JP2000169126A - グラファイトシート、その導電性複合シート及びそれらの製造方法 - Google Patents
グラファイトシート、その導電性複合シート及びそれらの製造方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 グラファイト粉末、フエノール樹脂及びセル
ロース質繊維とからなる抄造法により、固体高分子型燃
料電池用インターコネクター板等として優れた特性を有
するグラファイトシート並びに導電性複合シートの提
供。 【解決手段】 平均粒径１〜３０ミクロンのグラファイ
ト粉末が７０〜８５重量％、重量平均分子量１００，０
００以下のフェノール樹脂が７〜２０重量％及びセルロ
ース質繊維が７〜２０重量％から製造されたグラファイ
トシートであって、電気比抵抗が２００ｍΩｃｍ未満か
つ通気率が１×１０ー4ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ
以下であるグラファイトシート並びに該抄造シートの１
枚または複数枚を金属シートまたはグラファイトを含む
導電性成形板に積層した後、５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の加圧
下、２２０〜４００℃の温度において１０分間以上焼成
した導電性複合シート。
ロース質繊維とからなる抄造法により、固体高分子型燃
料電池用インターコネクター板等として優れた特性を有
するグラファイトシート並びに導電性複合シートの提
供。 【解決手段】 平均粒径１〜３０ミクロンのグラファイ
ト粉末が７０〜８５重量％、重量平均分子量１００，０
００以下のフェノール樹脂が７〜２０重量％及びセルロ
ース質繊維が７〜２０重量％から製造されたグラファイ
トシートであって、電気比抵抗が２００ｍΩｃｍ未満か
つ通気率が１×１０ー4ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ
以下であるグラファイトシート並びに該抄造シートの１
枚または複数枚を金属シートまたはグラファイトを含む
導電性成形板に積層した後、５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の加圧
下、２２０〜４００℃の温度において１０分間以上焼成
した導電性複合シート。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生産性が良く安価
に製造可能であり、かつ強度が高くハンドリング性に優
れたグラファイトシート及びそれを用いた導電性複合シ
ート並びにそれらの製造方法に関するものである。これ
らの導電性シートは、電気比抵抗が小さく、通気率が極
めて優れているので二次電池、燃料電池などの集電シー
ト、不浸透性インターコネクターシートなどに使用でき
る。
に製造可能であり、かつ強度が高くハンドリング性に優
れたグラファイトシート及びそれを用いた導電性複合シ
ート並びにそれらの製造方法に関するものである。これ
らの導電性シートは、電気比抵抗が小さく、通気率が極
めて優れているので二次電池、燃料電池などの集電シー
ト、不浸透性インターコネクターシートなどに使用でき
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、交通網の発達、走行台数の増大と
共に、自動車等内燃機関の排気ガスによる都市大気の汚
染が問題となってきている。この対策として電気自動車
（ＥＶ）、ハイブリットカーといわれる電気・内燃機関
併用自動車などが開発されてきているが、軽量で取扱の
容易な自動車用の大気を汚染しないエネルギー源として
燃料電池などの利用もその一つとして挙げることができ
る。燃料電池には使用する電解液の種類によりアルカリ
型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、固体高分
子型等、種々のタイプの燃料電池があるが、低温で稼働
でき、扱い易く、且つ出力密度の高い固体高分子型がＥ
Ｖ等の動力源として注目を集めている。
共に、自動車等内燃機関の排気ガスによる都市大気の汚
染が問題となってきている。この対策として電気自動車
（ＥＶ）、ハイブリットカーといわれる電気・内燃機関
併用自動車などが開発されてきているが、軽量で取扱の
容易な自動車用の大気を汚染しないエネルギー源として
燃料電池などの利用もその一つとして挙げることができ
る。燃料電池には使用する電解液の種類によりアルカリ
型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、固体高分
子型等、種々のタイプの燃料電池があるが、低温で稼働
でき、扱い易く、且つ出力密度の高い固体高分子型がＥ
Ｖ等の動力源として注目を集めている。
【０００３】本発明者らは、抄造法による高性能燃料電
池用セパレータ板（不浸透性インターコネクターシー
ト）やポ一ラス板（多孔質基板）の製造方法（特開昭６
０−１６１１４４号、特開昭６０−２３１４７０号、特
開平５−２５４９５７号等）を開発し、提案している。
しかしこれらの燃料電池、例えばリン酸型燃料電池の現
行価格が４０〜６０万円／ＫＷと言われているように、
いずれのタイプのものも極めて高価格であり、これが燃
料電池の採用、実施の大きな障害となっている。燃料電
池の普及のためには、その一つとして品質、信頼性の高
いカーボン材［セパレータ板（インターコネクター
板）、多孔質基板等］で、必要な品質（セパレータ板の
場合は気密性、導電性等）を備えた安価なカーボン材の
開発が希求されている。
池用セパレータ板（不浸透性インターコネクターシー
ト）やポ一ラス板（多孔質基板）の製造方法（特開昭６
０−１６１１４４号、特開昭６０−２３１４７０号、特
開平５−２５４９５７号等）を開発し、提案している。
しかしこれらの燃料電池、例えばリン酸型燃料電池の現
行価格が４０〜６０万円／ＫＷと言われているように、
いずれのタイプのものも極めて高価格であり、これが燃
料電池の採用、実施の大きな障害となっている。燃料電
池の普及のためには、その一つとして品質、信頼性の高
いカーボン材［セパレータ板（インターコネクター
板）、多孔質基板等］で、必要な品質（セパレータ板の
場合は気密性、導電性等）を備えた安価なカーボン材の
開発が希求されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、グラファ
イト粉末、フエノール樹脂及びセルロース質繊維とから
なる抄造法により、固体高分子型燃料電池用インターコ
ネクター板等として使用可能な特性（不浸透性、体積固
有抵抗、等）を有し、更に強度が高くハンドリンク性が
優れ、各種の燃料電池、特に固体高分子型燃料電池用イ
ンターコネクター板に使用する際のモールド成型による
溝賦形等を容易に行うことができるグラファイトシート
並びに導電性複合シートの開発を目的とする。
イト粉末、フエノール樹脂及びセルロース質繊維とから
なる抄造法により、固体高分子型燃料電池用インターコ
ネクター板等として使用可能な特性（不浸透性、体積固
有抵抗、等）を有し、更に強度が高くハンドリンク性が
優れ、各種の燃料電池、特に固体高分子型燃料電池用イ
ンターコネクター板に使用する際のモールド成型による
溝賦形等を容易に行うことができるグラファイトシート
並びに導電性複合シートの開発を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、 ［１］ 平均粒径１〜３０ミクロンのグラファイト粉末
が７０〜８５重量％、重量平均分子量１００，０００以
下のフェノール樹脂が７〜２０重量％及びセルロース質
繊維が７〜２０重量％から製造されたカーボンシートで
あって、電気比抵抗が２００ｍΩｃｍ未満かつ通気率が
１×１０ー4ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ以下である
ことを特徴とするグラファイトシート、
が７０〜８５重量％、重量平均分子量１００，０００以
下のフェノール樹脂が７〜２０重量％及びセルロース質
繊維が７〜２０重量％から製造されたカーボンシートで
あって、電気比抵抗が２００ｍΩｃｍ未満かつ通気率が
１×１０ー4ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ以下である
ことを特徴とするグラファイトシート、
【０００６】［２］ 平均粒径１〜３０ミクロンのグラ
ファイト粉末が７０〜８５重量％、重量平均分子量１０
０，０００以下のフエノール樹脂が７〜２０重量％及び
セルロース質繊維が７〜２０重量％から抄造されたシー
トを、１枚または複数枚積層して５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の
加圧下に２２０〜４００℃の温度において１０分間以上
焼成してなることを特徴とするグラファイトシートの製
造方法、
ファイト粉末が７０〜８５重量％、重量平均分子量１０
０，０００以下のフエノール樹脂が７〜２０重量％及び
セルロース質繊維が７〜２０重量％から抄造されたシー
トを、１枚または複数枚積層して５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の
加圧下に２２０〜４００℃の温度において１０分間以上
焼成してなることを特徴とするグラファイトシートの製
造方法、
【０００７】［３］ 前記［１］に記載の未焼成の抄造
シートと金属シートまたはグラファイトからなる導電性
成形板とを焼成し、積層一体化した、貫通方向の電気抵
抗が極めて低いことを特徴とする導電性複合シート、 ［４］ 金属シートが炭化物を生成し易い金属からなる
前記［３］に記載の導電性複合シート、及び
シートと金属シートまたはグラファイトからなる導電性
成形板とを焼成し、積層一体化した、貫通方向の電気抵
抗が極めて低いことを特徴とする導電性複合シート、 ［４］ 金属シートが炭化物を生成し易い金属からなる
前記［３］に記載の導電性複合シート、及び
【０００８】［５］ グラファイト粉末が７０〜８５重
量％、重量平均分子量１００，０００以下のフェノール
樹脂粉末が７〜２０重量％及びセルロース質繊維が７〜
２０重量％から抄造された抄造シートの１枚または複数
枚を金属シートまたはグラファイトを含む導電性成形板
に積層した後、５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の加圧下、２２０〜
４００℃の温度において１０分間以上焼成することを特
徴とするの導電性複合シートの製造方法を開発し、上記
目的を達成できることを見いだした。
量％、重量平均分子量１００，０００以下のフェノール
樹脂粉末が７〜２０重量％及びセルロース質繊維が７〜
２０重量％から抄造された抄造シートの１枚または複数
枚を金属シートまたはグラファイトを含む導電性成形板
に積層した後、５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の加圧下、２２０〜
４００℃の温度において１０分間以上焼成することを特
徴とするの導電性複合シートの製造方法を開発し、上記
目的を達成できることを見いだした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のグラファイトシートに使用されるグラファイト
粉末としては、人造グラファイト粉末、天然グラファイ
ト粉末、繊維状グラファイト粉末（例；昭和電工（株）
製、気相成長グラファイト短繊維、商品名；ＶＧＣＦ）
等、市販されているグラファイト粉末が使用可能であ
る。抄造法による加工性、製品性能を確保するためにグ
ラファイト粉末の平均粒径は１〜３０μｍ、特に３〜２
５ミクロンが好ましい。平均粒径が１μｍ未満とする場
合は粉砕コストがかかるが粉砕コストがかかるだけで得
られる効果は少ない。また３０μｍより大きいと抄造性
を悪化させる。抄造シート中のグラファイト粉末の配合
量は７０〜８５重量％、特に７０〜８０重量％が好まし
い。グラファイト粉末の配合量が７０重量％未満である
とグラファイトシートの体積固有抵抗が大きくなりすぎ
て、必要な導電性が得られない。一方グラファイト粉末
を８５重量％以上配合することはセルロース質繊維及び
フェノール樹脂粉末などの他の配合物が必要量を確保で
きなくなり、得られるグラファイトシートの物性値を低
下させることになる。
本発明のグラファイトシートに使用されるグラファイト
粉末としては、人造グラファイト粉末、天然グラファイ
ト粉末、繊維状グラファイト粉末（例；昭和電工（株）
製、気相成長グラファイト短繊維、商品名；ＶＧＣＦ）
等、市販されているグラファイト粉末が使用可能であ
る。抄造法による加工性、製品性能を確保するためにグ
ラファイト粉末の平均粒径は１〜３０μｍ、特に３〜２
５ミクロンが好ましい。平均粒径が１μｍ未満とする場
合は粉砕コストがかかるが粉砕コストがかかるだけで得
られる効果は少ない。また３０μｍより大きいと抄造性
を悪化させる。抄造シート中のグラファイト粉末の配合
量は７０〜８５重量％、特に７０〜８０重量％が好まし
い。グラファイト粉末の配合量が７０重量％未満である
とグラファイトシートの体積固有抵抗が大きくなりすぎ
て、必要な導電性が得られない。一方グラファイト粉末
を８５重量％以上配合することはセルロース質繊維及び
フェノール樹脂粉末などの他の配合物が必要量を確保で
きなくなり、得られるグラファイトシートの物性値を低
下させることになる。
【００１０】抄造シートに配合するセルロース質繊維
は、７〜２０重量％、好ましくは１０〜１８重量％であ
る。セルロース質繊維が７重量％末満では抄造操作が困
難となり、グラファイトシートの十分な機械的強度が得
られない。またセルロース質繊維が２０重量％より多い
と抄紙性の確保、グラファイトシートの強度確保をする
ための配合制約からグラファイト粉末の配合量が少なく
なるため、結果として体積固有抵抗の低下が避けられな
くなる。
は、７〜２０重量％、好ましくは１０〜１８重量％であ
る。セルロース質繊維が７重量％末満では抄造操作が困
難となり、グラファイトシートの十分な機械的強度が得
られない。またセルロース質繊維が２０重量％より多い
と抄紙性の確保、グラファイトシートの強度確保をする
ための配合制約からグラファイト粉末の配合量が少なく
なるため、結果として体積固有抵抗の低下が避けられな
くなる。
【００１１】グラファイトシートにおいて、バインダー
として添加されるフェノール樹脂は重量平均分子量１０
０，０００以下の樹脂、特に微粒子状フエノール樹脂粉
末が好ましい。フェノール樹脂の重量平均分子量が１０
０，０００を超える場合は、加圧成形時にフェノール樹
脂が流れにくくなり、シート全体に樹脂が均等に回ら
ず、結果としてグラファイトシートの不浸透性及び機械
的強度を低下させる。抄造シート中のフェノール樹脂粉
末の配合量は７〜２０重量％、好ましくは１０〜１８重
量％である。フェノール樹脂の配合量が７重量％未満で
はバインダー機能が不足し、グラファイトシートの十分
な機械的強度が得られないだけでなく、また不浸透性が
不足する。２０重量％より多いと抄造性を確保するため
セルロース質繊維成分の配合制約からグラファイト粉末
の配合量が少なくなるため、結果としてカーボンシート
として体積固有抵抗の低下が避けられなくなる。
として添加されるフェノール樹脂は重量平均分子量１０
０，０００以下の樹脂、特に微粒子状フエノール樹脂粉
末が好ましい。フェノール樹脂の重量平均分子量が１０
０，０００を超える場合は、加圧成形時にフェノール樹
脂が流れにくくなり、シート全体に樹脂が均等に回ら
ず、結果としてグラファイトシートの不浸透性及び機械
的強度を低下させる。抄造シート中のフェノール樹脂粉
末の配合量は７〜２０重量％、好ましくは１０〜１８重
量％である。フェノール樹脂の配合量が７重量％未満で
はバインダー機能が不足し、グラファイトシートの十分
な機械的強度が得られないだけでなく、また不浸透性が
不足する。２０重量％より多いと抄造性を確保するため
セルロース質繊維成分の配合制約からグラファイト粉末
の配合量が少なくなるため、結果としてカーボンシート
として体積固有抵抗の低下が避けられなくなる。
【００１２】抄造工程においては、フェノール樹脂、グ
ラファイト粉末及びセルロース質繊維（パルプ）を水に
分散してスラリーとなし、これを例えば丸網抄紙機等で
抄き抄造シートとする。また必要に応じてロールを通し
て圧縮するなどによりシートの紙質を調整する。グラフ
ァイト粉末を含む抄造シートは、ホットプレス等により
加圧下に抄造シート１枚で焼成して製品とすることもで
きるが、未焼成の抄造シートを複数枚重ねて圧着した後
同様に焼成することもできる。焼成は、グリーンシート
の１枚または複数枚を重ねてグラファイト板などに挟ん
で５Ｋｇ／ｃｍ2 以上、通常は５〜５０ｋｇ／ｃｍ2 の
加圧下、２２０℃〜４００℃、好ましくは２５０〜４０
０℃で焼成する。焼成時間は焼成温度により変わり、高
温度では短時間で済む。この焼成時間は簡単なテストに
より適切な焼成時間を確定することができる。通常は１
０分以上加熱することにより焼成できる。
ラファイト粉末及びセルロース質繊維（パルプ）を水に
分散してスラリーとなし、これを例えば丸網抄紙機等で
抄き抄造シートとする。また必要に応じてロールを通し
て圧縮するなどによりシートの紙質を調整する。グラフ
ァイト粉末を含む抄造シートは、ホットプレス等により
加圧下に抄造シート１枚で焼成して製品とすることもで
きるが、未焼成の抄造シートを複数枚重ねて圧着した後
同様に焼成することもできる。焼成は、グリーンシート
の１枚または複数枚を重ねてグラファイト板などに挟ん
で５Ｋｇ／ｃｍ2 以上、通常は５〜５０ｋｇ／ｃｍ2 の
加圧下、２２０℃〜４００℃、好ましくは２５０〜４０
０℃で焼成する。焼成時間は焼成温度により変わり、高
温度では短時間で済む。この焼成時間は簡単なテストに
より適切な焼成時間を確定することができる。通常は１
０分以上加熱することにより焼成できる。
【００１３】焼成時の加圧が５Ｋｇ／ｃｍ2 未満では得
られるグラファイトシートの嵩密度が低すぎて良好な物
性のグラファイトシートが得られない。焼成温度が２２
０℃より低いとフェノール樹脂の熱分解不足となり、結
果としてグラファイトシートの体積固有抵抗が大きくな
る。また４００℃より高い温度で焼成するとセルロース
質繊維（パルプ）の熱分解による劣化、空気酸化による
劣化等でグラファイトシートの機械的強度が低下する。
られるグラファイトシートの嵩密度が低すぎて良好な物
性のグラファイトシートが得られない。焼成温度が２２
０℃より低いとフェノール樹脂の熱分解不足となり、結
果としてグラファイトシートの体積固有抵抗が大きくな
る。また４００℃より高い温度で焼成するとセルロース
質繊維（パルプ）の熱分解による劣化、空気酸化による
劣化等でグラファイトシートの機械的強度が低下する。
【００１４】本発明によるグラファイト粉末を原料とし
たグラファイトシートを集電シートや固体高分子型燃料
電池用不浸透インターコネクターシートとして使用する
場合、グラファイトシートをそのまま使用することも可
能であるが、未焼成の抄造シートと金属またはグラファ
イトを含む導電性成形板の集電シートを積層し、焼成温
度２２０〜４００℃、５ｋｇ／ｃｍ2 以上、１０分間以
上の、グラファイトシート製造と同様な条件下で焼成
し、グラファイト粉末層と金属またはグラファイトを含
む導電性成形板の集電シートを積層一体化した導電性複
合シートを得ることができる。この場合の金属シートと
しては、炭化物を生成し易いアルミニウム、チタン、鉄
（ステンレススチールを含む）などの金属シートまたは
それらの合金のシート（２００ミクロン未満の金属箔を
含む。）ものである。該導電性複合シートは導電性成形
板を積層一体化させたことにより、不浸透性を向上させ
ると共にシートの機械強度、特に引張強度を数十倍ない
し百数十倍と顕著に向上させることができ、更にグラフ
ァイトシートと集電シートとの接触抵抗を顕著に低下さ
せることができる。さらには燃料電池の形状に合わせモ
ールドの形状を選択し、モールド内に入れて焼成するこ
とにより任意の形状の導電性シートを容易に賦形でき
る。
たグラファイトシートを集電シートや固体高分子型燃料
電池用不浸透インターコネクターシートとして使用する
場合、グラファイトシートをそのまま使用することも可
能であるが、未焼成の抄造シートと金属またはグラファ
イトを含む導電性成形板の集電シートを積層し、焼成温
度２２０〜４００℃、５ｋｇ／ｃｍ2 以上、１０分間以
上の、グラファイトシート製造と同様な条件下で焼成
し、グラファイト粉末層と金属またはグラファイトを含
む導電性成形板の集電シートを積層一体化した導電性複
合シートを得ることができる。この場合の金属シートと
しては、炭化物を生成し易いアルミニウム、チタン、鉄
（ステンレススチールを含む）などの金属シートまたは
それらの合金のシート（２００ミクロン未満の金属箔を
含む。）ものである。該導電性複合シートは導電性成形
板を積層一体化させたことにより、不浸透性を向上させ
ると共にシートの機械強度、特に引張強度を数十倍ない
し百数十倍と顕著に向上させることができ、更にグラフ
ァイトシートと集電シートとの接触抵抗を顕著に低下さ
せることができる。さらには燃料電池の形状に合わせモ
ールドの形状を選択し、モールド内に入れて焼成するこ
とにより任意の形状の導電性シートを容易に賦形でき
る。
【００１５】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
明する。
【実施例１】カーボン粉末として、グラファイト粉末
（昭和電工（株）製グラファイト：商品名ＵＦＧ−３
０）を粉砕し、平均粒子径５μｍのものを使用した。木
材パルプを１７重量％、フエノール樹脂（ベルパールＳ
−８９０：重量平均分子量約１０，０００）を１３重量
％、グラファイト粉末７０重量％を配合したスラリーを
抄紙機［（株）東洋精機製作所製、ＴＳＳ式マシーン］
を用いて抄造し、カレンダーロール処理を施し、抄造シ
ートとした。シート厚さは０．２ｍｍで目付は１１５ｇ
／ｍ2 であった。この抄造シート２枚を積層し、５０ｋ
ｇ／ｃｍ2 、１５０℃、６０分間プレス圧着してグリー
ンシートとした後、黒鉛板に挟み５ｋｇ／ｃｍ2 の加圧
下に２５０℃、３０分焼成し、グラファイトシートを作
製した。このグラファイトシートを使用した電気二重層
コンデンサー（キャパシター）用集電シート、または固
体高分子型燃料電池用インターコネクターとしての性能
を調べるため、電気比抵抗（四端子法：ｍΩｃｍ）、通
気率（窒素ガス使用、差圧０．２気圧：ｃｃ／ｃｍ2 ／
ｓｅｃ／ａｔｍ）を測定した。測定結果を表１に示す。
（昭和電工（株）製グラファイト：商品名ＵＦＧ−３
０）を粉砕し、平均粒子径５μｍのものを使用した。木
材パルプを１７重量％、フエノール樹脂（ベルパールＳ
−８９０：重量平均分子量約１０，０００）を１３重量
％、グラファイト粉末７０重量％を配合したスラリーを
抄紙機［（株）東洋精機製作所製、ＴＳＳ式マシーン］
を用いて抄造し、カレンダーロール処理を施し、抄造シ
ートとした。シート厚さは０．２ｍｍで目付は１１５ｇ
／ｍ2 であった。この抄造シート２枚を積層し、５０ｋ
ｇ／ｃｍ2 、１５０℃、６０分間プレス圧着してグリー
ンシートとした後、黒鉛板に挟み５ｋｇ／ｃｍ2 の加圧
下に２５０℃、３０分焼成し、グラファイトシートを作
製した。このグラファイトシートを使用した電気二重層
コンデンサー（キャパシター）用集電シート、または固
体高分子型燃料電池用インターコネクターとしての性能
を調べるため、電気比抵抗（四端子法：ｍΩｃｍ）、通
気率（窒素ガス使用、差圧０．２気圧：ｃｃ／ｃｍ2 ／
ｓｅｃ／ａｔｍ）を測定した。測定結果を表１に示す。
【００１６】
【実施例２】グラファイト粉末として実施例１と同じグ
ラファイト粉末を使用した。木材パルプを１２重量％、
フェノール樹脂粉末（ベルパールＳ−８９５：重量平均
分子量６，０００）を８重量％、グラファイト粉末８０
重量％を水に配合したスラリーを実施例１と同様に抄造
し、次いでカレンダーロール処理して抄造シートを得
た。シート厚さは０．２ｍｍで目付は１１５ｇ／ｍ2 で
あった。この抄造シート３枚を積層し、５０ｋｇ／ｃｍ
2 、１６０℃、３０分間プレス圧着してグリーンシート
とした後、黒鉛板に挟み１０ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下、３
００℃、３０分間焼成し、グラファイトシートを作製し
た。このグラファイトシートの電気二重層コンデンサー
（キャパシター）用集電シートとしての性能及び固体高
分子型燃料電池用インターコネクターとしての性能を調
べるため、実施例１と同様の方法にて電気比抵抗（四端
子法：ｍΩｃｍ）、通気率（窒素ガス使用、差圧０．２
気圧：ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ）を測定した。測
定結果を表１に示す。
ラファイト粉末を使用した。木材パルプを１２重量％、
フェノール樹脂粉末（ベルパールＳ−８９５：重量平均
分子量６，０００）を８重量％、グラファイト粉末８０
重量％を水に配合したスラリーを実施例１と同様に抄造
し、次いでカレンダーロール処理して抄造シートを得
た。シート厚さは０．２ｍｍで目付は１１５ｇ／ｍ2 で
あった。この抄造シート３枚を積層し、５０ｋｇ／ｃｍ
2 、１６０℃、３０分間プレス圧着してグリーンシート
とした後、黒鉛板に挟み１０ｋｇ／ｃｍ2 の加圧下、３
００℃、３０分間焼成し、グラファイトシートを作製し
た。このグラファイトシートの電気二重層コンデンサー
（キャパシター）用集電シートとしての性能及び固体高
分子型燃料電池用インターコネクターとしての性能を調
べるため、実施例１と同様の方法にて電気比抵抗（四端
子法：ｍΩｃｍ）、通気率（窒素ガス使用、差圧０．２
気圧：ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ）を測定した。測
定結果を表１に示す。
【００１７】
【実施例３】グラファイト粉末は、実施例１と同じもの
を使用した。木材パルプを１２重量％、フェノール樹脂
粉末（ベルパールＳ−８９５：重量平均分子量約６，０
００）を１３重量％及びグラファイト粉末７５重量％配
合したスラリーを実施例１と同様に抄造し、カレンダー
ロール処理して抄造シートを得た。シート厚さは０．２
ｍｍで重量は１１５ｇ／ｍ2 であった。抄造シート２枚
を厚さ３０μｍアルミニウムシートの上に積層し、アル
ミニウムシートと一緒に５０ｋｇ／ｃｍ2 、１６０℃、
３０分間プレス圧着してグリーンシートとした後、実施
例１と同様に黒鉛板に挟み、１０Ｋｇ／ｃｍ2 の加圧
下、３００℃、３０分間焼成してアルミニウムシートと
グラファイトシートが一体化した導電性複合シート（集
電シート）を作製した。
を使用した。木材パルプを１２重量％、フェノール樹脂
粉末（ベルパールＳ−８９５：重量平均分子量約６，０
００）を１３重量％及びグラファイト粉末７５重量％配
合したスラリーを実施例１と同様に抄造し、カレンダー
ロール処理して抄造シートを得た。シート厚さは０．２
ｍｍで重量は１１５ｇ／ｍ2 であった。抄造シート２枚
を厚さ３０μｍアルミニウムシートの上に積層し、アル
ミニウムシートと一緒に５０ｋｇ／ｃｍ2 、１６０℃、
３０分間プレス圧着してグリーンシートとした後、実施
例１と同様に黒鉛板に挟み、１０Ｋｇ／ｃｍ2 の加圧
下、３００℃、３０分間焼成してアルミニウムシートと
グラファイトシートが一体化した導電性複合シート（集
電シート）を作製した。
【００１８】図１に該積層集電シートの基本構成を示
す。この導電性複合シートを使用した電気二重層コンデ
ンサー（キャパシター）用集電シート、または固体高分
子型燃料電池用インターコネクターとしての性能を調べ
るため、実施例１と同様の方法にて電気比抵抗（四端子
法：ｍΩｃｍ）、通気率（窒素ガス使用、差圧０．２気
圧：ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ）を測定した。測定
結果を表１に示す。なおアルミニウムシートとの積層一
体化した導電性複合シートの効果を確認するため、抄造
シートを３枚積層したグリーンシートを焼成した実施例
２のグラファイトシートを１ｋｇ／ｃｍ2 の荷重下の貫
層方向の抵抗値を、また同様に実施例３の一体化した導
電性複合シートの１ｋｇ／ｃｍ2 荷重下の貫層方向の抵
抗値を測定した。測定結果を表２に示す。
す。この導電性複合シートを使用した電気二重層コンデ
ンサー（キャパシター）用集電シート、または固体高分
子型燃料電池用インターコネクターとしての性能を調べ
るため、実施例１と同様の方法にて電気比抵抗（四端子
法：ｍΩｃｍ）、通気率（窒素ガス使用、差圧０．２気
圧：ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ）を測定した。測定
結果を表１に示す。なおアルミニウムシートとの積層一
体化した導電性複合シートの効果を確認するため、抄造
シートを３枚積層したグリーンシートを焼成した実施例
２のグラファイトシートを１ｋｇ／ｃｍ2 の荷重下の貫
層方向の抵抗値を、また同様に実施例３の一体化した導
電性複合シートの１ｋｇ／ｃｍ2 荷重下の貫層方向の抵
抗値を測定した。測定結果を表２に示す。
【００１９】
【比較例１】実施例１で得られたグリーンシートの電気
二重層コンデンサー用集電シートまたは固体高分子型燃
料電池用インターコネクターとしての性能を調べるた
め、実施例１と同様な方法で測定した。測定結果を表１
に示す。
二重層コンデンサー用集電シートまたは固体高分子型燃
料電池用インターコネクターとしての性能を調べるた
め、実施例１と同様な方法で測定した。測定結果を表１
に示す。
【比較例２】実施例２で得られたグリーンシートの電気
二重層コンデンサー用集電シートまたは固体高分子型燃
料電池用インターコネクターとしての性能を調べるた
め、実施例１と同法で測定した。測定結果を表１に示
す。
二重層コンデンサー用集電シートまたは固体高分子型燃
料電池用インターコネクターとしての性能を調べるた
め、実施例１と同法で測定した。測定結果を表１に示
す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】本発明のグラファイト粉末、セルロース
質繊維及びフェノール樹脂粉末から製造されたグラファ
イトシートは、電気比抵抗が小さく、また通気率も極め
て小さいものであるので、二次電池、燃料電池などの集
電シート、不浸透性インターコネクターシートなどに使
用することが好ましい。このグラファイトシートは焼成
温度が２２０〜４００℃とこれまで開発されてきた各種
のグラファイトシート、カーボンシートに比較して低温
焼成で良く、また抄造法により製造されるため大型基板
などの製造も容易であり、機械的強度も優れた生産性、
コスト共に優れたものである。更に該グラファイトシー
トの未焼成抄造シートを金属シートあるいはグラファイ
トを含む導電成形板と共に積層一体化したものは、貫層
方向の接続電気抵抗値が極めて小さくなり、機械的強度
も極めて高く、ハンドリング性が優れた集電シートとし
て使用できるものである。
質繊維及びフェノール樹脂粉末から製造されたグラファ
イトシートは、電気比抵抗が小さく、また通気率も極め
て小さいものであるので、二次電池、燃料電池などの集
電シート、不浸透性インターコネクターシートなどに使
用することが好ましい。このグラファイトシートは焼成
温度が２２０〜４００℃とこれまで開発されてきた各種
のグラファイトシート、カーボンシートに比較して低温
焼成で良く、また抄造法により製造されるため大型基板
などの製造も容易であり、機械的強度も優れた生産性、
コスト共に優れたものである。更に該グラファイトシー
トの未焼成抄造シートを金属シートあるいはグラファイ
トを含む導電成形板と共に積層一体化したものは、貫層
方向の接続電気抵抗値が極めて小さくなり、機械的強度
も極めて高く、ハンドリング性が優れた集電シートとし
て使用できるものである。
【図１】本発明における積層集電シートの基本構成を示
す断面図。
す断面図。
１１ 活性炭またはグラファイト微粒子を含むカーボン
シート １２ 金属及びグラファイトを含む導電性成形シート
シート １２ 金属及びグラファイトを含む導電性成形シート
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＦＢ Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＦＢ ５Ｈ０２１ Ｃ０８Ｋ 3/04 Ｃ０８Ｋ 3/04 7/02 7/02 Ｃ０８Ｌ 1/02 Ｃ０８Ｌ 1/02 61/04 61/04 Ｈ０１Ｇ 9/016 Ｈ０１Ｍ 2/16 Ｍ Ｈ０１Ｍ 2/16 Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ｆ Ｆターム(参考） 4F071 AA09 AA41 AA81 AB03 AD01 AD02 AE15 AF07Y AF37Y AG22 AG30 AG31 AH15 BB13 BC01 BC10 4F072 AA02 AA05 AA07 AA09 AB03 AB31 AD13 AE08 AE23 AF01 AG16 AG19 AG20 AK05 AL11 4F100 AA37A AA37H AB01B AD11A AD11B AD11H AK33A AT00B BA02 CA21H DE01A DE01H DG03A DG03H EC01 EJ20 EJ26 GB41 JG01 JG01B JL01 4G046 EA03 EA05 EB02 EC03 EC06 4J002 AB012 CC031 DA026 FA042 FA046 GF00 GQ02 5H021 BB01 BB02 BB08 CC01 CC03 CC04 EE09 EE11 HH00 HH01 HH03 HH06 HH07
Claims (5)
- 【請求項１】 平均粒径１〜３０ミクロンのグラファイ
ト粉末が７０〜８５重量％、重量平均分子量１００，０
００以下のフエノール樹脂が７〜２０重量％及びセルロ
ース質繊維が７〜２０重量％から製造されたカーボンシ
ートであって、電気比抵抗が２００ｍΩｃｍ未満かつ通
気率が１×１０ー4ｃｃ／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ａｔｍ以下
であることを特徴とするグラファイトシート。 - 【請求項２】 平均粒径１〜３０ミクロンのグラファイ
ト粉末が７０〜８５重量％、重量平均分子量１００，０
００以下のフエノール樹脂が７〜２０重量％及びセルロ
ース質繊維が７〜２０重量％から抄造されたシートを、
１枚または複数枚積層して５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の加圧下
に２２０〜４００℃の温度において１０分間以上焼成し
てなることを特徴とするグラファイトシートの製造方
法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の未焼成の抄造シートと
金属シートまたはグラファイトからなる導電性成形板と
を焼成し、積層一体化した貫通方向の電気抵抗が極めて
低いことを特徴とする導電性複合シート。 - 【請求項４】 金属シートが炭化物を生成し易い金属か
らなる請求項３に記載の導電性複合シート。 - 【請求項５】 グラファイト粉末が７０〜８５重量％、
重量平均分子量１００，０００以下のフェノール樹脂粉
末が７〜２０重量％及びセルロース質繊維が７〜２０重
量％から抄造された抄造シートの１枚または複数枚を金
属シートまたはグラファイトを含む導電性成形板に積層
した後、５Ｋｇ／ｃｍ2 以上の加圧下、２２０〜４００
℃の温度において１０分間以上焼成することを特徴とす
るの導電性複合シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351178A JP2000169126A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | グラファイトシート、その導電性複合シート及びそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10351178A JP2000169126A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | グラファイトシート、その導電性複合シート及びそれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000169126A true JP2000169126A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18415586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10351178A Pending JP2000169126A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | グラファイトシート、その導電性複合シート及びそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000169126A (ja) |
Cited By (9)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2020100489A1 (ja) * | 2018-11-16 | 2020-05-22 | 日清紡ホールディングス株式会社 | 導電性金属樹脂積層体及びその成形体 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP10351178A patent/JP2000169126A/ja active Pending
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