CN102652376A - 燃料电池及燃料电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供过一种燃料电池，其具备：电解质膜（121）；形成于所述电解质膜的两面的第一、第二催化剂层（123、122）；及夹持所述电解质膜（121）和所述第一、第二催化剂层（123、122）的第一、第二加强层（140、130），所述第一催化剂层（123）和所述第一加强层（140）以能够抑制电解质膜的膨胀收缩的规定结合力以上的力接合，所述第二催化剂层（122）和所述第二加强层（130）以比能够释放由电解质膜的膨胀收缩产生的应力的规定结合力小的力接合、或者所述第二催化剂层和所述第二加强层不接合。

Description

燃料电池及燃料电池的制造方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池。
背景技术
专利文献1中记载有将形成于燃料电池的电解质膜的两面的催化剂层和气体扩散层处于非接合的燃料电池、以及使气体扩散层比催化剂层大一圈地形成且将伸出至比催化剂层更靠外侧的气体扩散层部分和突出至比电解质膜的催化剂层更靠外侧的部分之间粘接的燃料电池。
专利文献1：（日本）特开2008－251290号公报
发明内容
但是，现有技术中，不能抑制电解质膜的膨胀收缩，因此，有可能在电解质膜产生疲劳，使燃料电池的性能降低。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而做出的，其目的在于提高电解质膜的耐久性。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而做出的，可以作为以下的方式或应用例来实现。
［应用例1］
一种燃料电池，具备：电解质膜；形成于所述电解质膜的两面的第一、第二催化剂层；及夹持所述电解质膜和所述第一、第二催化剂层的第一、第二加强层，所述第一催化剂层和所述第一加强层以能够抑制电解质膜的膨胀收缩的规定结合力以上的力接合，所述第二催化剂层和所述第二加强层以比能够释放由电解质膜的膨胀收缩产生的应力的规定结合力小的力接合，或者所述第二催化剂层和所述第二加强层不接合。
根据该应用例，第一催化剂层和第一加强层以能够抑制电解质膜的膨胀收缩的规定结合力以上的力接合，因此，能够降低电解质膜的膨胀收缩的程度，抑制电解质膜的疲劳破坏、褶皱的发生，其结果能够抑制交叉泄漏的发生。第二催化剂层和第二加强层以比能够释放由电解质膜的膨胀收缩产生的应力的规定结合力小的力接合，或者所述第二催化剂层和所述第二加强层不接合，因此，与进行了第一催化剂层和第一加强层的接合及第二催化剂层和第二加强层的接合这两个接合的情况相比，能够释放由电解质膜的膨胀收缩产生的应力。其结果是，能够降低向催化剂层施加的力，能够防止催化剂层的损伤。因此，根据该实施例，可以提高电解质膜的耐久性。此外，能够提高催化剂层的耐久性。因此，也能够抑制燃料电池的性能降低。
［应用例2］
如应用例1中所述的燃料电池，其中，所述第一、第二催化剂层及所述第一、第二加强层分别包含树脂，所述第一催化剂层的所述第一加强层侧的表面的所述树脂的空间占有率和所述第一加强层的所述第一催化剂层侧的表面的所述树脂的空间占有率为可利用热压或者燃料电池发电中产生的热将所述第一催化剂层和所述第一加强层接合的值以上，所述第二催化剂层的所述第二加强层侧的表面的所述树脂的空间占有率和所述第二加强层的所述第二催化剂层侧的表面的所述树脂的空间占有率小于即使在热压或者燃料电池发电中产生的热的作用下也可将所述第二催化剂层和所述第二加强层维持在非接合状态的值。
［应用例3］
如应用例2中所述的燃料电池，其中，在所述第一、第二催化剂层及所述第一、第二加强层的接合之前，满足所述第一催化剂层的所述树脂的空间占有率为35%以上、且所述第一加强层的所述树脂的空间占有率为18%以上的条件，并且，满足所述第二催化剂层的所述树脂的空间占有率小于35%、或者所述第二加强层的所述树脂的空间占有率小于18%中的任一条件。
关于第一催化剂层的树脂的空间占有率及第一加强层的树脂的空间占有率，通过满足上述条件，向电解质膜的两面施加同样的热压时，或者，在燃料电池的运转中，能够使第一催化剂层和第一加强层以规定结合力以上的力接合。另一方面，关于第二催化剂层和第二加强层的接合，能够维持以小于规定结合力的力接合、或者未粘合的状态。
另外，催化剂层、加强层中包含有树脂，因此，即使不使用新的结合材料，通过调整催化剂层及加强层的树脂的空间占有率，也能够调整催化剂层和加强层之间的结合力。
［应用例4］
如应用例3中所述的燃料电池，其中，所述第一催化剂层的所述树脂的空间占有率为38%以上。
通过进一步满足该条件，更容易将第一催化剂层和第一加强层牢固接合。
［应用例5］
如应用例3或应用例4中所述的燃料电池，其中，所述第一加强层的所述树脂的空间占有率为20%以上。
通过进一步满足该条件，更容易将第一催化剂层和第一加强层牢固接合。
［应用例6］
如应用例3～应用例5中任一项应用例中所述的燃料电池，其中，所述第一、第二催化剂层及所述第一、第二加强层的树脂的空间占有率使用傅里叶变换红外分光衰减全反射法算出。
如果使用傅里叶变换红外分光衰减全反射法，则能够容易地算出第一、第二催化剂层、及第一、第二加强层的树脂的空间占有率。
［应用例7］
如应用例1～应用例6中任一项应用例中所述的燃料电池，其中，所述第一催化剂层为阳极侧催化剂层，所述第二催化剂层为阴极侧催化剂层。
从防止燃料电池的交叉泄漏及提高性能的观点来看优选使阳极侧接合并使阴极侧处于非接合状态。另外，关于对发电性能的贡献率高的阴极侧，以小于规定值的力（能够释放由电解质膜的膨胀收缩产生的应力的力）结合，因此，抑制电解质膜的膨胀收缩带来的催化剂层的损伤，能够防止燃料电池的性能降低。
［应用例8］
如应用例1～应用例7中任一项应用例中所述的燃料电池，其中，所述加强层为气体扩散层。
优选气体扩散层兼作为加强层。
［应用例9］
一种燃料电池的制造方法，具备如下所述工序：（a）准备电解质膜；（b）在所述电解质膜的第一面形成第一催化剂层，在第二面形成第二催化剂层，其中，所述第一催化剂层所包含的树脂的空间占有率为35%以上，所述第二催化剂层所包含的树脂的空间占有率为规定值；（c）准备第一气体扩散层和第二气体扩散层，其中，所述第一气体扩散层所包含的树脂的空间占有率为18%以上，所述第二气体扩散层所包含的树脂的空间占有率为规定值；及（d）利用热压将所述第一催化剂层和所述第一气体扩散层接合，并利用热压将所述第二催化剂层和所述第二气体扩散层接合，在所述工序（b）、（c）中，满足如下所述的两个条件中的至少一个：所述第二催化剂层所包含的树脂的空间占有率小于35%；或者所述第二气体扩散层所包含的树脂的空间占有率小于18%。
根据该应用例，能够容易地制造使第一催化剂层和第一加强层接合且使第二催化剂层和第二加强层未接合的燃料电池。
本发明可通过各种方式实现，例如，除了燃料电池以外，也可以通过燃料电池的制造方法等各种方式实现。
附图说明
图1是表示本实施例的燃料电池的构成的说明图。
图2是放大表示发电单元的膜电极接合体和气体扩散层的接合部分的说明图。
图3是表示催化剂层和气体扩散层的表面的树脂的空间占有率的说明图。
图4是表示催化剂层和气体扩散层的表面的树脂的空间占有率和催化剂层－气体扩散层的接合强度的关系的说明图。
图5是表示树脂的空间占有率的测定方法的说明图。
图6是通过FT－IR ATR法得到的光谱之一例。
图7是表示燃料电池的发电试验的各步骤的说明图。
图8是表示催化剂层－气体扩散层的接合强度的测定方法的说明图。
图9是表示电解质膜的交叉泄漏量的判定结果的说明图。
图10是表示燃料电池的性能降低率的说明图。
具体实施方式
图1是表示本实施例的燃料电池的构成的说明图。燃料电池10具备串联电池100、集电板200、201、绝缘板210、211、压板220、端板230、231、拉杆240、螺母250、按压弹簧260。
串联电池100具备多个发电单元110。各发电单元110分别为1个单电池。发电单元110层叠而串联连接，作为串联电池100产生高电压。集电板200、201分别配置于串联电池100的两侧，用于将串联电池100产生的电压、电流取出至外部。绝缘板210、211分别配置于集电板200、201的更外侧，为了使集电板200、201与其它部件、例如端板230、231、拉杆240之间不流动电流而进行绝缘。端板230和压板220分别设置于绝缘板210、211的更外侧。在压板220的更外侧配置有按压弹簧260，在按压弹簧260的更外侧配置有端板231。端板231通过拉杆240和螺母250以与端板230隔开规定间隔的方式配置。该情况下，通过按压弹簧260，压板220被向绝缘板211方向按压，给予发电单元110规定的紧固力。
图2是放大表示发电单元的膜电极接合体和气体扩散层的接合部分的说明图。发电单元110具备膜电极接合体120、阴极侧气体扩散层130、及阳极侧气体扩散层140。
膜电极接合体120具备电解质膜121、阴极侧催化剂层122、阳极侧催化剂层123。电解质膜121是由固体高分子材料、例如全氟磺酸聚合物等氟系树脂构成的质子传导性的离子交换膜。阴极侧催化剂层122和阳极侧催化剂层123包含质子传导性电解质、促进电化学反应的催化剂、例如白金催化剂、或白金和其它金属组成的白金合金催化剂。白金催化剂或者白金合金催化剂担载于碳等导电性担载体。阴极侧催化剂层122形成于电解质膜121的一面，阳极侧催化剂层123形成于电解质膜121的另一面。
阴极侧气体扩散层130配置为与阴极侧催化剂层122相接。阴极侧气体扩散层130是用于使氧化气体通过并使氧化气体扩散而供给至阴极侧催化剂层122的部件。阴极侧气体扩散层130从阴极侧催化剂层122侧起具有微孔层（MPL）131、碳基材层132、金属多孔体层133。微孔层131将微细碳粉末和氟树脂（聚四氟乙烯）混合而形成。微孔层131涂布于例如由碳布形成的碳基材层132。作为碳布的材料，例如可采用聚丙烯腈、沥青、人造纤维。另外，除了碳布之外，也可以是碳纸、无纺布的形状。金属多孔体层133使用由钛等金属构成的金属多孔体。作为金属多孔体层133，也可以使用膨胀合金代替金属多孔体。关于阳极，同样也具备具有微孔层（MPL）141、碳基材层142、金属多孔体层143的阳极侧气体扩散层140。在此，阴极侧的阴极侧催化剂层122和微孔层131处于非接合状态，阳极侧的阳极侧催化剂层123和微孔层141处于接合状态。
图3是表示催化剂层和气体扩散层的表面的树脂的空间占有率的说明图。关于阴极侧，只要满足阴极侧催化剂层122的树脂的空间占有率小于35%和微孔层131的树脂的空间占有率小于18%中的任一个即可。另外，关于阳极侧，只要满足阳极侧催化剂层123的树脂的空间占有率为35%以上且微孔层141的树脂的空间占有率为18%以上即可。阳极侧催化剂层123的树脂的空间占有率优选为38%以上，微孔层141的树脂的空间占有率优选为20%以上。树脂的空间占有率具有树脂的空间占有率＋树脂以外的空间占有率＋气孔率＝100%的关系。在此，所谓树脂以外的物质，是指例如在微孔层131、141为微细碳粉末，在阴极侧催化剂层122、阳极侧催化剂层123为担载催化剂的碳。对于数值的依据，之后进行叙述。
图4是表示催化剂层和气体扩散层的表面的树脂的空间占有率和催化剂层－气体扩散层的接合强度的关系的说明图。通过调整形成微孔层131的微细碳粉末和氟树脂的比率及碳粒子的粒径，能够调整微孔层131的表面树脂占有率。例如，通过提高氟树脂相对于微细碳粉末的比率，能够提高表面树脂占有率。另外，在碳基材层132上涂敷将微细碳粉末和氟树脂（聚四氟乙烯）混合后得到的物质从而形成阳极侧气体扩散层130。这时，设氟树脂相对于微细碳粉末的比率一定的情况下，若使碳粉末的粒径增大，则微孔层131形成时氟树脂易向碳基材层132（图2）侧沉降，因此，能够降低表面树脂占有率，若使碳粉末的粒径减小，则微孔层131形成时氟树脂难以向碳基材层132（图2）侧沉降，因此，能够提高表面树脂占有率。阳极侧气体扩散层140的微孔层141也同样如此。
阴极侧催化剂层122如上所述包含有质子传导性电解质和担载了催化剂的导电性担载体。在此，通过改变质子传导性电解质和担载了催化剂的导电性担载体的重量比率、或者调整阴极侧催化剂层122形成时的干燥时间，能够调整阴极侧催化剂层122的表面树脂占有率。在此，催化剂层的树脂是指质子传导性电解质。通过提高质子传导性电解质相对于导电性担载体的比率，能够提高表面树脂占有率。另外，快速进行阴极侧催化剂层122形成时的干燥时，树脂沉降前进行干燥，因此，能够提高表面树脂占有率。相反，缓慢进行阴极侧催化剂层122形成时的干燥时，能够降低表面树脂占有率。阳极侧催化剂层123也同样如此。
上述的例子是用于调整表面树脂占有率的调整方法之一例，除了调整上述所述的项目外，还通过调整微孔层131、132形成时的干燥时间、催化剂层122、123的导电性担载体的粒径、氟树脂、质子传导性电解质的长度（分子量）等，能够调整表面树脂占有率。
图5是表示树脂的空间占有率的测定方法的说明图。本实施例中，使用FT－IR ATR法计算树脂的空间占有率。FT－IR ATR法（傅里叶变换型红外分光衰减全反射法）中，使锗结晶（ATR结晶）与测定对象即催化剂层（例如阴极侧催化剂层122）密合，以比临界角大的入射角θ照射红外光。这时，红外光在ATR结晶和阴极侧催化剂层122的界面全反射，但一部分作为衰减波浸透至阴极侧催化剂层122侧，在阴极侧催化剂层122被反射。这时，衰减波的能量的一部分被阴极侧催化剂层122吸收而衰减。通过这时的衰减引起的频率，可以辨认阴极侧催化剂层122的结构，能够从衰减量的大小进行定量。本实施例中，将红外光的波长设为来源于C－F键合（碳－氟键合）的高峰出现的值8.30μm（波数＝1206cm-1）、锗结晶的折射率n1为4.00、阴极侧催化剂层122的折射率n2为1.75、红外光的入射角θ为60°时，衰减波的浸透深度dp为440nm。因此，能够辨认从阴极侧催化剂层122的表面到440nm的深度的结构。
图6是通过FT－IR ATR法得到的光谱之一例。波数＝1206cm-1（波长＝8.30μm）的红外线的吸光度与样品中的C－F键合的存在量成比例。因此，测定膜全部由氟树脂构成的标准样品（设表面树脂占有率为100%）的FT－IR光谱，求出自波数＝1206cm-18.30μm的基线的高峰高度h1。接着，对于样品也同样地求出自8.30μm的基线的高峰高度h2。将h1/h2标准化，并计算样品的表面树脂占有率。
准备具有各种催化剂表面树脂占有率的膜电极接合体120、气体扩散层130、140，计算表面树脂占有率。接着，将膜电极接合体120和气体扩散层130、140在温度100℃、压力1.2MPa的热压下保持4分钟，判断表面树脂占有率和接合状态的关系。将结果示于图4。如果气体扩散层130、140的表面树脂占有率为20%且催化剂层122、123的表面树脂占有率为38%以上，则具有结合强度15N/m以上的结合强度。在此，在气体扩散层130、140的表面树脂占有率为20%以上的情况下，如果催化剂层122、123的表面树脂占有率为35%以上，则具有结合强度为10N/m以上的结合强度，催化剂层122、123的表面树脂占有率为38%以上的情况下，如果气体扩散层130、140的表面树脂占有率为18%以上，则具有结合强度为10N/m以上的结合强度。另外，气体扩散层130、140的表面树脂占有率为18%，催化剂层122、123的表面树脂占有率为35%或36%的情况下，仅在温度100℃、压力1.2MPa的热压下保持4分钟，并未接合，但是对燃料电池进行了图7所示的发电试验后测定接合强度的情况下，以结合强度为10N/m以上的结合强度进行了接合。关于结合强度的测定法，之后进行叙述。
图7是表示燃料电池的发电试验的各步骤的说明图。将燃料电池10（图1）以2MPa的紧固压力紧固。在设反应气体的流量为氢气500Ncc/min、空气为2000Ncc/min、反应气体的温度为85℃、反应气体的露点为80℃、背压为氢0.04Mpa、空气0.04Mpa、冷却水温度80℃的条件下使燃料电池发电。这时，每5分钟将从燃料电池取出的电流的电流密度从0.2A/cm2增大至0.5、1.0、1.2、1.5A/cm2。这时的燃料电池10的温度为80℃以上。该2MPa的紧固压力、温度80℃以上的条件是与将膜电极接合体120和气体扩散层130、140接合的热压的条件（1.2Mpa、100℃）接近的值，非常期待在燃料电池10的发电试验中进行接合的情况。
如图4所示，气体扩散层130、140的表面树脂占有率小于18%、或者催化剂层122、123的表面树脂占有率小于35%的情况下，热压的条件（1.2Mpa、100℃）或者发电中的条件（2MPa、80℃以上）下未能将催化剂层122、123和气体扩散层130、140接合。另一方面，气体扩散层130、140的表面树脂占有率为18%以上且催化剂层122、123的表面树脂占有率为35%以上的情况下，热压的条件（1.2Mpa、100℃）或者发电中的条件（2MPa、80℃以上）下，能够将催化剂层122、123和气体扩散层130、140接合。进而，气体扩散层130、140的表面树脂占有率为20%以上且催化剂层122、123的表面树脂占有率为35%以上的情况下，以热压的条件（1.2Mpa、100℃）能够与气体扩散层130、140接合。另外，气体扩散层130、140的表面树脂占有率为18%以上且催化剂层122、123的表面树脂占有率为38%以上的情况下，以热压的条件（1.2Mpa、100℃）能够与气体扩散层130、140接合。此外，气体扩散层130、140的表面树脂占有率为20%以上且催化剂层122、123的表面树脂占有率为38%以上的情况下，以热压的条件（1.2Mpa、100℃）能够与气体扩散层130、140牢固地接合（15N/m）。
图8是表示催化剂层－气体扩散层的接合强度的测定方法的说明图。首先，将膜电极接合体120和阴极侧气体扩散层130接合后的样品400切成15mm×15mm见方的大小。这时，优选成为从膜电极接合体120预先削除阳极侧催化剂层123、或者在电解质膜121仅形成阴极侧催化剂层122而未形成阳极侧催化剂层123的状态。
接着，使用双面胶带420将样品400的气体扩散层130粘贴并固定在基板410上。其次，将胶带430粘贴在样品400的膜电极接合体120上。使用岛津制作所制的オートグラフ（注册商标）以速度1mm/sec拉伸胶带430，测定了应力－位移曲线。从得到的应力－位移曲线计算了膜电极接合体120和阴极侧气体扩散层130的接合强度。
图9是表示电解质膜的交叉泄漏量的判定结果的说明图。在膜电极接合体120上接合阴极侧气体扩散层130和阳极气体扩散层，进行了冷热循环试验。在冷热循环试验中，在－20℃下保持60分钟，接着在70℃下保持30分钟。将其重复进行800次。而且，将氢气的交叉泄漏的判定值作为100nmol/（cm2×sec×atm）来判定交叉泄漏的有无。关于阳极，如果将阳极侧气体扩散层140和阳极侧催化剂层123接合（图中◎、○、□），则无论阴极侧气体扩散层130和阴极侧催化剂层122的接合状态如何，都不会产生交叉泄漏。
图10是表示燃料电池的性能降低率的说明图。将进行冷热循环试验之前的OCV设为V1、将冷热循环试验后的OCV设为V2，通过（V2－V1）/V1×100（%）计算了燃料电池10的性能降低率。阴极侧气体扩散层130和阴极侧催化剂层122接合且阳极侧气体扩散层140和阳极侧催化剂层123接合的情况下，基于冷热循环试验的性能降低率为14%以上，相对于此，阴极侧气体扩散层130和阴极侧催化剂层122之间、或者阳极侧气体扩散层140和阳极侧催化剂层123之间至少一方未接合的情况下的基于冷热循环试验的性能降低率为6%以下。
从图9、图10所示的结果来看，如果设为阴极侧气体扩散层130和阴极侧催化剂层122之间接合并且阳极侧气体扩散层140和阳极侧催化剂层123之间不接合的状态，则即使进行冷热循环试验，也难以引起交叉泄漏，性能也难以降低。即，关于阴极侧气体扩散层130和阴极侧催化剂层122之间及阳极侧气体扩散层140和阳极侧催化剂层123之间，与将两者形成为接合状态的情况或将两者形成为非接合状态的情况相比，能够提高膜电极接合体120即燃料电池10的耐久性。
根据以上的本实施例，膜电极接合体120具备电解质膜121、在电解质膜121的两面上分别形成的阴极侧催化剂层122和阳极侧催化剂层123、夹持膜电极接合体的阴极侧气体扩散层130和阳极侧气体扩散层140，由于阳极侧催化剂层123和阳极侧气体扩散层140接合且阴极侧催化剂层122和阴极侧气体扩散层130未接合，因此，关于阴极侧气体扩散层130和阴极侧催化剂层122之间、及阳极侧气体扩散层140和阳极侧催化剂层123之间，与将两者形成为接合状态的情况或将两者形成为非接合状态的情况相比，能够提高膜电极接合体120、即燃料电池10的耐久性。
本实施例中，使用了气体扩散层130、140，但气体扩散层130、140用于加强膜电极接合体120，因此，也可以使用加强层。
优选满足阳极侧催化剂层123的树脂的空间占有率为35%以上且阳极侧气体扩散层140的树脂的空间占有率为18%以上的条件，满足阴极侧催化剂层122的树脂的空间占有率小于35%或者阴极侧气体扩散层130的树脂的空间占有率小于18%中的任一个条件，更优选阳极侧催化剂层123的树脂的空间占有率为38%以上或者阳极侧气体扩散层140的树脂的空间占有率为20%以上。
本实施例中，将作为能够抑制电解质膜121的膨胀收缩的规定结合力以上的力设为X［N/m］以上、将比能够释放由电解质膜121的膨胀收缩产生的应力的规定结合力小的力设为小于Y［N/m］时，使用X＝Y＝10，但根据电解质膜121的构成，作为X、Y的值也可以采用10以外的值。另外，如果X≥Y，则X和Y的值也可以不同。
以上，基于几个实施例对本发明的实施方式进行了说明，但上述的发明的实施方式是为了便于理解本发明，并不限定本发明。本发明在不脱离其主旨及权利要求范围的情况下，可以进行变更、改良，并且，当然本发明中也含有其等同的实施方式。
标号说明
10…燃料电池
100…串联电池
110…发电单元
120…膜电极接合体
121…电解质膜
122…阴极侧催化剂层
123…阳极侧催化剂层
130…阴极侧气体扩散层
131…微孔层
132…碳基材层
133…金属多孔体层
140…阳极侧气体扩散层
141…微孔层
142…碳基材层
143…金属多孔体层
200…集电板
210…绝缘板
220…压板
230…端板
231…端板
240…拉杆
250…螺母
260…按压弹簧
400…样品
410…基板
420…面胶带
430…胶带

Claims (9)

1.一种燃料电池，具备：
电解质膜；
形成于所述电解质膜的两面的第一、第二催化剂层；及
夹持所述电解质膜和所述第一、第二催化剂层的第一、第二加强层，
所述第一催化剂层和所述第一加强层以能够抑制电解质膜的膨胀收缩的规定结合力以上的力接合，
所述第二催化剂层和所述第二加强层以比能够释放由电解质膜的膨胀收缩产生的应力的规定结合力小的力接合，或者所述第二催化剂层和所述第二加强层不接合。
2.如权利要求1所述的燃料电池，其中，
所述第一、第二催化剂层及所述第一、第二加强层分别包含树脂，
所述第一催化剂层的所述第一加强层侧的表面的所述树脂的空间占有率和所述第一加强层的所述第一催化剂层侧的表面的所述树脂的空间占有率为可利用热压或者燃料电池发电中产生的热将所述第一催化剂层和所述第一加强层接合的值以上，
所述第二催化剂层的所述第二加强层侧的表面的所述树脂的空间占有率和所述第二加强层的所述第二催化剂层侧的表面的所述树脂的空间占有率小于即使在热压或者燃料电池发电中产生的热的作用下也可将所述第二催化剂层和所述第二加强层维持在非接合状态的值。
3.如权利要求2所述的燃料电池，其中，
在所述第一、第二催化剂层及所述第一、第二加强层的接合之前，
满足所述第一催化剂层的所述树脂的空间占有率为35%以上、且所述第一加强层的所述树脂的空间占有率为18%以上的条件，并且，
满足所述第二催化剂层的所述树脂的空间占有率小于35%、或者所述第二加强层的所述树脂的空间占有率小于18%中的任一条件。
4.如权利要求3所述的燃料电池，其中，
所述第一催化剂层的所述树脂的空间占有率为38%以上。
5.如权利要求3或4所述的燃料电池，其中，
所述第一加强层的所述树脂的空间占有率为20%以上。
6.如权利要求3～5中任一项所述的燃料电池，其中，
所述第一、第二催化剂层及所述第一、第二加强层的树脂的空间占有率使用傅里叶变换红外分光衰减全反射法算出。
7.如权利要求1～6中任一项所述的燃料电池，其中，
所述第一催化剂层为阳极侧催化剂层，
所述第二催化剂层为阴极侧催化剂层。
8.如权利要求1～7中任一项所述的燃料电池，其中，
所述加强层为气体扩散层。
9.一种燃料电池的制造方法，具备如下所述工序：
（a）准备电解质膜；
（b）在所述电解质膜的第一面形成第一催化剂层，在第二面形成第二催化剂层，其中，所述第一催化剂层所包含的树脂的空间占有率为35%以上，所述第二催化剂层所包含的树脂的空间占有率为规定值；
（c）准备第一气体扩散层和第二气体扩散层，其中，所述第一气体扩散层所包含的树脂的空间占有率为18%以上，所述第二气体扩散层所包含的树脂的空间占有率为规定值；及
（d）利用热压将所述第一催化剂层和所述第一气体扩散层接合，并利用热压将所述第二催化剂层和所述第二气体扩散层接合，
在所述工序（b）、（c）中，满足如下所述的两个条件中的至少一个：
所述第二催化剂层所包含的树脂的空间占有率小于35%；或者
所述第二气体扩散层所包含的树脂的空间占有率小于18%。
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