燃料电池用分隔件及燃料电池的制作方法

专利名称：燃料电池用分隔件及燃料电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池用分隔件(隔板)及具有分隔件的E燃料电池。
背景技术：
通常，燃料电池、例如固体高分子型燃料电池是采用将包括电解质膜及一对电极(阳极及阴极)的多个发电体层隔着用于将作为反应气体的燃料气体及氧化剂气体分离的分隔件而层叠的堆叠构造的方式来使用。在燃料电池的内部形成有用于使反应气体、冷却介质(例如冷却液)这样的流体流动的流路。公知有一表面侧为凹入形状的第I槽部和在另一表面侧为凹入形状的第2槽部交替多个排列从而具有波形截面形状的燃料电池用分隔件。在这样的分隔件中，在各第I槽 部的上述一表面侧形成第I流体(例如冷却液)用的流路，在各第2槽部的上述另一表面侧形成第2流体(例如燃料气体)用的流路。为了供给、排出第1、2流体，在燃料电池形成沿层叠方向贯穿燃料电池的歧管，各第I流体用流路与第I流体供给歧管及第I流体排出歧管连接，各第2流体用流路与第2流体供给歧管及第2流体排出歧管连接。另一方面，公知有为了高效率地将流体分配给发电体层的整个区域，将燃料电池内的流体用流路做成蜿蜒形状的流路(以下，也称为“蜿蜒型流路”)的技术(例如，日本特开2003 - 242994号公报、日本特开2009 — 170286号公报)。

发明内容
在上述以往的具有波形截面形状的燃料电池用分隔件中，由相互相邻的第I及第2槽部形成的第I及第2流体用流路的流动方向被限定为相互平行的方向。因此，若例如将由第2槽部形成的第2流体用流路设为蜿蜒型流路，则由相反侧的第I槽部形成的第I流体用流路的流动方向也被限定为同样的方向。因此，在形成于分隔件两侧的各个流体用流路特别是流路出入口附近，难以确保经由流路的流体的良好分配性。另外，通过增加另外的分隔件部件，可提高2个流体用流路的流动方向的设定自由度，但部件数量的增加导致重量、尺寸、成本的增加，也不优选。这样的问题不限于固体高分子型燃料电池用的分隔件，是一般的燃料电池用的分隔件中共同的问题。本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种即使在做成使燃料电池用分隔件的一侧流路为蜿蜒形状的流路(蜿蜒型流路)的情况下，也能在形成于分隔件两侧的各个流体用流路中，确保经由流路的流体的良好分配性。为了解决上述问题的至少一部分，本发明可作为以下的技术方案或应用例来实现。[应用例I] 一种燃料电池用的分隔件，包括第I流路形成部，所述第I流路形成部具有交替排列的多个第I槽部和第2槽部，该第I槽部是在第I表面侧凹入的形状，在所述第I表面侧形成第I流体用流路，该第2槽部是在与所述第I表面侧相反的第2表面侧凹入的形状，在所述第2表面侧形成第2流体用流路，从而所述第I流路形成部具有波形截面形状，所述第I流路形成部包括彼此平行的3个以上的直线状区域，其分别含有多个所述第I槽部及所述第2槽部；和多个折返区域，其分别含有以使得各所述第2流体用流路成为蜿蜒形状的方式将各所述直线状区域中的对应的所述槽部之间连接的多个所述第I槽部及所述第2槽部；和第2流路形成部，其与所述第I流路形成部中的所述第2流体用流路的入口及出口的位置相邻地配置，在所述第I表面侧形成将各所述第I流体用流路连通的流路，并在所述第2表面侧形成将各所述第2流体用流路连通的流路，各所述折返区域中的各所述第2槽部具有浅槽部，该浅槽部是从所述第2表面侧看的深度比其他部分浅的槽部，在所述第I表面侧形成将夹着所述浅槽部相邻的2个所述第I流体用流路连通的流路。 在该燃料电池用分隔件中，即使将具有波形截面形状的第I流路形成部中的第2流体用流路作成蜿蜒形状的流路(蜿蜒型流路)的情况下，由于在与蜿蜒形状的第2流体用流路的出入口的位置相邻地配置的第2流路形成部中，各第I流体用流路被连通，并且各第2流体用流路被连通，而且利用由折返区域的浅槽部形成于第I表面侧的连通流路将第I流体用流路之间连通，因此也能够在形成于分隔件的两侧的各个流体用流路，确保经由流体用流路的流体的良好分配性。而且，在该燃料电池用分隔件中，可以抑制部件数目的增加。[应用例2]在应用例I所述的分隔件中，所述第I流体是冷却液，所述第2流体是燃料气体和氧化剂气体中的任一方。在该燃料电池用分隔件中，将作为燃料气体和氧化剂气体的任一方的第2流体用的流路作成蜿蜒形状而高效率地向发电体层的整个区域分配第2流体，在形成于分隔件两侧的各个流体用流路，可确保经由流体用流路的流体的良好分配性，而且可提高第2流体用流路的排水性而抑制燃料电池的发电性能的降低。[应用例3]在应用例I或应用例2所述的分隔件中，构成所述第2流体用的歧管的第2开口以所述第2开口的至少一部分与所述第2流路形成部相对的方式形成，构成所述第I流体用的歧管的第I开口以所述第I开口的一部分与所述第2流路形成部相对、且另一部分与所述第I流路形成部的所述折返区域相对的方式形成。在该燃料电池用分隔件中，第2流路形成部与构成第2流体用歧管的第2开口和构成第I流体用歧管的第I开口这二者相对，因此在第2流路形成部能够将第I流体及第2流体这二者均衡地分配及排出。[应用例4]在应用例I 应用例3中的任一项所述的分隔件中，所述第2流路形成部包括平板部、从所述平板部向所述第I表面侧突出的多个独立的第I突起部、和从所述平板部向所述第2表面侧突出的多个独立的第2突起部。在该燃料电池用分隔件中，可抑制由第I流体的分配性的降低导致的燃料电池的发电性能的降低，并且在第2流路形成部，能够在第I表面侧形成将各第I流体用流路连通的流路、且能够在第2表面侧形成将各第2流体用流路连通的流路。[应用例5]在应用例I 应用例4中的任一项所述的分隔件中，
所述浅槽部的底部的沿着层叠方向的位置比所述第2槽部的所述其他部分的位置靠所述第2表面侧。在该燃料电池用分隔件中，能够不使材料的厚度在浅槽部和其他部分不同地，在第I表面侧形成将隔着浅槽部相邻的2个第I流体用流路连通的流路。另外，本发明可采用各种方式实现，例如，能够以燃料电池用分隔件、具有燃料电池用分隔件的燃料电池、具有燃料电池的燃料电池系统、具有燃料电池系统的汽车等移动体等的形态实现。


图I是表示本发明的实施例的燃料电池系统10的概略结构的说明图。图2是表示燃料电池100所含的单电池140的俯视结构的说明图。·
图3是表示燃料电池100的截面结构的说明图。图4是表示燃料电池100的截面结构的说明图。图5是表示燃料电池100的截面结构的说明图。图6是表示燃料电池100的截面结构的说明图。图7是表示阳极侧分隔件310的俯视结构的说明图。图8是表示阳极侧分隔件310的俯视结构的说明图。图9是表示阳极侧分隔件310的波形部WSP的直线状区域SA的结构的立体图。图10是表示阳极侧分隔件310的波形部WSP的折返区域CA的结构的立体图。图11是表示微凹部DPP的俯视结构的说明图。图12是表示性能评价结果的说明图。图13是表示变形例的阳极侧分隔件310的俯视结构的说明图。图14是表示变形例的阳极侧分隔件310的俯视结构的说明图。图15是将图13的折返区域CAl的部分放大表示的说明图。
具体实施例方式接着，基于实施例说明本发明的实施方式。A.实施例图I是表示本发明的实施例的燃料电池系统10的概略结构的说明图。燃料电池系统10包括燃料电池100。燃料电池100具有将端板110、绝缘板120、集电板130、多个单电池140、集电板130、绝缘板120、端板110依次层叠的堆叠构造。从储藏有高压氢的储氢罐50经由关断阀('> ^、y卜7')51、调节器52、配管53将作为燃料气体的氢供给到燃料电池100。氢经由后述的燃料气体供给歧管被供给到各单电池140，用于各单电池140中的发电。在各单电池140未利用的氢(阳极废气)经由后述的燃料气体排出歧管被收集，经由排出配管54排出到燃料电池100的外部。燃料电池系统10也可以具有使阳极废气再循环到供给侧配管53的再循环机构。还经由气泵60、配管61将作为氧化剂气体的空气供给到燃料电池100。空气经由后述的氧化剂气体供给歧管被供给到各单电池140，用于各单电池140的发电。在各单电池140未利用的空气(阴极废气)经由后述的氧化剂气体排出歧管而被收集，经由配管63排出到燃料电池100的外部。燃料气体及氧化剂气体也称为反应气体。而且，为了冷却燃料电池100的各单电池140，经由水泵71及配管72，将由散热器70冷却了的冷却介质供给到燃料电池100。冷却介质经由后述的冷却介质供给歧管被导入各单电池140，将各单电池140冷却。冷却各单电池140之后的冷却介质经由后述的冷却介质排出歧管被收集，经由配管73循环到散热器70。作为冷却介质，例如使用水、乙二醇等不冻结液、空气等。本实施例中，使用作为液体的冷却介质的冷却液(以下也称为“FCC”)。燃料电池系统10还包括控制部80。控制部80是具有未图示的CPU、存储器等的计算机。控制部80接收来自配置在燃料电池系统10的各部分的温度传感器 、压力传感器、电压计等的信号，基于接收的信号进行整个燃料电池系统10的控制。图2是表示燃料电池100所含的单电池140的俯视结构的说明图。图3 — 6是表示燃料电池100的截面结构的说明图。图7、8是表示单电池140所含的阳极侧分隔件310的俯视结构的说明图。图3表示图2、7、8的Al — Al的位置处的燃料电池100的局部截面，图4表示图2、7、8的BI - BI的位置处的燃料电池100的局部截面，图5表示图2、7、8的Cl - Cl的位置处的燃料电池100的局部截面，图6表示图2、7、8的Dl — Dl的位置处的燃料电池100的局部截面。图7表示阳极侧分隔件310的一表面侧(是与相邻的其他单电池140的阴极侧分隔件320相对的一侧，以下也称为“第I表面侧”)的俯视结构，图8表示阳极侧分隔件310的另一表面侧(与发电体层200相对的一侧，以下也称为“第2表面侧”)的俯视结构。如图2所示，在燃料电池100的内部形成有向各单电池140分配供给到燃料电池100的作为燃料气体的氢的燃料气体供给歧管162、向各单电池140分配供给到燃料电池100的作为氧化剂气体的空气的氧化剂气体供给歧管152、收集在各单电池140中未利用的燃料气体而将其排出到燃料电池100的外部的燃料气体排出歧管164、收集在各单电池140未利用的氧化剂气体而将其排出到燃料电池100的外部的氧化剂气体排出歧管154、向各单电池140分配供给到燃料电池100的冷却液的冷却液供给歧管172、收集从各单电池140排出的冷却液而将其排出到燃料电池100的外部的冷却液排出歧管174。上述各歧管是沿与燃料电池100的层叠方向大致平行的方向(即与单电池140的面方向大致垂直的方向)延伸的形状的流路。如图2所示，单电池140的俯视形状为大致长方形，各歧管配置在单电池140的俯视下的外边缘附近。具体而言，燃料气体供给歧管162及冷却液供给歧管172的位置是与单电池140的外边缘中的一个短边相邻的位置，燃料气体排出歧管164及冷却液排出歧管174的位置是与单电池140的外边缘中的另一短边相邻的位置。沿着单电池140的外边缘的短边方向的燃料气体供给歧管162与冷却液供给歧管172的位置关系，同燃料气体排出歧管164与冷却液排出歧管174的位置关系相反。氧化剂气体供给歧管152的位置是与单电池140的外边缘中的一个长边(距离燃料气体供给歧管162较远的长边)相邻的位置，氧化剂气体排出歧管154的位置是与单电池140的外边缘中的另一长边(距离燃料气体供给歧管162较近的长边)相邻的位置。在本说明书中，将在燃料电池100中层叠单电池140的方向称为“层叠方向”，将与单电池140的主表面平行的方向(即与层叠方向大致垂直的方向)称为“面方向”。将面方向中的与单电池140的长边平行的方向称为X方向，将与单电池140的短边平行的方向(与X方向大致垂直的方向)称为Y方向。如图3 — 6所示，燃料电池100的单电池140是利用一对分隔件(阴极侧分隔件320及阳极侧分隔件310)夹持包括膜电极接合体(MEA) 210的发电体层200的结构，该膜电极接合体(MEA) 210是在电解质膜212的各面分别配置阳极(阳极电极层)214、阴极(阴极电极层)215而成。膜电极接合体210还包括配置在阳极214的外侧的阳极侧扩散层216和配置在阴极215的外侧的阴极侧扩散层217。发电体层200还包括配置在膜电极接合体210的阴极侧扩散层217的外侧的阴极侧多孔体流路层230。电解质膜212是由氟系树脂材料或烃系树脂材料形成的固体高分子膜，在湿润状态下具有良好的质子导电性。阴极215及阳极214例如包括作为催化剂的钼或由钼与其他金属构成的合金。在图2中，用虚线包围单电池140的俯视中的配置有阴极215及阳极214的区域。阴极侧扩散层217及阳极侧扩散层216例如由用碳纤维形成的丝织成的碳布、 或碳纸或碳租形成。阴极侧多孔体流路层230由金属多孔体(例如金属板网(expandedmetal))、碳多孔体等具有气体扩散性及导电性的多孔质的材料形成。阴极侧多孔体流路层230的空孔率高于阴极侧扩散层217，因此内部的气体的流动阻力小，发挥供氧化剂气体流动的氧化剂气体用流路的作用。阴极侧分隔件320是通过对金属板实施用于形成构成各歧管的开口等的开孔加工而制造的。如图3 — 6所示，阴极侧分隔件320是平坦的板状形状。另一方面，阳极侧分隔件320是对金属板实施用于形成构成各歧管的开口等的开孔加工、并实施设置凹凸的冲压加工而制造的。如图7、8所示，在阳极侧分隔件310形成有构成燃料气体供给歧管162的开口362、构成燃料气体排出歧管164的开口 364、构成氧化剂气体供给歧管152的开口 352、构成氧化剂气体排出歧管154的开口 354、构成冷却液供给歧管172的开口 372、构成冷却液排出歧管174的开口 374。开口 372及开口 374相当于本发明的第I开口，开口 362及开口364相当于本发明的第2开口。阳极侧分隔件310具有在第I表面侧(图7)形成冷却液用流路、并在第2表面侧(图8)形成燃料气体用流路的波形部WSP及微凹部DPP(微凹部DPPl及DPP2)。波形部WSP相当于本发明的第I流路形成部，微凹部DPP相当于本发明的第2流路形成部。如图7、8所示，波形部WSP包括3个直线状区域SA1、SA2、SA3和2个折返区域CA1、CA2。3个直线状区域SA1、SA2、SA3是沿着X方向延伸的区域，沿着Y方向依次排列配置。即，3个直线状区域SA1、SA2、SA3彼此大致平行。在位于中央的第2个直线状区域SA2的一个(图8中的上侧)端部与第I个直线状区域SAl的同方向的端部之间配置有第I个折返区域CA1。更具体而言，该方向(图8中的上侧)的直线状区域SA2及SAl的端部的边界线不与Y方向平行，而是具有预定角度，在直线状区域SA2及SAl的端部边界线之间配置有大致三角形形状的折返区域CAl。同样，在第2个直线状区域SA2的另一(图8中的下侧)端部与第3个直线状区域SA3的同方向的端部之间配置有第2个折返区域CA2。更具体而言，该方向(图8中的下侧)的直线状区域SA2及SA3的端部的边界线不与Y方向平行，而是具有预定的角度，在直线状区域SA2及SA3的端部边界线之间配置有大致三角形形状的折返区域CA2。
此外，第I个直线状区域SAl的与折返区域CAl相邻的一侧的相反侧的端部(图8中的下侧的端部)，与第I个微凹部DPPl相邻。更具体而言，该方向(图8中的下侧)的直线状区域SAl的端部的边界线与Y方向大致平行，与该边界线相邻地配置大致长方形形状的微凹部DPP1。同样，第3个直线状区域SA3的与折返区域CA2相邻的一侧的相反侧的端部(图8中的上侧的端部)，与第2个微凹部DPP2相邻。更具体而言，该方向(图8中的上侧)的直线状区域SA3的端部的边界线与Y方向大致平行，与该边界线相邻地配置大致长方形形状的微凹部DPP2。如上所述可知，本实施例的阳极侧分隔件310中，由波形部WSP及微凹部DPP构成的整个流路形成部中的沿着X方向的两端部由微凹部DPP及折返区域CA构成。在第I个直线状区域SAl及第I个微凹部DPPl与第2个直线状区域SA2之间形成有遮挡两者之间的流体移动的沿着X方向延伸的隔壁部376。同样，在第3个直线状区域SA3及第2个微凹部DPP2与第2个直线状区域SA2之间也形成有遮挡两者之间的流体移动的沿着X方向延伸的隔壁部376。
第I个直线状区域SAl的一个(图8中的上侧)端部隔着第I个折返区域CAl与冷却液排出歧管174相对，另一(图8中的下侧)端部隔着第I个微凹部DPPl与燃料气体供给歧管162及冷却液供给歧管172相对。第2个直线状区域SA2的一个(图8中的上侧)端部隔着第I个折返区域CAl与冷却液排出歧管174相对，另一个(图8中的下侧)端部隔着第2个折返区域CA2与冷却液供给歧管172相对。第3个直线状区域SA3的一个(图8中的上侦D端部隔着第2个微凹部DPP2与燃料气体排出歧管164及冷却液排出歧管174相对，另一(图8中的下侧)端部隔着第2个折返区域CA2与冷却液供给歧管172相对。图9是表示阳极侧分隔件310的波形部WSP的直线状区域SA的结构的立体图。图9中放大表示I个直线状区域SA的一部分结构。在图9中，上方是第I表面侧(与所相邻的另一单电池140的阴极侧分隔件320相对的一侧),下方是第2表面侧(与发电体层200相对的一侧)。如图9及图3所示，波形部WSP的直线状区域SA具有在第I表面侧凹入的第I槽部316和在第2表面侧凹入的第2槽部315沿着Y方向交替排列多个而成的波形截面形状。这样的截面形状是通过冲压加工使金属板弯折而形成。各第I槽部316及各第2槽部315的俯视形状是沿着X方向呈直线状延伸的形状。各直线状区域SA包括预定数目的第I槽部316及第2槽部315。如图9及图3所示，第I槽部316在第I表面侧(与所相邻的另一单电池140的阴极侧分隔件320相对的表面侧)形成冷却液用的流路CS。冷却液用流路CS是由第I槽部316和另一单电池140的阴极侧分隔件320所围成的空间。在波形部WSP的直线状区域SA，第I槽部316是沿着X方向延伸的形状，因此冷却液用流路CS也成为沿着X方向延伸的流路空间。冷却液相当于本发明的第I流体。第2槽部315在第2表面侧(与发电体层200相对的表面侧)形成燃料气体用的流路AS。燃料气体用流路AS是由第2槽部315和发电体层200的表面所围成的空间。在波形部WSP的直线状区域SA，第2槽部315是沿着X方向延伸的形状，因此燃料气体用流路AS也成为沿着X方向延伸的流路空间。燃料气体相当于本发明的第2流体。在波形部WSP的直线状区域SA，各第I槽部316的从第I表面侧看的深度LI (图9参照)恒定。在此，第I槽部316的深度LI是指从直线状区域SA的第I表面侧的最外部(即与另一单电池140的阴极侧分隔件320接触的部分)的位置到第I槽部316的第2表面侧的最外部(即第I槽部316的与层叠方向大致垂直的底部分)的位置的沿着层叠方向的距离。因此，形成于第I槽部316的第I表面侧的冷却液用流路CS的深度恒定。在层叠有多个单电池140的燃料电池100中，阳极侧分隔件310以各第I槽部316的底部分的大致整面与发电体层200的表面接触。同样，在波形部WSP的直线状区域SA,各第2槽部315的从第2表面侧看的深度L2恒定。在此，第2槽部315的深度L2是指从直线状区域SA的第2表面侧的最外部(即与发电体层200接触的部分)的位置到第2槽部315的第I表面侧的最外部(即第2槽部315的与层叠方向大致垂直的底部分)的位置的沿着层叠方向的距离。因此，形成于第2槽部315的第2表面侧的燃料气体用流路AS的深度恒定。在层叠有多个单电池140的燃料电池100中，阳极侧分隔件310以各第2槽部315的底部分的大致整面与另一单电池140的阴极侧分隔件320的表面接触。图10是表示阳极侧分隔件310的波形部WSP的折返区域CA的结构的立体图。图10放大表示I个折返区域CA的一部分结构。在图10中，上方是第I表面侧(与所相邻的 另一单电池140的阴极侧分隔件320相对的一侧),下方是第2表面侧(与发电体层200相对的一侧)。如图10及图5、6所示，波形部WSP的折返区域CA具有在第I表面侧凹入的第I槽部316和在第2表面侧凹入的第2槽部315沿X方向交替排列多个而成的波形截面形状。这样的截面形状是通过冲压加工将金属板弯折而形成。各第I槽部316及各第2槽部315的俯视形状是沿着Y方向呈直线状延伸的形状。本实施例中，各折返区域CA包括与各直线状区域SA相同数目的第I槽部316及第2槽部315。如图10及图5、6所示，第I槽部316在第I表面侧(与所相邻的另一单电池140的阴极侧分隔件320相对的表面侧)形成冷却液用的流路CS。冷却液用流路CS是由第I槽部316和另一单电池140的阴极侧分隔件320所围成的空间。在波形部WSP的折返区域CA，第I槽部316是沿着Y方向延伸的形状，因此冷却液用流路CS也成为沿着Y方向延伸的流路空间。第2槽部315在第2表面侧(与发电体层200相对的表面侧)形成燃料气体用的流路AS。燃料气体用流路AS是由第2槽部315和发电体层200的表面所围成的空间。在波形部WSP的折返区域CA，第2槽部315是沿着Y方向延伸的形状，因此燃料气体用流路AS也成为沿着Y方向延伸的流路空间。在波形部WSP的折返区域CA，各第I槽部316的从第I表面侧看的深度恒定，与图9所示的直线状区域SA的第I槽部316的深度相同。因此，形成在第I槽部316的第I表面侧的冷却液用流路CS的深度恒定。在层叠有多个单电池140的燃料电池100中，阳极侧分隔件310以各第I槽部316的底部分的大致整面与发电体层200的表面接触。另一方面，如图10及图5、6所示，在波形部WSP的折返区域CA，各第2槽部315具有浅槽部314。浅槽部314是从第2表面侧(与发电体层200相对的表面侧)看的深度d2(参照图6)小于其他部分(以下，称为“深槽部313”)的深度dl的部分。S卩，浅槽部314的底部(与面方向平行的部分)的沿着层叠方向的位置比深槽部313的底部的位置靠第2表面侦U。因此，形成于第2槽部315的第2表面侧的燃料气体用流路AS的深度在深槽部313的位置处深，在浅槽部314的位置处浅。
在层叠有多个单电池140的燃料电池100中，阳极侧分隔件310在各深槽部313的位置与另一单电池140的阴极侧分隔件320的表面接触，在浅槽部314的位置不接触。因此，在阳极侧分隔件310的波形部WSP的折返区域CA的浅槽部314的位置的第I表面侧，在与阴极侧分隔件320的表面之间，形成有将夹着浅槽部314相邻的2个冷却液用流路CS连通的连通流路CP。因而，在折返区域CA，冷却液经由冷却液用流路CS及连通流路CP而纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动。如图10所示，本实施例中，在各第2槽部315形成有多个浅槽部314。另外，各第2槽部315的浅槽部314形成在与沿着X方向相邻的其他第2槽部315的浅槽部314并列的位置。如图8所示，各折返区域CA所含的各第2槽部315形成为将在相邻的各直线状区域SA中的对应的第2槽部315之间连接。具体而言,第I个折返区域CAl所含的各第2槽部315将第I个直线状区域SAl及第2个直线状区域SA2中的对应的第2槽部315之间连接，第2个折返区域CA2所含的各第2槽部315将第2个直线状区域SA2及第3个直线状区域SA3中的对应的第2槽部315之间连接。因此，波形部WSP所含的多个第2槽部315分别以形成一根蜿蜒形状的燃料气体用流路AS的方式相连续。如上所述，各第I槽部316， 其深度恒定，不具有第2槽部315的浅槽部314那样的部分，因此各燃料气体用流路AS成为被第I槽部316分割而相互独立的流路。如上所述，波形部WSP的直线状区域SA和折返区域CA都具有第I槽部316和第2槽部315交替排列多个而成的波形截面形状，因此各折返区域CA所含的各第2槽部315形成为将相邻的直线状区域SA中的对应的第2槽部315之间连接，意味着各折返区域CA所含的各第I槽部316也形成为将相邻的直线状区域SA中的对应的第I槽部316之间连接。图11是表示微凹部DPP的俯视结构的说明图。图11 (a)表示各微凹部DPP的第I表面侧(与所相邻的另一单电池140的阴极侧分隔件320相对的一侧)的一部分俯视结构，图11 (b)表示各微凹部DPP的第2表面侧(与发电体层200相对的一侧)的一部分俯视结构。如图11及图4所示，各微凹部DPP包括与面方向大致平行的平板部332、从平板部332向第I表面侧突出的多个独立的第I突起部334、从平板部332向第2表面侧突出的多个独立的第2突起部336。第I突起部334及第2突起部336的俯视形状是圆形或多边形。在各微凹部DPP的第I表面侧，未形成第I突起部334的部分形成微凹部冷却液用流路DCS。在各微凹部DPP的第2表面侧，未形成第2突起部336的部分形成微凹部燃料气体用流路DAS。由于各微凹部DPP中的第I突起部334及第2突起部336相互独立(SP，相互不连接)，因此由各微凹部DPP形成的微凹部冷却液用流路DCS及微凹部燃料气体用流路DAS成为使冷却液及燃料气体纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动的流路。因此，如图7所示，由各微凹部DPP形成的微凹部冷却液用流路DCS，将通过相邻的直线状区域SA的各第I槽部316形成于第I表面侧的各冷却液用流路CS之间连通。如图8所示，由各微凹部DPP形成的微凹部燃料气体用流路DAS，将由相邻的直线状区域SA的各第2槽部315形成于第2表面侧的各燃料气体用流路AS之间连通。在本实施例中，第I突起部334及第2突起部336也是通过金属板的冲压加工而形成。因此，从第2表面侧看，形成于第I表面侧的第I突起部334为凹部，从第I表面侧看，形成于第2表面侧的第2突起部336为凹部。如图3 — 5所示，在单电池140的发电体层200的外缘部，配置有用于防止阴极侧与阳极侧之间的交叉泄露的密封部(密封垫)420。密封部420例如通过使用硅橡胶、丁基橡胶、氟橡胶等密封材料的注塑成形而形成。在阳极侧分隔件310的与阴极侧分隔件320相对一侧的表面配置有用于形成包围图2所示的各歧管的密封线SL、包围使各流体流动的区域的密封线SL的各种密封部(密封垫)。具体而言，在阳极侧分隔件310配置有用于形成包围氧化剂气体供给歧管152及氧化剂气体排出歧管154的密封线SL的密封部430 (图3)、用于形成包围燃料气体供给歧管162及燃料气体排出歧管164的密封线SL的密封部450 (图4)、用于形成包围在阳极侧分隔件310与阴极侧分隔件320之间使冷却液流动的区域的密封线SL的密封部440 (图3、4)。各密封部具有凸形截面形状的唇部(432、442、452)，各单电池140层叠时，各唇部被相对的阴极侧分隔件320压缩而变形，紧贴于阴极侧分隔件320的表面，从而形成密封线SL。如图4所示，在阳极侧分隔件310的燃料气体供给歧管162及燃料气体排出歧管164的附近，形成有在第2表面侧(与发电体层200相对的表面侧)凹入的形状的第3槽部317。第3槽部317的深度小于第2槽部315的深槽部313。在此，第3槽部317的深度是 指从阳极侧分隔件310的第2表面侧的最外部(即与发电体层200接触的部分)的位置到第3槽部317的第I表面侧的最外部(即第3槽部317的与层叠方向大致垂直的底部分)的位置的沿层叠方向的距离。第3槽部317的一个端部与各微凹部DPP的第2表面侧连续，在另一端部形成有开口 318。这样构成的各第3槽部317形成通过由密封部440、450形成的密封线SL的下方(发电体层200侧)而将形成于微凹部DPP的微凹部燃料气体用流路DAS与燃料气体供给歧管162及燃料气体排出歧管164之间连通的通道流路TR。用于形成通道流路TR的第3槽部317整体位于在比配置在发电体层200的外缘部的密封部420靠沿着面方向的内侧的位置。因此，通道流路TR整体上不与密封部420相对，而与发电体层200的阳极侧扩散层216相对。本实施例中，利用第3槽部317沿Y方向排列地形成沿着X方向延伸的多个通道流路TR (参照图8)。如图4及图8中箭头所示，供给到燃料气体供给歧管162的作为燃料气体的氢从开口 318通过上游侧(供给侧)的通道流路TR流入在第I个微凹部DPPl的第2表面侧形成的微凹部燃料气体用流路DAS，进而进入由波形部WSP的第I个直线状区域SAl的第2槽部315形成于第2表面侧的各燃料气体用流路AS内。在此，如上所述，第I个微凹部DPPl与燃料气体供给歧管162及冷却液供给歧管172相对。因此，从通道流路TR供给的氢流入微凹部燃料气体用流路DAS中的主要是与燃料气体供给歧管162相对的部分。但是，微凹部燃料气体用流路DAS是使燃料气体纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动的流路，是将形成于直线状区域SAl的各燃料气体用流路AS之间连通的流路。因此，流入微凹部燃料气体用流路DAS中的主要是与燃料气体供给歧管162相对的部分的氢在微凹部燃料气体用流路DAS中纵横流动，被均衡地分配给直线状区域SAl的各燃料气体用流路AS。如图8所示，在波形部WSP中，从位于直线状区域SAl的端部的各燃料气体用流路AS的入口流入的氢在蜿蜒的燃料气体用流路AS中朝向位于微凹部DPP2与直线状区域SA3的边界的出口流动。在微凹部燃料气体用流路DAS及燃料气体用流路AS流动的氢被用于膜电极接合体210的发电。燃料气体用流路AS是蜿蜒的形状，因此氢被高效率地分配给发电体层200的整个区域。如图4及图8所示，发电未利用而残余的氢从各燃料气体用流路As的出口流入在微凹部DPP2的第2表面侧形成的微凹部燃料气体用流路DAS内并汇合，通过下游侧的通道流路TR从开口 318向燃料气体排出歧管164排出。如上所述，第2个微凹部DPP2与燃料气体排出歧管164及冷却液排出歧管174相对，但从各燃料气体用流路AS排出的氢在微凹部燃料气体用流路DAS中朝向与燃料气体排出歧管164相对的部分流动，顺利地向燃料气体排出歧管164排出。另一方面，在图3中如箭头所示，供给到氧化剂气体供给歧管152的作为氧化剂气体的空气通过在阴极侧分隔件320的与发电体层200相对的位置设置的上游侧(供给侧)的开口 322而进入阴极侧多孔体流路层230的内部，在阴极侧多孔体流路层230内扩散着流动。此时，空气被用于膜电极接合体210的发电。发电未利用而残余的空气通过在阴极侧分隔件320的与发电体层200相对的位置设置的下游侧(排出侧)的开口 322而被向氧化剂气体排出歧管154排出。 如图5及图7中箭头所示，供给到冷却液供给歧管172的冷却液被导向阳极侧分隔件310的第I表面侧(与阴极侧分隔件320相对的表面侧)的第2个折返区域CA2及第I个微凹部DPPl的端部。在阳极侧分隔件310的第I表面侧设有多个引导冷却液的突起状的引导件382，以将冷却液朝向折返区域CA2的端部及微凹部DPPl的端部的大范围引导。如图5中箭头所示，被导向第2个折返区域CA2的端部的冷却液通过由浅槽部314形成于第I表面侧的连通流路CP而流入最端部侧的冷却液用流路CS内。如上所述，在折返区域CA，冷却液经由冷却液用流路CS及连通流路CP纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动，因此流入最端部侧的冷却液用流路CS内的冷却液一边在冷却液用流路CS的延伸方向(Y方向)流动，一边也向其他冷却液用流路CS移动。如此，在折返区域CA2冷却液被均衡地分配给各冷却液用流路CS，流入直线状区域SA的对应的各冷却液用流路CS。另一方面，如图4中箭头所示，被导入第I个微凹部DPPl的端部的冷却液流入由微凹部DPPl形成于第I表面侧的微凹部冷却液用流路DCS内。如上所述，微凹部DPPl与燃料气体供给歧管162及冷却液供给歧管172相对，因此冷却液主要流入微凹部冷却液用流路DCS中的与冷却液供给歧管172相对的部分。但是，微凹部冷却液用流路DCS是使冷却液纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动的流路，是将形成于直线状区域SAl的各冷却液用流路CS之间连通的流路。因此，流入到微凹部冷却液用流路DCS内的氢在微凹部冷却液用流路DCS中纵横流动，均衡地被分配给直线状区域SAl的各冷却液用流路CS。如图9所示，在各直线状区域SA，各冷却液用流路CS彼此独立，因此流入到直线状区域SA内的各冷却液用流路CS的冷却液如图7所示那样，呈直线状向冷却液排出歧管174侧所位于的方向(X方向)流动。在第I个及第2个直线状区域SA1、2中的冷却液用流路CS流动来的冷却液流入第I个折返区域CAl中的对应的各冷却液用流路CS内。如上所述，在折返区域CA，冷却液经由冷却液用流路CS及连通流路CP纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动，因此流入各冷却液用流路CS内的冷却液一边在冷却液用流路CS的延伸方向(Y方向)流动，一边也向其他冷却液用流路CS移动。如此，冷却液向最接近冷却液排出歧管174的冷却液用流路CS移动，向冷却液排出歧管174排出。
在第3个直线状区域SA3的各冷却液用流路CS流动来的冷却液，如图4中箭头所示，流入形成于第2个微凹部DPP2的第I表面侧的微凹部冷却液用流路DCS内并汇合，被向冷却液排出歧管174排出。如上所述，第2个微凹部DPP2与燃料气体排出歧管164及冷却液排出歧管174相对，但从各冷却液用流路CS排出的氢在微凹部冷却液用流路DCS中朝向与冷却液排出歧管174相对的部分流动，顺利地被向冷却液排出歧管174排出。在阳极侧分隔件310的第I表面侧设有多个引导冷却液的突起状的引导件382，以将冷却液从折返区域CAl的端部及微凹部DPP2的端部向冷却液排出歧管174导向。如以上所说明，本实施例中，阳极侧分隔件310包括波形部WSP，该波形部WS中，形成为在第I表面侧凹入的形状、在第I表面侧形成冷却液用流路CS的第I槽部316，和形成为在第2表面侧凹入的形状、在第2表面侧形成燃料气体用流路AS的第2槽部315交替排列多个，从而波形部WS具有波形截面形状。波形部WSP包括分别含有多个第I槽部316及第2槽部315的相互平行的3个直线状区域SA，和分别包括将各直线状区域SA中对应的槽部之间连接以使各燃料气体用流路AS呈蜿蜒形状的多个第I槽部316及第2槽部315的多个折返区域CA。各折返区域CA的各第2槽部315具有从第2表面侧看的深度小 于其他部分(深槽部313)的浅槽部314，浅槽部314在第I表面侧形成将相邻的2个冷却液用流路CS连通的连通流路CP。阳极侧分隔件310具有与波形部WSP中的燃料气体用流路AS的入口及出口的位置相邻配置的微凹部DPP，各微凹部DPP，在第I表面侧形成将各冷却液用流路CS连通的微凹部冷却液用流路DCS，并在第2表面侧形成将各燃料气体用流路AS连通的微凹部燃料气体用流路DAS。因此，本实施例的阳极侧分隔件310即使将具有波形截面形状的波形部WSP中的燃料气体用流路AS设为蜿蜒形状的流路(蜿蜒型流路)时，也能在配置于蜿蜒型的燃料气体用流路AS的出入口的微凹部DPP中使冷却液用流路CS之间连通并使燃料气体用流路AS之间连通，并且利用形成于折返区域CA的第I表面侧的连通流路CP使冷却液用流路CS之间连通，因此在形成于阳极侧分隔件310的两侧的流体用流路的各自中，分别可确保经过了流体用流路的流体(燃料气体及冷却液)的良好分配性。图12是表示使用本实施例的阳极侧分隔件的燃料电池与使用比较例的阳极侧分隔件的燃料电池的性能评价结果的说明图。本实施例与各比较例(比较例1、2)的不同点在于，与蜿蜒型的燃料气体用流路AS的出入口相邻的部分(以下，称为“出入口部”)和蜿蜒型的燃料气体用流路AS的折返区域CA的部分(以下，称为“折返部”)的结构组合。在比较例I中，出入口部是与本实施例的折返区域CA (图10)相同的结构(以下，称为“正交流路结构”)，折返部是与本实施例的微凹部DPP (图11)相同的结构(以下，称为“微凹结构”)。在比较例2中，出入口部和折返部都是微凹结构。图12表示本实施例及各比较例的燃料电池中有无因反应气体用流路的排水能力的降低导致发电性能的降低、有无因反应气体用流路的反应气体分配性的降低导致发电性能的降低、有无因冷却液用流路的冷却液分配性的降低导致发电性能的降低、有无单电池面内的层叠方向荷重(面压)的降低(导致接触阻力的降低)导致发电性能的降低。在比较例I中，发现由于冷却液分配性的降低导致发电性能的降低。比较例I中，出入口部采用正交流路结构，因此在正交流路结构的入口部，冷却液无法均衡地分配给相邻的直线状区域SAl的各冷却液用流路CS，而且在正交流路结构的出口部，冷却液无法均衡地从相邻的直线状区域SA3的各冷却液用流路CS排出，发电性能降低。另一方面，在本实施例中，由于出入口部采用微凹结构，因此在入口部，冷却液均衡地分配给相邻的直线状区域SAl的各冷却液用流路CS，而且在出口部，冷却液均衡地从相邻的直线状区域SA3的各冷却液用流路CS排出，可抑制发电性能的降低。在比较例I中，发现由于面压的降低导致发电性能的降低。比较例I中，面积比出入口部面积大的折返部采用微凹结构，所以面压降低，发电性能降低。另一方面，本实施例中，虽然在出入口部采用微凹结构，但面积较大的折返部采用正交流路结构，所以可抑制面压的降低，抑制发电性能的降低。在比较例2中，虽然未发现由于气体及冷却液的分配性的降低导致发电性能的降低，但发现了由于排水能力的降低导致发电性能的降低。在比较例2中，除了出入口部以外折返部也采用微凹结构，因此各反应气体用流路在出入口部及折返部相互连通。因此，在某反应气体用流路积存了水的情况下，该反应气体用流路的压力跑到其他反应气体用流路，无法将积存在反应气体用流路的水迅速排出，发电性能降低。另一方面，本实施例中，虽然出入口部采用微凹结构，但折返部采用正交流路结构，因此在出入口部以外的部分，各反 应气体用流路相互独立，不会出现某反应气体用流路的压力跑到其他反应气体用流路的情况。因此，即使在某反应气体用流路积存了水，也能由该反应气体用流路的气体压力将水迅速排出，抑制发电性能的降低。在比较例2中，发现了由于面压的降低导致发电性能的降低。在比较例2中，采用了与正交流路结构相比层叠时的接触面积小(所谓的接触率低)的微凹结构的部分多，因此面压降低，发电性能降低。另一方面，在本实施例中，虽然出入口部采用微凹结构，但折返部采用正交流路结构，因此抑制面压的降低，抑制发电性能的降低。在本实施例中，形成为构成燃料气体供给歧管162及燃料气体排出歧管164的开口 362及开口 364的一部分与微凹部DPP相对，构成冷却液供给歧管172及冷却液排出歧管174的开口 372及开口 374的一部分与微凹部DPP相对、且其他的一部分与折返区域CA相对。即，第I个微凹部DPPl与构成燃料气体供给歧管162的开口 362及构成冷却液供给歧管172的开口 372这二者相对。第2个微凹部DPP2与构成燃料气体排出歧管164的开口 364及构成冷却液排出歧管174的开口 374这二者相对。因此，在微凹部DPP1，能够均衡地分配燃料气体及冷却液这二者，并且在微凹部DPP2，能够均衡地排出燃料气体及冷却液这二者。在本实施例中，可仅用阳极侧分隔件310这I个部件形成冷却液用的流路及然料气体用的流路，因此可抑制部件数目的增加，能够实现燃料电池100的轻量化、小型化、低成本化。在本实施例的燃料电池100中，阳极侧分隔件310具有波形截面形状的波形部WSP，而阴极侧分隔件320是平坦的板状形状，因此与阴极侧分隔件320也具有波形截面形状的波形部WSP的情况相比，具有以下的优点。即，本实施例的燃料电池100中，冷却液用流路的压力损失仅取决于阳极侧分隔件310的形状，因此能够更容易地抑制各单电池140的冷却液用流路的压力损失的不均。另外，本实施例的燃料电池100中，不会出现由于层叠时的错位而导致分隔件间的接触面积损失的情况，因此容易确保接触面积。另外，本实施例的燃料电池100中，由于能够抑制对膜电极接合体210的面压不均，因此可防止在扩散层与催化剂层之间产生间隙，防止水的滞留，降低浓度极化。另外，在本实施例的燃料电池100中，能够谋求分隔件加工的容易化、低成本化。
B.变形例该发明不限于上述的实施例、实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够以各种方式实施，例如可如下这样变形。BI.变形例 I上述实施例的燃料电池系统10的结构只是一例，可进行各种变形。例如，上述实施例中，膜电极接合体210包括阳极侧扩散层216及阴极侧扩散层217，但膜电极接合体210也可以不包含阳极侧扩散层216及阴极侧扩散层217的至少一方。上述实施例中，特定了燃料电池100的各层的材料、制造方法，但不限于这些材料、制造方法，可以使用适当的各种材料、制造方法。例如，上述实施例中，阳极侧分隔件310是对金属板实施冲压加工而制造的，但阳极侧分隔件310也可以通过金属板、树脂碳板的切削、金属板的蚀刻而制造，还可以通过树脂碳材料的注塑成形而制造。同样，阴极侧分隔件320也可以通过树脂碳板的切削、树脂碳材料的注塑成形而制造。·上述实施例中，单电池140的俯视形状是沿着X方向长的长方形形状，但也可以是沿着Y方向长的长方形形状，还可以是长方形以外的其他形状(正方形、多边形、圆形、椭圆形等)。单电池140的俯视下的各歧管配置只要是能够相对于各流体用流路的出入口进出的配置即可，可以变更为任意的配置。在上述实施例中，燃料电池100是固体高分子型燃料电池，但本发明也可以应用于其他种类的燃料电池(例如，直接甲醇型燃料电池、磷酸型燃料电池)。B2.变形例 2上述实施例中，阳极侧分隔件310是具有波形截面形状的波形部WSP的形状，而阴极侧分隔件320是平坦的板状形状，但也可以是与其相反，阴极侧分隔件320是具有波形截面形状的波形部WSP的形状，阳极侧分隔件310是平坦的板状形状。该情况下，在发电体层200不含有阴极侧多孔体流路层230而在阳极侧设置多孔体流路层，在阴极侧分隔件320与发电体层200之间形成氧化剂气体用的流路，并在阴极侧分隔件320与阳极侧分隔件310之间形成冷却液用的流路。或者，可以使阳极侧分隔件310及阴极侧分隔件320都是具有波形截面形状的波形部WSP的形状。此时，发电体层200不含有多孔体流路层，在阳极侧分隔件310与发电体层200之间形成燃料气体用的流路，在阴极侧分隔件320与发电体层200之间形成氧化剂气体用的流路，在阴极侧分隔件320与阳极侧分隔件310之间形成冷却液用的流路。此时，阳极侧分隔件310及阴极侧分隔件320的波形部WSP中的第2槽部315彼此接触。此时，波形部WSP的第2槽部315中的浅槽部314可以仅设于阳极侧分隔件310及阴极侧分隔件320的任一方,也可以设于双方。B3.变形例 3上述实施例中，在各第2槽部315设置多个浅槽部314，但只要在各第2槽部315设置至少一个浅槽部314，就能够将冷却液的流动方向不限于与燃料气体的流动方向平行的方向地自由设定。上述实施例中，各第2槽部315的浅槽部314形成在沿着X方向与相邻的其他第2槽部315的浅槽部314排列的位置，但浅槽部314的配置方式不限于该方式，可以任意变更。B4.变形例 4
上述实施例中，波形部WSP包括3个直线状区域SA和2个折返区域CA，但形成于波形部WSP的一表面侧的流体用流路只要是蜿蜒形状即可，波形部WSP所含的直线状区域SA及折返区域CA的个数可改变。B5.变形例 5上述实施例中，与波形部WSP中的蜿蜒形状的流体用流路(燃料气体用流路AS)的入口及出口相邻地配置具有平板部332、向第I表面侧突出的第I突起部334和向第2表面侧突出的第2突起部336的微凹部DPP，但也可以取代微凹部DPP，在波形部WSP的两侧配置形成连通各流体用流路的流路的其他结构的流路形成部。但是，若如本实施例这样，在出入口部配置上述结构的微凹部DPP，则与在出入口部配置正交流路结构的情况相比，可抑制因冷却液分配性的降低导致的发电性能的降低。若在出入口部配置正交流路结构，则在正交流路结构的入口部，冷却液无法均衡地分配给相邻的直线状区域SAl的各冷却液用流路CS，另外，在正交流路结构的出口部，冷却液无法均衡地从相邻的直线状区域SA3的各冷却液用流路CS排出，会出现发电性能降低。与此相对，如本实施例这样在出入口部配置微凹部DPP，则在入口部，冷却液均衡地分配给相邻的直线状区域SAl的各冷却液用流路CS，而·且在出口部，冷却液均衡地从相邻的直线状区域SA3的各冷却液用流路CS排出，发电性能的降低得到抑制。B6.变形例 6上述实施例中，各直线状区域SA的端部的边界线不是与Y方向平行而是具有预定的角度，各折返区域CA的俯视形联系状是大致三角形形状，但各折返区域CA只要包括将各直线状区域SA中的对应的槽部之间连接以使各燃料气体用流路AS成蜿蜒形状的多个第I槽部316及第2槽部315即可，未必一定俯视形状是大致三角形形状。图13及图14是表示变形例中的阳极侧分隔件310的俯视结构的说明图。图13与上述实施例的图7对应，图14与上述实施例的图8对应。图15是放大表示图13的折返区域CAl的部分的说明图。图13 图15所示的变形例与上述实施例的不同点在于，各直线状区域SA的端部的边界线与Y方向大致平行，各折返区域CA的俯视形状为大致矩形形状。图13 图15所示的变形例中，与上述实施例同样，各折返区域CA包括将各直线状区域SA中的对应的槽部之间连接以使各燃料气体用流路AS成蜿蜒形状的多个第I槽部316及第2槽部315。在该变形例中，与上述实施例同样，各折返区域CA的各第2槽部315具有深槽部313和浅槽部314 (参照图15)，因此形成将夹着浅槽部314相邻的2个冷却液用流路CS连通的连通流路CP，冷却液经由冷却液用流路CS及连通流路CP而纵横(沿X方向及Y方向这两方向)流动。附图标记说明10…燃料电池系统50…储氢罐51…关断阀52…调节器53…配管54…排出配管60…气泵61…配管
63…配管70…散热器71…水泵72…配管73…配管
80…控制部100…燃料电池110…端板120…绝缘板130…集电板140…单电池152…氧化剂气体供给歧管154···氧化剂气体排出歧管162…燃料气体供给歧管164…燃料气体排出歧管172…冷却液供给歧管174…冷却液排出歧管200…发电体层.210…膜电极接合体212…电解质膜214…阳极215…阴极216…阳极侧扩散层217…阴极侧扩散层230…阴极侧多孔体流路层310…阳极侧分隔件313…深槽部314…浅槽部315…第2槽部316…第I槽部317…第3槽部318 …开口320…阴极侧分隔件322 …开口332…平板部334…第I突起部336…第2突起部352 …开口354 …开口
362 …开口364 …开口372 …开口374 …开口376…隔壁部382…引导件420…密封部430…密封部440…密封部450…密封部DPP…微凹部CA…折返区域SA…直线状 区域CP…连通流路CS…冷却液用流路AS···燃料气体用流路WSP…波形部
权利要求
1.一种分隔件，该分隔件用于燃料电池，包括 第I流路形成部，所述第I流路形成部具有交替排列的多个第I槽部和第2槽部，该第I槽部是在第I表面侧凹入的形状，在所述第I表面侧形成第I流体用流路，该第2槽部是在与所述第I表面侧相反的第2表面侧凹入的形状，在所述第2表面侧形成第2流体用流路，从而所述第I流路形成部具有波形截面形状，所述第I流路形成部包括彼此平行的3个以上的直线状区域，其分别含有多个所述第I槽部及所述第2槽部；和多个折返区域，其分别含有以使得各所述第2流体用流路成为蜿蜒形状的方式将各所述直线状区域中的对应的所述槽部之间连接的多个所述第I槽部及所述第2槽部；和 第2流路形成部，其与所述第I流路形成部中的所述第2流体用流路的入口及出口的位置相邻地配置，在所述第I表面侧形成将各所述第I流体用流路连通的流路，并在所述第2表面侧形成将各所述第2流体用流路连通的流路， 各所述折返区域中的各所述第2槽部具有浅槽部，该浅槽部是从所述第2表面侧看的深度比其他部分浅的槽部，在所述第I表面侧形成将夹着所述浅槽部相邻的2个所述第I流体用流路连通的流路。
2.根据权利要求I所述的分隔件， 所述第I流体是冷却液， 所述第2流体是燃料气体或氧化剂气体。
3.根据权利要求I或2所述的分隔件， 构成所述第2流体用的歧管的第2开口以所述第2开口的至少一部分与所述第2流路形成部相对的方式形成， 构成所述第I流体用的歧管的第I开口以所述第I开口的一部分与所述第2流路形成部相对、且其他一部分与所述第I流路形成部的所述折返区域相对的方式形成。
4.根据权利要求Γ3中的任一项所述的分隔件， 所述第2流路形成部包括平板部、从所述平板部向所述第I表面侧突出的多个独立的第I突起部、和从所述平板部向所述第2表面侧突出的多个独立的第2突起部。
5.根据权利要求Γ4中的任一项所述的分隔件， 所述浅槽部的底部的沿着层叠方向的位置比所述第2槽部的所述其他部分的位置靠所述第2表面侧。
6.一种燃料电池，包括 发电体层，其包括电解质膜、配置在所述电解质膜的一侧的阳极和配置在所述电解质膜的另一侧的阴极；和 权利要求1飞中的任一项所述的分隔件，在所述分隔件之间夹着所述发电体层。
全文摘要
燃料电池用的分隔件包括第1流路形成部和第2流路形成部。第1流路形成部具有交替排列的多个第1槽部和第2槽部，该第1槽部是在第1表面侧凹入的形状，在第1表面侧形成第1流体用流路，该第2槽部是在第2表面侧凹入的形状，在第2表面侧形成第2流体用流路，从而第1流路形成部具有波形截面形状，第1流路形成部包括彼此平行的3个以上的直线状区域；和多个折返区域，其分别含有以使得各第2流体用流路成为蜿蜒形状的方式将各直线状区域中的对应的槽部之间连接的多个第1槽部及第2槽部。第2流路形成部与第2流体用流路的出入口的位置相邻地配置，在第1表面侧形成将各第1流体用流路连通的流路，在第2表面侧形成将各第2流体用流路连通的流路。
文档编号H01M8/02GK102906917SQ20118000525
公开日2013年1月30日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者冈部裕树 申请人:丰田自动车株式会社