CN1290219C - 燃料电池用隔板的制造方法及其制造设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料电池用隔板的制造方法，其包括：除去在轧制隔板用金属材料(20)时产生于其表面的异常层(91)的异常层去除步骤；使在金属材料自身的表面层部分中含有的导电体(92)的一部分突出的导电体暴露步骤；和在金属材料自身的表面层部分上进行钝化处理的钝化处理步骤。可以以化学或电化学方式在同一处理中，通过异常层去除步骤除去异常层并通过导电体暴露步骤除去金属材料表面层部分，因此能减少处理步骤的数目，提高生产能力并降低了隔板的成本。

Description

燃料电池用隔板的制造方法及其制造设备
技术领域
本发明涉及燃料电池用隔板的制造方法及其制造设备，该制造方法适于获得生产能力提高、成本降低、质量改善和品质稳定的金属隔板。
背景技术
固体高分子电解质燃料电池具有堆叠多个燃料电池单元的结构，以便于获得预期的输出，作为隔开这些燃料电池单元的隔板，金属材料在堆叠时可比树脂材料经受更强的压力，且有利于堆叠后小型化，因此金属材料被认为是首选的材料。
已知的应用此类金属隔板的燃料电池包括如下例子，例如①JP-A-8-180883，“固体高分子电解质燃料电池”(以下，称为相关技术①)和②JP-A-2000-164228，“固体高分子电解质燃料电池隔板及其制造方法”(以下，称为相关技术②)。
在相关技术①中，记载了一种燃料电池的单个电池，其中在固体高分子电解质膜的两侧设置有电极膜，这些电极膜夹在例如不锈钢隔板中间，所述隔板的边缘部位用密封件密封。
在相关技术②中，记载了一种燃料电池的单个电池，其中在固体高分子膜的两侧设置有阳极和阴极，所述阳极和阴极夹在例如以不锈钢为基材的隔板中间。
在相关技术①和②公开的技术中，当为了使作为隔板材料的不锈钢达到预定的厚度而进行例如冷轧时，轧制的结果是，在该不锈钢的表面层部分形成了由氧化物和不锈钢板中含有的粉碎成微粒的金属间化合物组成的异常层。因为该异常层的导电性不好，为使隔板的接触阻抗变小，有必要除去该异常层。
为达到上述目的，已经考虑一种包括除去此类不锈钢异常层步骤的隔板制造方法。该技术将在以下说明。
参照图21，将依次说明相关技术金属隔板的制造要领。
1、除去异常层
对作为隔板材料的金属材料400在冲压形成预定形状之前进行轧制。当金属材料400轧制时，在金属材料400表面层形成异常层401。
2、异常层的去除刻蚀
通过刻蚀除去上述异常层401。
3、第一钝化处理
为防止金属材料400表面的腐蚀，进行第一钝化处理，并形成第一钝化膜402。
4、暴露刻蚀
因为由金属材料400中天然含有的上述金属间化合物等组成的颗粒状导电体403…(…表示复数。以下同样。)为良导体，所以当将金属材料400制成隔板并在燃料电池中堆叠时，为了降低隔板与邻近隔板或电极之间的接触阻抗，需要将导电体403…暴露。实现暴露需进行刻蚀处理。
5、第二钝化处理
在导电体403…暴露之后，为了不使金属材料400的表面腐蚀，进行第二钝化处理，并形成第二钝化膜405。
至此完成隔板的制造。
如上描述的隔板制造方法将参照图22具体描述。ST×××表示步骤的编号。
ST101  对轧制后冲压成形的金属材料进行脱脂处理。处理液是表面活性剂水溶液，处理温度是30℃，处理时间是1分钟。
ST102  水洗金属材料。处理时间为1分钟。
ST103  通过刻蚀除去在轧制时形成的异常层。处理液是王水和表面活性剂的溶液，处理温度是98℃，处理时间是60分钟。
ST104  水洗金属材料。处理时间为1分钟。
ST105  为防止金属材料表面的腐蚀，进行第一钝化处理。处理液是50％的硝酸，处理温度是50℃，处理时间是30分钟。
ST106  水洗金属材料。处理时间为1分钟。
ST107  为使金属材料中的导电体暴露而进行刻蚀处理。处理液是20％硝酸和8％氢氟酸的溶液，处理温度是30℃，处理时间是10分钟。
ST108  水洗金属材料。处理时间为1分钟。
ST109  为防止金属材料表面的腐蚀，进行第二钝化处理。处理液是50％的硝酸，处理温度是50℃，处理时间是30分钟。
ST110  水洗金属材料。处理时间为1分钟。
ST111  干燥金属材料。处理时间为1分钟。
至此完成隔板的制造。处理时间总计为137分钟。
在如上所述的隔板制造方法中，通过刻蚀来化学去除异常层，也通过刻蚀进行导电体的暴露，从而使隔板的接触阻抗变小。
然而，在上述图22中，从ST101的脱脂到ST111的干燥所需的时间总计为137分钟，并且因为处理步骤的次数很多，不同处理液的数目和贮存这些处理液的处理槽的数目就很大，而且处理液的温度管理很费人力，因此，为获得生产能力提高、成本降低的金属隔板，就需要减少上述处理步骤的次数。
当在上述ST103中，预期的异常层刻蚀去除没有实现时，异常层残留在金属材料的表面层，就有可能影响ST107的导电体的暴露刻蚀，使导电体的暴露不能完全实现，当导电体的暴露不充分时，制成的隔板堆叠在燃料电池组件中后，隔板之间或隔板与电极之间的接触阻抗将会很大，将无法使燃料电池获得充足的输出功率。当在ST107中导电体预期的暴露没有实现时也会得到同样的结果。
为避免这些问题，如果能在如上所述的隔板的制造工序中对预期的处理是否已实现进行核对，就能提高隔板的品质和使隔板的品质稳定化，当对金属材料的预期处理没有实现时，也能避免后续步骤中继续处理的浪费。
另外，将说明下述一种金属隔板的制造方法。
如图23所示，处理槽411充满处理液412，金属材料414(最终成为隔板的材料)紧固在浸入处理液412的框形部件413中。415是用于吊住框形部件413的金属丝。
在燃料电池中，隔板占据了大部分的成本。这是因为隔板需要一种精细形成的具有燃料气体、氧化剂气体和冷却水的流道的结构，并且需进行表面处理以防止被电解质腐蚀。相应地，若隔板的生产能力提高且其成本降低，则燃料电池的成本大大降低，从而将对燃料电池车辆的普及作出贡献。
在图23中，例如当金属材料414用上述处理槽411中的处理液412进行处理时，(1)为加快金属材料414的处理并使之均匀，采用搅拌装置搅拌处理液412是很有效的，但存在多个处理槽411时，必须为每个处理槽提供搅拌装置，导致成本增加；和(2)如果向处理槽411运送金属材料414与为使所运送的金属材料414浸渍在处理液412中而紧固该金属材料414之间的配合不好，则生产流程就不能顺利进行，从而使制造时间增加；和(3)如果一次处理的金属材料的数目少，则单位时间生产的数量就低，如果能够加以改善，就能获得生产能力提高和成本降低的隔板。
发明内容
本发明的一个目的是获得生产能力提高、成本降低、品质提高和品质稳定的金属隔板，并避免在制造过程中的浪费。
在第一个方面，本发明提供一种燃料电池用隔板的制造方法，该方法包括异常层去除步骤，即，去除在对隔板用金属材料进行轧制时产生于该金属材料的表面层的异常层；导电体暴露步骤，即，使该金属材料自身表面层部分含有的导电体的一部分突出；钝化处理步骤，即，在该金属材料自身表面层部分上进行钝化处理。
可以在化学或电化学的同一处理工序中，通过所述异常层去除步骤除去异常层，并通过所述导电体暴露步骤去除隔板的表面层部分，这样步骤的数目可以得到削减，并能够得到生产能力提高和成本降低的隔板。
优选地，本发明的方法包括：通过轧制装置轧制金属材料的步骤；通过冲压装置使轧制后的材料形成为预定形状的步骤；通过刻蚀进行所述异常层去除步骤和所述导电体暴露步骤；以及钝化处理步骤；而且所述异常层去除步骤和所述导电体暴露步骤在单次刻蚀中进行。
所述异常层的去除和导电体的暴露在相关技术中是在各自的刻蚀处理中进行的，本发明通过在一次刻蚀处理中同时进行异常层的去除和导电体的暴露，就可以减少处理步骤的次数，金属隔板的生产能力能够得到提高，其制造成本可以削减。
优选地，上述刻蚀处理是根据所述异常层的状态相应地选择刻蚀液的温度和组成而进行的。
当形成的异常层厚至不能通过目测确定导电体的程度时，选择具有较强的异常层去除能力的组分作为刻蚀液的组分并提高刻蚀液的温度；当形成的异常层薄至能通过目测确定导电体的程度时，选择具有较弱的异常层去除能力的组分作为刻蚀液的组分并使刻蚀液的温度降低；这可使金属隔板的制造有效地进行。
优选地，在刻蚀液的搅拌方法对应于异常层的状态而改变的情况下进行所述刻蚀处理。
当形成的异常层厚至不能通过目测确定导电体的程度时，使刻蚀液的搅拌速度提高并将搅拌时间延长；当形成的异常层薄至能通过目测确定导电体的程度时，使刻蚀液的搅拌速度降低并将搅拌时间缩短；这可使金属隔板的制造有效地进行。
优选地，在刻蚀液的浓度对应于异常层的状态而改变的情况下进行所述刻蚀处理。
当形成的异常层厚至不能通过目测确定导电体的程度时，使刻蚀液的浓度提高；当形成的异常层薄至能通过目测确定导电体的程度时，使刻蚀液的浓度降低；这可使金属隔板的制造有效地进行。
优选地，在贮存有不同组成的刻蚀液的多个液槽中对应于异常层的状态选择一个液槽在其中进行所述刻蚀处理。
当形成的异常层厚至不能通过目测确定导电体的程度时，例如选择提高刻蚀液的浓度或刻蚀液的浓度和温度都提高的液槽；当形成的异常层薄至能通过目测确定导电体的程度时，例如选择降低刻蚀液的浓度或刻蚀液的浓度和温度都降低的液槽；这可使金属隔板的制造有效地进行。
优选地，所述异常层的去除通过在刻蚀液中混合粒状物质和搅拌刻蚀液来促进。
采用粒状物质可加快异常层的去除和缩短处理时间。
优选地，本发明方法包括：所述的异常层去除步骤；去除异常层后检测金属材料重量的第一检测步骤；在该金属材料上进行耐腐蚀用钝化处理的第一钝化处理步骤；通过刻蚀而进行的导电体暴露步骤；导电体暴露步骤后的检测金属材料重量的第二检测步骤；以及之后再次进行钝化处理的第二钝化处理步骤；并且在所述第一检测步骤和第二检测步骤中进行各自重量的确认。
若将在第一检测步骤中测量的金属材料的重量和在异常层去除之前的重量作比较，就能确定去除的异常层的重量；若将在第二检测步骤中测量的金属材料的重量与在第一检测步骤中测量的重量作比较，就能确定作为使导电体暴露所消耗的金属材料去除重量的暴露重量；由此就能获得金属材料品质的提高和品质的稳定。
优选地，所述第一检测步骤和第二检测步骤在金属材料水洗和干燥后进行。
通过使所述第一检测步骤和第二检测步骤在金属材料水洗和干燥后进行，能够去除附着在该金属材料表面的附着物，所述第一检测步骤和第二检测步骤中的金属材料重量的测量精度能够得到提高。
优选地，在所述第一检测步骤或第二检测步骤中所得到的金属材料的重量落在预定范围之外的情况下，不进行后续的步骤。
如果第一检测步骤或第二检测步骤所得到的金属材料的重量落在预定范围之外，则不对该金属材料进行后续的步骤，由此可避免在第一检测步骤或第二检测步骤之后对那样的金属材料进行步骤而带来的浪费。
优选地，通过自动判断装置对第一检测步骤和第二检测步骤中所得到的重量是否在预定范围之内进行判断。
通过自动判断装置对第一检测步骤和第二检测步骤中所得到的重量是否在预定范围之内进行判断，由此可获得所述检测步骤的自动化，例如，若金属材料的运送也实现自动化，则金属材料的制造工序可实现无人化。
优选地，该隔板由如下步骤制造：将金属材料冲压成预定形状的冲压成形步骤；将多个所述成形的金属材料紧固在圆筒形紧固夹具上的紧固步骤；处理液的搅拌步骤，该步骤是将所述紧固的金属材料浸入到盛放在处理槽中的处理液里，并通过驱动装置驱动所述圆筒形紧固夹具，从而借助所述金属材料来搅拌所述处理液；所述的异常层去除步骤；所述的导电体暴露步骤；所述的钝化处理步骤；从处理槽中取出所述金属材料并进行干燥的步骤。
通过驱动圆筒形紧固夹具以便用金属材料搅拌处理液，可加快对该金属材料的处理并使所述处理均匀进行。因此，可有效地生产出品质优良的隔板。
因为金属材料能通过圆筒形紧固夹具运送到处理槽，金属材料的紧固、运送和搅拌能连续进行，而没有在制造过程中中途移走金属材料，因此能缩短隔板的制造时间。
另外，紧固在圆筒形紧固夹具中的多个金属材料能一次性处理，因此能提高产量。
因此，通过以上改良的方法，隔板的生产能力能够得到提高，隔板的成本能够降低。
优选地，将金属材料嵌入到所述圆筒形紧固夹具的外表面设有的框形部件中紧固。
通过将金属材料嵌入到框形部件中紧固，金属材料表面的更大面积能得到处理，因此金属材料能得到有效处理。
优选地，隔板的制造包括以下步骤：通过轧制装置轧制所述金属材料的步骤；用冲压装置使轧制过的材料形成预定形状的成形步骤；所述的异常层去除步骤；所述的导电体暴露步骤；以及钝化处理步骤；通过电解刻蚀处理进行所述异常层去除步骤和所述导电体暴露步骤，而且该电解刻蚀处理步骤和所述钝化处理步骤通过使用电位控制而连续进行。
尽管在相关技术中用作隔板的金属材料的异常层去除和导电体暴露以及钝化处理是在不同的步骤中进行的，但在本发明中，通过电位控制连续实施这些步骤，能够减少处理步骤的次数，缩短处理的时间，提高金属隔板的生产能力，降低制造成本。
优选地，当以所述金属材料为阳极，并以与该阳极相对的电极为阴极时，所述电位控制为，在所述电解刻蚀处理中增大阳极与阴极之间的电位差，在所述钝化处理中减小阳极与阴极之间的电位差。
在电解刻蚀时，通过增大电位差并造成超钝化状态，可使金属材料的异常层和金属材料自身的表面层部分很容易去除，并很容易使导电体暴露；在钝化处理时，通过减小电位差并造成钝化状态，可使钝化膜在金属材料上容易形成。
优选地，在所述电解刻蚀处理中，在增大阳极和阴极的电位差的同时，使电流密度保持不变。
然而，例如，当增大电位差并使该电位差保持不变时，随着电解刻蚀处理时间的流逝，在超钝化区域逐渐在金属材料表面形成薄膜，且电流不再流动，电解刻蚀反应变慢，象在本发明中那样，通过控制电位并使电流密度保持不变，所述电解刻蚀反应能保持持续良好。
本发明的另一方面是提供一种燃料电池用隔板的制造设备，该制造设备用于通过下述步骤制造隔板：将轧制过的金属材料按预定形状冲压成形；使用刻蚀去除在所述轧制过程中产生于该金属材料中的异常层；进行暴露以使该金属材料自身表面层部分中含有的导电体的一部分突出；在该金属材料自身表面层部分上进行钝化处理。该制造设备包括：脱脂槽，其用于使轧制过的所述金属材料脱脂；刻蚀槽，其用于进行所述刻蚀；钝化处理槽，其用于进行所述钝化处理；清洗槽，其用于除去所述脱脂后、刻蚀后和钝化处理后的金属材料上的各处理液；运送装置，其用于向这些槽运送所述金属材料；驱动装置，其用于驱动金属材料以便使用所运送的金属材料自身来搅拌这些槽中的处理液；和控制装置，其用于控制该运送装置和该驱动装置。
与相关技术相比较，能用更简单的结构来制造隔板，因此能降低隔板制造设备的成本。
优选地，所述制造设备包括异常层去除槽，其用于去除所述异常层；钝化处理槽，其用于进行所述钝化处理；导电体暴露槽，其用于进行所述导电体暴露；重量测量装置，其用于在异常层去除后和导电体暴露后测量所述金属材料的重量；自动判断装置，其用于以来自该重量测量装置的重量信息为依据来判断该重量是否在预定范围之内。
在金属材料异常层去除后或导电体暴露后，例如，当通过自动判断装置判断由重量测量装置测得的金属材料的重量不在预定范围内时，则可将该金属材料从制造工序中剔除，因此可稳定地仅制造品质优良的隔板。
因为已从制造工序中剔除重量不在预定范围内的金属材料，所以可避免继续制造这些金属材料的浪费。
优选地，所述制造设备包括：刻蚀槽，其用于进行刻蚀；钝化处理槽，其用于进行钝化处理；圆筒形紧固夹具，其外表面设有框形部件，该圆筒形紧固夹具用于紧固在刻蚀槽和钝化处理槽中处理的多个金属材料；驱动装置，其用于驱动该圆筒形紧固夹具使之以紧固在该圆筒形紧固夹具中的所述金属材料搅拌所述刻蚀槽和钝化处理槽中的处理液；以及运送装置，其用于将所述圆筒形紧固夹具运送至所述刻蚀槽和钝化处理槽。
紧固着金属材料的圆筒形紧固夹具能同时用作金属材料运送工具和处理液搅拌工具，与这些功能用不同的装置来实现的情况相比较，能减少部件的数目，并可降低隔板制造设备的成本。并且，因为能一次紧固、运送和搅拌多个金属材料，所以能提高隔板的生产能力和降低隔板的成本。
优选地，所述制造设备包括：处理槽，该处理槽充满处理液，并具有设在该处理液中的用于电解刻蚀金属材料的电极；供电装置，其用于提供浸渍在该处理槽的处理液中的金属材料与所述电极之间的电流；电流密度检测装置，其用于检测以该供电装置进行供电的过程中的电流密度；电位控制装置，其用于根据该电流密度检测装置检测得到的电流密度来控制所述金属材料与所述电极之间的电位差；计时器，其用于传送时间信号至所述电位控制装置以实现预定时间的供电。
与相关技术相比较，隔板能以简单的结构制造，隔板制造设备的成本能得到降低。
附图说明
图1是说明根据本发明第一实施例的燃料电池用隔板的制造设备的图；
图2是说明根据本发明第一实施例的隔板的处理状态的图；
图3是说明本发明第一实施例的隔板的制造方法中的主要处理步骤的图；
图4是说明本发明第一实施例的隔板的制造方法的流程图；
图5是说明本发明第一实施例的隔板的制造方法的变化例的流程图；
图6是说明根据本发明第二实施例的燃料电池用隔板的制造方法的图；
图7是说明根据本发明第二实施例的隔板的制造方法的流程图；
图8A至图8C是说明本发明第二实施例的隔板的制造方法的第一作用图；图8A是表示在隔板工件上形成的异常层的截面图，图8B是表示异常层已去除且导电体已暴露时的截面图，图8C是表示在隔板工件上形成的钝化膜的截面图；
图9A至图9D是说明本发明第二实施例的隔板的制造方法的第二作用图；图9A是隔板工件的主要部分的放大的截面图，图9B是用金属显微镜观察隔板工件的表面而得到的图，该处异常层厚度在T1～T2的范围内，图9C是用金属显微镜观察隔板工件的表面而得到的图，该处异常层厚度在T2～T3的范围内，图9D是用金属显微镜观察隔板工件的表面而得到的图，该处异常层厚度在小于等T3且大于T＝0的范围内；
图10是说明本发明第二实施例的刻蚀条件的变化例的操作图；
图11是说明根据本发明第三实施例的燃料电池用隔板的制造设备的图；
图12是根据本发明第三实施例的圆筒形紧固夹具的侧面图；
图13是根据本发明第三实施例的圆筒形紧固夹具的透视图；
图14A和图14B是说明本发明第三实施例的圆筒形紧固夹具的细节部分的透视图；图14A是表示顶部嵌合部件在嵌入到框形本体之前的透视图，图14B是表示该顶部嵌合部件在嵌入到框形本体之后的透视图；
图15是说明本发明第三实施例的隔板处理状态的图；
图16是说明根据本发明第四实施例的燃料电池用隔板的制造设备的图；
图17是说明本发明第四实施例的隔板处理状态的图；
图18是说明根据本发明第四实施例的隔板的制造方法的流程图；
图19是说明本发明第四实施例的隔板的制造方法的曲线图；
图20是说明本发明第四实施例的隔板制造设备的主要部件的框图；
图21是说明相关技术金属隔板制造要点的图；
图22是说明相关技术金属隔板制造工序的流程图；和
图23是说明相关技术金属隔板制造中的表面处理的图。
具体实施方式
如图1所示，隔板制造设备10具有以下部件：处理槽11…，其贮存了用于进行下述处理的处理液；干燥器17，其用于进行干燥；运送装置21，其用于运送隔板工件20至各处理槽11…和干燥器17位置；驱动装置22，其用于驱动电动机以便通过运送装置21来上下移动隔板工件20；升降装置31…，其用于上下移动处理槽11…以使隔板工件20浸入处理液；液体温度调节装置41…，其用于调节处理槽11…内各处理液的温度(尽管每个处理槽11…都设有一个所述的液体温度控制装置41，但图中仅在一个处理槽11中示出该装置)；控制装置42，其用于控制干燥器17、运送装置21、驱动装置22、升降装置31…和液体温度控制装置41。此外，31d是用于驱动各升降装置31…的升降装置驱动器。
处理槽11…对应于后面将描述的图4和图5所示的各步骤(除重量测定步骤和干燥步骤外)而排列，例如图中最左侧的处理槽11是用于作为该制造工序第一步的脱脂步骤的处理槽。
将隔板工件20通过所述的隔板制造设备10而最终制成隔板，并通过将金属材料例如不锈钢(特别是奥氏不锈钢)轧制成薄板，然后在其中冲压形成各种槽和孔，用于燃料电池中的燃料气体、氧化剂气体和冷却水的传送。
干燥器17是根据来自控制装置42的开/关信号来运行和停止的装置，并通过例如在隔板工件20上鼓风或放热来干燥隔板工件20。
运送装置21设置在处理槽11…和干燥器17的上方，并由用第一电动机43驱动的第一卷筒44、用第二电动机45驱动的第二卷筒46、在第一卷筒44和第二卷筒46之间运行的缆绳47、安装在缆绳47上的隔板运送部件48和作为测量隔板工件20的重量的称量装置使用的重量传感器49组成。
为运送隔板工件20，第一电动机43和第二电动机45通过控制装置42同步旋转以转动第一卷筒44和第二卷筒46，并移动悬挂着隔板工件20的隔板运送部件48。
在图2中示出如下状态，其中，相对于隔板工件20，例如驱动设在处理槽11下面的升降装置31以提升处理槽11，并使隔板工件20浸入盛放在处理槽11中的处理液71里。72，72是设置在处理槽11内的加热器；73是加热器72，72的电源；74是用于测定处理液71温度的温度传感器，通过从该温度传感器74传送温度信号至液体温度控制装置41，该液体温度控制装置41控制从电源73流经加热器72，72的电流，并调节处理液71的温度至预定温度。
升降装置31是一种缩放型升降装置，它由以下部件组成：底座76；第一杆78，78(背面的第一杆78图中未示出)，其一端以可摆动的方式安装至底座76，另一端以可滑动的方式安装至设置在第一处理槽11下面的处理槽支承部77；第二杆79，79(背面的第二杆79图中未示出)，其一端以可滑动的方式安装至底座76，其另一端以可摆动的方式安装至处理槽支承部77；和用于驱动第一杆78，78或第二杆79，79的气缸装置(图中未示出)。
设置在隔板运送部件48内部的电动机82在其输出轴上具有卷筒83，并在该卷筒83上卷绕金属丝84，将框形部件85活动安装至该金属丝84的末端，并由该框形部件85紧固隔板工件20。
例如在隔板工件20浸入到处理液71的状态下，如果重复正向和逆向旋转电动机82的输出轴，卷筒83也正向和逆向旋转，金属丝84上下移动，隔板工件20随框形部件85上下移动，就能获得与搅拌处理液71基本相同的效果。
结果，可加快处理液71对隔板工件20的处理。
电动机82的转动速度由控制装置42通过驱动装置22来控制。用这种方法，可改变隔板工件20上下移动的速度。在这种情况下所述上下移动的速度就是后面将讨论的“搅拌速度”。
将金属丝84分成上部金属丝84a和下部金属丝84b，重量传感器49放置在上部金属丝84a和下部金属丝84b之间，为检查隔板工件20的重量，下部金属丝84b、框形部件85和隔板工件20的总重量Wt用重量传感器49测量，通过传送该重量信号至控制装置42(见图1)，所述隔板工件20的重量Ws可通过控制装置42将下部金属丝84b的重量Ww和框形部件85的重量Wf从总重量Wt中减去而计算得出。即，Ws＝Wt-(Ww+Wf)。
图3依次说明隔板制造工序的主要处理步骤。
1.异常层去除
在冲压成为预定形状之前轧制隔板工件20。
轧制隔板工件20时，异常层91在隔板工件20表面形成。异常层91是包含在隔板工件20的粒状物质(金属间化合物等)因轧制而粉碎，并且该粒状物质的粒径变小而形成的层，由于异常层91包含有氧化物等，致使其导电性降低，这就造成在堆叠隔板时接触阻抗增加，因此降低了该燃料电池的输出功率。92…表示微粒导电体，是包含在隔板工件20中的良导体，包括例如金属间化合物Cr2B。导电体92的形状各异，但为了方便，使用相同附图标记。
2.异常层的去除刻蚀
通过刻蚀去除上述异常层91。之后，称量隔板工件20，得出异常层91的去除重量。
3.第一钝化处理
为防止隔板工件20的腐蚀而进行第一钝化处理，形成第一钝化膜93。
4.暴露刻蚀
进行刻蚀，以除去隔板工件20的表面层，以使导电体92从隔板工件20的表面突出(暴露)。这时去除的隔板工件20的重量称为所述暴露重量。之后，称量隔板工件20以获得所述暴露重量。
5.第二钝化处理
在导电体92暴露后进行第二钝化处理，以防止隔板工件20的腐蚀，形成第二钝化膜94。
至此完成隔板的制造。
图4中说明包括参照图3所描述的主要处理步骤的工序。ST××表示步骤编号。图中虚线包围的部分为与测量重量相关的步骤。
ST11  使轧制后冲压成形的隔板工件脱脂。
ST12  水洗隔板工件。
ST13  干燥隔板工件。
ST14  测量隔板工件重量。这里的重量称为初始重量W1。
ST15  通过刻蚀去除在轧制时形成的异常层。
ST16  水洗隔板工件。
ST17  进行第一钝化处理，以防止隔板工件的腐蚀。
ST18  水洗隔板工件。
ST19  干燥隔板工件。
ST20  测量隔板工件的重量。如果将此时的重量记作中间重量W2，所去除的异常层的重量记作dw1，则W2＝W1-dw1。
ST21  判断隔板工件(20)的中间重量W2是否处于预定范围之内，即，中间重量W2是否处于中间下限值W3和中间上限值W4之间的范围之内(是否W3≤W2≤W4)。
在判断之前，下文将解释上文提及的初始重量W1、中间下限值W3、中间上限值W4和所除去的异常层的重量dw1之间的关系。
当W3≤W2≤W4时，由于W2＝W1-dw1，则W3≤(W1-dw1)≤W4。据此，(W1-W4)≤dw1≤(W1-W3)。这是所除去的异常层的重量dw1应处于的范围。
在ST21中，当隔板工件的中间重量W2不满足W3≤W2≤W4(否)时，则处理过程结束。即，将该隔板工件从隔板制造工序中剔除。
当隔板工件的中间重量W2满足W3≤W2≤W4(是)时，处理过程进入ST22。
ST22  进行刻蚀以暴露隔板工件中的导电体。
ST23  水洗隔板工件。
ST24  干燥隔板工件。
ST25  测量隔板工件的重量。当此处的重量称为暴露后刻蚀重量W5且所述暴露重量记作dw2时，则W5＝W2-dw2。
ST26  判断隔板工件的暴露后刻蚀重量W5是否处于预定范围之内，即，暴露后刻蚀重量W5是否处于暴露后刻蚀下限值W6和暴露后刻蚀上限值W7之间的范围之内(是否W6≤W5≤W7)。
在判断之前，下文将解释上文提及的中间重量W2、暴露后刻蚀下限值W6、暴露后刻蚀上限值W7和暴露重量dw2之间的关系。
当W6≤W5≤W7时，由于W5＝W2-dw2，则W6≤(W2-dw2)≤W7。据此，(W2-W7)≤dw2≤(W2-W6)。这是暴露重量dw2应处于的范围。
在ST26中，当隔板工件的暴露后刻蚀重量W5不满足W6≤W5≤W7(否)时，则处理过程结束。即，将该隔板工件从隔板制造工序中剔除。
当暴露后刻蚀重量W5满足W6≤W5≤W7(是)时，处理过程进入ST27。
ST27  进行第二钝化处理，以防止隔板工件的腐蚀。
ST28  水洗隔板工件。
ST29  干燥隔板工件。
至此完成隔板的制造。
在图5所示的隔板制造工序的变化例与图4所示的金属隔板制造工序中，测量所述中间重量的时刻不同。
ST31  使轧制后冲压成形的隔板工件脱脂。
ST32  水洗隔板工件。
ST33  干燥隔板工件。
ST34  测量隔板工件重量。这里的重量称为初始重量W11。
ST35  通过刻蚀去除在轧制时形成的异常层。
ST36  水洗隔板工件。
ST37  干燥隔板工件。
ST38  测量隔板工件的重量。如果将此时的重量记作中间重量W12，所去除的异常层的重量记作dw11，则W12＝W11-dw11。
ST39  判断隔板工件20的中间重量W12是否处于预定范围之内，即，中间重量W12是否处于中间下限值W13和中间上限值W14之间的范围之内(是否W13≤W12≤W14)。
在判断之前，下文将解释上文提及的初始重量W11、中间下限值W13、中间上限值W14和所除去的异常层的重量dw11之间的关系。
当W13≤W12≤W14时，由于W12＝W11-dw11，则W13≤(W11-dw11)≤W14。据此，(W11-W14)≤dw11≤(W11-W13)。这是所除去的异常层的重量dw11应处于的范围。
在ST39中，当隔板工件的中间重量W12不满足W13≤W12≤W14(否)时，则处理过程结束。即，将该隔板工件从隔板制造工序中剔除。
当隔板工件的中间重量W12满足W13≤W12≤W14(是)时，处理过程进入ST40。
ST40  进行第一钝化处理，以防止隔板工件的腐蚀。
ST41  水洗隔板工件。
ST42  进行刻蚀以暴露隔板工件中的导电体。
ST43  水洗隔板工件。
ST44  干燥隔板工件。
ST45  测量隔板工件的重量。当此处的重量称为暴露后刻蚀重量W15且该暴露重量记作dw12时，则W15＝W12-dw12。
ST46  判断隔板工件的暴露后刻蚀重量W15是否处于预定范围之内，即，暴露后刻蚀重量W15是否处于暴露后刻蚀下限值W16和暴露后刻蚀上限值W17之间的范围之内(是否W6≤W15≤W17)。
在判断之前，下文将解释上文提及的中间重量W12、暴露后刻蚀下限值W16、暴露后刻蚀上限值W17和暴露重量dw12之间的关系。
当W16≤W15≤W17时，由于W15＝W12-dw12，则W16≤(W12-dw12)≤W17。据此，(W12-W17)≤dw12≤(W12-W16)。这是暴露重量dw12应处于的范围。
在ST46中，当隔板工件的暴露后刻蚀重量W15不满足W16≤W15≤W17(否)时，则处理过程结束。即，将该隔板工件从隔板制造工序中剔除。
当暴露后刻蚀重量W15满足W16≤W15≤W17(YES)时，处理过程进入ST47。
ST47  进行第二钝化处理，以防止隔板工件的腐蚀。
ST48  水洗隔板工件。
ST49  干燥隔板工件。
至此完成该隔板的制造。
如图6所示，隔板制造设备100由以下部分组成：第一处理槽11(自此，将上述处理槽11称为第一处理槽11)及第二处理槽12～第六处理槽16，这些处理槽贮存了进行与后述的隔板制造有关的处理的处理液；干燥器17；运送装置121，其用于运送欲制成隔板的隔板工件20到第一处理槽11～第六处理槽16和干燥器17所处的位置；驱动装置22，其用于驱动电动机，该电动机用于上下移动由运送装置121运送的隔板工件20；第一升降装置31(自此，将上述升降装置31称为第一升降装置31)和第二升降装置32～第六升降装置36，这些升降装置用于分别上下移动第一处理槽11～第六处理槽16以将隔板工件20浸入到第一处理槽11～第六处理槽16的处理液中；液体温度控制装置41…(虽然在第一处理槽11～第六处理槽16中分别提供一个温度控制装置41，但图中只在第一处理槽11处示出该温度控制装置，其用于控制第一处理槽11～第六处理槽16的处理液的温度；和控制装置42，其用于控制干燥器17、运送装置121、驱动装置22、第一升降装置31～第六升降装置36和液体温度控制装置41。此外，31d～36d分别为用于驱动第一升降装置31～第六升降装置36的升降装置驱动器。第二升降装置32～第六升降装置36和升降装置驱动器32d～36d与第一升降装置31和升降装置驱动器31d的结构相同。
上述第一处理槽11为脱脂槽，第二处理槽12、第四处理槽14和第六处理槽16为清洗槽，第三处理槽13为刻蚀槽，第五处理槽15为钝化处理槽。
第三处理槽13由沿纸面的前后方向排成行的3个槽即A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c组成，第三升降装置33也由与A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c对应的图中未示出的A-升降装置、B-升降装置和C-升降装置组成。
运送装置121由第一卷筒44、第二卷筒46、缆绳47和隔板运送部件48构成。
第三升降装置33还具有用于沿纸面的前后方向整体移动A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c的水平移动机械装置(图中未示出)，通过移动A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c到隔板工件20的正下方并将其提升，可选择性地将隔板工件20浸入到A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c中。
图7中描述第二实施例的隔板制造方法。
ST51  将隔板工件脱脂。处理液为表面活性剂水溶液，处理液的温度为30℃，处理时间为1分钟。
ST52  水洗隔板工件。处理时间为1分钟。
ST53  进行刻蚀以除去在隔板工件上形成的异常层和使隔板工件表面层含有的导电体暴露。处理液为10％硝酸和4％氢氟酸的溶液，处理液温度为60℃，处理时间为40分钟。
ST54  水洗隔板工件。所需时间为1分钟。
ST55  在隔板工件的表面上进行钝化处理，形成钝化膜。处理液为50％硝酸，处理液温度为50℃，处理时间为30分钟。
ST56  水洗隔板工件。处理时间为1分钟。
ST57  干燥隔板工件。所需时间为1分钟。
至此完成了隔板制造。上述制造所需总时间为75分钟，比根据图22所描述的相关技术所需的总时间137分钟节省了62分钟。
在进行上述处理步骤时，将隔板工件移至各处理槽和干燥器的位置。
即，在第一处理槽的位置进行ST51的脱脂，在第二处理槽的位置进行ST52的水洗，在第三处理槽的位置进行ST53的刻蚀，在第四处理槽的位置进行ST54的水洗，在第五处理槽的位置进行ST55的钝化处理，在第六处理槽的位置进行ST56的水洗，在干燥器的位置进行ST57的干燥。
根据图8A至图8C，下面详细解释从隔板工件除去异常层(ST53)、导电体暴露(ST53)和钝化处理(ST55)。
图8A表示在隔板工件20上形成的异常层91。
为除去该异常层91，首先，进行刻蚀(见图7的ST53)。其结果是，如图8B所示，在异常层91消失的同时，除去了隔板工件20自身的表面层，且使导电体92…突出；即，实现导电体92…的暴露。
然后，为防止除导电体92…以外的隔板工件20自身表面的腐蚀，进行钝化处理(见图7的ST55)，如图8C所示，在隔板工件本身的表面形成钝化膜95。此时，钝化膜不在导电体92…的表面上形成，而且由于导电体92…表面积很大且突出钝化膜95，所以，堆叠隔板时，可使邻接隔板之间和隔板与电极之间的接触阻抗变小。
根据图9A至图9D，下面进一步详细解释根据图8A至图8C描述的异常层的去除和导电体的暴露。
图9A是表示隔板工件主要部分的放大的截面图，异常层91在所述隔板工件20上形成。
异常层91的厚度随轧制状态而变化。例如，存在异常层91的厚度为T1的情况、该厚度为T2的情况以及该厚度为T3的情况。在厚度为从T1到T2的范围①中，如果用金属显微镜观测表面，即出现如图9B所示的情况。即，观察不到导电体92。
在异常层91的厚度为从T2到T3的范围②中，如果用金属显微镜观测表面，即出现如图9C所示的情况。即，为从仅能确认的导电体92到粒子尺寸最高达2μm的可观察的导电体92。
同时，在异常层91的厚度小于T3且大于T＝0的范围③中，当用金属显微镜观测表面时，即出现如图9D所示的情况。即，可观察到导电体92的粒径超过2μm且尺寸最高达20μm时的状态。
实际上，上述厚度T1约为5μm，厚度T2约为2μm，厚度T3约为0.5μm。
本发明中，用于去除异常层91和使导电体92暴露的刻蚀条件，即处理液的成分、处理液的温度、搅拌方法(速度等)和处理时间随异常层91的厚度而改变。
具体地，根据上述异常层91的厚度，从图6所示第三处理槽13的A-槽13a、B-槽13b和C-槽13c中选择一个槽，将隔板浸入其中，并在与该槽对应的处理条件下处理隔板。
下面根据下表方式1的栏描述这些刻蚀条件的第一实施方式。
方式 条件 溶液组成   溶液温度(℃)   搅拌(米/分钟)   处理时间(分钟)
  1   实施例A1   10％硝酸   8％氢氟酸   70   10   60
  实施例B1   20％硝酸   4％氢氟酸   50   5   30
  实施例C1   30％硝酸   2％氢氟酸   30   0.6   10
  2   实施例A2   10％硝酸   8％氢氟酸   70   5   30
  实施例B2   20％硝酸   4％氢氟酸   50   5   30
  实施例C2   30％硝酸   2％氢氟酸   30   5   30
  3   实施例A3   10％硝酸   4％氢氟酸   60   10   40
  实施例B3   10％硝酸   4％氢氟酸   60   5   20
  实施例C3   10％硝酸   4％氢氟酸   60   1   5
  4   实施例A4   10％硝酸   8％氢氟酸   60   10   40
  实施例B4   10％硝酸   4％氢氟酸   60   5   20
  实施例C4   10％硝酸   2％氢氟酸   60   1   5
方式1：
实施例A1：溶液组成，即处理液的成分，为10％硝酸和8％氢氟酸的溶液；溶液温度，即处理液的温度，为70℃；处理液搅拌速度为10米/分钟(米/分钟)；处理时间为60分钟(min)。
实施例B1：溶液组成为20％硝酸和4％氢氟酸的溶液；溶液温度为50℃；搅拌速度为5米/分钟；处理时间为30分钟。
实施例C1：溶液组成为30％硝酸和2％氢氟酸的溶液；溶液温度为30℃；搅拌速度为0.6米/分钟；处理时间为10分钟。
实施例A1为A-槽13a的刻蚀条件，实施例B1为B-槽13b的刻蚀条件，实施例C1为C-槽13c的刻蚀条件。
该方式1为刻蚀条件，其中，如上所示，异常层厚度越大，则硝酸浓度越小且氢氟酸浓度越大，溶液温度越高，搅拌速度越快，而且处理时间越长。
接着根据所述表中方式2的栏描述第二实施方式。
方式2：
实施例A2：溶液组成为10％硝酸和8％氢氟酸的溶液；溶液温度为70℃；搅拌速度为5米/分钟；处理时间为30分钟。
实施例B2：溶液组成为20％硝酸和4％氢氟酸的溶液；溶液温度为50℃；搅拌速度为5米/分钟；处理时间为30分钟。
实施例C2：溶液组成为30％硝酸和2％氢氟酸的溶液；溶液温度为30℃；搅拌速度为5米/分钟；处理时间为30分钟。
实施例A2为A-槽13a的刻蚀条件，实施例B2为B-槽13b的刻蚀条件，实施例C2为C-槽13c的刻蚀条件。
方式2为刻蚀条件，在该条件下，如上所示，异常层厚度越大，则硝酸浓度越小且氢氟酸浓度越大，溶液温度越高。
接着根据所述表中方式3的栏描述第三实施方式。
方式3：
实施例A3：溶液组成为10％硝酸和4％氢氟酸的溶液；溶液温度为60℃；搅拌速度为10米/分钟；处理时间为40分钟。
实施例B3：溶液组成为10％硝酸和4％氢氟酸的溶液；溶液温度为60℃；搅拌速度为5米/分钟；处理时间为20分钟。
实施例C3：溶液组成为10％硝酸和4％氢氟酸的溶液；溶液温度为60℃；搅拌速度为1米/分钟；处理时间为5分钟。
实施例A3为A-槽13a的刻蚀条件，实施例B3为B-槽13b的刻蚀条件，实施例C3为C-槽13c的刻蚀条件。
方式3为刻蚀条件，在该条件下，如上所示，异常层厚度越大，则处理液搅拌速度越高且处理时间越长。
接着根据所述表中方式4的栏描述第四实施方式。
方式4：
实施例A4：溶液组成为10％硝酸和8％氢氟酸的溶液；溶液温度为60℃；搅拌速度为10米/分钟；处理时间为40分钟。
实施例B4：溶液组成为10％硝酸和4％氢氟酸的溶液；溶液温度为60℃；搅拌速度为5米/分钟；处理时间为20分钟。
实施例C4：溶液组成为10％硝酸和2％氢氟酸的溶液；溶液温度为60℃；搅拌速度为1米/分钟；处理时间为5分钟。
实施例A4为A-槽13a的刻蚀条件，实施例B4为B-槽13b的刻蚀条件，实施例C4为C-槽13c的刻蚀条件。
方式4为刻蚀条件，在该条件下，如上所示，异常层厚度越大，则氢氟酸浓度越大，搅拌速度越快，而且处理时间越长。
如图10所示，将促进刻蚀的粒状搅拌物质97…，如碳化硅(SiC)，混入隔板工件20的处理液71中。
当在这种情况下上下移动隔板工件20时，搅拌物质97…的颗粒击打隔板工件20的表面，起到磨蚀剂的作用，以此可加快隔板工件20的异常层的去除和导电体的暴露。
图11所示第三实施例的隔板制造设备200由下列部件组成：第一处理槽11～第六处理槽16和干燥器17；运送装置221，其用作运送多个隔板工件20…到第一处理槽11～第六处理槽16和干燥器17的位置的运送工具；用于驱动电动机的驱动部件22，该电动机用于升降由运送装置221移动的隔板工件20；第一升降装置31～第六升降装置36；液体温度控制装置41…；和控制装置42，其用于控制运送装置221。
运送装置221由第一卷筒44、第二卷筒46、缆绳47和隔板运送部件48和用于紧固隔板工件20的圆筒形紧固夹具50构成。
如图12所示，圆筒形紧固夹具50是通过接头52将轴53连接于电动机51的输出轴并将螺母54旋拧到设置在轴53上的阳螺纹53a上安装而成的部件，并将隔板工件20…置于圆筒形紧固夹具50的圆周面上固定。53b为与轴53一起整体形成的凸缘，55为喷淋器。
圆筒形紧固夹具50、接头52、轴53和螺母54为由不与处理液反应的材料制成的部件，或者为通过表面处理使其不与处理液反应的部件。
以下将根据下一张图详细解释紧固隔板工件20的结构。
如图13所示，圆筒形紧固夹具50由圆筒部57和安装于圆筒部57的圆周面57a上的沿圆周方向上等间隔排列以紧固隔板工件20的框形部件58…构成。57b为圆筒部57上容轴53(见图12)通过的通孔。
每个框形部件58均由U形框形本体61和嵌合于框形本体61顶部的顶部嵌合部件62构成。
每个框形本体61由安装于圆筒部57上的圆筒装配部64、从圆筒装配部64底端向外延伸出的框形底部65和从框形底部65上升且与圆筒装配部64平行的平行部66组成。
如图14A，每个框形部件58的框形本体61有形成于圆筒装配部64、框形底部65(见图13)和平行部66的用于插入隔板工件20边缘的隔板插入槽61a和形成于圆筒装配部64和平行部66的上端的切口部61b，61b。
顶部嵌合部件62具有形成为板状且该板厚度比其周围部分小以用于插入框形本体61的隔板插入槽61a的板状可插部62a，62a，和用于嵌入框形本体61的切口部61b，61b且从板状可插部62a突出的嵌合部62b，62b。
通过在框形本体61中设置切口部61b，61b和以此方式在顶部嵌合部件62设置嵌合部62b，62b，可确保使圆筒装配部64与顶部嵌合部件62以及平行部66与顶部嵌合部件62嵌合在一起。
图14B表示嵌入框形部件58的框形本体61中的隔板插入槽61a中的隔板工件20、和嵌入框形本体61的顶部的顶部嵌合部件62。
在这种情况下，例如，即使外力F沿箭头方向作用于框形本体61的平行部66，由于框形本体61的圆筒装配部64和平行部66与顶部嵌合部件62紧密嵌合，所以框形本体61牢固，可防止其变形。
图15表示例如驱动第一升降装置31相对于由圆筒形紧固夹具50紧固的隔板工件20…提升第一处理槽11，以将隔板工件20…浸入处理液71中的状态。
电动机51和驱动部22组成用作驱动即旋转圆筒形紧固夹具50的驱动工具的圆筒形紧固夹具驱动装置75。
例如，当隔板工件20浸入处理液71时，如果按固定方向旋转电动机51的输出轴，或者重复正向和逆向旋转，隔板工件20…将随圆筒形紧固夹具50旋转并搅拌处理液71。结果由于可加速处理液71对隔板工件20的处理，而且也通过对处理液71的搅拌，处理液71在第一处理槽11内变得均匀，隔板工件20的处理就可均匀地进行。
第三实施例的隔板制造方法的流程与图7所示ST51至ST57的流程相同。
图16所示实施例4的隔板制造设备300由下列部件构成：第一处理槽11～第四处理槽14和干燥器17；运送装置321，其用于运送作为欲成为隔板的金属材料的隔板工件20到第一处理槽11～第四处理槽14和干燥器17的位置；第一升降装置31～第四升降装置34；液体温度控制装置41…(虽然在第一处理槽11～第四处理槽14分别设置一个这种温度控制装置41，图中只在第一处理槽11处示出该温度控制装置)；电源337，其用作向插入到第三处理槽13的处理液中的电极(细节将在下文讨论)和浸入到同一第三处理槽13的处理液中的隔板工件20供电的电源装置；和3，其用作控制干燥器17、运送装置321、第一升降装置31至第四升降装置34、液体温度控制装置41和电源337的电位控制装置。341为设置在控制装置338中的计时器。
上述第一处理槽11为脱脂槽，第二处理槽12和第四处理槽14为清洗槽，用于以水冲洗，第三处理槽13为电解刻蚀和钝化处理槽(下文论述其细节)。
干燥器17为通过来自控制装置338的开/关信号来运行和停止的装置。
运送装置321由第一卷筒44、第二卷筒46、缆绳47和连接于缆绳47的隔板运送部件348组成。
计时器341向控制装置338提供时间信号以设置在第三处理槽13中进行的电解刻蚀和钝化处理的处理时间。
图17表示例如驱动第三升降装置33相对于隔板工件20提升第三处理槽13，并将隔板工件20浸入第三处理槽13盛放的处理液349中的状态。
通过扣件353，353将隔板工件20安装于T形隔板安装部件352上，通过金属丝354将隔板安装部件352安装于隔板运送部件348上。355是位于隔板安装部件352上与隔板工件20接触的接触点部件，也是从电源337供电的部件。
357，357是设置于第三处理槽13内并浸入处理液349中的电极，通过从电源337供电到电极357，357和上述隔板工件20，在第三处理槽13内的隔板工件20上进行下文将讨论的电解刻蚀和钝化处理。通过连接电源337作为直流电源进行供电以使隔板工件20成为阳极且电极357、357成为阴极。
358为作为电流密度检测工具的电流密度检测装置，它具有电流表，该电流表用来检测电源337供电到隔板工件20和电极357，357时的电流值，从该电表测得的电流值和单个电极板357的表面积可得出单位面积的电流值，即电流密度。
361为放置于第三处理槽13底部用于通过持续产生空气气泡来搅拌处理液349的空气搅拌装置。
图18中，解释第四实施例的隔板制造方法的流程。
ST61，将隔板工件脱脂。处理时间为1分钟。
ST62，水洗隔板工件。处理时间为1分钟。
ST63，进行电解刻蚀以除去在隔板工件上形成的异常层和使包含于隔板工件的表面层部分的导电体暴露。
处理液为由30％磷酸、25％硫酸、10％硝酸、5％过氧化氢、1％表面活性剂和余量为水(各自的单位为重量％)组成的溶液，处理液温度为40℃，在供电给隔板工件和电极期间，电流密度为固定值18A/dm2，搅拌方法是空气搅拌，处理时间为10分钟。
ST64，当隔板工件和电极之间的电位差成为常量1V时，在隔板工件表面进行钝化处理并形成钝化膜。处理液温度为40℃，处理时间为20分钟。处理液的成分、温度和搅拌方法与ST63相同。
ST65，水洗隔板工件。处理时间为1分钟。
ST66，干燥隔板工件。所需时间为1分钟。
至此完成了隔板制造。上述制造所需时间为34分钟，比根据图22所述的相关技术所需的137分钟缩短了103分钟。
当移动隔板工件到各处理槽和干燥器的位置时进行上述处理步骤。
即，在第一处理槽位置进行ST61的脱脂，在第二处理槽的位置进行ST62的水洗，在第三处理槽的位置进行ST63的电解刻蚀和ST64的钝化处理，在第四处理槽的位置进行ST65的水洗，在干燥器的位置ST66的干燥。
采用与图8A至8C所示方式相同的上述步骤，通过电解刻蚀进行异常层的去除和导电体的暴露，然后通过钝化处理形成钝化膜。
图19中，根据图表描述图18所述的电解刻蚀和钝化处理的电位差与电流密度之间的关系。图表的纵轴表示通过电流密度检测装置358获得的电流密度(单位为A/dm2)，横轴表示隔板工件20与电极357之间的电位差(单位为V)。
施加在隔板工件与电极之间的电位差的范围的上限约为6V时，即使电位差增加，电流密度增加也极小。
这是因为，当电位差较小时，在隔板工件表面形成具有绝缘或近似绝缘性能的钝化膜，即金属氧化物膜，该钝化膜使电流的流动很困难。该电位差范围称为钝化区域。
当使电位差大于钝化区域时，电流密度急剧增加。
这是因为，电流在氧生产和隔板工件(异常层和隔板工件本身)的溶解中都有消耗，况且，该溶解速度高于所述金属氧化物膜的形成。该电位差范围称为超钝化区域。
相应地，如果用上述超钝化区域进行电解刻蚀，可进行隔板工件异常层的去除和用于使导电体暴露的隔板工件本身表面的去除。而且，通过使用上述钝化区域进行钝化处理，可形成钝化膜。
在电解刻蚀中，调节电位差Ve，即电位控制，这样例如可使电流密度成为常量18A/dm2。
在钝化处理中，例如，电位差保持在常量1V。
图20中，说明用于电解刻蚀和钝化处理的电位控制的结构。
隔板制造设备300的电位控制装置395由下列部件构成：计时器341(也见图16)，其用于产生时间信号ST；电位控制单元338(即控制装置338(见图16))，其用于根据来自计时器341的时间信号ST，设置电解刻蚀和钝化处理的处理时间，并控制用于电解刻蚀和钝化处理的电位差；供电装置337(即电源337(见图16))，其用于根据来自电位控制单元338的控制信号SC向隔板工件20和电极357供电；和电流密度检测装置358(即电流密度检测装置358(见图17))，其用于在供电装置337供电时检测电流密度，并根据所测电流密度向电位控制单元338发出电流密度信号SD。
在电解刻蚀时，由供电装置337向隔板工件20和电极357供应电流，此时根据电流密度检测装置358测得的电流密度，电位控制单元338控制供电装置337，使隔板工件20与电极357之间的电位差为18V。
例如，如果电流密度检测装置358测得的电流密度小于18A/dm2，则电位控制单元338控制供电装置337，增加电流密度以使隔板工件20与电极357之间的电位差增加，如果测得的电流密度大于18A/dm2，电位控制单元338控制供电装置337，减小电流密度以使隔板工件20与电极357之间的电位差降低，电流密度因此而保持在常量18A/dm2。
在钝化处理时，电位控制单元338控制供电装置337，使隔板工件20与电极357之间的电位差为常量1V。
本发明重量测量工具不限于如图1所示的重量传感器49这一种，可选地，它可以是安装于工作台等上的与隔板工件运送装置分离的那种重量测量工具。
虽然在图13中，框形部件58均由圆筒装配部64、框形底部65和平行部66组成，但不限于此，可选择地，每一框形部件均可由从圆筒部57向外延伸的框形底部65和平行部66组成，并可在圆筒部57的圆周面57a上形成用于使隔板边缘嵌入的凹槽，以及顶部嵌合部件62可嵌入到圆筒部57和平行部66的顶端部。
另外，尽管电解刻蚀步骤和随后的钝化处理步骤采用电位控制在同一处理槽中连续进行，但不限于此，可选择地，电解刻蚀步骤和钝化处理步骤可采用电位控制在充满不同处理液的不同处理槽中连续进行。
工业实用性
本发明的燃料电池用隔板的制造方法包括：异常层去除步骤，即除去在轧制用作隔板的金属材料时形成在其表面的且引起导电性下降的异常层；导电体暴露步骤，即，使作为金属材料自身的表面层部分中天然含有的良导体的导电物质的一部分突出；和钝化处理步骤，即在金属材料自身的表面层部分进行钝化处理。结果，用于降低金属材料的接触阻抗和提高抗腐蚀性的异常层的去除和导电体暴露可以化学方式或电化学方式在同一工序中进行，于是减少了处理步骤的数目。因此，本发明可用于必需进行金属材料表面处理的燃料电池和其他电器元件(例如一次电池、二次电池和电容器)的制造。

Claims (13)

1、燃料电池用隔板的制造方法，该方法包括：轧制步骤，即通过轧制装置轧制隔板用金属材料的步骤；成形步骤，即通过冲压装置使轧制后的材料成形为预定形状的步骤；异常层去除步骤，即去除在所述轧制和冲压成形时在所述金属材料表面层形成的异常层的步骤；导电体暴露步骤，即，使在该金属材料自身的表面层部分中包含的导电体的一部分突出的步骤；和钝化处理步骤，即在该金属材料自身的表面层部分上进行钝化处理的步骤，
所述方法的特征在于，该方法还包括：通过目测由轧制和冲压所形成的金属材料的表面来判断所述异常层的厚度的步骤；而且通过单次刻蚀进行所述异常层去除步骤和所述导电体暴露步骤，并根据所述异常层的厚度选择刻蚀液的温度、组成、浓度及搅拌方法。
2、根据权利要求1所述的燃料电池用隔板的制造方法，其特征在于：在如下所述的液体槽中进行所述刻蚀，所述的液体槽是根据所述异常层的状态从贮存有不同组成的刻蚀液的多个液体槽中选择的。
3、根据权利要求1所述的燃料电池用隔板的制造方法，其特征在于：通过在所述刻蚀液中混合粒状物质和搅拌所述刻蚀液来促进所述异常层的去除。
4、燃料电池用隔板的制造方法，该方法包括：异常层去除步骤，即去除轧制时在隔板用金属材料的表面层形成的异常层的步骤；导电体暴露步骤，即，使在该金属材料自身的表面层部分中包含的导电体的一部分突出的步骤；和钝化处理步骤，即在该金属材料自身的表面层部分上进行钝化处理的步骤，
所述方法的特征在于，该方法还包括：去除异常层后检测金属材料重量的第一检测步骤；在该金属材料上进行耐腐蚀钝化处理的第一钝化处理步骤；通过刻蚀而进行的所述导电体暴露步骤；检测所述导电体暴露步骤后的金属材料重量的第二检测步骤；和之后再次进行钝化处理的第二钝化处理步骤；在所述第一检测步骤和第二检测步骤中分别确认所述金属材料的重量，在所述第一检测步骤或第二检测步骤中所得到的金属材料的重量落在预定范围之外的情况下，后续的步骤将不再进行。
5、根据权利要求4所述的燃料电池隔板制备方法，其特征在于：所述第一检测步骤和第二检测步骤在所述金属材料经水洗和干燥后进行。
6、根据权利要求4或5所述的燃料电池隔板制备方法，其特征在于：判断所述第一检测步骤和第二检测步骤中所得到的重量是否在预定范围之内是通过自动判断装置进行。
7、根据权利要求1所述的燃料电池隔板制备方法，其特征在于，通过电解刻蚀进行异常层的去除步骤和导电体的暴露步骤，该电解刻蚀步骤和所述钝化处理步骤通过使用电位控制而连续进行。
8、根据权利要求7所述的燃料电池隔板制备方法，其特征在于，当以所述金属材料为阳极，并以与该阳极相对的电极为阴极时，所述电位控制为，在所述电解刻蚀中增大阳极和阴极之间的电位差，在所述钝化处理中减小阳极和阴极之间的电位差。
9、根据权利要求8所述的燃料电池隔板制备方法，其特征在于，在所述电解刻蚀中，在增大阳极和阴极之间的电位差的同时，电流密度保持不变。
10、燃料电池隔板制备方法，该方法包括：除去轧制时在所述燃料电池的金属材料表面形成的异常层的异常层去除步骤；使包含在金属材料自身的表面层部分中导电体的一部分突出的导电体暴露步骤；和在金属材料自身的表面层部分进行钝化处理的钝化处理步骤，
其特征在于，该方法还包括：将所述轧制的金属材料冲压成预定形状的成形步骤；通过将冲压成形的金属材料嵌入在紧固夹具外周表面等间隔排列的多个框形部件上而将该金属材料紧固的紧固步骤；将紧固的金属材料浸入到贮存在处理槽中的处理液里，通过驱动装置驱动圆筒形紧固夹具从而借助金属材料来搅拌处理液的步骤；和从处理槽中取出金属材料并进行干燥的步骤，于是，在各个处理槽之间移动及在每一处理槽中处理所述紧固在紧固部件上的所述金属材料时，无须将所述金属材料从所述紧固部件上取下。
11、燃料电池隔板制造设备，其通过下述步骤制造隔板：将轧制过的金属材料按预定形状冲压成形；使用刻蚀去除在所述轧制过程中在金属材料中出现的异常层；使金属材料自身表面层部分中含有的导电体的一部分突出；在金属材料自身表面层部分进行钝化处理；
所述制造设备包括：用于使轧制过的所述金属材料脱脂的脱脂槽；用于进行所述刻蚀的刻蚀槽；用于进行所述钝化处理的钝化处理槽；用于除去脱脂后、刻蚀后和钝化处理后的金属材料上的各处理液的清洗槽；在外周表面等间隔地设置有紧固部件的圆筒形紧固夹具，该紧固夹具用于紧固在所述刻蚀槽、钝化槽和清洗槽中处理的多个金属材料；驱动所述圆筒形紧固夹具，以便用紧固在所述紧固夹具上的金属材料搅拌所述刻蚀槽和钝化槽中的各处理液的驱动装置；用于运送所述圆筒形紧固夹具至所述刻蚀槽和钝化槽的运送装置；和用于控制运送装置和驱动装置的控制装置。
12、根据权利要求11所述的燃料电池隔板制造设备，其中所述制造设备包括：用于去除所述异常层的异常层去除槽；用于进行所述钝化处理的钝化处理槽；用于进行导电体暴露的导电体暴露槽；用于在异常层去除后和导电体暴露后测量所述的金属材料重量的重量测量装置；用于以从该重量测量装置得到的重量信息为依据来判断该重量是否在预定范围之内的自动判断装置。
13、根据权利要求11所述的燃料电池隔板制造设备，其中该制造设备包括：充满用于电解刻蚀金属材料的处理液并在处理液中设置电极的处理槽；用于为浸在该处理槽的处理液中的金属材料和电极之间供电的供电装置；用于检测该供电装置在供电过程中的电流密度的电流密度检测装置；用于控制对应于该电流密度检测装置检测的电流密度的金属材料和电极之间的电位差的电位控制装置；用于为实现在预定时间的供电而传送时间信号至所述电位控制装置的计时器。
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