JP2001345109A - Separator for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池用セパレ
ータに関し、特に、該セパレータと単位電池の電極との
接触抵抗の小さいものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separator for a fuel cell, and more particularly to a separator having a small contact resistance between the separator and an electrode of a unit cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】燃料電池には、固体高分子型、燐酸型及
び溶融炭酸塩型等のタイプがある。これらの燃料電池
は、酸素含有ガスと水素含有ガスとの電気化学反応によ
り起電力を生ずる単位電池と、積層された該単位電池の
隣り合う単位電池間に介在し、隣り合う単位電池双方の
電極と接触して該両単位電池を電気的に接続するととも
に反応ガスを分離する作用をなすセパレータとを有す
る。このセパレータとして、固体高分子型及び燐酸型の
燃料電池においては緻密質カーボン材が使用され、又溶
融炭酸塩型の燃料電池においてはＮｉ／ＳＵＳクラッド
材が使用されている。2. Description of the Related Art Fuel cells include types such as a polymer electrolyte type, a phosphoric acid type and a molten carbonate type. These fuel cells include a unit cell that generates an electromotive force due to an electrochemical reaction between an oxygen-containing gas and a hydrogen-containing gas, and an electrode between both adjacent unit cells of the stacked unit cells, and electrodes of both adjacent unit cells. And a separator that functions to electrically connect the two unit batteries in contact with each other and to separate the reaction gas. As the separator, a dense carbon material is used in a polymer electrolyte fuel cell and a phosphoric acid fuel cell, and a Ni / SUS clad material is used in a molten carbonate fuel cell.
【０００３】また別に、燃料電池用セパレータとして、
金属製部材からなり、単位電池の電極との接触面にメッ
キを施した燃料電池用セパレータが提案されている。[0003] Separately, as a fuel cell separator,
2. Description of the Related Art There has been proposed a fuel cell separator which is made of a metal member and has a surface in contact with an electrode of a unit cell plated.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記緻密質カ
ーボン材を使用したセパレータ及び上記Ｎｉ／ＳＵＳク
ラッド材を使用したセパレータはいずれも、単位電池の
電極との接触抵抗が大きいという問題点がある。However, both the separator using the dense carbon material and the separator using the Ni / SUS clad material have a problem that the contact resistance with the electrode of the unit battery is large. .
【０００５】また、セパレータの電極との接触面に単に
メッキを施した場合には、メッキ層におけるピンホール
の存在、さらにはメッキ層と電極の密着性に留意する必
要がある。[0005] Further, when plating is simply performed on the contact surface of the separator with the electrode, it is necessary to pay attention to the existence of pinholes in the plating layer and the adhesion between the plating layer and the electrode.
【０００６】そこで、本発明はかかる問題点を解消する
ためになされたものであり、単位電池の電極との密着性
が高く、該電極との接触抵抗が小さい燃料電池用セパレ
ータを提供することを課題とする。Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a fuel cell separator having high adhesion to an electrode of a unit cell and low contact resistance with the electrode. Make it an issue.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明において、第１の
発明に係る燃料電池用セパレータは、電極と接触する部
分に、耐食性を有し且つ低電気抵抗の層を肉厚に形成し
たことを特徴とする。ここで、低電気抵抗とは、比抵抗
の値が２×１０-5（Ω・ｃｍ）以下のことである。第２
の発明に係る燃料電池用セパレータは、基材上の所定領
域に形成された下地メッキ層上、電極との接触部分に別
のメッキ層が部分的に形成されたことを特徴とする。第
３の発明に係る燃料電池用セパレータは、基材上の所定
領域に形成された下地メッキ層上にさらに別のメッキ層
が形成され、この別のメッキ層における電極との接触部
分が、部分的に肉厚に形成されたことを特徴とする。第
４の発明に係る燃料電池用セパレータは、基材上、基材
の凸部を含む所定領域に下地メッキ層が形成され、この
凸部におけるこの下地メッキ層上、すなわち電極との接
触部分に別のメッキ層が部分的に形成されたことを特徴
とする。第５の発明に係る燃料電池用セパレータは、基
材上、基材の凸部を含む所定領域に形成された下地メッ
キ層上に、別のメッキ層がベタ状に形成され、この別の
メッキ層において凸部上に形成され電極と接触する部分
の当該メッキ層が、他の部分の当該メッキ層に比べて肉
厚であることを特徴とする。According to the present invention, the fuel cell separator according to the first invention is characterized in that a layer having corrosion resistance and low electric resistance is formed in a thick portion at a portion in contact with an electrode. Features. Here, the low electric resistance means that the value of the specific resistance is 2 × 10 −5 (Ω · cm) or less. Second
The fuel cell separator according to the present invention is characterized in that another plating layer is partially formed on a base plating layer formed in a predetermined region on a base material, at a contact portion with an electrode. In the fuel cell separator according to the third invention, a further plating layer is formed on a base plating layer formed in a predetermined region on the base material, and a contact portion of the another plating layer with the electrode is partially formed. It is characterized in that it is formed to have a large thickness. In the fuel cell separator according to the fourth invention, a base plating layer is formed on a base material in a predetermined region including a convex portion of the base material, and on the base plating layer in the convex portion, that is, on a contact portion with the electrode. Another plating layer is partially formed. The fuel cell separator according to the fifth invention is characterized in that another plating layer is formed in a solid shape on a base material, on a base plating layer formed in a predetermined region including a convex portion of the base material, The plating layer in a portion formed on the convex portion and in contact with the electrode in the layer is thicker than the plating layer in other portions.
【０００８】なお、上記下地メッキ層が形成される所定
領域とは、基材上、耐食性を要求される部分ないし高導
電性を要求される部分、或いは基材の中央部及び該近傍
部分（周縁部を除く部分）のことをいう。[0008] The predetermined area where the undercoat layer is formed is defined as a portion requiring corrosion resistance or a portion requiring high conductivity on the base material, or a central portion of the base material and its vicinity (peripheral edge). Part except part).
【０００９】本発明による燃料電池用セパレータにおい
ては、単位電池の電極と接触する部分に、耐食性を有し
且つ低電気抵抗の層（膜）、特にＡｕメッキ層を肉厚に
形成したことにより、この層中にピンホールが存在する
可能性を低下させる。この結果、セパレータと電極との
実質的な接触面積が拡大され、両者の密着性が向上され
る。これによって、セパレータと電極との接触抵抗が低
下され、セパレータと電極との導通抵抗が小さくなるた
め、燃料電池の出力電圧が大きくなる。In the fuel cell separator according to the present invention, a layer (film) having corrosion resistance and low electric resistance, particularly an Au plating layer, is formed thick in a portion in contact with the electrode of the unit cell. It reduces the possibility of pinholes in this layer. As a result, the substantial contact area between the separator and the electrode is increased, and the adhesion between them is improved. Thereby, the contact resistance between the separator and the electrode is reduced, and the conduction resistance between the separator and the electrode is reduced, so that the output voltage of the fuel cell is increased.
【００１０】ところで、セパレータが電極と接触する部
分は、動作時、酸性雰囲気となるため、高耐久性が要求
される。本発明によれば、セパレータと電極との接触部
分に、肉厚の保護層を部分的に形成することにより、高
耐久性を保証している。したがって、本発明によるセパ
レータは、運転時間が数万時間と言われている、民生用
の燃料電池にも好適に採用されるものである。By the way, the portion where the separator comes into contact with the electrode is in an acidic atmosphere during operation, and therefore, high durability is required. According to the present invention, high durability is assured by partially forming a thick protective layer in the contact portion between the separator and the electrode. Therefore, the separator according to the present invention is suitably adopted for a consumer fuel cell whose operation time is said to be tens of thousands of hours.
【００１１】特に、耐食性を有し且つ低電気抵抗の層と
して、Ａｕメッキ層を形成する場合、本発明によれば、
セパレータと電極との接触部分のみ、Ａｕメッキ層を厚
く形成し、その他の部分のＡｕメッキ層厚さを可及的に
薄くすることができるため、高価なＡｕの使用量が削減
され、コストダウンが図られる。In particular, when an Au plating layer is formed as a layer having corrosion resistance and low electric resistance, according to the present invention,
The Au plating layer is formed thick only in the contact portion between the separator and the electrode, and the thickness of the Au plating layer in other portions can be made as thin as possible, so that the amount of expensive Au used is reduced and the cost is reduced. Is achieved.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
【００１３】本発明による燃料電池用セパレータは、主
として、単位電池の電極と電気的に接触し、且つ反応ガ
スを分離するために用いられ、さらに好ましくは、本発
明のセパレータは、電極を支持する凸部と反応ガスの通
路となる凹部とが交互に形成された導電性の基材を含
む。The fuel cell separator according to the present invention is mainly used to electrically contact the electrodes of the unit cell and to separate the reaction gas, and more preferably, the separator of the present invention supports the electrodes. The conductive base material includes alternately formed convex portions and concave portions serving as reaction gas passages.
【００１４】本発明の好ましい実施の形態においては、
セパレータの基材として、導電性部材、金属製部材又は
導電性樹脂製部材を用いる。例えば、金属製部材とし
て、アルミニウム、チタン、Ｎｉ−鉄合金、ステンレス
鋼等を使用することができる。耐食性と経済性を両立さ
せるという観点から、基材としてステンレス鋼を使用す
ることが望ましい。In a preferred embodiment of the present invention,
A conductive member, a metal member, or a conductive resin member is used as a base material of the separator. For example, aluminum, titanium, Ni-iron alloy, stainless steel, or the like can be used as the metal member. From the viewpoint of achieving both corrosion resistance and economy, it is desirable to use stainless steel as the base material.
【００１５】本発明の好ましい実施の形態においては、
セパレータに凹凸（谷部と山部）を形成し、凹部を反応
ガス通路、凸部を電極との接触部分とする。特に、電極
がカーボン製の場合は、セパレータの方に上記凹凸を設
けて反応ガス通路を画成することが望ましい。別の好ま
しい実施の形態においては、電極の方にガス通路となる
溝を形成する。In a preferred embodiment of the present invention,
Irregularities (valleys and peaks) are formed on the separator, the concave portions are reaction gas passages, and the convex portions are contact portions with the electrodes. In particular, when the electrode is made of carbon, it is desirable to provide the above-described irregularities on the separator side to define a reaction gas passage. In another preferred embodiment, a groove serving as a gas passage is formed toward the electrode.
【００１６】本発明の好ましい実施の形態において、セ
パレータ基材上に、下地メッキ層として、Ａｕメッキ層
を形成する。このＡｕメッキ層の厚さは特に制限されな
いが、実験の結果、ピンホールが発生し難い厚さとし
て、０．０１〜０．０６μｍの範囲が好ましい。セパレ
ータと電極との接触部分に形成されるＡｕメッキ層の厚
さは、トータルで（下地メッキ層がある場合はその厚さ
を含む）、０．０５〜０．０９μｍの範囲とすることが
好ましい。なお、場合によっては、耐食性を有し且つ低
電気抵抗の層を、メッキ以外の公知の膜形成方法を用い
て形成することができる。In a preferred embodiment of the present invention, an Au plating layer is formed as a base plating layer on a separator base material. The thickness of the Au plating layer is not particularly limited, but as a result of an experiment, a thickness in which a pinhole is unlikely to occur is preferably in the range of 0.01 to 0.06 μm. The total thickness of the Au plating layer formed at the contact portion between the separator and the electrode (including the thickness of the underlying plating layer if present) is preferably in the range of 0.05 to 0.09 μm. . In some cases, the layer having corrosion resistance and low electric resistance can be formed by using a known film forming method other than plating.
【００１７】本発明の好ましい実施の形態においては、
セパレータと電極との接触部分に形成される肉厚の層
が、一層、或いは２層以上の複数層から構成される。In a preferred embodiment of the present invention,
The thick layer formed at the contact portion between the separator and the electrode is composed of one layer or two or more layers.
【００１８】本発明の好ましい実施の形態においては、
セパレータ基材上の所定領域（耐食性が必要な部分）
に、下地メッキ層が形成され、さらに、下地メッキ層
上、単位電池の電極と接触する部分に別のメッキ層が形
成される。これによって、セパレータと電極との接触部
分のみ、肉厚のメッキ層が形成される。In a preferred embodiment of the present invention,
Predetermined area on separator substrate (corrosion resistance is required)
Then, a base plating layer is formed, and another plating layer is formed on the base plating layer at a portion in contact with the electrode of the unit battery. As a result, a thick plating layer is formed only at the contact portion between the separator and the electrode.
【００１９】本発明の好ましい実施の形態においては、
部分メッキ層ないし肉厚メッキ層を、マスキング方式又
はその他の公知の方法を用いて形成する。In a preferred embodiment of the present invention,
The partial plating layer or the thick plating layer is formed by using a masking method or another known method.
【００２０】本発明による燃料電池用セパレータは、固
体高分子型、燐酸型、溶融炭酸塩型、及びその他の型の
燃料電池に、好適に適用される。The fuel cell separator according to the present invention is suitably applied to solid polymer type, phosphoric acid type, molten carbonate type, and other types of fuel cells.
【００２１】[0021]
【実施例】以上説明した本発明の好ましい実施の形態を
さらに明確化するために、以下図面を参照して、本発明
の一実施例を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the preferred embodiments of the present invention described above, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２２】図１を参照すると、本発明の実施例１に係
る燃料電池用セパレータ１０において、基材３の中央部
及び該近傍部分には、プレス成形により多数個の凹凸が
形成されている。また、基材３の周縁部には、反応ガス
の導入孔４及び導出孔５、さらに冷却水流通孔６が穿設
されている。Referring to FIG. 1, in the fuel cell separator 10 according to Embodiment 1 of the present invention, a large number of irregularities are formed in the central portion and the vicinity of the substrate 3 by press molding. In addition, an inlet hole 4 and an outlet hole 5 for a reaction gas, and a cooling water circulation hole 6 are formed in a peripheral portion of the base material 3.
【００２３】図２を参照すると、基材３の両面におい
て、凹凸が形成された部分上には、下地メッキ層（第１
のメッキ層）１，１がそれぞれ形成されている。さら
に、凸部における下地メッキ層１，１上には、部分メッ
キ層（第２のメッキ層）２，２が形成されている。この
部分メッキ層２，２は、凸部、すなわち、単位電池の電
極と接触する部分のみに形成され、他の部分、すなわ
ち、凹部の側面及び底面には下地メッキ層１，１のみが
形成されている。Referring to FIG. 2, on both surfaces of the base material 3, a base plating layer (first
Are formed respectively. Further, partial plating layers (second plating layers) 2 and 2 are formed on the base plating layers 1 and 1 at the protrusions. The partial plating layers 2 and 2 are formed only on the protruding portions, that is, portions that are in contact with the electrodes of the unit battery, and only the base plating layers 1 and 1 are formed on other portions, that is, on the side surfaces and the bottom surface of the concave portions. ing.
【００２４】燃料電池のアセンブリ状態において、セパ
レータ１０は、互いに対向する（積層された）単位電池
の電極間に介在し、基材３の凸部上に形成された部分メ
ッキ層２，２のみが、該電極らとそれぞれ当接すること
により、集電機能を発揮する。また、基材３の凹部は反
応ガス通路として機能することにより、セパレータ１０
はガス分離機能を発揮する。In the assembled state of the fuel cell, the separator 10 is interposed between the electrodes of the unit cells facing each other (laminated), and only the partial plating layers 2 and 2 formed on the convex portions of the base material 3 are formed. By contacting the electrodes, a current collecting function is exhibited. Further, the concave portion of the base material 3 functions as a reaction gas passage, so that the separator 10
Exerts a gas separation function.
【００２５】なお、上記基材３内側の凹凸は、プレス成
形により形成することができる。また、上記基材３とし
て、ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３０４を用いること
ができる。下地メッキ層１及び部分メッキ層２として
は、Ａｕメッキ層が好ましい。セパレータと電極との接
触部分に形成されるＡｕメッキ層の厚さは、トータルで
（下地メッキ層がある場合はその厚さを含む）、０．０
５〜０．０９μｍの範囲とすることが好ましい。これに
よって、このＡｕメッキ層に、ピンホール等が存在する
確率が低くなり、セパレータ１０と電極との密着性も向
上される。The irregularities inside the substrate 3 can be formed by press molding. Further, stainless steel, for example, SUS304 can be used as the base material 3. As the base plating layer 1 and the partial plating layer 2, an Au plating layer is preferable. The total thickness of the Au plating layer formed at the contact portion between the separator and the electrode (including the thickness of the underlying plating layer, if any) is 0.0
It is preferable to set the range of 5 to 0.09 μm. As a result, the probability that pinholes and the like exist in the Au plating layer is reduced, and the adhesion between the separator 10 and the electrode is also improved.
【００２６】次に、下地メッキ層及び部分メッキ層とし
て、Ａｕメッキ層を形成する場合の工程を順に説明す
る。Next, steps for forming an Au plating layer as a base plating layer and a partial plating layer will be described in order.
【００２７】図３を参照すると、まず、ステップ１０１
の脱脂工程においては、強アルカリ系脱脂剤を用いて、
凹凸が形成されたセパレータ基材の表面に付着した油脂
を除去する。Referring to FIG. 3, first, step 101
In the degreasing step, using a strong alkaline degreasing agent,
The oils and fats attached to the surface of the separator substrate having the irregularities are removed.
【００２８】ステップ１０２の水洗工程においては、脱
脂されたセパレータ基材を水洗する。In the water washing step 102, the degreased separator substrate is washed with water.
【００２９】ステップ１０３の酸活性化工程（表面活性
化工程）においては、無機混合酸と有機系インヒビタと
を処理剤として用い、セパレータ基材の表面を活性化す
るとともに平滑化する。In the acid activating step (surface activating step) of step 103, the surface of the separator substrate is activated and smoothed using an inorganic mixed acid and an organic inhibitor as a treating agent.
【００３０】ステップ１０４の酸中和工程においては、
上記酸を中和する。In the acid neutralization step of step 104,
Neutralize the acid.
【００３１】ステップ１０５の水洗工程においては、さ
らに、セパレータ基材を水洗する。In the water washing step 105, the separator substrate is further washed with water.
【００３２】ステップ１０６の全面Ａｕメッキ工程にお
いては、基材両面の所定領域に、シアン化第２金カリウ
ム（ＫＡｕ（ＣＮ）4）リン酸塩浴を用いて、０．０１
〜０．０６μｍの下地メッキ層１，１（図２参照）を形
成する。In the entire surface Au plating step of Step 106, 0.01% potassium cyanide (KAu (CN) 4 ) phosphate bath is applied to predetermined regions on both surfaces of the base material.
A base plating layer 1, 1 (see FIG. 2) having a thickness of about 0.06 μm is formed.
【００３３】ステップ１０７の水洗工程においては、付
着したメッキ液等を洗い流す。In the water washing step 107, the plating solution and the like adhered are washed away.
【００３４】次に、ステップ１０８の部分メッキ工程に
おいては、単位電池（セル）の電極と接触する部分のみ
に、部分メッキ層２，２（図２参照）を形成する。詳細
には、穴が開けられたシリコンゴムをセパレータ基材に
押し当て、該穴を基材のメッキする部分に位置決めする
マスキング方式を採用して、上記下地メッキ層と形成す
る部分メッキ層との層厚さの合計が０．０６μｍとなる
よう、追加Ａｕメッキを行う。Next, in the partial plating step of step 108, the partial plating layers 2 and 2 (see FIG. 2) are formed only in the portions that are in contact with the electrodes of the unit battery (cell). In detail, a masking method of pressing a perforated silicon rubber against a separator base material and positioning the hole at a portion to be plated of the base material is adopted, and the base plating layer and the partial plating layer to be formed are used. Additional Au plating is performed so that the total layer thickness becomes 0.06 μm.
【００３５】そして、ステップ１０９の水洗工程におい
ては、部分メッキ層が形成されたセパレータ基材を水洗
する。In the water washing step 109, the separator substrate on which the partial plating layer is formed is washed with water.
【００３６】最後に、ステップ１１０の乾燥工程におい
ては、水洗したセパレータ基材を乾燥し、以上で一連の
Ａｕメッキ工程を終了する。Finally, in the drying step of step 110, the water-washed separator substrate is dried, and a series of Au plating steps is completed.
【００３７】次に、本発明の実施例２を説明する。図４
を参照すると、本発明の実施例２に係るセパレータ１０
においては、基材３の両面の所定領域にそれぞれ下地メ
ッキ層１，１が形成されている。これら下地メッキ層
（第１のメッキ層）１，１上には、別のメッキ層（第２
のメッキ層）２０，２０がそれぞれ全面的に形成されて
いる。これら別のメッキ層２０，２０においては、基材
３の凸部における層厚さが、他の部分、すなわち、基材
３凹部の側面及び底面上の層厚さに比べて、肉厚に形成
されている。以下、別のメッキ層２０，２０において、
この肉厚に形成された部分（凸部上の部分）を「肉厚メ
ッキ層２０ａ，２０ａ」と称する。これら肉厚メッキ層
２０ａ，２０ａが、単位電池の電極とそれぞれ当接し、
肉厚メッキ層２０ａ，２０ａを介して、セパレータ１０
と上記電極とが電気的に接続される。また、肉厚メッキ
層２０ａと下地メッキ層１との層厚さの合計は、０．０
６μｍとなっている。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG.
Referring to FIG. 3, the separator 10 according to the second embodiment of the present invention
In FIG. 1, base plating layers 1 and 1 are formed in predetermined regions on both surfaces of a base material 3, respectively. On these base plating layers (first plating layers) 1, 1, another plating layer (second plating layer)
Are formed over the entire surface. In these other plating layers 20, the layer thickness at the convex portion of the substrate 3 is formed thicker than the other portions, that is, the layer thickness on the side and bottom surfaces of the concave portion of the substrate 3. Have been. Hereinafter, in another plating layer 20, 20,
The thick portion (the portion on the convex portion) is referred to as “thick plated layers 20a, 20a”. These thick plating layers 20a, 20a respectively contact the electrodes of the unit battery,
The separator 10 is provided via the thick plating layers 20a, 20a.
And the electrodes are electrically connected. The total thickness of the thick plating layer 20a and the underlying plating layer 1 is 0.0
6 μm.
【００３８】このように、セパレータにおいて、電極と
の接触部分であるメッキ層を部分的に肉厚にすることに
より、メッキ層と電極との密着性が向上され、セパレー
タと電極との接触抵抗が低減される。As described above, by partially increasing the thickness of the plating layer, which is the contact portion with the electrode, in the separator, the adhesion between the plating layer and the electrode is improved, and the contact resistance between the separator and the electrode is reduced. Reduced.
【００３９】次に、本発明の実施例１（図２参照）及び
実施例２（図４参照）に係る燃料電池用セパレータの導
通抵抗を、セパレータと電極との接触面圧を変えて測定
した。また、比較のため、ＳＵＳ製、Ｎｉ／ＳＵＳクラ
ッド製及びカーボン製のセパレータをそれぞれ作製し、
実施例１及び２のセパレータと同様に導通抵抗の測定を
それぞれ行った。なお、いずれのセパレータにおいても
セパレータ側と電極側との見かけ上の接触面積は同一と
した。Next, the conduction resistance of the fuel cell separator according to Example 1 (see FIG. 2) and Example 2 (see FIG. 4) of the present invention was measured while changing the contact surface pressure between the separator and the electrode. . For comparison, SUS, Ni / SUS clad, and carbon separators were prepared, respectively.
Conduction resistance was measured similarly to the separators of Examples 1 and 2. In each of the separators, the apparent contact area between the separator side and the electrode side was the same.
【００４０】図５に、各実施例及び各比較例に係る導通
抵抗と面圧との関係を示す。図５から明らかなように、
面圧が大きくなるほど導通抵抗が低下する傾向は、各実
施例及び各比較例のセパレータ共に同じであるが、一定
面圧に対する導通抵抗の大きさは、実施例１及び２のセ
パレータが最も小さかった。FIG. 5 shows the relationship between the conduction resistance and the surface pressure according to each embodiment and each comparative example. As is clear from FIG.
The tendency that the conduction resistance decreases as the surface pressure increases is the same for both the separators of Examples and Comparative Examples, but the magnitude of the conduction resistance for a constant surface pressure is the smallest for the separators of Examples 1 and 2. .
【００４１】次に、本発明の実施例１及び２に係るセパ
レータの耐食性を調査するため、部分メッキ層２（図２
参照）及び肉厚メッキ層２０ａ（図４参照）に、腐食の
起点となるピンホールが存在するか否かを、硝酸ばっ気
試験（ＪＩＳ Ｈ８６２１）を行って確認した。その結
果、部分メッキ層２及び肉厚メッキ層２０ａに、ピンホ
ールが形成されていないことが確認できた。Next, in order to investigate the corrosion resistance of the separator according to Examples 1 and 2 of the present invention, the partial plating layer 2 (FIG.
(See FIG. 4) and the thick plating layer 20a (see FIG. 4) were subjected to a nitric acid aeration test (JIS H8621) to confirm whether pinholes serving as corrosion starting points exist. As a result, it was confirmed that no pinhole was formed in the partial plating layer 2 and the thick plating layer 20a.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、単位電池の電極との密
着性が高く、該電極との接触抵抗が小さい燃料電池用セ
パレータが提供される。また、本発明によるセパレータ
は、耐久性が高いため、民生用の燃料電池にも好適に採
用されるものである。また、本発明によれば、セパレー
タが電極と接触する部分に、耐食性を有し且つ低電気抵
抗の層、特にメッキ層を肉厚に形成することにより、こ
の層中にピンホールが存在する可能性が低下される。According to the present invention, there is provided a fuel cell separator having high adhesion to a unit cell electrode and low contact resistance with the electrode. In addition, the separator according to the present invention has high durability, and is therefore suitably used for consumer fuel cells. Further, according to the present invention, a layer having corrosion resistance and low electric resistance, particularly, a plating layer is formed thick in a portion where the separator is in contact with the electrode, so that a pinhole may be present in this layer. Is reduced.
【図１】本発明の実施例１に係る燃料電池用セパレータ
の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a fuel cell separator according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】図１のII-II線部分断面図である。FIG. 2 is a partial sectional view taken along line II-II of FIG.
【図３】図１に示したセパレータの製造方法を説明する
ためのＡｕメッキ工程図である。FIG. 3 is an Au plating process diagram for explaining a method of manufacturing the separator shown in FIG. 1;
【図４】本発明の実施例２に係る燃料電池用セパレータ
の部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a fuel cell separator according to Embodiment 2 of the present invention.
【図５】本発明の実施例１、２及び各比較例のセパレー
タを用いて、セパレータと電極間の面圧と両者の導通抵
抗との関係を測定した結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of measuring the relationship between the surface pressure between the separator and the electrode and the conduction resistance between the separator and the electrode, using the separators of Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples.
１ 下地メッキ層 ２ 部分メッキ層 ３ 基材 ４ 反応ガスの導入孔 ５ 反応ガスの導出孔 ６ 冷却水流通孔 １０ 燃料電池用のセパレータ ２０ 第２のメッキ層 ２０ａ 肉厚メッキ層 REFERENCE SIGNS LIST 1 base plating layer 2 partial plating layer 3 base material 4 reaction gas introduction hole 5 reaction gas outlet hole 6 cooling water circulation hole 10 fuel cell separator 20 second plating layer 20a thick plating layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 勝宏 愛知県豊田市高丘新町天王１番地 アイシ ン高丘株式会社内 Ｆターム(参考） 5H026 AA02 CC03 EE02 HH03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Katsuhiro Mizuno 1-tenno, Takaokashinmachi, Toyota-shi, Aichi F-term in Aisin Takaoka Co., Ltd. 5H026 AA02 CC03 EE02 HH03
Claims (6)
応ガスを分離するための燃料電池用セパレータであっ
て、 前記セパレータが前記電極と接触する部分に、耐食性を
有し且つ低電気抵抗の層を肉厚に形成したことを特徴と
する燃料電池用セパレータ。1. A fuel cell separator that is in electrical contact with an electrode of a unit cell and separates a reaction gas, wherein a portion of the separator in contact with the electrode has corrosion resistance and low electricity. A fuel cell separator, wherein a resistance layer is formed thick.
応ガスを分離するための燃料電池用セパレータであっ
て、 基材と、 前記基材上の所定領域に形成された下地メッキ層と、 前記下地メッキ層上、前記電極との接触部分に部分的に
形成された部分メッキ層と、 を有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。2. A fuel cell separator for electrically contacting an electrode of a unit cell and separating a reaction gas, comprising: a base; and a base plating layer formed in a predetermined region on the base. And a partial plating layer partially formed on the base plating layer in a contact portion with the electrode. A fuel cell separator comprising:
応ガスを分離するための燃料電池用セパレータであっ
て、 基材と、 前記基材上の所定領域に形成された下地メッキ層と、 前記下地メッキ層上にベタ状に形成された別のメッキ層
と、 を有し、 前記別のメッキ層が、前記電極との接触部分において部
分的に肉厚に形成されたことを特徴とする燃料電池用セ
パレータ。3. A fuel cell separator for electrically contacting an electrode of a unit cell and separating a reaction gas, comprising: a base material; and a base plating layer formed in a predetermined region on the base material. And another plating layer formed in a solid shape on the base plating layer, wherein the another plating layer is formed partially thick at a contact portion with the electrode. For fuel cells.
応ガスを分離するための燃料電池用セパレータであっ
て、 凸部と前記反応ガスの通路となる凹部とが交互に形成さ
れた導電性の基材と、前記基材上、前記凸部を含む所定
領域に形成された下地メッキ層と、 前記凸部において前記下地メッキ層上、前記電極との接
触部分に部分的に形成された部分メッキ層と、 を有することを特徴とする燃料電池用セパレータ。4. A fuel cell separator for electrically contacting an electrode of a unit cell and separating a reaction gas, wherein a projection and a depression serving as a passage for the reaction gas are alternately formed. A conductive base material, a base plating layer formed on a predetermined region including the protrusion on the base material, and a part formed on the base plating layer on the protrusion, at a contact portion with the electrode; A fuel cell separator comprising: a partially plated layer;
応ガスを分離するための燃料電池用セパレータであっ
て、 凸部と前記反応ガスの通路となる凹部とが交互に形成さ
れた基材と、 前記基材上、前記凸部を含む所定領域に形成された下地
メッキ層と、 前記下地メッキ層上にベタ状に形成された別のメッキ層
と、 を有し、 前記別のメッキ層において、前記凸部上に形成され前記
電極と接触する部分の当該メッキ層が、他の部分の当該
メッキ層に比べて肉厚であることを特徴とする燃料電池
用セパレータ。5. A fuel cell separator for electrically contacting an electrode of a unit cell and separating a reactive gas, wherein a convex portion and a concave portion serving as a passage for the reactive gas are alternately formed. A base material, a base plating layer formed on a predetermined region including the protrusion on the base material, and another plating layer formed in a solid shape on the base plating layer; A fuel cell separator, wherein in the plating layer, a portion of the plating layer formed on the protrusion and in contact with the electrode is thicker than other portions of the plating layer.
質のメッキ層であることを特徴とする請求項２〜５のい
ずれか一記載の燃料電池用セパレータ。6. The fuel cell separator according to claim 2, wherein the plating layer is a plating layer made of Au or another noble metal.
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