JP2007087948A5

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Publication number: JP2007087948A5
Application number: JP2006252905A
Authority: JP
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2026-09-19

Claims

隣接する各燃料電池のそれぞれのセルにおいて、アノード及びカソードの間に挟まれた電気伝導性要素を備える燃料電池スタックであって、
前記アノードに面する表面及び第１の熱交換表面を有する第１の電気伝導性ポリマー複合物シートと；
前記カソードに面する表面及び第２の熱交換表面を有する第２の電気伝導性ポリマー複合物シートであって、前記第１の熱交換表面は前記第２の熱交換表面と対面する、前記第２の電気伝導性ポリマー複合物シートと；
前記第１の熱交換表面及び前記第２の熱交換表面の間に配置され、１つ以上の接触領域において該第１及び第２の熱交換表面と接触する電気伝導性接着剤であって、該電気伝導性接着剤により該第１及び第２の熱交換表面の間に結合部が形成されており、該結合部は、作動の間に該燃料電池スタック中で該電気伝導性要素に加えられる１０００ｋＰａ以上の圧縮力の下で５ｍΩｃｍ^２以下の結合ライン抵抗を有し、前記電気伝導性接着剤は、９０〜９５質量％の接着性ポリマーと、黒鉛及びカーボンブラックを１：６から３５：１の比で含む複数の電気伝導性粒子とを含んでおり、該複数の電気伝導性粒子は該電気伝導性接着剤の５〜１０質量％で存在する、前記電気伝導性接着剤と、
を備える、燃料電池スタック。
前記接着性ポリマーは、エポキシポリマーを含んでいる、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記結合部の抵抗は、燃料電池内の条件を８０℃において１４００ｋＰａの圧縮力、及び１００％の相対湿度とした場合に５００時間を超えて燃料電池を作動させた後、１４００ｋＰａより大きい圧縮力の作用下で４ｍΩｃｍ^２以下である、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記結合部の抵抗は、燃料電池内の条件を８０℃において１４００ｋＰａの圧縮力、及び１００％の相対湿度とした場合に５００時間を超えて燃料電池を作動させた後、１４００ｋＰａより大きい圧縮力の作用下で１ｍΩｃｍ^２以下である、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記第１及び第２の電気伝導性ポリマー複合物シートは、ポリビニルエステルポリマー及び黒鉛粒子を含んでいる、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記黒鉛は、膨張黒鉛、黒鉛粉末、片状黒鉛、及び、それらの混合物のうち１つ以上から選択される、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記黒鉛は、膨張黒鉛である、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記電気伝導性接着剤は、硬化された２成分エポキシ接着系から形成されるエポキシ接着剤を含む、請求項１に記載の燃料電池スタック。
前記２成分エポキシ接着系は、エポキシ樹脂とエポキシ硬化剤との反応生成物を含み、該エポキシ樹脂はビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを含んでいる、請求項８に記載の燃料電池スタック。
前記第１及び第２の熱交換表面は、前記電気伝導性接着剤により前記１つ以上の接触領域で互いに連結され、流体密封シール部を形成している、請求項１に記載の燃料電池スタック。
ＰＥＭ燃料電池のための電気伝導性接触要素を形成する方法であって、
電気伝導性接着剤であって、該電気伝導性接着剤の９０〜９５質量％の接着性ポリマーと、黒鉛及びカーボンブラックを１：６から３５：１の比で含む複数の電気伝導性粒子とを含む該電気伝導性接着剤を提供し、ここで該複数の電気伝導性粒子は該電気伝導性接着剤の５〜１０質量％で存在し、
前記電気伝導性接着剤を、前記要素の第１の電気伝導性ポリマーシートの第１の熱交換表面、及び、前記要素の第２の電気伝導性ポリマーシートの第２の熱交換表面、のうち少なくとも１つに直接塗布し、
前記電気伝導性接着剤が前記第１の熱交換表面と前記第２の熱交換表面との間に配置され、１つ以上の接触領域において該第１及び第２の熱交換表面と接触するように、前記第１の熱交換表面を前記第２の熱交換表面と接触させ、
前記第１及び第２の熱交換表面の間の前記１つ以上の接触領域で電気伝導性の結合部を形成するため前記電気伝導性接着剤を硬化させる、各工程を備える方法。
前記硬化工程は、熱及び圧力のうち少なくとも１つを印加する工程を備える、請求項１１に記載の方法。
前記結合部は、燃料電池内の条件を８０℃において１４００ｋＰａの圧縮力、及び１００％の相対湿度とした場合に５００時間を超えて燃料電池を作動させた後、作動の間に該燃料電池スタック中で加えられた１０００ｋＰａより大きい圧縮力の作用下で５ｍΩｃｍ^２以下の結合ライン抵抗を有する、請求項１１に記載の方法。
前記接着性ポリマーは、エポキシ樹脂とエポキシ硬化剤とを含む前記２成分エポキシ接着系から形成されたエポキシポリマーを含んでおり、該エポキシ樹脂はビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを含んでいる、請求項１１に記載の方法。