气供给口 53之间、以及阴极板50上集电区57和各空气排出口 54之间形成有与所有的主流路连通的总集合孔(header)。
[0088](将空气引入各发电元件中)
[0089]如图10中箭头线所示，在空气供给通路5中流动的空气经连通孔63a和集合孔63流入各条主流路(长切口 58)中。
[0090]该电池堆1中，因为形成有三个彼此相邻的空气供给口53，所以宽度方向上的合计尺寸比主流路两端部之间的距离小。因此，在这样的状态下无法将空气均匀地分配给所有的主流路。
[0091]于是，设置总集合孔，并让各条主流路的流入侧端部经总集合孔(集合孔63)彼此连通。因此，流入各条主流路的空气，一开始，首先通过总集合孔进行与压力斜率(pressuregradient)相对应的合流。由此而能够实现流入各条主流路中的空气流量的均勾化。
[0092]但是，因为即使设置总集合孔，其大小也是受限制的，所以难以仅靠总集合孔来彻底地实现空气流量的均匀化。因此，在流量某种程度地偏向于某一区域或者某一位置的状态下，空气流入各条主流路中以后，空气进入集电区57，一边对发电反应做贡献，一边朝着空气排出口 54流动。
[0093]如图11中箭头线所示，各条主流路通过副流路(短切口61)与两条相邻的主流路连通，因此如果这些主流路之间存在压力斜率，在这些主流路中流动的空气则会通过副流路而彼此合流，压力斜率就会减小。因为副流路设置在集电区57整个区域，所以空气越靠近空气排出口 54，压力斜率就会越小。
[0094]因此，即使分配给各条主流路的空气量偏向于某一区域或者某一位置，该偏流也会自动消失。因此能够将空气有效地分配给阴极11。其结果是，能够进行高效率的发电，从而能够有效地防止发电性能下降，有效地防止单元10劣化等。
[0095]而且，在第二板52的与阴极11的表面紧密接触的集电区57，仅在与主流方向正交的方向上形成有宽度极窄的短切口61。像图6中矿一W〃这一范围所示的那样，相邻的两排短切口排62、62之间的部分从集电区57的一端到另一端沿着与主流方向正交的方向相连，而且，与空气接触的阴极11的断面区也变小，从而能够让在单元10中流动的电流的电阻减小。
[0096]因为空气的主流通过流路断面面积较大的主流路而流动，所以不可能导致压力损失增加。因此，该燃料电池能够让空气的压力损失和集电时的电阻双方同时减小。
[0097]也就是说，该燃料电池通过将适合让压力损失减小的第一板51和适合让电阻减小的第二板52结合起来使用，而在阴极板50上层状地形成了功能不同的流路。结果是能够实现合适的空气分配与供给，且能够实现压力损失和电阻双方都减小。
[0098]因为阴极板50由功能不同的两个层构成，所以对长切口58和短切口 61各自的尺寸设计的限制就减少。因此，由于设计自由度提高，而能够实现最佳的阴极侧气体流路，从而能够提尚发电性能。
[0099](其它)
[0100]此外，本发明所涉及的燃料电池并不限于上述实施方式，除此以外的各种结构也都包括在本发明中。
[0101 ]短切口(副流路)的状态、布置情况能够根据规格来进行适当的变更。例如，如图12(a)所示，可以使各个短切口 61具有能够与相邻的三个长切口 58连通那么长的长度。而且，还可以使各个短切口 61具有能够与相邻的四个以上的长切口 58连通那么长的长度。
[0102]短切口 61不仅可以与长切口 58正交，而且还可以倾斜于长切口 58，如图12(b)所示。而且，还可以使所布置的短切口61的形状局部不同，也可以使所布置的短切口61的数量局部不同。
[0103]如图12(c)所示，并非各短切口61的长度一定要完全相等。不同长度的短切口 61混杂在一起也是可以的。不仅长度可以不同，短切口61的宽度、形状也可以不同。
[0104]因为空气流入主流路后能够实现空气的均匀化，所以也可以对空气供给口、总集合孔的布置情况、形状进行自由的设计。
[0105]例如，如图13所示，在电池堆的边部局部地布置上空气通路，即使是紧凑化了的电池堆也能够获得充分的效果。总集合孔也不是一定需要的部件。
[0106]形成在第一板51上的长切口可以不是通孔。例如，可以利用半蚀刻加工等在板的板面上形成很多有底的细长槽并以它们作长切口用。
[0107]—符号说明―
[0108]1电池堆(燃料电池)
[0109]2发电元件
[0110]4燃料供给通路
[0111]5空气供给通路
[0112]6燃料排出通路
[0113]7空气排出通路
[0114]10单元
[0115]11阴极
[0116]12阳极
[0117]30阳极板
[0118]40隔离板
[0119]50阴极板
[0120]51第一板
[0121]52第二板
[0122]57集电区
[0123]58长切口(第一气体流路的开口)
[0124]61短切口(第二气体流路的开口)
[0125]62短切口排
[0126]63、64 集合孔
[0127]70绝缘片
[0128]80密封件
【主权项】
1.一种燃料电池，将多个发电元件层叠起来而构成该燃料电池，其特征在于:所述发电元件包括单元、阳极板以及阴极板， 所述单元呈板状，在所述单元的一主面上连接有阳极、在所述单元的另一主面上连接有阴极， 所述阳极板通过层叠而形成，且与所述阳极电连接， 所述阴极板通过层叠而形成，且与所述阴极电连接， 所述阴极板包括多条第一气体流路和多条第二气体流路， 多条所述第一气体流路彼此排列着从所述单元的一端部朝着相对一侧的另一端部延伸，而成为含有氧的气体的流路， 多条所述第二气体流路位于所述第一气体流路和所述单元之间，彼此排列并朝着与所述第一气体流路延伸的延伸方向交叉的方向延伸且暴露在所述单元一侧，并且，多条所述第二气体流路中的每一条所述第二气体流路在层叠方向的交叉部分附近与多条所述第一气体流路中的至少两条以上的第一气体流路连通。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于: 所述阴极板包括第一板和第二板， 在所述第一板上形成有所述第一气体流路， 所述第二板层叠在所述第一板上，且在该第二板上形成有所述第二气体流路。3.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于: 所述第一气体流路包括:形成为沿所述第一板的厚度方向贯通所述第一板的开口。4.根据权利要求2或3所述的燃料电池，其特征在于: 所述第二气体流路的形成为沿所述第二板的厚度方向贯通所述第二板的开口暴露在所述单元一侧。5.根据权利要求2所述的燃料电池，其特征在于: 所述第一气体流路包括:形成为沿所述第一板的厚度方向贯通所述第一板的开口， 所述第二气体流路的形成为沿所述第二板的厚度方向贯通所述第二板的开口暴露在所述单元一侧， 形成在所述第一板上的开口在所述延伸方向上的长度比形成在所述第二板上的开口在所述延伸方向上的长度长， 形成在所述第一板上的开口在与所述延伸方向正交的方向上的宽度比形成在所述第二板上的开口在与所述延伸方向正交的方向上的宽度宽。6.根据权利要求2到5中任一项所述的燃料电池，其特征在于: 多条所述第二气体流路中沿着所述延伸方向设置的两条以上的所述第二气体流路，在所述第二板的板面内彼此未连通。7.根据权利要求1到5中任一项所述的燃料电池，其特征在于: 多条所述第二气体流路中沿着与所述延伸方向正交的方向彼此相邻的两条所述第二气体流路都形成为:与从多条所述第一气体流路中选出的两个以上不同的所述第一气体流路连通。
【专利摘要】层叠的发电元件(2)包括单元(10)、阳极板(30)以及阴极板(50)。阴极板(50)包括多条第一气体流路(58)和多条第二气体流路(61)，该多条第一气体流路(58)从单元(10)的一端部朝着相对一侧的另一端部延伸。该多条第二气体流路(61)位于第一气体流路(58)和单元(10)之间，朝着与第一气体流路(58)延伸的延伸方向交叉的方向延伸且暴露在单元(10)一侧，并且，多条第二气体流路(61)中的每一条第二气体流路(61)在层叠方向的交叉部分附近与多条第一气体流路(58)中的至少两条以上的第一气体流路(58)连通。
【IPC分类】H01M8/10, H01M8/0258
【公开号】CN105474443
【申请号】CN201480046226
【发明人】上荷広之
【申请人】住友精密工业株式会社
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月8日
【公告号】EP3041075A1, EP3041075A4, US20160204452, WO2015029353A1