CN113714209B - 燃料电池单元的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是燃料电池单元的制造方法，具有激光照射工序和粘合工序。在上述激光照射工序中，通过向具有金属板和覆盖上述金属板的表面的碳膜的隔离件的上述碳膜照射激光，从而在上述激光的照射范围内除去上述碳膜来使上述金属板露出。在上述粘合工序中，在包括上述金属板露出的范围的至少一部分在内的范围内将上述隔离件与树脂部件粘合。

Description

燃料电池单元的制造方法
技术领域
本说明书所公开的技术涉及燃料电池单元的制造方法。
背景技术
日本特开2018-129213所公开的燃料电池单元具有在一对隔离件之间夹紧并固定树脂框架(也称为树脂片)的构造。各隔离件与树脂框架粘合。树脂框架具有贯通孔，一对隔离件覆盖贯通孔。在贯通孔内配置有膜/电极接合体。另外，在一个隔离件的背面(与和树脂框架粘合的表面相反的一侧的表面)粘合有垫圈。
在日本特开2018-129213的燃料电池单元中，隔离件的表面被碳膜覆盖。即，隔离件由金属板和覆盖其表面的碳膜构成。因此，碳膜与树脂框架、垫圈等树脂部件粘合。在将树脂部件相对于碳膜粘合的情况下，难以以较高的粘合力来粘合。
另外，也能够将隔离件设为金属板在表面露出的构造(即，表面没有被碳膜覆盖的构造)。在这种隔离件中，存在污渍(例如，在加工金属板时使用的润滑油等)附着于隔离件的表面的情况。通过向隔离件照射激光来除去金属板的表面的污渍，其后能够将隔离件与树脂部件粘合。然而，隔离件(即，金属板)具有光泽，因此激光容易在隔离件表面反射，从而激光难以被隔离件吸收。因此，难以充分地除去隔离件的表面的污渍。因此，难以以较高的粘合力将隔离件与树脂部件粘合。
如以上说明的那样，在以往的燃料电池单元中，难以以较高的强度将隔离件与树脂部件粘合。因此，存在因在燃料电池单元产生的压力(各种气体的压力、制冷剂的压力)导致隔离件与树脂部件的粘合部容易剥离的问题。
发明内容
在本说明书中，提出一种能够以较高的粘合力将隔离件与树脂部件粘合的燃料电池单元的制造方法。
本说明书公开的燃料电池单元的制造方法具有激光照射工序和粘合工序。在上述激光照射工序中，通过向具有金属板和覆盖上述金属板的表面的碳膜的隔离件的上述碳膜照射激光，从而在上述激光的照射范围内除去上述碳膜来使上述金属板露出。在上述粘合工序中，在包括上述金属板露出的范围的至少一部分在内的范围内将上述隔离件与树脂部件粘合。
此外，碳膜若是包含单体碳的膜，则也可以是任意的膜。
在激光照射工序中，除去激光的照射范围内的碳膜。碳膜容易吸收激光。因此，在激光照射工序中，照射范围内的碳膜容易温度上升，从而能够容易地除去碳膜。另外，碳膜容易温度上升，因此当在金属板的表面存在污渍的情况下，将污渍与碳膜一起除去。因此，能够在污渍较少的状态下使金属板露出。因此，在粘合工序中，能够以较高的粘合力将露出的范围的金属板与树脂部件粘合。这样，根据该制造方法，能够以较高的粘合力将隔离件与树脂部件粘合。
以下参考附图，对本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件
附图说明
图1是燃料电池组的立体图。
图2是燃料电池单元的分解立体图。
图3是燃料电池单元的剖视图(图4～6的III-III线处的剖视图)。
图4是隔离件40的表面40b的俯视图。
图5是隔离件50的表面50a的俯视图。
图6是隔离件40的表面40a的俯视图。
图7是所层叠的燃料电池单元的剖视图。
图8是形成碳膜的工序的说明图。
图9是激光照射工序的说明图。
图10是树脂框架粘合工序的说明图。
图11是树脂框架粘合工序的说明图。
图12是表示由碳膜的有无引起的剥离强度的差异的柱状图。
图13是实施例2的树脂框架粘合工序的说明图。
图14是实施例2的树脂框架粘合工序的说明图。
图15是表示由偏移的有无引起的剥离强度的差异的柱状图。
图16是将范围40s、50s的宽度放大的情况的剖视图。
图17是实施例3的激光照射工序的说明图。
具体实施方式
以下列举本说明书公开的技术要素。此外，以下的各技术要素分别是独立有用的。
在本说明书公开的一个例子的制造方法中，也可以构成为：上述树脂部件是具有贯通孔的树脂框架。也可以构成为：上述制造方法还具有在上述贯通孔内配置膜/电极接合体的工序。也可以构成为：在上述粘合工序中，以通过上述隔离件堵塞上述贯通孔的方式将上述隔离件与上述树脂框架粘合。此外，在隔离件的贯通孔内配置膜/电极接合体的工序可以在粘合工序之前进行，可以在粘合工序之后进行，也可以与粘合工序同时进行。
根据该结构，能够以较高的粘合力将隔离件与树脂框架粘合。
也可以构成为：在本说明书公开的一个例子的制造方法的基础上，在将上述隔离件与上述树脂框架粘合时，在上述隔离件与上述树脂框架的界面形成气体流路。也可以构成为：以满足如下条件的方式执行上述激光照射工序和上述粘合工序，即，·上述激光的照射范围远离上述气体流路而配置，并且沿着上述气体流路延伸，·将上述隔离件与上述树脂框架粘合的粘合范围远离上述气体流路而配置，并且沿着上述气体流路延伸，·上述照射范围的中心轴配置于比上述粘合范围的中心轴靠近上述气体流路的位置。
根据该结构，即使缩窄激光的照射范围的宽度，也能够向粘合部位赋予较高的粘合强度。另外，通过缩窄激光的照射范围的宽度，能够在短时间内进行激光照射工序。
也可以构成为：在本说明书公开的一个例子的制造方法的基础上，在将上述隔离件与上述树脂框架粘合时，在上述隔离件与上述树脂框架的界面形成气体流路。也可以构成为：在上述粘合工序中，一边通过模具将上述隔离件朝向上述树脂框架加压并且，一边将加压范围加热，由此在上述加压范围内将上述隔离件与上述树脂框架粘合。也可以构成为：以满足以下条件的方式执行上述激光照射工序和上述粘合工序，即，·上述激光的照射范围远离上述气体流路而配置，并且沿着上述气体流路延伸，·上述加压范围远离上述气体流路而配置，并且沿着上述气体流路延伸，·上述照射范围的中心轴配置于比上述加压范围的中心轴靠近上述气体流路的位置。
根据该结构，即使缩窄激光的照射范围的宽度，也能够向粘合部位赋予较高的粘合强度。另外，通过缩窄激光的照射范围的宽度，能够在短时间内进行激光照射工序。
也可以构成为：在本说明书公开的一个例子的制造方法的基础上，上述树脂部件是垫圈。也可以构成为：上述隔离件具有被上述碳膜覆盖的第1表面、和位于上述第1表面的相反侧的第2表面。也可以构成为：在上述激光照射工序中，向上述第1表面照射上述激光。也可以构成为：在上述粘合工序中，将上述第1表面与上述垫圈粘合。也可以构成为：上述制造方法还具有：在具有贯通孔的树脂框架的上述贯通孔内配置膜/电极接合体的工序、和以通过上述隔离件堵塞上述贯通孔的方式将上述第2表面与上述树脂框架粘合的工序。
此外，在贯通孔内配置膜/电极接合体的工序、和将第2表面与树脂框架粘合的工序可以在激光照射工序之前进行，可以在激光照射工序之后进行，也可以在粘合工序之后进行。
根据该结构，能够以较高的粘合力将隔离件与垫圈粘合。
也可以构成为：在本说明书公开的一个例子的制造方法中，上述激光照射工序中的激光能量密度为100mJ/mm2以下。也可以构成为：在上述粘合工序中，当在上述照射范围内的上述金属板的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂后，将上述隔离件与上述树脂部件粘合。
通过将激光照射工序中的激光能量密度设为100mJ/mm2以下，能够在照射范围内的金属板的表面(即，露出的表面)形成多孔组织。因此，若在照射范围内的金属板的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂，则能够使粘合固化剂或者粘合促进剂浸透于多孔组织。因此，在粘合工序中，能够抑制粘合固化剂或者粘合促进剂从金属板的表面移动，从而能够将金属板与树脂部件更适当地粘合。
图1所示的燃料电池组10由多个燃料电池单元12的层叠体构成。在包括图1在内的各附图中，将层叠多个燃料电池单元12的方向表示为z方向，将与z方向正交的一个方向表示为x方向，将与x方向及z方向正交的方向表示为y方向。在燃料电池组10设置有流路71～76。流路71～76分别从燃料电池组10的端面向z方向延伸。流路71是氧化剂气体供给流路，流路76是氧化剂气体排出流路。经由氧化剂气体供给流路71向各燃料电池单元12供给氧化剂气体(在本实施方式中为氧(O2))。将通过了各燃料电池单元12的氧化剂气体经由氧化剂气体排出流路76向燃料电池组10的外部排出。流路74是燃料气体供给流路，流路73是燃料气体排出流路。经由燃料气体供给流路74向各燃料电池单元12供给燃料气体(在本实施方式中为氢(H2))。将通过了各燃料电池单元12的燃料气体经由燃料气体排出流路73向燃料电池组10的外部排出。通过向各燃料电池单元供给燃料气体和氧化剂气体，从而在各燃料电池单元12进行发电。流路75是制冷剂供给流路，流路72是制冷剂排出流路。经由制冷剂供给流路75向各燃料电池单元12供给制冷剂。将通过了各燃料电池单元12的制冷剂经由制冷剂排出流路72向燃料电池组10的外部排出。通过在燃料电池组10内流动的制冷剂将各燃料电池单元12冷却。
图2是一个燃料电池单元12的分解立体图。如图2所示，燃料电池单元12具有膜/电极接合体(以下，称为MEA(membrane electrode assembly))20、树脂框架30、隔离件40以及隔离件50。树脂框架30、隔离件40以及隔离件50分别具有板形状，并在z方向上层叠。以下，将树脂框架30的靠近隔离件40的表面称为表面30a，将其相反的一侧的树脂框架30的表面称为表面30b。另外，以下，将隔离件40的靠近树脂框架30的表面称为表面40b，将其相反的一侧的隔离件40的表面称为表面40a。另外，以下，将隔离件50的靠近树脂框架30的表面称为表面50a，将其相反的一侧的隔离件50的表面称为表面50b。在树脂框架30的中央设置有在z方向上贯通树脂框架30的贯通孔36。MEA20配置于贯通孔36内。隔离件40的表面40b与树脂框架30的表面30a粘合。由隔离件40覆盖贯通孔36。隔离件50的表面50a与树脂框架30的表面30b粘合。由隔离件50覆盖贯通孔36。这样，树脂框架30被夹在隔离件40与隔离件50之间。
在树脂框架30、隔离件40以及隔离件50分别设置有与流路71对应的贯通孔71a、与流路72对应的贯通孔72a、与流路73对应的贯通孔73a、与流路74对应的贯通孔74a、与流路75对应的贯通孔75a、以及与流路76对应的贯通孔76a。在沿着z方向俯视燃料电池单元12时，在贯通孔71a、72a、73a与贯通孔74a、75a、76a之间配置有贯通孔36(即，MEA20)。
树脂框架30是绝缘性的部件。如图3所示，树脂框架30具有在z方向上层叠的树脂层31、32、33。树脂层31、32、33都由绝缘性的树脂(例如，酸改性聚丙烯等)构成。树脂层31具有较高的刚性。树脂层32、33具有热塑性，在软化时发挥较高的粘着性。树脂层31夹在树脂层32与树脂层33之间。之后进行详述，但树脂层32与隔离件40粘合，树脂层33与隔离件50粘合。
MEA20具有电解质膜21、阳极层22以及阴极层23。电解质膜21由固体高分子材料构成。阳极层22和阴极层23由在电解质中扩散了包括白金等催化剂在内的导电性粒子的材料等构成。阳极层22覆盖靠近隔离件40的一侧的电解质膜21的表面。阴极层23覆盖靠近隔离件50的一侧的电解质膜21的表面。
隔离件40是导电性的部件。隔离件40具有金属板41和碳膜42、43。金属板41由钛(Ti)或者钛合金构成。碳膜43覆盖靠近树脂框架30和MEA20的一侧的金属板41的表面。碳膜42覆盖位于与碳膜43相反的一侧的金属板41的表面。
隔离件40的局部折弯，由此在隔离件40的表面40b设置有槽44。如图4所示，槽44从贯通孔74a延伸至贯通孔73a。图4的范围60表示隔离件40与MEA20对置的范围(在沿着z方向观察时隔离件40与MEA20重叠的范围)。槽44在范围60内曲折延伸。如图3所示，隔离件40的表面40b在槽44以外的部分与树脂框架30及MEA20接触。更详细而言，表面40b在槽44以外的部分与树脂框架30的树脂层32及MEA20的阳极层22接触。由被槽44、树脂框架30以及MEA20包围的空间构成燃料气体流路77。燃料气体流路77沿着隔离件40与树脂框架30的界面、和隔离件40与MEA20的界面延伸。在燃料气体供给流路74(贯通孔74a)内流动的燃料气体向燃料气体流路77内流入。燃料气体当在燃料气体流路77内从上游端流动至下游端后向燃料气体排出流路73(贯通孔73a)排出。
如图3所示，在表面40b的局部的范围40s未设置碳膜43。隔离件40在范围40s内与树脂框架30的树脂层32粘合。即，范围40s内的金属板41与树脂框架30的树脂层32粘合。如图4所示，未设置碳膜43的范围40s在表面40b沿着隔离件40的外周缘设置。另外，范围40s在表面40b设置为包围贯通孔71a、72a、75a、76a。在图4所示的范围40s内，隔离件40与树脂框架30粘合。
隔离件50是导电性的部件。如图3所示，隔离件50具有金属板51、和碳膜52、53。金属板51由钛(Ti)或者钛合金构成。碳膜52覆盖靠近树脂框架30和MEA20的一侧的金属板51的表面。碳膜53覆盖位于与碳膜52相反的一侧的金属板51的表面。
如图3所示，隔离件50的局部折弯，由此在隔离件50的表面50a设置有槽54。如图5所示，槽54从贯通孔71a延伸至贯通孔76a。图5的范围62表示隔离件50与MEA20对置的范围(在沿着z方向观察时为隔离件50与MEA20重叠的范围)。槽54在范围62内曲折延伸。如图3所示，隔离件50的表面50a在槽54以外的部分与树脂框架30及MEA20接触。更详细而言，表面50a在槽54以外的部分与树脂框架30的树脂层33及MEA20的阴极层23接触。由被槽54、树脂框架30以及MEA20包围的空间构成氧化剂气体流路78。氧化剂气体流路78沿着隔离件50与树脂框架30的界面、和隔离件50与MEA20的界面延伸。在氧化剂气体供给流路71(贯通孔71a)内流动的氧化剂气体向氧化剂气体流路78内流入。氧化剂气体当在氧化剂气体流路78内从上游端流动至下游端后向氧化剂气体排出流路76(贯通孔76a)排出。
如图3所示，在表面50a的局部的范围50s未设置碳膜52。隔离件50在范围50s内与树脂框架30的树脂层33粘合。即，范围50s内的金属板51与树脂框架30的树脂层33粘合。如图5所示，未设置碳膜52的范围50s在表面50a沿着隔离件50的外周缘设置。另外，范围50s在表面50a设置为包围贯通孔72a、73a、74a、75a。在图5所示的范围50s内，隔离件50与树脂框架30粘合。
如图3所示，在隔离件40的表面40a的局部的范围40t未设置碳膜42。垫圈46与范围40t内的隔离件40(即，金属板41)粘合。如图6所示，未设置碳膜42的范围40t在表面40a设置为包围贯通孔71a、73a、74a、76a。另外，范围40t在表面40a设置为包围包含贯通孔72a、75a和范围60(与MEA20重叠的范围)的范围。垫圈46沿着范围40t设置。以下，将垫圈46中的、设置为包围包含贯通孔72a、75a和范围60的范围的部分称为垫圈46a。图7表示在z方向上层叠多个燃料电池单元12a、12b的状态。若层叠燃料电池单元12a、12b，则燃料电池单元12b的垫圈46与燃料电池单元12a的隔离件50接触。由此，形成被垫圈46a、隔离件40以及隔离件50包围的制冷剂流路80。如图6所示，制冷剂流路80与制冷剂供给流路75及制冷剂排出流路72相连。制冷剂从制冷剂供给流路75向制冷剂流路80流入。将在制冷剂流路80内从上游端流动至下游端的制冷剂向制冷剂排出流路72排出。
在使燃料电池单元12动作时，使燃料气体向燃料气体流路77流动，并且使氧化剂气体向氧化剂气体流路78流动。由此，向MEA20供给燃料气体和氧化剂气体，从而在MEA20进行发电。通过隔离件40和隔离件50将在MEA20产生的电力向外部取出。即，隔离件40和隔离件50作为配线发挥功能。隔离件40、50的表面被碳膜覆盖，因此隔离件40、50具有较高的导电性。因此，以低损失将电力从MEA20向外部供给。另外，在使燃料电池单元12动作时，使制冷剂向制冷剂流路80流动。由此，将MEA20冷却。
接下来，对实施例1的燃料电池单元12的制造方法进行说明。首先，通过冲压加工等，在金属板41形成贯通孔71a～76a和槽44。同样，通过冲压加工等，在金属板51形成贯通孔71a～76a和槽54。接下来，如图8所示，以覆盖金属板41的表面整体的方式形成碳膜42、43。同样，以覆盖金属板51的表面整体的方式形成碳膜52、53。这里，以10nm～100nm的厚度形成碳膜42、43、52、53。
(激光照射工序)
如图9所示，接下来，通过向隔离件40的表面40b的局部照射激光L(例如，YAG激光)来除去激光的照射范围内的碳膜43。由此，形成除去了碳膜43的范围40s。这里，通过使激光点移动来形成范围40s。如图4所示，范围40s形成于远离槽44(即，流路77)的位置。在表面40b的局部的范围(例如，III-III线位于的范围)内，范围40s形成为沿着槽44(即，流路77)延伸。此外，激光的照射范围的宽度(即，范围40s的宽度)能够为1～10mm。碳膜43容易吸收激光，因此在激光的照射范围内将隔离件40加热至高温。由此，碳膜43蒸发而被除去。另外，在污渍(例如，润滑油的残渣)附着于金属板41的表面的情况下，污渍与碳膜43一起蒸发。因此，在污渍几乎不存在于范围40s内的状态下金属板41露出。同样，通过向隔离件40的表面40a的局部照射激光来除去其照射范围内的碳膜42，如图3、6所示，形成除去了碳膜42的范围40t。同样，通过向隔离件50的表面50a的局部照射激光来除去其照射范围内的碳膜52，如图3、5所示，形成除去了碳膜的范围50s。如图5所示，范围50s形成于远离槽54(即，流路78)的位置。在表面50a的局部的范围(例如，III-III线位于的范围)内，范围50s形成为沿着槽54(即，流路78)延伸。
(隔离件粘合工序)
接下来，如图10所示，在将MEA20配置于树脂框架30的贯通孔36内的状态下，通过隔离件40和隔离件50夹住树脂框架30。这里，使隔离件40的表面40b与树脂框架30及MEA20接触，并且使隔离件50的表面50a与树脂框架30及MEA20接触。这样，在通过隔离件40、50堵塞树脂框架30的贯通孔36的状态下，将隔离件40、50与树脂框架30粘合。即，首先，如图10所示，通过模具90、92夹紧隔离件40、树脂框架30以及隔离件50的层叠体的局部。这里，通过模具90、92夹紧层叠体中的包括范围40s、50s在内的部分。接下来，通过模具90、92将层叠体加压，并且，经由模具90、92将该被加压的部分(即，包括范围40s、50s在内的部分)加热至150～180℃。这样，在模具90、92的附近，树脂层32、33软化。其后，若将层叠体冷却，则软化的树脂层32、33固化。由此，如图11所示，将树脂层32在粘合范围40u内与隔离件40粘合，并将树脂层33在粘合范围50u内与隔离件50粘合。粘合范围40u、50u是被模具90、92加压的加压范围。粘合范围40u形成于远离流路77的位置。粘合范围40u沿着范围40s而形成。因此，与图4所示的范围40s相同，粘合范围40u在表面40b的局部的范围(例如，III-III线位于的范围)形成为沿着流路77延伸。如图11所示，粘合范围50u形成于远离流路78的位置。粘合范围50u沿着范围50s而形成。因此，与图5所示的范围50s相同，粘合范围50u在表面50a的局部的范围(例如，III-III线位于的范围)形成为沿着流路78延伸。这里，如图11所示，在比范围40s宽的粘合范围40u内将树脂层32与隔离件40粘合。因此，将树脂层32在范围40s内的整个区域内与金属板41粘合。通过激光的照射从范围40s内的金属板41的表面除去了污渍，因此以较高的粘合力将树脂层32与金属板41粘合。另外，在比范围50s宽的粘合范围50u内将树脂层33与隔离件50粘合。因此，将树脂层33在范围50s内的整个区域内与金属板51粘合。通过激光的照射从范围50s内的金属板51的表面除去了污渍，因此以较高的粘合力将树脂层33与金属板51粘合。
(垫圈粘合工序)
接下来，如图3所示，在隔离件40的表面40a的范围40t内粘合垫圈46。可以通过粘合剂将垫圈46粘合，也可以在固化垫圈46时将垫圈46与隔离件40粘合。通过激光的照射从范围40t内的金属板41的表面除去了污渍，因此以较高的粘合力将垫圈46与金属板41粘合。通过粘合垫圈46，从而图3所示的燃料电池单元12完成。
如以上说明的那样，根据实施例1的制造方法，能够以较高的粘合力将隔离件40、50与树脂框架30粘合，并能够以较高的粘合力将垫圈46与隔离件40粘合。此外，图12示出了基于实施例1的方法的粘合部位和基于比较例的方法的粘合部位的剥离强度。在基于实施例1的方法的粘合部位，在除去了碳膜43的范围40s内将隔离件40与树脂框架30粘合。在比较例的粘合部位，不除去碳膜43来将隔离件40与树脂框架30粘合(即，将碳膜43与树脂框架30粘合。)。从图12可知，根据实施例1的方法，能够获得较高的剥离强度。
此外，在实施例1中，在除去了碳膜的范围的大致整个区域内将树脂部件与金属板粘合。然而，若除去了碳膜的范围的至少一部分包括在粘合部位，则怎样进行粘合都可以。例如，也可以仅在除去了碳膜的范围的局部进行粘合。
接下来，对实施例2的制造方法进行说明。实施例2的制造方法在除去碳膜43、52的范围40s、50s相对于粘合范围40u、50u偏移这一点上与实施例1不同。其他方面，实施例2与实施例1相同。
图13示出了实施例2的隔离件粘合工序。如图13所示，在实施例2中，范围40s、50s的中心轴C2、C3向比通过模具90、92夹紧层叠体的加压范围的中心轴C1靠近气体流路77、78的方向偏离。通过模具90、92夹紧层叠体的加压范围与除去了碳膜43、52的范围40s、50s局部重叠。根据该方法，如图14所示，获得范围40s、50s向比粘合范围40u，50u靠近气体流路77、78的方向偏移的结构。即，获得范围40s、50s的中心轴C2、C3向比粘合范围40u、50u的中心轴C1靠近气体流路77、78的方向偏移的结构。
通过实施例2的制造方法，也在除去了碳膜43、52的范围40s、50s内将树脂框架30与隔离件40、50粘合，因此能够获得较高的粘合力。另外，若这样范围40s、50s相对于粘合范围40u、50u向靠近气体流路77、78的方向偏移，则与没有偏移的情况(图11的情况)相比，获得较高的粘合强度。图15表示在范围40s相对于粘合范围40u向燃料气体流路77侧偏移的情况(有偏移)和没有偏移的情况(无偏移)下测定了燃料气体流路77内的压力增加后的粘合范围40u的剥离强度的结果。如图15所示，对于有偏移而言，获得比无偏移高的剥离强度。这样，通过除去了碳膜的范围相对于粘合范围向靠近气体流路的一侧偏移而获得更高的粘合强度。此外，即使如图16那样扩大范围40s、50s的宽度，也获得与使用偏移的情况同等程度的较高的粘合强度。然而，在扩大范围40s、50s的宽度的情况下，需要将激光向较宽的范围照射，激光照射工序花费较长的时间。与此相对地，在如图14那样使用偏移的结构中，尽管范围40s、50s的宽度(即，激光的照射范围的宽度)较窄，仍会获得与图16的结构相同程度的粘合强度。因此，能够在短时间内进行激光照射工序，从而能够更高效地制造燃料电池单元。这样，根据实施例2的制造方法，能够在短时间内制造具有较高的粘合强度的燃料电池单元。
实施例3的制造方法在激光照射工序中将激光能量密度控制在100mJ/mm2以下。另外，在隔离件粘合工序中，在金属板的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂。
在实施例3的激光照射工序中，将激光能量密度控制在100mJ/mm2以下。若这样控制激光能量密度，则如图17所示，在照射了激光的范围40s内的金属板41的表面形成由TiOx(氧化钛)构成的多孔组织41p。同样，也在范围50s、40t内的金属板的表面形成多孔组织。这里，形成厚度为10nm～1000nm左右的多孔组织。
在实施例3的隔离件粘合工序中，在范围40s、50s内的金属板41、51的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂。这样，粘合固化剂或者粘合促进剂浸透于多孔组织。其后，与实施例1或者2相同地通过模具90、92将包括范围40s、50s在内的部分加压并且加热。粘合固化剂和粘合促进剂的粘度较低，因此粘合固化剂和粘合促进剂容易被由模具90、92形成的压力挤压而向范围40s、50s外移动。然而，若如实施例3那样在范围40s、50s内形成有多孔组织，则粘合固化剂或者粘合促进剂浸透于多孔组织，因此粘合固化剂或者粘合促进剂容易停留在范围40s、50s内。因此，能够在范围40s、50s内以更高的粘合力进行粘合。
在实施例3的垫圈粘合工序中，在范围40t内的金属板41的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂。这样，粘合固化剂或者粘合促进剂浸透于多孔组织。其后，与实施例1或者2相同地在范围40t内将垫圈46粘合。根据该方法，粘合固化剂或者粘合促进剂容易停留在范围40t内，因此能够在范围40t内以更高的粘合力进行粘合。
此外，在上述的实施例1、2中，也可以将粘合固化剂或者粘合促进剂涂覆于范围40s、50s、40t内。
以上，对实施方式详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并不限定权利要求书的范围。在权利要求书的范围所记载的技术中包括对以上例示的具体例进行各种变形、变更的技术。在本说明书或者附图中说明的技术要素单独地或者通过各种组合发挥技术有用性，并不限定于申请时权利要求记载的组合。另外，在本说明书或者附图中例示的技术同时实现多个目的，实现其中一个目的本身具有技术有用性。

Claims (8)

1.一种燃料电池单元的制造方法，其中，
所述制造方法具有：
激光照射工序，通过向具有金属板和覆盖所述金属板的表面的碳膜的隔离件的所述碳膜照射激光，从而在所述激光的照射范围内除去所述碳膜来使所述金属板露出；和
粘合工序，在包括所述金属板露出的范围的至少一部分在内的范围内将所述隔离件与树脂部件粘合，
所述树脂部件是具有贯通孔的树脂框架，
所述制造方法还具有在所述贯通孔内配置膜/电极接合体的工序，
在所述粘合工序中，以通过所述隔离件堵塞所述贯通孔的方式将所述隔离件与所述树脂框架粘合，
在将所述隔离件与所述树脂框架粘合时，在所述隔离件与所述树脂框架的界面形成气体流路，
以满足以下条件的方式执行所述激光照射工序和所述粘合工序，即，
·所述激光的照射范围远离所述气体流路而配置，并且沿着所述气体流路延伸，
·将所述隔离件与所述树脂框架粘合的粘合范围远离所述气体流路而配置，并且沿着所述气体流路延伸，
·所述照射范围的中心轴配置于比所述粘合范围的中心轴靠近所述气体流路的位置。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，
所述树脂部件还包括垫圈，
所述隔离件具有被所述碳膜覆盖的第1表面、和位于所述第1表面的相反侧的第2表面，
在所述激光照射工序中，向所述第1表面照射所述激光，
在所述粘合工序中，将所述第1表面与所述垫圈粘合，
并且以通过所述隔离件堵塞所述贯通孔的方式将所述第2表面与所述树脂框架粘合。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，
所述激光照射工序中的激光能量密度为100mJ/mm2以下，
在所述粘合工序中，当在所述照射范围内的所述金属板的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂后，将所述隔离件与所述树脂部件粘合。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，
在所述激光照射工序中，在所述照射范围内的所述金属板的表面形成多孔组织。
5.一种燃料电池单元的制造方法，其中，
所述制造方法具有：
激光照射工序，通过向具有金属板和覆盖所述金属板的表面的碳膜的隔离件的所述碳膜照射激光，从而在所述激光的照射范围内除去所述碳膜来使所述金属板露出；和
粘合工序，在包括所述金属板露出的范围的至少一部分在内的范围内将所述隔离件与树脂部件粘合，
所述树脂部件是具有贯通孔的树脂框架，
所述制造方法还具有在所述贯通孔内配置膜/电极接合体的工序，
在所述粘合工序中，以通过所述隔离件堵塞所述贯通孔的方式将所述隔离件与所述树脂框架粘合，
在将所述隔离件与所述树脂框架粘合时，在所述隔离件与所述树脂框架的界面形成气体流路，
在所述粘合工序中，一边通过模具将所述隔离件朝向所述树脂框架加压，一边将加压范围加热，由此在所述加压范围内将所述隔离件与所述树脂框架粘合，
以满足以下条件的方式执行所述激光照射工序和所述粘合工序，即，
·所述激光的照射范围远离所述气体流路而配置，并且沿着所述气体流路延伸，
·所述加压范围远离所述气体流路而配置，并且沿着所述气体流路延伸，
·所述照射范围的中心轴配置于比所述加压范围的中心轴靠近所述气体流路的位置。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，
所述树脂部件还包括垫圈，
所述隔离件具有被所述碳膜覆盖的第1表面、和位于所述第1表面的相反侧的第2表面，
在所述激光照射工序中，向所述第1表面照射所述激光，
在所述粘合工序中，将所述第1表面与所述垫圈粘合，
并且以通过所述隔离件堵塞所述贯通孔的方式将所述第2表面与所述树脂框架粘合。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，
所述激光照射工序中的激光能量密度为100mJ/mm2以下，
在所述粘合工序中，当在所述照射范围内的所述金属板的表面涂覆粘合固化剂或者粘合促进剂后，将所述隔离件与所述树脂部件粘合。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，
在所述激光照射工序中，在所述照射范围内的所述金属板的表面形成多孔组织。
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