CN106463741A - 燃料电池隔板成型用微小成型模具、燃料电池隔板的制造方法以及燃料电池隔板 - Google Patents

燃料电池隔板成型用微小成型模具、燃料电池隔板的制造方法以及燃料电池隔板 Download PDF

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Abstract

一种燃料电池隔板成型用微小成型模具，该成型模具具备凹凸以预定的周期相邻的成型面，用于对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，其特征在于，(i)在凹凸的上面具有圆弧状的微小的凹面，且(ii)在凹凸的下面具有圆弧状的微小的凸面。

Description

燃料电池隔板成型用微小成型模具、燃料电池隔板的制造方 法以及燃料电池隔板
技术领域
本发明涉及燃料电池隔板成型用微小成型模具、使用该成型模具的燃料电池隔板的制造方法以及燃料电池隔板。
背景技术
近年，在以电力作为驱动源的汽车、小规模的发电系统等中应用了固体高分子型燃料电池。固体高分子型燃料电池的主干部件为具有电极和用于供给燃料气体(反应气体)的微小的凹凸形状的流路的隔板。使用微小凹凸成型模具对金属薄板进行冲压成型来制造隔板。
为了降低接触阻力且使反应气体(氢气和空气)容易流动，隔板的流路截面优选为凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、角是锐利角的矩形截面。
通常，作为隔板用的金属薄板，从耐腐蚀性和耐久性的观点来看，使用钛薄板、不锈钢薄板，但是，使用凹凸模具在金属薄板上防止随着金属薄板的厚度的减小而产生的裂纹且抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”地形成上述优选的矩形截面的凹凸(流路)这件事在技术上是困难的，至今为止，提出有若干使用凹凸模具对金属薄板施加冲压加工而形成凹凸(流路)的技术。
在专利文献1中提出有一种通过冲压在可塑性变形的板材上形成多个突起的板材的冲压加工方法，该板材的冲压加工方法包括：第1工序，在该第1工序中，使用第1冲压模具在想要形成突起的部分形成鼓出部；以及第2工序，在该第2工序中，使用第2冲压模具对在所述第1工序中形成的所述鼓出部的比周缘部靠近所述鼓出部的中心的内侧部分进行按压，而完成形成突起。
在专利文献1的冲压加工方法中，能够抑制在形成突起后的板材翘曲，但未考虑铅垂地形成突起的纵壁，因此，无法形成具有突起的顶部平坦、突起的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面的突起。
在专利文献2中，提出有一种固体高分子型燃料电池用隔板的制造方法，该固体高分子型燃料电池用隔板在周边具有平坦部，除周边以外的部分具有成为气体流路的凸部和凹部，在该制造方法中，作为预成型而将材料成型为连续的、凸部和凹部重复的截面形状，然后，成型为最终的、凸部和凹部重复的截面形状。
但是，在专利文献2的制造方法中，由于未考虑使凸部的顶部平坦，因此，无法形成凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面。
在专利文献3中，提出有一种固体高分子型燃料电池用隔板制造装置，该固体高分子型燃料电池用隔板在周边具有平坦部，除周边以外的部分具有成为气体流路的凸部和凹部，在该制造装置中，凹凸部的纵壁部的间隙c(mm)、肩部的半径r(mm)、槽深度d(mm)、槽周期p(mm)满足包含被加工材料的板厚t(mm)的所需要的关系式。
但是，即使使用专利文献3的制造装置，也无法形成凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面。
在专利文献4中，提出有一种燃料电池用金属板隔板的制造方法，在该制造方法中，在利用冲压成型在表面突出有导电性夹杂物的隔板的板坯上制造具有拔模角为50°以下、内R为0.5mm以下的截面凹凸状的气体流路的燃料电池用金属制隔板时，通过使用鼓出部的成型部呈倒圆角R形状的模具对所述板坯进行鼓出成型，直到成为应获得的该气体流路的表面积的80％以上的表面积为止，从而进行一次成型，之后，利用二次成型将气体流路冲压成型为最终形状。
但是，在专利文献4的制造方法中，气体流路的最终形状不明确，并不是形成具有凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面的气体流路。
在专利文献5中，提出有一种金属制隔板的流路成型方法，该金属制隔板层叠于燃料电池的燃料电池单元，利用通过冲压而成型的凹凸在该燃料电池单元上形成燃料气体流路和氧化气体流路，该流路成型方法包括：第一工序，在该第一工序中，在平板状的金属板上通过冲压加工形成纵长的凹凸；第二工序，在该第二工序中，自凹部底面的外侧面按压在第一工序中形成的凹凸的凹部底面，并且，自凸部顶面的外侧面按压在第一工序中形成的凹凸的凸部顶面，将凹部底面和凸部顶面形成为沿着凹凸的长度方向的凹状的弯曲面；以及第三工序，在该第三工序中，自凹部底面的内侧面按压在第二工序中形成的凹部底面，并且，自凸部顶面的内侧面按压在第二工序中形成的凸部顶面的弯曲面，将凹部底面和凸部顶面形成为平坦面。
在专利文献5的成型方法中，在第一工序中的预成型之后，在第二工序中在凸部形成弯曲面，在第三工序中将该弯曲面压扁并使其平坦化，但是，在表面残留有压扁的痕迹，而使表面粗糙，因此，无法形成凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面。另外，由于专利文献5的成型方法需要用于将凸部的弯曲面压扁的第三工序，因此，生产率较低。
在专利文献6中提出有一种固体高分子型燃料电池用隔板的制造方法，在该制造方法中，制作厚度为0.02mm～0.5mm的金属玻璃板材，在将该金属玻璃板材加热到玻璃化转变温度～结晶温度的过冷液态区的状态下进行冲压加工，而形成成为气体流路的凹凸，接着，在形成有凹凸的表面上形成氧化物和/或氮化物的膜。
专利文献6的制造方法为金属玻璃制的隔板的制造方法，在专利文献6中仅图示了顶部的凹部形状。因此，在专利文献6的制造方法中，无法形成凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面。
在专利文献7中，记载了一种隔板制造方法，在该隔板制造方法中，通过在对隔板材料施加凹凸而成形为截面波型之后局部进行精压，从而抑制裂纹、应变、翘曲的产生。
在专利文献7的制造方法中，在成型为截面波型之后实施精压工序，若想要在第一工序中进行实施，则导致材料停止在截面内流入，因此，张力过大而导致产生裂纹。因此，必需要有多个工序，导致生产成本提高。另外，在应用于纵壁的角度铅垂或接近铅垂的锐角状的矩形截面时，由于精压成型时纵壁张力升高，因此，存在产生裂纹的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2000-317531号公报
专利文献2：日本国特开2002-313354号公报
专利文献3：日本国特开2004-265856号公报
专利文献4：日本国特开2005-243252号公报
专利文献5：日本国特开2006-120497号公报
专利文献6：日本国特开2007-066817号公报
专利文献7：日本国特开2007-48616号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，为了降低隔板与固体高分子膜之间的接触阻力且使反应气体(氢气和空气)容易流动，隔板的流路截面优选凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、呈锐角状的矩形截面。理由如下所述。
对于隔板而言，由于与固体高分子膜接触并作为电极发挥功能，因此，优选为接触阻力较低，因此，需要使流路(凸部)的顶部平坦，而尽可能宽地确保接触面积。
对于隔板而言，由于需要具备自流路均匀地供给反应气体的功能，因此，需要使流路的矩形截面的纵壁铅垂，尽可能宽地确保流路面积。另外，对于燃料电池而言，由于为层叠结构，因此，需要尽可能地使流路的纵壁铅垂，确保隔板的压缩强度，并构成难以压曲的层叠结构。
但是，如上所述，使用凹凸成型模具防止随着金属薄板的厚度减小而产生的裂纹且抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”地形成所述优选的矩形截面的凹凸(流路)这件事在技术上是困难的。
于是，本发明基于以往技术的现状，课题在于，在使用具备凹凸相邻的成型面的成型模具对金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板时，防止随着金属薄板的厚度减小而产生的裂纹、且抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”，从而形成凹凸的顶部平坦、凹凸共用的纵壁铅垂、截面呈锐角的凹凸(流路)，目的在于，提供解决该课题的成型模具、将该成型模具作为上下成型模具进行使用的燃料电池隔板的制造方法以及燃料电池隔板。
用于解决问题的方案
本发明人对于解决上述课题的方法进行了深入研究。其结果，本发明人得出以下见解：在具备凹凸相邻的成型面的成型模具中，若在凹凸的上面形成有圆弧状的微小的凹面，且在凹凸的下面形成有圆弧状的微小的凸面，对金属薄板进行冲压成型，则能够防止随着金属薄板的厚度的减小而产生的裂纹、且抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”地，在金属薄板上形成凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、角是锐利角的矩形截面的凹凸(流路)。
本发明即是根据上述见解而完成的，其主旨如下所述。
[1]一种燃料电池隔板成型用微小成型模具，该成型模具具备凹凸以预定的周期相邻的成型面，用于对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，其特征在于，
(i)在凹凸的上面具有圆弧状的微小的凹面，且
(ii)在凹凸的下面具有圆弧状的微小的凸面。
[2]根据所述[1]所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，所述圆弧状的微小的凹面的深度D满足下述表达式(1)。
0.1·R＜D＜R (1)
R：连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径
[3]根据所述[1]或[2]所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，所述圆弧状的微小的凸面的高度H满足下述表达式(2)。
0.1·R＜H＜R (2)
R：连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径
[4]根据所述[2]或[3]所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，所述R满足下述表达式(3)。
R＝α·t (3)
α：常数
t：燃料电池隔板用金属薄板的厚度
[5]根据所述[1]～[4]中任一项所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，所述燃料电池隔板成型用微小成型模具为冲压成型模具。
[6]根据所述[1]～[4]中任一项所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，所述燃料电池隔板成型用微小成型模具为辊式模具。
[7]一种燃料电池隔板的制造方法，在该制造方法中，对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，该制造方法的特征在于，
(i)利用冲压成型对所述金属薄板进行预成型，以使其截面成为预定周期的波状，接着，
(ii)将具备下述成型面的所述[1]～[6]中任一项所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具作为上下成型模具进行使用，对截面呈预定周期的波状的金属薄板进行冲压成型，在该成型面上凹凸以与该预定周期相同的周期相邻。
[8]根据所述[7]所述的燃料电池隔板的制造方法，其特征在于，所述上下成型模具为冲压成型模具。
[9]根据所述[7]所述的燃料电池隔板的制造方法，其特征在于，所述上下成型模具为辊式模具。
[10]一种燃料电池隔板，其特征在于，该燃料电池隔板是利用所述[7]～[9]的任一项所述的燃料电池隔板的制造方法制造而成的，该燃料电池隔板的气体流路截面呈锐角，且没有翘曲。
[11]根据所述[10]所述的燃料电池隔板，其特征在于，所述翘曲在由下述表达式(4)所定义的翘曲指标Z表示时为3.0以下。
翘曲指标Z＝(Hs/L)×100 (4)
Hs：翘曲高度(mm)
L：隔板长度(mm)
发明的效果
采用本发明，能够提供一种没有“翘曲”、压缩强度较高、与固体高分子膜之间的接触阻力较小、且能够均匀地供给反应气体(氢气和空气)的燃料电池隔板。
附图说明
图1是表示燃料电池隔板成型用微小模具的成型面的一方式的图。
图2是表示燃料电池隔板的制造过程中的金属薄板的截面的变化的图。图2的(a)表示冲压成型(预成型)后的周期p的波状截面，图2的(b)表示燃料电池隔板用金属薄板的周期p的凹凸截面。
图3是表示本发明和以往的燃料电池隔板用金属薄板的截面的图。图3的(a)表示将具备在凹凸的上面具有圆弧状的微小的凹面、且在凹凸的下面具有圆弧状的微小的凸面的成型面的成型模具作为上下成型模具进行使用而对周期p＝1.5mm的波状截面的金属薄板进行冲压成型而形成的凹凸截面，图3的(b)表示将具备在凹凸的上面不具有圆弧状的微小的凹面、且在凹凸的下面不具有圆弧状的微小的凸面的以往的成型面的成型模具作为上下成型模具进行使用而对周期p＝1.5mm的波状截面的金属薄板进行冲压成型而形成的凹凸截面。
图4是表示翘曲指标的技术含义的图。
图5是表示作为实施例制造而成的隔板的凹凸截面的图，图5的(a)表示比较例，图5的(b)表示本发明例。
具体实施方式
本发明的燃料电池隔板成型用微小成型模具(以下称为“本发明成型模具”。)具备凹凸相邻的成型面，用于对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，其特征在于，
(i)在凹凸的上面具有圆弧状的微小的凹面，且
(ii)在凹凸的下面具有圆弧状的微小的凸面。
在本发明的燃料电池隔板的制造方法(以下称为“本发明制造方法”。)中，对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，该制造方法的特征在于，
(i)对上述金属薄板进行冲压成型(预成型)，以使截面成为预定周期的波状，接着，
(ii)将具备凹凸以与该预定周期相同的周期相邻的成型面的本发明成型模具作为上下成型模具进行使用，对截面呈预定周期的波状的金属薄板进行冲压成型。
本发明的燃料电池隔板(以下称为“本发明隔板”。)的特征在于，该燃料电池隔板是利用本发明制造方法制造而成的。
首先，根据附图说明本发明成型模具。
图1表示燃料电池隔板成型用微小成型模具(本发明成型模具)的成型面的一方式。如图1所示，凹凸以预定周期相邻地形成在成型模具的成型面上，该凹凸用于在燃料电池隔板用金属薄板(以下简称为“金属薄板”。)上形成凹凸状的流路。即，在成型模具的成型面上，以凹凸的上面1和下面2借助肩部4与铅垂面3相连的邻接方式且以预定周期形成有凹凸。
而且，在成型面的凹凸的上面1形成有圆弧状的微小的凹面1a，且在加工面的凹凸的下面2同样地形成有圆弧状的微小的凸面2a。这一点为本发明成型模具的结构特征。
金属薄板不特别限定于特定的燃料电池隔板用金属薄板，但是，优选例如钛薄板、奥氏体类不锈钢薄板。
本发明人发现：若将具有图1所示的成型面的成型模具作为上下成型模具进行使用而对预先将截面冲压成型为波状的金属薄板施加冲压加工，则能够防止随着金属薄板的厚度的减少而产生的裂纹且抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”地，在金属薄板上形成凸部的顶部平坦、凹部和凸部共用的纵壁铅垂、角是锐利角的矩形截面的凹凸(流路)。这是构成本发明成型模具的基础的见解。
关于本发明成型模具能够防止随着金属薄板的厚度的减少而产生的裂纹且抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”地形成锐角的矩形截面的凹凸(流路)的理由，本发明人如下所示地进行了推测。
形成于成型面的凹凸的上面的圆弧状的微小的凹面、以及形成于加工面的凹凸的下面的圆弧状的微小的凸面在冲压成型时以使金属薄板的塑性流动朝向纵壁侧(肩部)的方式发挥作用而完成塑性变形。其结果，对上下面施加有均匀的压缩应变，而能够极力抑制因冲压成型后的弹性恢复而产生的变形，从而能够形成锐角的矩形截面的流路。
在具备图1所示的成型面的微小成型模具(本发明成型模具)中，优选的是，形成于加工面的凹凸的上面的圆弧状的微小的凹面的深度D满足下述表达式(1)。
0.1·R＜D＜R ·(1)
R：连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径
若圆弧状的微小的凹面的深度D在“0.1·R”以下，则无法朝向纵壁侧(肩部)产生金属薄板的塑性流动，而无法充分地使顶部平坦化，因此，上述深度D设为大于“0.1·R”。更优选的是，所述深度D在“0.2·R”以上。
另一方面，若上述深度D在“R”以上，则流路的上面的厚度变得不均匀、或者被过度变形而产生裂纹，因此，上述深度D设为小于“R”。更优选的是，在“0.5·R”以下。
另外，在具备图1所示的加工面的微小成型模具(本发明成型模具)中，优选的是，形成于加工面的凹凸的下面的圆弧状的微小的凸面的高度H满足下述表达式(2)。
0.1·R＜H＜R ·(2)
R：连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径
将圆弧状的微小的凸面的高度H设定在上述范围内的理由与将圆弧状的微小的凹面的深度D设定在上述范围内的理由相同。
与圆弧状的微小的凹面的深度D的情况相同，更优选的范围为0.2·R＜H＜0.5·R，设定在该范围内的理由也相同。
本发明人通过实验确认了：基于避免肩部的裂纹、形成铅垂的纵壁的理由，上述表达式(1)和(2)中的R(连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径)存在适当的值，根据与金属薄板的厚度之间的关系，而存在下述表达式(3)所示的最佳范围。
R(mm)＝α·t ·(3)
α：常数
t：燃料电池隔板用金属薄板的厚度(mm)
α为实验确定的常数，为0.5～1.5。
金属薄板的厚度通常为50μm～200μm，因此，R(mm)优选在(0.5～1.5)×(0.05～0.2)(mm)的范围内进行选择。若α小于0.5，则容易产生肩部的裂纹，若α大于1.5，则肩部的圆角变大而难以获得铅垂的纵壁。优选为α≥0.7且α≤1.3。
另外，本发明成型模具可以是冲压模具和辊式模具的任一种。
接着，说明将燃料电池隔板成型用微小成型模具作为上下的成型模具进行使用的燃料电池隔板的制造方法。
在本发明的燃料电池隔板的制造方法(以下还称为“本发明制造方法”。)中，对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，该制造方法的特征在于，
(i)对上述金属薄板进行冲压成型(预成型)，以使截面成为预定周期的波状，接着，
(ii)将具备凹凸以与该规定周期相同的周期相邻的成型面的本发明成型模具作为上下成型模具进行使用而对截面呈预定周期的波状的金属薄板进行冲压成型。
在图2中表示燃料电池隔板的制造过程中的金属薄板的截面的变化。在图2的(a)中表示冲压成型(预成型)后的周期P的波状截面，在图2的(b)中表示燃料电池隔板用金属薄板的周期P的凹凸截面。
使用具备预定周期P的波状的成型面的成型模具，将燃料电池隔板用金属薄板冲压成型(预成型)成图2的(a)所示的截面。接着，将具备凹凸以周期P相邻的成型面的本发明成型模具作为上下的成型模具进行使用，对截面呈周期P的波状的金属薄板进行冲压成型。将冲压成型后的金属薄板的截面表示在图2的(b)中。
在此，在图3中表示本发明和以往的燃料电池隔板用金属薄板的截面。在图3的(a)中表示如下形成的高度h为0.6mm的凹凸截面：将具备在凹凸的上面具有圆弧状的微小的凹面、且在凹凸的下面具有圆弧状的微小的凸面的成型面的成型模具(本发明成型模具)作为上下成型模具进行使用，对周期p＝1.5mm的波状截面的金属薄板进行冲压成型。
在图3的(b)中表示如下形成的高度h为0.6mm的凹凸截面：，将具备在凹凸的上面上不具有圆弧状的微小的凹面、且在凹凸的下面上不具有圆弧状的微小的凸面的成型面的以往的成型模具作为上下成型模具进行使用，对周期p＝1.5mm的波状截面的金属薄板进行冲压成型。
对比图3的(a)所示的凹凸截面和图3的(b)所示的凹凸截面，可知：图3的(b)所示的凹凸截面的上面5b带有“圆角”，凹凸截面整体不呈锐角，相对于此，图3的(a)所示的凹凸截面的上面5a“平坦”，凹凸截面整体呈锐角。
将本发明成型模具作为上下成型模具进行使用而形成的凹凸截面的上面“平坦”、凹凸截面呈锐角的理由被推测为：如上所述，在本发明成型模具中，形成于成型面的凹凸的上面的圆弧状的微小的凹面、以及形成于加工面的凹凸的下面的圆弧状的微小的凸面在冲压成型时以使金属薄板的塑性流动朝向纵壁侧(肩部)的方式发挥作用而完成塑性变形，其结果，对上下面施加有均匀的压缩应变，极力抑制因冲压成型后的弹性恢复而产生的变形，从而形成锐角的凹凸截面。
另外，还推测有：在形成于成型面的凹凸的上面的圆弧状的微小的凹面、以及形成于加工面的凹凸的下面的圆弧状的微小的凸面的作用下，在金属薄板整体形成锐角的凹凸截面，因此，能够抑制由冲压成型后的弹性恢复引起的“翘曲”。
接着，说明本发明隔板。在本发明隔板中，由于气体流路的截面为锐角的凹凸截面，因此，整体上不会“翘曲”，压缩强度较高，与固体高分子膜之间的接触阻力较小，且能够均匀地供给反应气体(氢气和空气)。
本发明人们为了评价本发明隔板的“翘曲”，导入了由下述表达式(4)所定义的翘曲指标。
翘曲指标Z＝(Hs/L)×100 ·(4)
Hs：翘曲高度(mm)
L：隔板长度(mm)
在图4中表示翘曲指标的技术含义。如图4所示，在一边长度为L的翘曲着的隔板中，将凹凸流路的凸面自隔板的四端所形成的面(在图4中由连结两端的线表示)分开的最大距离设为翘曲高度Hs。如根据图4所明确的那样，翘曲指标Z越小则越优选。
实施例
接着，说明本发明的实施例，实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性和效果而采用的一个条件例，本发明并不限定于该一个条件例。在不偏离本发明的主旨的范围内，只要能够达成本发明的目的，本发明就能够采用各种条件。
(实施例)
在通常的冲压成型中，将表1所示的成型模具作为上下成型模具进行使用而对形成有周期为1.5mm的波状截面的、厚度为100μm的奥氏体类不锈钢箔施加冲压成型，形成高度为0.6mm的凹凸流路而制造了燃料电池隔板。燃料电池隔板的大小为250mm×150mm，凹凸流路部分的大小为100mm×200mm。
表1
目视观察燃料电池隔板的凹凸流路的截面，另外，用翘曲指标评价“翘曲”，将Z为3.0％以下设为○，将Z大于3.0％设为×。将结果表示在表2中。本例隔板的纵长方向上的大小为250mm，若翘曲指数在3.0％以下，则翘曲高度为7.5mm以下。若翘曲高度为7.5mm以下，则在使用高强度螺栓和具有充分刚度的终端板层叠隔板时，能够没有问题地进行组装。
表2
根据表2可知，在发明例中，能够获得凹凸截面呈锐角且没有“翘曲”的燃料电池隔板。另外，关于凹凸截面的上下面的平坦度和纵壁的垂直度，如图5所示地在隔板的凹凸截面上描绘板厚中心线，并以该中心线形状定量地进行了评价。关于平坦度，对比上下面的平坦部长度LF，本发明例的LF成为以往例的LF的约2.5倍的长度，而获得了良好的平坦形状。另外，关于纵壁高度，对比纵壁部的角度θ，本发明例的θ比以往例的θ小大约4度，而获得了良好的纵壁形状。
因而，本发明隔板为与固体高分子膜之间的接触阻力较小、且能够均匀地供给反应气体的燃料电池隔板。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明，能够提供一种没有“翘曲”、压缩强度较高、与固体高分子膜之间的接触阻力较小、且能够均匀地供给反应气体的燃料电池隔板。在使用该燃料电池隔板时，燃料电池的效率提高，因此，本发明在电池制造产业中可利用性较高。
附图标记说明
1、凹凸的上面；1a、圆弧状的微小的凹面；2、凹凸的下面；2a、圆弧状的微小的凸面；3、铅垂面；4、肩部；5a、5b、凸部的上面；d、圆弧状的微小的凹面的深度；h、圆弧状的微小的凸面的高度；R、肩部的曲率半径；Hs、翘曲高度；L、隔板长度。

Claims (11)

1.一种燃料电池隔板成型用微小成型模具，该成型模具具备凹凸以预定的周期相邻的成型面，用于对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，其特征在于，
(i)在凹凸的上面具有圆弧状的微小的凹面，并且，
(ii)在凹凸的下面具有圆弧状的微小的凸面。
2.根据权利要求1所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，
所述圆弧状的微小的凹面的深度D满足下述表达式(1)，
0.1·R＜D＜R (1)
其中，R为连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，
所述圆弧状的微小的凸面的高度H满足下述表达式(2)，
0.1·R＜H＜R (2)
其中，R为连接凹凸的上面和垂直面的肩部的曲率半径或连接凹凸的下面和垂直面的肩部的曲率半径。
4.根据权利要求2或3所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，
所述R满足下述表达式(3)，
R＝α·t (3)
其中，α为常数，
t为燃料电池隔板用金属薄板的厚度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，
所述燃料电池隔板成型用微小成型模具为冲压成型模具。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具，其特征在于，
所述燃料电池隔板成型用微小成型模具为辊式模具。
7.一种燃料电池隔板的制造方法，在该制造方法中，对燃料电池隔板用金属薄板进行冲压成型而制造燃料电池隔板，该制造方法的特征在于，
(i)利用冲压成型对所述金属薄板进行预成型，以使其截面成为预定周期的波状，接着，
(ii)将具备下述成型面的权利要求1～6中任一项所述的燃料电池隔板成型用微小成型模具作为上下成型模具进行使用而对截面呈预定周期的波状的金属薄板进行冲压成型，在该成型面上凹凸以与该预定周期相同的周期相邻。
8.根据权利要求7所述的燃料电池隔板的制造方法，其特征在于，
所述上下成型模具为冲压成型模具。
9.根据权利要求7所述的燃料电池隔板的制造方法，其特征在于，
所述上下成型模具为辊式模具。
10.一种燃料电池隔板，其特征在于，
该燃料电池隔板是利用权利要求7～9中任一项所述的燃料电池隔板的制造方法制造而成的，该燃料电池隔板的气体流路截面的角是锐利角，且没有翘曲。
11.根据权利要求10所述的燃料电池隔板，其特征在于，
所述翘曲在以下述表达式(4)式所定义的翘曲指标Z表示时为3.0以下，
翘曲指标Z＝(Hs/L)×100 (4)
其中，Hs为翘曲高度，单位是mm，
L为隔板长度，单位是mm。
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