬隔板22及第二金屬隔板M夾持第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20 ，另一方面，單位電池202b是用第三金屬隔板沈及第四金屬隔板觀夾持第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體204b。第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20 整體呈大致四邊形狀構(gòu)成，同時，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置形成第一通路部76a的第一凹凸形狀部206a。第一凹凸形狀部206a具有從第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20 的箭頭B方向一端部上部向下部形成的第一凸部37a、第一凹部39a、第二凸部37b及第二凹部39b。第一凹凸形狀部206a具有從第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20 的箭頭B方向另一端部上部向下部形成的第三凸部37c、第三凹部39c、第四凸部37d及第四凹部39d。第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體204b與上述第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20 同樣構(gòu)成，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置形成第二通路部76b的第二凹凸形狀部206b。第二凹凸形狀部206b具有從第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體204b的箭頭B方向一端部上部向下部形成的第五凹部39e、第五凸部37e、第六凹部39f及第六凸部37f。第二凹凸形狀部206b具有從第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體204b的箭頭B方向另一端部上部向下部形成的第七凹部39g、第七凸部37g、第八凹部39h及第八凸部37h。如此構(gòu)成的第九實施方式中，第一凹凸形狀部206a和第二凹凸形狀部206b在層疊方向相互偏置，能夠獲得與上述各實施方式同樣的效果。圖四是本發(fā)明第十實施方式的燃料電池210的分解立體說明圖。燃料電池210沿箭頭A方向交替層疊單位電池21h、212b。單位電池21 是用第一金屬隔板22及第二金屬隔板M夾持第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體21 ，另一方面，單位電池212b是用第三金屬隔板沈及第四金屬隔板觀夾持第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體214b。第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體21 整體呈大致四邊形狀構(gòu)成，同時，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置形成第一通路部76a的第一凹凸形狀部216a。第一凹凸形狀部216a具有從第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體21 的箭頭B方向一端部上部向下部形成的第一凹部218a、第一凸部220a及第二凹部218b。第一凹凸形狀部216a具有從第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體21 的箭頭B方向另一端部上部向下部形成的第二凸部220b及第三凹部218c。 第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體214b與上述第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體21 同樣構(gòu)成，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置形成第二通路部76b的第二凹凸形狀部216b。第二凹凸形狀部216b具有從第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體214b的箭頭B方向一端部上部向下部形成的第四凹部218d及第三凸部220c。第二凹凸形狀部216b具有從第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體214b的箭頭B方向另一端部上部向下部形成的第五凹部218e、第四凸部220d及第六凹部218f。在第一凹部218a和第一金屬隔板22及第二金屬隔板M之間形成第一氧化劑氣體供給連通路78a，同時在第二凸部220b和第二金屬隔板對之間形成第一燃料氣體供給連通路79a。在第三凹部218c和第一金屬隔板22及第二金屬隔板M之間形成第一氧化劑氣體排出連通路78b，同時在第一凸部220a和第二金屬隔板對之間形成第一燃料氣體排出連通路79b。在第四凹部218d和第三金屬隔板沈及第四金屬隔板28之間形成第二氧化劑氣體供給連通路78c，同時在第四凸部220d和第四金屬隔板觀之間形成第二燃料氣體供給連通路79c。在第六凹部218f和第三金屬隔板沈及第四金屬隔板觀之間形成第二氧化劑氣體排出連通路78d，在第三凸部220c和第四金屬隔板觀之間形成第二燃料氣體排出連通路79d。如此構(gòu)成的第十實施方式中，第一凹凸形狀部216a和第二凹凸形狀部216b在層疊方向相互偏置，能夠獲得與上述各實施方式等同樣的效果。圖30是本發(fā)明第十一實施方式的燃料電池230的分解立體說明圖。燃料電池230沿箭頭A方向交替層疊單位電池23h、232b。單位電池23 是用第一金屬隔板236及第二金屬隔板238夾持第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體23 ，另一方面，單位電池232b是用第三金屬隔板240及第四金屬隔板242夾持第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體234b。第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體23 整體呈大致四邊形狀構(gòu)成，同時，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置形成第一通路部76a的第一凹凸形狀部236a。第一凹凸形狀部236a具有在第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體23 的箭頭B方向兩端部形成的第一凸部37a、第一凹部39a、第二凸部37b、第二凹部39b、第三凸部37c、第三凹部39c、第四凸部37d及第四凹部39d。第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體234b與上述第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體23 同樣構(gòu)成，在箭頭B方向兩端部沿電極面方向設(shè)置形成第二通路部76b的第二凹凸形狀部236b。第二凹凸形狀部236b具有第五凹部39e、第五凸部37e、第六凹部39f、第六凸部37f、第七凹部39g、第七凸部37g、第八凹部3 及第八凸部37h。第一凸部37a 第八凸部3 及第一凹部39a 第八凹部39h相對于鉛直方向分別向規(guī)定方向傾斜。第一金屬隔板236 第四金屬隔板242被設(shè)定成與上述第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體23 和第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體234b的形狀對應(yīng)的形狀。同樣，氧化劑氣體入口連通孔46a、冷卻介質(zhì)入口連通孔48a、燃料氣體出口連通孔50b、燃料氣體入口連通孔50a、冷卻介質(zhì)出口連通孔48b及氧化劑氣體出口連通孔46b被設(shè)定成與第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體23 和第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體234b的形狀對應(yīng)的形狀。如此構(gòu)成的第i^一實施方式中，第一凹凸形狀部236a和第二凹凸形狀部23 在層疊方向相互偏置，能夠獲得與上述各實施方式同樣的效果。圖31是本發(fā)明第十二實施方式的燃料電池300的剖視說明圖。燃料電池300沿箭頭A方向?qū)盈B多個單位電池302，同時，所述單位電池302是用第一金屬隔板306及第二金屬隔板308夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體(電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體)304(參照圖31及圖32)。電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304具備固體高分子電解質(zhì)膜30和陰極電極32及陽極電極34。固體高分子電解質(zhì)膜30、陰極電極32及陽極電極34設(shè)定成相同的外形尺寸(表面積)。第一金屬隔板306設(shè)定成小于第二金屬隔板308的外形尺寸，該第一金屬隔板306實質(zhì)上與第一實施方式的第一金屬隔板22同樣構(gòu)成。第二金屬隔板308 —體成形密封構(gòu)件310。該密封構(gòu)件310如圖31及圖33所示，在面2 上具有圍繞燃料氣體流路52形成的第一密封部310a、第二密封部310b及第三密封部310c。用于燃料氣體密封的第一密封部310a與固體高分子電解質(zhì)膜30的周緣部接觸，用于氧化劑氣體密封的第二密封部310b與第一金屬隔板306的周緣部接觸，用于冷卻介質(zhì)密封的第三密封部310c與構(gòu)成相鄰單位電池302的第二金屬隔板308接觸(參照圖31)。如此構(gòu)成的第十二實施方式中，沒有采用第一實施方式的構(gòu)成所謂階梯MEA的第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20a及第二電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體20b，而采用所謂全面電極型的電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304，能夠獲得與上述實施方式同樣的效果。圖34是本發(fā)明第十三實施方式的燃料電池320的剖視說明圖。燃料電池320沿箭頭A方向?qū)盈B多個單位電池322，同時，所述單位電池322具備電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304和第一金屬隔板3M及第二金屬隔板326。第一金屬隔板3M設(shè)定成與第二金屬隔板3 大致相同的外形尺寸。如圖35 圖37所示，在第一金屬隔板3 及第二金屬隔板326上沿箭頭A方向貫通設(shè)置氧化劑氣體入口連通孔46a、冷卻介質(zhì)入口連通孔48a、燃料氣體出口連通孔50b、燃料氣體入口連通孔50a、冷卻介質(zhì)出口連通孔48b及氧化劑氣體出口連通孔46b。如圖34及圖36所示，在第一金屬隔板3 的面22b上圍繞冷卻介質(zhì)流路M、沿著該面22b的外周端緣部一體成形外側(cè)密封部(第三密封部)3 。如圖37所示，在第二金屬隔板326的面2 上圍繞燃料氣體流路52 —體成形密封構(gòu)件330。密封構(gòu)件330具有內(nèi)側(cè)密封部(第一密封部)330a及中間密封部(第二密封部)330b，所述內(nèi)側(cè)密封部330a與電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304的周緣部抵接(參照圖34)。中間密封部330b夾著電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304與第一金屬隔板324的周緣部抵接。密封構(gòu)件330如圖37所示，將燃料氣體入口連通孔50a及燃料氣體出口連通孔50b與燃料氣體流路52連通，同時閉塞氧化劑氣體入口連通孔46a、氧化劑氣體出口連通孔46b、冷卻介質(zhì)入口連通孔48a及冷卻介質(zhì)出口連通孔48b。在燃料氣體入口連通孔50a和燃料氣體流路52之間基于密封構(gòu)件330形成槽部342a,另一方面，在燃料氣體出口連通孔50b和所述燃料氣體流路52之間基于所述密封構(gòu)件330形成槽部342b。在氧化劑氣體入口連通孔46a的附近形成槽部34 ，同時在氧化劑氣體出口連通孔46b的附近形成槽部344b。如此構(gòu)成的燃料電池320中，向各單位電池322的氧化劑氣體入口連通孔46a供給的氧化劑氣體通過第二金屬隔板326的槽部344a(參照圖37)向第一金屬隔板324的氧化劑氣體流路40供給(參照圖3 。在該氧化劑氣體流路40中用于反應(yīng)的氧化劑氣體通過第二金屬隔板326的槽部344b輸送到氧化劑氣體出口連通孔46b。另一方面，向各單位電池322的燃料氣體入口連通孔50a供給的燃料氣體如圖37所示，通過槽部34 向燃料氣體流路52供給。在該燃料氣體流路52中使用的燃料氣體從槽部342b排出到燃料氣體出口連通孔50b。再有，向冷卻介質(zhì)入口連通孔48a供給的冷卻介質(zhì)向冷卻介質(zhì)流路M供給(參照圖36)。并且，進行了各單位電池322的冷卻的冷卻介質(zhì)，排出到冷卻介質(zhì)出口連通孔48b。該第十三實施方式中，在第一金屬隔板324的外周端緣部設(shè)置用于冷卻介質(zhì)密封的外側(cè)密封部328，另一方面，在第二金屬隔板3 上設(shè)置用于燃料氣體密封的內(nèi)側(cè)密封部330a及用于氧化劑氣體密封的中間密封部330b，它們在層疊方向相互偏置配置。因而，獲得盡可能地縮短燃料電池320的層疊方向尺寸、容易謀求所述燃料電池320整體的小型化等與上述各實施方式同樣的效果。圖38是本發(fā)明第十四實施方式的燃料電池350的剖視說明圖。燃料電池350具備多個單位電池352，所述單位電池352用第一金屬隔板3M及第二金屬隔板356夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304。如圖39所示，在第一金屬隔板354的面2 上圍繞氧化劑氣體流路40 —體成形密封構(gòu)件358。密封構(gòu)件358具有內(nèi)側(cè)密封部(第二密封部)358a及中間密封部(第一密封部)358b。內(nèi)側(cè)密封部358a與電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304的陰極電極32側(cè)的周端部抵接。另一方面，中間密封部358b圍繞所述電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304的外周與第二金屬隔板356抵接(參照圖38)。在第二金屬隔板356的面24b上圍繞冷卻介質(zhì)流路M、靠近該面Mb的外周端部一體成形外側(cè)密封部(第三密封部)360。如此構(gòu)成的第十四實施方式中，用于氧化劑氣體密封的內(nèi)側(cè)密封部358a、用于燃料氣體密封的中間密封部358b及用于冷卻介質(zhì)密封的外側(cè)密封部360在層疊方向相互偏置配置，獲得與上述各實施方式同樣的效果。圖40是本發(fā)明第十五實施方式的燃料電池370的剖視說明圖。構(gòu)成燃料電池370的單位電池372具備電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體374和第一金屬隔板3 及第二金屬隔板326。如圖40及圖41所示，電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體374具有表面積設(shè)定得小于固體高分子電解質(zhì)膜30及陰極電極32的陽極電極34c。如此構(gòu)成的第十五實施方式中，獲得與上述第十三實施方式的燃料電池320同樣的效果。圖42是本發(fā)明第十六實施方式的燃料電池380的剖視說明圖。構(gòu)成燃料電池380的單位電池382是用第一金屬隔板306及第二金屬隔板384夾持電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304(參照圖42及圖4 。第二金屬隔板384在面2 側(cè)一體成形具有內(nèi)側(cè)密封部330a及中間密封部330b的密封構(gòu)件330，同時在面24b上一體成形外側(cè)密封部(第三密封部)386。該外側(cè)密封部386與相互鄰接的第二金屬隔板384的面2 抵接，構(gòu)成用于冷卻介質(zhì)密封的第三密封部(參照圖42)。如此構(gòu)成的第十六實施方式中，內(nèi)側(cè)密封部330a、中間密封部330b及外側(cè)密封部386在層疊方向相互偏置配置，獲得與上述各實施方式同樣的效果。圖44是本發(fā)明第十七實施方式的燃料電池390的剖視說明圖。構(gòu)成燃料電池390的單位電池392具備電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304和第一碳隔板394及第二碳隔板396。第二碳隔板396在面2 側(cè)配置與電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304的周緣部抵接、構(gòu)成用于燃料氣體密封的內(nèi)側(cè)密封構(gòu)件的第一密封部398和夾著所述電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體304與第一碳隔板394抵接的構(gòu)成用于氧化劑氣體密封的中間密封構(gòu)件的第二密封部400。在第二碳隔板396的面24b上配置與構(gòu)成鄰接的其他單位電池392的第一碳隔板394的外周端緣部抵接、構(gòu)成用于冷卻介質(zhì)密封的外側(cè)密封構(gòu)件的第三密封部402。第一密封部398、第二密封部400及第三密封部402在層疊方向相互偏置配置，獲得能夠盡可能地縮短燃料電池390整體的層疊方向尺寸等與上述各實施方式同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，具備在電解質(zhì)(130a)的兩側(cè)配置有陽極電極(34a)和陰極電極 (32a)的電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體OOa)，設(shè)有用第一隔板Q2)及第二隔板04)夾持所述電解質(zhì)與電極結(jié)構(gòu)體(20a)并且具有沿著所述陽極電極(34a)供給燃料氣體的燃料氣體流路(5 和沿著所述陰極電極(32a)供給氧化劑氣體的氧化劑氣體流路GO)的單位電池 (1 )，層疊所述單位電池(12a)且在規(guī)定數(shù)量的所述單位電池(12a)間形成沿著電極面方向供給冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)流路(M)，所述燃料電池的特征在于，至少所述第一隔板0 或所述第二隔板04)設(shè)置用于密封所述燃料氣體的第一密封部(6 )、用于密封所述氧化劑氣體的第二密封部(62b)和用于密封所述冷卻介質(zhì)的第三密封部(62c)，所述第一密封部(62a)、所述第二密封部(62b)及所述第三密封部(62c)在層疊方向相互偏置配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述第一密封部(62a)構(gòu)成內(nèi)側(cè)密封部，所述第二密封部(62b)構(gòu)成中間密封部，所述第三密封部(62c)構(gòu)成外側(cè)密封部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述第三密封部(90a)構(gòu)成內(nèi)側(cè)密封部，所述第一密封部(90b)構(gòu)成中間密封部，所述第二密封部(90c)構(gòu)成外側(cè)密封部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述第二密封部(358a)構(gòu)成內(nèi)側(cè)密封部，所述第一密封部(358b)構(gòu)成中間密封部，所述第三密封部(358c)構(gòu)成外側(cè)密封部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項所述的燃料電池，其特征在于，至少在所述第一隔板0 或所述第二隔板04)的任意一個的外周端緣部，沿層疊方向貫通形成燃料氣體入口連通孔(50a)、燃料氣體出口連通孔(50b)、氧化劑氣體入口連通孔G6a)、氧化劑氣體出口連通孔G6b)、冷卻介質(zhì)入口連通孔(48a)及冷卻介質(zhì)出口連通孔(48b)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃料電池組(10)，第二金屬隔板(24)被設(shè)定為大于第一金屬隔板(22)的外形尺寸，同時在該第二金屬隔板(24)上一體成形與第一電解質(zhì)膜與電極結(jié)構(gòu)體(20a)的周緣部抵接的第一密封構(gòu)件(62a)、與第一金屬隔板(22)的周緣部抵接的第二密封構(gòu)件(62b)和與鄰接的第四金屬隔板(28)的周緣部抵接的第三密封構(gòu)件(62c)。根據(jù)本發(fā)明，在第二隔板的一個面或第一隔板的一個面上，一體成形第一密封構(gòu)件、第二密封構(gòu)件及第三密封構(gòu)件，因而一舉簡單且經(jīng)濟地完成密封成形工序。而且，由于采用包括第一密封構(gòu)件～第三密封構(gòu)件的三重密封結(jié)構(gòu)，從而反應(yīng)氣體的密封性良好提升，能夠盡可能地阻止反應(yīng)氣體的泄漏。
文檔編號H01M8/24GK102569845SQ201210022450
公開日2012年7月11日 申請日期2007年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月1日
發(fā)明者杉浦誠治, 田中廣行 申請人:本田技研工業(yè)株式會社