JP2003249237A - 燃料電池用の金属セパレータの製造方法 - Google Patents
燃料電池用の金属セパレータの製造方法Info
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属製の薄板に凹凸形状のガス流路をプレス
成形した後、簡単な後工程をもって、金属板の圧延によ
って生じた歪みを是正し得る燃料電池用金属セパレータ
の製造方法を提供することを課題とし、もって燃料電池
の発電性能を向上させることを目的とする。 【解決手段】 電解質を挟んだアノードとカソードの各
電極にアノードガス又はカソードガスを供給する縦長凹
凸形状のガス流路を成形した燃料電池用の金属セパレー
タ１の製造方法において、金属板の左右上下に周辺部３
を残存して、センター部に、縦長凹凸形状のガス流路２
をプレス成形する第一工程と、ガス流路２の長手方向の
上下の周辺部３ａを、ガス流路２と直列となる複数の線
状に、金属セパレータ１の表裏からプレスする第二工程
とを備えた燃料電池用の金属セパレータの製造方法であ
る。
成形した後、簡単な後工程をもって、金属板の圧延によ
って生じた歪みを是正し得る燃料電池用金属セパレータ
の製造方法を提供することを課題とし、もって燃料電池
の発電性能を向上させることを目的とする。 【解決手段】 電解質を挟んだアノードとカソードの各
電極にアノードガス又はカソードガスを供給する縦長凹
凸形状のガス流路を成形した燃料電池用の金属セパレー
タ１の製造方法において、金属板の左右上下に周辺部３
を残存して、センター部に、縦長凹凸形状のガス流路２
をプレス成形する第一工程と、ガス流路２の長手方向の
上下の周辺部３ａを、ガス流路２と直列となる複数の線
状に、金属セパレータ１の表裏からプレスする第二工程
とを備えた燃料電池用の金属セパレータの製造方法であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質を挟んだア
ノードとカソードから成るセルを仕切るために用いる燃
料電池用の金属製のセパレータに関し、特に、セパレー
タ成形時における歪みを是正した燃料電池用の金属セパ
レータの製造方法に関する。
ノードとカソードから成るセルを仕切るために用いる燃
料電池用の金属製のセパレータに関し、特に、セパレー
タ成形時における歪みを是正した燃料電池用の金属セパ
レータの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、開発がすすんでいる、水素と酸素
を電気化学的に反応させることにより、化学エネルギー
を電気エネルギーに直接変換する燃料電池は、発電効率
が高く、発電に伴う熱を利用してコジェネレーションシ
ステムとして用いることが可能である。また、燃料電池
は、環境汚染や地球温暖化の原因となっている窒素酸化
物等の排出が少ないため、自動車、家電等に用いるクリ
ーンなエネルギー供給方法として注目されている。
を電気化学的に反応させることにより、化学エネルギー
を電気エネルギーに直接変換する燃料電池は、発電効率
が高く、発電に伴う熱を利用してコジェネレーションシ
ステムとして用いることが可能である。また、燃料電池
は、環境汚染や地球温暖化の原因となっている窒素酸化
物等の排出が少ないため、自動車、家電等に用いるクリ
ーンなエネルギー供給方法として注目されている。
【０００３】燃料電池の開発は、初期の燐酸型燃料電池
から、溶融炭酸塩型燃料電池、固体電解質型燃料電池へ
と移行過程にあり、図１及び図２に示すように、溶融炭
酸塩型の燃料電池１２においては、電解質として溶融炭
酸塩を多孔質物質に染み込ませた電解質板４をアノード
（燃料極）５とカソード（酸素極）６の両電極で挟んだ
サンドイッチ構造のものを一つのセル７とし、アノード
５とカソード６との間で発生する電位差により発電が行
われるようにしている。燃料電池１２は、各セル７の両
側にセパレータ１を配して多層に積層させてスタック
し、必要な発電能力を持たせている。
から、溶融炭酸塩型燃料電池、固体電解質型燃料電池へ
と移行過程にあり、図１及び図２に示すように、溶融炭
酸塩型の燃料電池１２においては、電解質として溶融炭
酸塩を多孔質物質に染み込ませた電解質板４をアノード
（燃料極）５とカソード（酸素極）６の両電極で挟んだ
サンドイッチ構造のものを一つのセル７とし、アノード
５とカソード６との間で発生する電位差により発電が行
われるようにしている。燃料電池１２は、各セル７の両
側にセパレータ１を配して多層に積層させてスタック
し、必要な発電能力を持たせている。
【０００４】仕切りとなるセパレータ１は、周辺部を除
く中央部分にガス流路２となる凹凸形状を表裏両面に形
成し、平坦となっている周辺部３にアノードガス供給用
マニホールド１０と、カソードガス供給用マニホールド
１１を設け、アノード５若しくはカソード６と接触する
ガス流路２の頂部から、各電極に電子を伝達すると共
に、セパレータ１の表裏両面に形成された一方のガス流
路２からアノード５にアノードガス（燃料ガス）を、他
方のガス流路２からカソード６にカソードガス（酸素ガ
ス）を供給している。
く中央部分にガス流路２となる凹凸形状を表裏両面に形
成し、平坦となっている周辺部３にアノードガス供給用
マニホールド１０と、カソードガス供給用マニホールド
１１を設け、アノード５若しくはカソード６と接触する
ガス流路２の頂部から、各電極に電子を伝達すると共
に、セパレータ１の表裏両面に形成された一方のガス流
路２からアノード５にアノードガス（燃料ガス）を、他
方のガス流路２からカソード６にカソードガス（酸素ガ
ス）を供給している。
【０００５】従来において、燃料電池用のセパレータ
は、ガス不透過性と導電性に優れたカーボングラファイ
トを用いて形成されていた。
は、ガス不透過性と導電性に優れたカーボングラファイ
トを用いて形成されていた。
【０００６】しかし、カーボングラファイトは、素材に
展延性がないため、硬い炭素系素材の板材に、ガス流路
となる凹凸形状を、もっぱら切削加工等の機械的加工に
より形成する必要があった。カーボングラファイトは、
材料自体が高価であることに加え、切削加工等の機械的
加工のコストが高く、量産も困難であり、５０〜１００
ｋＷの出力が必要な自動車用燃料電池では、スタック1
個当りに数百枚のセパレータを使うため、セパレータは
燃料電池の製造コストの約４０％近くを占め、価格は１
枚当り数万円もするため、燃料電池のコストアップの要
因ともなっていた。
展延性がないため、硬い炭素系素材の板材に、ガス流路
となる凹凸形状を、もっぱら切削加工等の機械的加工に
より形成する必要があった。カーボングラファイトは、
材料自体が高価であることに加え、切削加工等の機械的
加工のコストが高く、量産も困難であり、５０〜１００
ｋＷの出力が必要な自動車用燃料電池では、スタック1
個当りに数百枚のセパレータを使うため、セパレータは
燃料電池の製造コストの約４０％近くを占め、価格は１
枚当り数万円もするため、燃料電池のコストアップの要
因ともなっていた。
【０００７】また、カーボングラファイトは、多孔質材
料であり、強度的に十分ではなく、複数のセルを積層し
て締め付け固定すると、経時的にセパレータが変形し、
破損する、と云う問題があった。
料であり、強度的に十分ではなく、複数のセルを積層し
て締め付け固定すると、経時的にセパレータが変形し、
破損する、と云う問題があった。
【０００８】このため、近年においては、従来のカーボ
ングラファイトの代わりに、金属製の薄板を用いること
で、強度を高めて要求される強度を保持しつつ、重さを
従来の約半分と軽くし、比較的安価なプレス加工により
ガス流路の成形を可能とした金属セパレータの開発がな
されている。
ングラファイトの代わりに、金属製の薄板を用いること
で、強度を高めて要求される強度を保持しつつ、重さを
従来の約半分と軽くし、比較的安価なプレス加工により
ガス流路の成形を可能とした金属セパレータの開発がな
されている。
【０００９】溶融炭酸塩型の燃料電池は、６００℃〜７
００℃の高温で運転され、腐食性の高い炭酸塩を電解質
として用いているため、水蒸気や流れ出した電解質等に
よりセパレータ材料が腐食されてしまうおそれがあり、
ステンレス鋼、アルミ、チタン等の金属板の表面にニッ
ケルをクラッドしたクラッド材等を用いて金属セパレー
タを形成し、腐食による耐久性の問題を解決している。
００℃の高温で運転され、腐食性の高い炭酸塩を電解質
として用いているため、水蒸気や流れ出した電解質等に
よりセパレータ材料が腐食されてしまうおそれがあり、
ステンレス鋼、アルミ、チタン等の金属板の表面にニッ
ケルをクラッドしたクラッド材等を用いて金属セパレー
タを形成し、腐食による耐久性の問題を解決している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金属セパレータ１は、図９に示すように、ガス供給用の
マニホールドを形成する必要性から、金属板のセンター
部に凹凸形状のガス流路２を成形し、ガス流路２の周囲
に、枠状の周辺部３を残存成形している。ガス流路２を
成形した、金属セパレータ１のセンター部は、プレスに
より圧延方向（図９中矢印Ｙ方向）に力が加わって圧延
され、一方、プレスされない周辺部３は、圧延されずに
元の状態を保っている。このため、ガス流路２の形成の
ために圧延されたセンター部の延びが、特に、ガス流路
２の長手方向と直交する周辺部３ａによって規制された
状態となり、金属セパレー１がガス流路２を形成したセ
ンター部を中心として、凹状若しくは凸状に湾曲する歪
みを生じる（図９(b)及び(c)参照）。この歪みは、金属
板のセンター部のみをプレスして、凹凸形状に圧延する
ことによって生じる不可避的な現象である。
金属セパレータ１は、図９に示すように、ガス供給用の
マニホールドを形成する必要性から、金属板のセンター
部に凹凸形状のガス流路２を成形し、ガス流路２の周囲
に、枠状の周辺部３を残存成形している。ガス流路２を
成形した、金属セパレータ１のセンター部は、プレスに
より圧延方向（図９中矢印Ｙ方向）に力が加わって圧延
され、一方、プレスされない周辺部３は、圧延されずに
元の状態を保っている。このため、ガス流路２の形成の
ために圧延されたセンター部の延びが、特に、ガス流路
２の長手方向と直交する周辺部３ａによって規制された
状態となり、金属セパレー１がガス流路２を形成したセ
ンター部を中心として、凹状若しくは凸状に湾曲する歪
みを生じる（図９(b)及び(c)参照）。この歪みは、金属
板のセンター部のみをプレスして、凹凸形状に圧延する
ことによって生じる不可避的な現象である。
【００１１】このように歪みを生じた金属セパレータを
用いてセルをスタックすると、金属セパレータと隣接す
る部材との面圧が、燃料電池全体で均一とならず、面圧
の低い領域で、導電性が低下し、燃料電池動作時の内部
抵抗が大きくなるため、発電性能が低下する、と云う問
題があった。また、面圧の低い領域では、熱伝導性も低
下するため、燃料電池の内部温度も不均一化し、発電性
能の低下につながる、と云う問題もあった。更に、歪ん
だ金属セパレータを積層して燃料電池を構成すると、セ
ルと金属セパレータとをスタックした周辺部において、
ガスシール性を確保することが困難になる、と云う問題
も生じる。
用いてセルをスタックすると、金属セパレータと隣接す
る部材との面圧が、燃料電池全体で均一とならず、面圧
の低い領域で、導電性が低下し、燃料電池動作時の内部
抵抗が大きくなるため、発電性能が低下する、と云う問
題があった。また、面圧の低い領域では、熱伝導性も低
下するため、燃料電池の内部温度も不均一化し、発電性
能の低下につながる、と云う問題もあった。更に、歪ん
だ金属セパレータを積層して燃料電池を構成すると、セ
ルと金属セパレータとをスタックした周辺部において、
ガスシール性を確保することが困難になる、と云う問題
も生じる。
【００１２】そこで、本発明は、叙述の諸事情を鑑みて
創案されたもので、金属製の薄板に凹凸形状のガス流路
をプレス成形した後、簡単な第二工程により、金属板の
圧延によって生じた歪みを是正し得る燃料電池用の金属
セパレータの製造方法を提供することを課題とし、もっ
て燃料電池の発電性能を向上させることを目的とする。
創案されたもので、金属製の薄板に凹凸形状のガス流路
をプレス成形した後、簡単な第二工程により、金属板の
圧延によって生じた歪みを是正し得る燃料電池用の金属
セパレータの製造方法を提供することを課題とし、もっ
て燃料電池の発電性能を向上させることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、請求項１記載の発明の手段は、電解質を挟ん
だアノードとカソードの各電極にアノードガス又はカソ
ードガスを供給する縦長凹凸形状のガス流路を成形した
燃料電池用の金属セパレータの製造方法において、金属
板の左右上下に周辺部を残存して、センター部に、縦長
凹凸形状のガス流路をプレス成形する第一工程と、ガス
流路の長手方向の上下の周辺部を、ガス流路に対して直
列となる複数の線状に、金属セパレータの表裏からプレ
スする第二工程を備えたこと、にある。
るために、請求項１記載の発明の手段は、電解質を挟ん
だアノードとカソードの各電極にアノードガス又はカソ
ードガスを供給する縦長凹凸形状のガス流路を成形した
燃料電池用の金属セパレータの製造方法において、金属
板の左右上下に周辺部を残存して、センター部に、縦長
凹凸形状のガス流路をプレス成形する第一工程と、ガス
流路の長手方向の上下の周辺部を、ガス流路に対して直
列となる複数の線状に、金属セパレータの表裏からプレ
スする第二工程を備えたこと、にある。
【００１４】請求項１記載の発明にあっては、凹凸形状
のガス流路をプレス成形した後、ガス流路と直交する上
下の周辺部に、ガス流路に対して直列となる複数の線状
のプレス加工を施して、ガス流路の成形によってセンタ
ー部が圧延された方向と同一方向に周辺部を延ばし、圧
延されたセンター部の延びを解放するため、圧延されな
い周辺部でセンター部の延びが規制されることによって
生じていた歪みを、是正する。
のガス流路をプレス成形した後、ガス流路と直交する上
下の周辺部に、ガス流路に対して直列となる複数の線状
のプレス加工を施して、ガス流路の成形によってセンタ
ー部が圧延された方向と同一方向に周辺部を延ばし、圧
延されたセンター部の延びを解放するため、圧延されな
い周辺部でセンター部の延びが規制されることによって
生じていた歪みを、是正する。
【００１５】第二工程においては、ガス流路の長手方向
の上下端部に沿って、ガス流路の長手方向と直交する上
下の周辺部のみをプレスしているため、成形されたガス
流路の形態に影響を与えることなく、正常なガス流路の
形態を保ったまま、金属セパレータ全体としての平坦度
を確保することができ、歪みのない金属セパレータを得
ることができる。なお、ガス流路の長手方向と直交する
周辺部に加えた線状のプレスは、金属板厚に対して、極
浅くプレスするため、該周辺部の平板形状を維持し、マ
ニホールドの形成に影響を与えない。
の上下端部に沿って、ガス流路の長手方向と直交する上
下の周辺部のみをプレスしているため、成形されたガス
流路の形態に影響を与えることなく、正常なガス流路の
形態を保ったまま、金属セパレータ全体としての平坦度
を確保することができ、歪みのない金属セパレータを得
ることができる。なお、ガス流路の長手方向と直交する
周辺部に加えた線状のプレスは、金属板厚に対して、極
浅くプレスするため、該周辺部の平板形状を維持し、マ
ニホールドの形成に影響を与えない。
【００１６】請求項２記載の発明の手段は、電解質を挟
んだアノードとカソードの各電極にアノードガス又はカ
ソードガスを供給する縦長凹凸形状のガス流路を成形し
た燃料電池用の金属セパレータの製造方法において、金
属板の左右上下に周辺部を残存して、センター部に、縦
長凹凸形状のガス流路をプレス成形する第一工程と、ガ
ス流路の長手方向の上下の周辺部を、平板状に、金属セ
パレータの表裏からプレスする第二工程を備えたこと、
にある。
んだアノードとカソードの各電極にアノードガス又はカ
ソードガスを供給する縦長凹凸形状のガス流路を成形し
た燃料電池用の金属セパレータの製造方法において、金
属板の左右上下に周辺部を残存して、センター部に、縦
長凹凸形状のガス流路をプレス成形する第一工程と、ガ
ス流路の長手方向の上下の周辺部を、平板状に、金属セ
パレータの表裏からプレスする第二工程を備えたこと、
にある。
【００１７】請求項２記載の発明にあっては、金属板の
センター部に、凹凸形状のガス流路をプレス成形した
後、ガス流路の長手方向と直交する周辺部全体を平板状
に圧延し、ガス流路の成形により圧延されたセンター部
の延びを解放するため、圧延されない周辺部で圧延され
たセンター部の延びが規制されることによって生じてい
た歪みを、是正する。
センター部に、凹凸形状のガス流路をプレス成形した
後、ガス流路の長手方向と直交する周辺部全体を平板状
に圧延し、ガス流路の成形により圧延されたセンター部
の延びを解放するため、圧延されない周辺部で圧延され
たセンター部の延びが規制されることによって生じてい
た歪みを、是正する。
【００１８】ガス流路の長手方向と直交する周辺部のみ
を平板状にプレスするため、成形されたガス流路の形態
に影響を与えることなく、正常なガス流路の形態を維持
したまま、周辺部の平板形状を維持して、全体の平坦度
を確保し、歪みのない金属セパレータを得ることができ
る。
を平板状にプレスするため、成形されたガス流路の形態
に影響を与えることなく、正常なガス流路の形態を維持
したまま、周辺部の平板形状を維持して、全体の平坦度
を確保し、歪みのない金属セパレータを得ることができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を参照にしながら説明する。先ず、図３に示すように、
金属板１’の左右上下の全周辺部３を残存して、金属板
１’のセンター部の表裏両面に凹凸形状のガス流路２を
プレス成形する第一工程を行う。
を参照にしながら説明する。先ず、図３に示すように、
金属板１’の左右上下の全周辺部３を残存して、金属板
１’のセンター部の表裏両面に凹凸形状のガス流路２を
プレス成形する第一工程を行う。
【００２０】第一工程後、金属セパレータ１のセンター
部は、凹凸形状のプレスにより圧延方向に力が加わって
圧延され、一方、プレスされない周辺部３は、圧延され
ずに元の状態を保つため、ガス流路２の形成により圧延
されたセンター部の延びが、ガス流路２の長手方向と直
交する上下の周辺部３ａに規制され、センター部を中心
として、金属セパレータ１全体が凹状若しくは凸状に湾
曲する歪みを生じている。
部は、凹凸形状のプレスにより圧延方向に力が加わって
圧延され、一方、プレスされない周辺部３は、圧延され
ずに元の状態を保つため、ガス流路２の形成により圧延
されたセンター部の延びが、ガス流路２の長手方向と直
交する上下の周辺部３ａに規制され、センター部を中心
として、金属セパレータ１全体が凹状若しくは凸状に湾
曲する歪みを生じている。
【００２１】次に、図４に示すように、第二工程とし
て、ガス流路２の長手方向と直交する上下の周辺部３ａ
（図４中、Ｃ―Ｈ間、Ｄ−Ｇ間）を、金属セパレータ１
の表裏両面から、ガス流路２と直列となるように、複数
の線状にプレスする。
て、ガス流路２の長手方向と直交する上下の周辺部３ａ
（図４中、Ｃ―Ｈ間、Ｄ−Ｇ間）を、金属セパレータ１
の表裏両面から、ガス流路２と直列となるように、複数
の線状にプレスする。
【００２２】図５及び図６に示すように、周辺部３ａを
複数の線状にプレスすると、周辺部３ａに延びが生じ
（図６図示Ｗ方向）、周辺部３ａの表裏両面に断面皿形
状の圧縮成形部２ａを成形される。
複数の線状にプレスすると、周辺部３ａに延びが生じ
（図６図示Ｗ方向）、周辺部３ａの表裏両面に断面皿形
状の圧縮成形部２ａを成形される。
【００２３】周辺部３ａに、ガス流路２に対して直列と
なる線状の圧縮成形部２ａをプレスすることによって、
圧延されない周辺部３ａで規制されていたセンター部の
延びが、センター部の圧延方向（図４図示矢印Ｙ方向）
と同一方向（図４図示矢印Ｗ方向）に生じる周辺部３ａ
の延びによって解放され、周辺部３ａの規制によって生
じていた不可避的な歪みを、是正することができる（図
４(b)及び(c)参照）。
なる線状の圧縮成形部２ａをプレスすることによって、
圧延されない周辺部３ａで規制されていたセンター部の
延びが、センター部の圧延方向（図４図示矢印Ｙ方向）
と同一方向（図４図示矢印Ｗ方向）に生じる周辺部３ａ
の延びによって解放され、周辺部３ａの規制によって生
じていた不可避的な歪みを、是正することができる（図
４(b)及び(c)参照）。
【００２４】第二工程においては、ガス流路２の長手方
向に直交する上下の周辺部３ａを線状にプレスするた
め、成形されたガス流路２の形態に影響を与えることな
く、正常なガス流路２の形態を維持することができる。
向に直交する上下の周辺部３ａを線状にプレスするた
め、成形されたガス流路２の形態に影響を与えることな
く、正常なガス流路２の形態を維持することができる。
【００２５】図５及び図６は、圧縮成形部２ａを明示す
るための説明図であり、実際は、金属セパレータ１の板
厚に対して、千分の一程度の極浅い圧縮成形部２ａをプ
レス成形し、周辺部３ａに延びを加えているため、マニ
ホールドの形成やスタックの際に影響を与えることはな
い。
るための説明図であり、実際は、金属セパレータ１の板
厚に対して、千分の一程度の極浅い圧縮成形部２ａをプ
レス成形し、周辺部３ａに延びを加えているため、マニ
ホールドの形成やスタックの際に影響を与えることはな
い。
【００２６】周辺部３ａは、第二工程後、製品形状にカ
ットするため、製品形状に周辺部３ａの延びが影響する
ことなく、マニホールドを形成する周辺部３ａの平板形
状を維持したまま、全体として平坦度を確保した歪みの
ない金属セパレータ１を得ることができる。
ットするため、製品形状に周辺部３ａの延びが影響する
ことなく、マニホールドを形成する周辺部３ａの平板形
状を維持したまま、全体として平坦度を確保した歪みの
ない金属セパレータ１を得ることができる。
【００２７】また、図７及び図８は、第二工程として、
ガス流路２の長手方向と直交する上下の周辺部３ａ（図
７中、ＡＢＣＨ間、ＤＥＦＧ間）全体を、金属セパレー
タ１の表裏両面から平板状にプレスする工程を示してい
る。
ガス流路２の長手方向と直交する上下の周辺部３ａ（図
７中、ＡＢＣＨ間、ＤＥＦＧ間）全体を、金属セパレー
タ１の表裏両面から平板状にプレスする工程を示してい
る。
【００２８】第二工程として、ガス流路２の長手方向と
直交する周辺部３ａ全域を、平板状にプレスすることに
よって、圧延されない周辺部３ａで規制されていたセン
ター部の延びが、センター部の圧延方向（図７図示矢印
Ｙ方向）と同一方向（図７図示矢印Ｗ方向）に生じる周
辺部３ａの延びによって解放され、周辺部３ａの規制に
よって生じていた不回避的に生じていた歪みを、是正す
ることができる（図６(ｂ)及び(ｃ)参照）。
直交する周辺部３ａ全域を、平板状にプレスすることに
よって、圧延されない周辺部３ａで規制されていたセン
ター部の延びが、センター部の圧延方向（図７図示矢印
Ｙ方向）と同一方向（図７図示矢印Ｗ方向）に生じる周
辺部３ａの延びによって解放され、周辺部３ａの規制に
よって生じていた不回避的に生じていた歪みを、是正す
ることができる（図６(ｂ)及び(ｃ)参照）。
【００２９】第二工程においては、ガス流路２の長手方
向と直交する上下の周辺部３ａのみを平板状にプレスす
るため、第一工程で成形されたガス流路２の形態に影響
を与えることなく、ガス流路２の正常な形態を維持す
る。
向と直交する上下の周辺部３ａのみを平板状にプレスす
るため、第一工程で成形されたガス流路２の形態に影響
を与えることなく、ガス流路２の正常な形態を維持す
る。
【００３０】また、ガス流路２の長手方向と直交する上
下の周辺部３ａを平板状にプレスしているため、マニホ
ールドの形成に影響を与えることがない。また、第二工
程後、周辺部３ａを製品形状にカットするため、周辺部
３ａの延びが製品形状に影響を与えることなく、全体と
して平坦度を確保した金属セパレータ１を得ることがで
きる。
下の周辺部３ａを平板状にプレスしているため、マニホ
ールドの形成に影響を与えることがない。また、第二工
程後、周辺部３ａを製品形状にカットするため、周辺部
３ａの延びが製品形状に影響を与えることなく、全体と
して平坦度を確保した金属セパレータ１を得ることがで
きる。
【００３１】そして、歪みのない金属セパレータ１は、
スタックしたアノード５及びカソード６との接触面積を
確保することができるため、導電性が向上し、燃料電池
１２の発電性能を向上することができる。
スタックしたアノード５及びカソード６との接触面積を
確保することができるため、導電性が向上し、燃料電池
１２の発電性能を向上することができる。
【００３２】また、各電極５，６との接触面積を確保し
た歪みのない金属セパレータ１は、熱伝導性も向上し、
燃料電池１２の発電性能の向上につなげることができ
る。更に、スタックしたセル７と金属セパレータ１の周
辺部のガスシール性も向上するため、機密性を確保し
て、燃料電池１２の性能が向上する。
た歪みのない金属セパレータ１は、熱伝導性も向上し、
燃料電池１２の発電性能の向上につなげることができ
る。更に、スタックしたセル７と金属セパレータ１の周
辺部のガスシール性も向上するため、機密性を確保し
て、燃料電池１２の性能が向上する。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。本発明にあっては、凹凸
形状のガス流路をプレス成形する第一工程の後に、ガス
流路の長手方向と直交する上下の周辺部を、ガス流路と
直列となるように複数の線状に、金属セパレータの表裏
から周辺部をプレスする簡単な第二工程を備えることに
より、ガス流路の長手方向と直交する周辺部を、ガス流
路の成形により圧延されたセンター部と同一方向に圧延
し、圧延しない周辺部で規制されていたセンター部の延
びを解放するため、不可避的に生じていた金属セパレー
タの歪みを是正し、全体として平坦度を確保した、歪み
のない金属セパレータを得ることができる。
で、以下に示す効果を奏する。本発明にあっては、凹凸
形状のガス流路をプレス成形する第一工程の後に、ガス
流路の長手方向と直交する上下の周辺部を、ガス流路と
直列となるように複数の線状に、金属セパレータの表裏
から周辺部をプレスする簡単な第二工程を備えることに
より、ガス流路の長手方向と直交する周辺部を、ガス流
路の成形により圧延されたセンター部と同一方向に圧延
し、圧延しない周辺部で規制されていたセンター部の延
びを解放するため、不可避的に生じていた金属セパレー
タの歪みを是正し、全体として平坦度を確保した、歪み
のない金属セパレータを得ることができる。
【００３４】第二工程においては、ガス流路の上下の周
辺部のみをプレスしているため、成形されたガス流路の
形態に影響を与えることなく、正常なガス流路の形態を
維持して、金属セパレータ全体としての平坦度を改善す
ることができる。また、周辺部を金属セパレータの板厚
に対して、極浅くプレスしているため、マニホールドの
形成に影響を与えることなく、周辺部の平板形状も維持
する。
辺部のみをプレスしているため、成形されたガス流路の
形態に影響を与えることなく、正常なガス流路の形態を
維持して、金属セパレータ全体としての平坦度を改善す
ることができる。また、周辺部を金属セパレータの板厚
に対して、極浅くプレスしているため、マニホールドの
形成に影響を与えることなく、周辺部の平板形状も維持
する。
【００３５】請求項２記載の発明にあっては、金属板の
センター部に、凹凸形状のガス流路をプレス成形する第
一工程の後に、ガス流路の長手方向と直交する周辺部
を、平板状に、金属セパレータの表裏両面からプレスす
る簡単な第二工程を備えたことにより、圧延されたセン
ター部の延びを、ガス流路の長手方向と直交する上下の
周辺部を圧延することによって解放し、圧延していない
周辺部の規制によって生じていた金属セパレータの不可
避的な歪みを是正し、全体として平坦度を確保した、歪
みのない金属セパレータを得ることができる。
センター部に、凹凸形状のガス流路をプレス成形する第
一工程の後に、ガス流路の長手方向と直交する周辺部
を、平板状に、金属セパレータの表裏両面からプレスす
る簡単な第二工程を備えたことにより、圧延されたセン
ター部の延びを、ガス流路の長手方向と直交する上下の
周辺部を圧延することによって解放し、圧延していない
周辺部の規制によって生じていた金属セパレータの不可
避的な歪みを是正し、全体として平坦度を確保した、歪
みのない金属セパレータを得ることができる。
【００３６】ガス流路の長手方向と直交する周辺部のみ
をプレスするため、第一工程で成形したガス流路に影響
を及ぼすことなく、正常なガス流路の形態を維持するこ
とができ、また、周辺部を平板状にプレスするため、製
品形状に影響することなく、平板形状を維持した周辺部
にマニホールドを簡単に形成することができ、スタック
が容易となる。
をプレスするため、第一工程で成形したガス流路に影響
を及ぼすことなく、正常なガス流路の形態を維持するこ
とができ、また、周辺部を平板状にプレスするため、製
品形状に影響することなく、平板形状を維持した周辺部
にマニホールドを簡単に形成することができ、スタック
が容易となる。
【００３７】このように、正常なガス流路を成形した歪
みのない金属セパレータは、アノード及びカソードとの
接触面積を確保することができ、導電性、熱伝導性及び
シール性を向上して、該金属セパレータを用いた燃料電
池の発電性能を向上することができる。
みのない金属セパレータは、アノード及びカソードとの
接触面積を確保することができ、導電性、熱伝導性及び
シール性を向上して、該金属セパレータを用いた燃料電
池の発電性能を向上することができる。
【図１】燃料電池を示す平面図。
【図２】単一のセルの構造及び金属セパレータを示す斜
視図。
視図。
【図３】本発明の実施例の第一工程である、プレス加工
を示す説明図。
を示す説明図。
【図４】第二工程である、(a)線状のプレス加工を行っ
た金属セパレータの平面図、(b)底面図、(c)側面図。
た金属セパレータの平面図、(b)底面図、(c)側面図。
【図５】図４に示す、プレス後の金属セパレータの一部
を説明する斜視図。
を説明する斜視図。
【図６】図４のＣ―Ｈ間の一部を拡大した縦断面図。
【図７】第二工程の他の実施例を示し、(a)平板状のプ
レス加工を行った金属セパレータの平面図、(b)底面
図、(c)側面図。
レス加工を行った金属セパレータの平面図、(b)底面
図、(c)側面図。
【図８】図７に示す、プレス後の金属セパレータの一部
を説明する斜視図。
を説明する斜視図。
【図９】従来例を示し、(a)ガス流路成形後の金属セパ
レータの平面図、(b)底面図、(c)側面図。
レータの平面図、(b)底面図、(c)側面図。
１ ； 金属セパレータ
１’ ； 金属板
２ ； ガス流路
２ａ ； 圧縮成形部
３ ； 周辺部
３ａ ； ガス流路の上下の周辺部
４ ； 電解質板
５ ； アノード
６ ； カソード
７ ； セル
１０ ； マニホールド
１１ ； マニホールド
１２ ； 燃料電池
Claims (2)
- 【請求項１】 電解質を挟んだアノードとカソードの各
電極にアノードガス又はカソードガスを供給する縦長凹
凸形状のガス流路を成形した燃料電池用の金属セパレー
タの製造方法において、金属板の左右上下に周辺部を残
存して、センター部に、縦長凹凸形状のガス流路をプレ
ス成形する第一工程と、ガス流路の長手方向の上下の周
辺部を、ガス流路に対して直列となる複数の線状に、金
属セパレータの表裏からプレスする第二工程を備えた燃
料電池用の金属セパレータの製造方法。 - 【請求項２】 電解質を挟んだアノードとカソードの各
電極にアノードガス又はカソードガスを供給する縦長凹
凸形状のガス流路を成形した燃料電池用の金属セパレー
タの製造方法において、金属板の左右上下に周辺部を残
存して、センター部に、縦長凹凸形状のガス流路をプレ
ス成形する第一工程と、ガス流路の長手方向の上下の周
辺部を、平板状に、金属セパレータの表裏からプレスす
る第二工程を備えた燃料電池用の金属セパレータの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002047982A JP3700016B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 燃料電池用の金属セパレータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002047982A JP3700016B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 燃料電池用の金属セパレータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003249237A true JP2003249237A (ja) | 2003-09-05 |
| JP3700016B2 JP3700016B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=28660900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002047982A Expired - Fee Related JP3700016B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 燃料電池用の金属セパレータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3700016B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007294136A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2008066264A (ja) * | 2006-09-07 | 2008-03-21 | Hyundai Motor Co Ltd | 燃料電池スタック用金属セパレータの積層性向上構造 |
| JP2015077621A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社ニシムラ | プレス加工方法 |
| JP2015077620A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社ニシムラ | プレス加工方法 |
| US20150325863A1 (en) * | 2013-01-30 | 2015-11-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Material for fuel cell separators and method for producing same |
| JP5967789B1 (ja) * | 2015-11-20 | 2016-08-10 | 株式会社志水製作所 | 燃料電池セパレータ及びその製造方法 |
| US11583906B2 (en) | 2020-03-31 | 2023-02-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Manufacturing method for fuel cell separator, and manufacturing apparatus for fuel cell separator |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002047982A patent/JP3700016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007294136A (ja) * | 2006-04-21 | 2007-11-08 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
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| US20150325863A1 (en) * | 2013-01-30 | 2015-11-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Material for fuel cell separators and method for producing same |
| CN109088081A (zh) * | 2013-01-30 | 2018-12-25 | 株式会社神户制钢所 | 燃料电池间隔件用材料及其制造方法 |
| JP2015077621A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 株式会社ニシムラ | プレス加工方法 |
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| JP5967789B1 (ja) * | 2015-11-20 | 2016-08-10 | 株式会社志水製作所 | 燃料電池セパレータ及びその製造方法 |
| WO2017085868A1 (ja) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | 株式会社志水製作所 | 燃料電池セパレータ及びその製造方法 |
| US9768453B2 (en) | 2015-11-20 | 2017-09-19 | Shimizu-seisakusyo co., ltd. | Fuel cell separator and method for producing the same |
| US11583906B2 (en) | 2020-03-31 | 2023-02-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Manufacturing method for fuel cell separator, and manufacturing apparatus for fuel cell separator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3700016B2 (ja) | 2005-09-28 |
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