JP2017004607A - Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery - Google Patents

Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery Download PDF

Info

Publication number
JP2017004607A
JP2017004607A JP2015113984A JP2015113984A JP2017004607A JP 2017004607 A JP2017004607 A JP 2017004607A JP 2015113984 A JP2015113984 A JP 2015113984A JP 2015113984 A JP2015113984 A JP 2015113984A JP 2017004607 A JP2017004607 A JP 2017004607A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
electrolyte membrane
resin frame
electrode
polymer electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015113984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
満田 直樹
Naoki Mitsuda
直樹 満田
之人 田中
Yukito Tanaka
之人 田中
信義 室本
Nobuyoshi Muromoto
信義 室本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2015113984A priority Critical patent/JP2017004607A/en
Publication of JP2017004607A publication Critical patent/JP2017004607A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To strongly and excellently bond an electrolyte membrane electrode structure and a resin frame member with a simple step without generating a space inside an adhesive.SOLUTION: The manufacturing method of an electrolyte membrane electrode structure 10 with a resin frame includes the steps of: applying a liquid adhesive 26a to a junction of a solid polymer electrolyte membrane 18 and a resin frame member 24; and providing the junction to which the liquid adhesive 26a is applied with weight and gradually increasing the provided weight.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、固体高分子電解質膜を第1電極及び第2電極で挟んだ段差MEAと、前記段差MEAの外周を周回する樹脂枠部材とを備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising: a step MEA having a solid polymer electrolyte membrane sandwiched between a first electrode and a second electrode; and a resin frame member that goes around the outer periphery of the step MEA. It relates to the manufacturing method.

一般的に、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。燃料電池は、固体高分子電解質膜の一方の面にアノード電極が、前記固体高分子電解質膜の他方の面にカソード電極が、それぞれ配設された電解質膜・電極構造体(MEA)を備えている。アノード電極及びカソード電極は、それぞれ触媒層(電極触媒層)とガス拡散層(多孔質カーボン)とを有している。   In general, a polymer electrolyte fuel cell employs a polymer electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane. The fuel cell includes an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode electrode is disposed on one surface of a solid polymer electrolyte membrane and a cathode electrode is disposed on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane. Yes. The anode electrode and the cathode electrode each have a catalyst layer (electrode catalyst layer) and a gas diffusion layer (porous carbon).

電解質膜・電極構造体は、セパレータ(バイポーラ板)によって挟持されることにより、発電セル(単位燃料電池)が構成されている。この発電セルは、所定の数だけ積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   The electrolyte membrane / electrode structure is sandwiched between separators (bipolar plates) to form a power generation cell (unit fuel cell). This power generation cell is used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack by stacking a predetermined number.

電解質膜・電極構造体では、一方のガス拡散層が固体高分子電解質膜よりも小さな平面寸法に設定されるとともに、他方のガス拡散層が前記固体高分子電解質膜と略同一の平面寸法に設定される、所謂、段差MEAを構成する場合がある。その際、比較的高価な固体高分子電解質膜の使用量を削減させるとともに、薄膜状で強度が低い前記固体高分子電解質膜を保護するために、樹脂枠部材を組み込んだ樹脂枠付きMEAが採用されている。   In the electrolyte membrane / electrode structure, one gas diffusion layer is set to a plane size smaller than that of the solid polymer electrolyte membrane, and the other gas diffusion layer is set to substantially the same plane size as the solid polymer electrolyte membrane. The so-called step MEA may be configured. At that time, in order to reduce the amount of the relatively expensive solid polymer electrolyte membrane used and to protect the solid polymer electrolyte membrane having a thin film shape and low strength, an MEA with a resin frame incorporating a resin frame member is adopted. Has been.

樹脂枠付きMEAとして、例えば、特許文献1に開示されている燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックでは、樹脂枠部材は、第2電極よりも平面寸法の小さな第1電極の外周側に突出して固体高分子電解質膜の外周縁部に当接する内周端部を有している。そして、内周端部は、固体高分子電解質膜と第1電極の外周部との境界部位に配置されるとともに、接着剤層を介して前記固体高分子電解質膜の外周縁部に接合されている。   As a MEA with a resin frame, for example, a fuel cell stack disclosed in Patent Document 1 is known. In this fuel cell stack, the resin frame member has an inner peripheral end that protrudes to the outer peripheral side of the first electrode having a smaller planar dimension than the second electrode and contacts the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane. . The inner peripheral edge is disposed at a boundary portion between the solid polymer electrolyte membrane and the outer periphery of the first electrode, and is joined to the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane via an adhesive layer. Yes.

特許第5683433号公報Japanese Patent No. 5683433

ところで、上記の接着剤層として、例えば、ホットメルト接着剤等の固形接着剤の他、液状接着剤が用いられている。その際、液状接着剤は、硬化させるために加熱を必要とする場合がある。しかしながら、特にMEAは、吸湿し易い部材であるため、熱が付与されると、水分が蒸発してその水分や水蒸気が接着剤に浸入するおそれがある。これにより、接着剤の内部にボイド(気孔)が発生して空間が惹起されてしまい、接着剤層全体としての接着強度が低下するという問題がある。   By the way, as said adhesive bond layer, liquid adhesives other than solid adhesives, such as a hot-melt-adhesive, are used, for example. At that time, the liquid adhesive may require heating to be cured. However, since MEA is a member that easily absorbs moisture, when heat is applied, the moisture may evaporate and the moisture or water vapor may enter the adhesive. As a result, voids (pores) are generated inside the adhesive to cause a space, and there is a problem that the adhesive strength of the entire adhesive layer is lowered.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、接着剤の内部に空間が惹起されることがなく、簡単な工程で、電解質膜・電極構造体と樹脂枠部材とを強固且つ良好に接合することが可能な燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and does not cause a space inside the adhesive, and the electrolyte membrane / electrode structure and the resin frame member are firmly and satisfactorily obtained in a simple process. It aims at providing the manufacturing method of the electrolyte membrane and electrode structure with a resin frame for fuel cells which can be joined.

本発明に係る燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法では、前記燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体は、段差MEAと樹脂枠部材とを備えている。段差MEAは、固体高分子電解質膜の一方の面には、第1電極が設けられ、前記固体高分子電解質膜の他方の面には、第2電極が設けられるとともに、前記第1電極の平面寸法は、前記第2電極の平面寸法よりも大きな寸法に設定されている。樹脂枠部材は、固体高分子電解質膜の、第2電極の外方に露呈する外周面に、接着剤層により接合されている。   In the method for manufacturing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell according to the present invention, the electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell includes a step MEA and a resin frame member. In the step MEA, a first electrode is provided on one surface of the solid polymer electrolyte membrane, a second electrode is provided on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane, and a plane of the first electrode is provided. The dimension is set to be larger than the planar dimension of the second electrode. The resin frame member is joined to the outer peripheral surface of the solid polymer electrolyte membrane exposed to the outside of the second electrode by an adhesive layer.

この製造方法は、固体高分子電解質膜と樹脂枠部材との接合部位に、液状の接着剤を塗布する工程と、前記液状の接着剤が塗布された前記接合部位に対して荷重を付与するとともに、付与される前記荷重を段階的に増加させる工程と、を有している。   The manufacturing method includes a step of applying a liquid adhesive to a joint portion between the solid polymer electrolyte membrane and the resin frame member, and applying a load to the joint portion to which the liquid adhesive is applied. And increasing the applied load stepwise.

また、この製造方法では、荷重は、第1荷重、前記第1荷重よりも小さな第2荷重及び前記第1荷重よりも大きな第3荷重の順に、付与されることが好ましい。   Moreover, in this manufacturing method, it is preferable that a load is provided in order of a 1st load, a 2nd load smaller than the said 1st load, and a 3rd load larger than the said 1st load.

さらに、この製造方法では、荷重は、第1荷重、前記第1荷重よりも小さな第2荷重及び前記第1荷重と同一の第3荷重の順に、付与されることが好ましい。   Furthermore, in this manufacturing method, it is preferable that the load is applied in the order of a first load, a second load smaller than the first load, and a third load that is the same as the first load.

さらにまた、この製造方法では、荷重は、第1荷重及び前記第1荷重よりも大きな第2荷重の順に、付与されることが好ましい。   Furthermore, in this manufacturing method, it is preferable that the load is applied in the order of the first load and the second load larger than the first load.

本発明によれば、固体高分子電解質膜と樹脂枠部材との接合部位に対して荷重が付与されるとともに、付与される前記荷重が段階的に増加されている。このため、接着剤の内部にボイドが発生しても、荷重が増加されることにより、前記ボイドを押し出す、又は押し潰す、ことができる。従って、接着剤の内部に空間が惹起されることがなく、簡単な工程で、電解質膜・電極構造体と樹脂枠部材とを強固且つ良好に接合することが可能になる。   According to the present invention, a load is applied to the joint portion between the solid polymer electrolyte membrane and the resin frame member, and the applied load is increased stepwise. For this reason, even if a void occurs in the adhesive, the void can be pushed out or crushed by increasing the load. Therefore, no space is created inside the adhesive, and the electrolyte membrane / electrode structure and the resin frame member can be joined firmly and satisfactorily by a simple process.

本発明に係る製造方法が適用される樹脂枠付き電解質膜・電極構造体が組み込まれる固体高分子型発電セルの要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory view of a polymer electrolyte power generation cell in which an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame to which the manufacturing method according to the present invention is applied is incorporated. 前記発電セルの、図1中、II−II線断面説明図である。It is II-II sectional view explanatory drawing in FIG. 1 of the said electric power generation cell. 前記製造方法において、前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体を構成するCCMを形成する際の説明図である。In the said manufacturing method, it is explanatory drawing at the time of forming CCM which comprises the said electrolyte membrane and electrode structure with a resin frame. 前記製造方法において、段差MEAに樹脂枠部材を接合する際の説明図である。In the said manufacturing method, it is explanatory drawing at the time of joining a resin frame member to level | step difference MEA. 前記製造方法において、前記段差MEAと前記樹脂枠部材との接合作業の説明図である。It is explanatory drawing of the joining operation | work of the said level | step difference MEA and the said resin frame member in the said manufacturing method. 本発明の第1の実施形態に係る製造方法において、荷重制御の説明図である。It is explanatory drawing of load control in the manufacturing method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る製造方法において、荷重制御の説明図である。It is explanatory drawing of load control in the manufacturing method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る製造方法において、荷重制御の説明図である。It is explanatory drawing of load control in the manufacturing method which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

図1及び図2に示すように、本発明に係る製造方法が適用される樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、横長(又は縦長)の長方形状の固体高分子型発電セル12に組み込まれる。複数の発電セル12は、例えば、矢印A方向(水平方向)又は矢印C方向(重力方向)に積層されて燃料電池スタックが構成される。燃料電池スタックは、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気自動車(図示せず)に搭載される。   As shown in FIGS. 1 and 2, an electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame to which the manufacturing method according to the present invention is applied is incorporated in a horizontally long (or vertically long) rectangular polymer electrolyte power generation cell 12. It is. The plurality of power generation cells 12 are stacked in, for example, an arrow A direction (horizontal direction) or an arrow C direction (gravity direction) to form a fuel cell stack. The fuel cell stack is mounted on, for example, a fuel cell electric vehicle (not shown) as an in-vehicle fuel cell stack.

発電セル12は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を第1セパレータ14及び第2セパレータ16で挟持する。第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、横長(又は縦長)の長方形状を有する。第1セパレータ14及び第2セパレータ16は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板や、カーボン部材等で構成される。   The power generation cell 12 sandwiches the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame between the first separator 14 and the second separator 16. The first separator 14 and the second separator 16 have a horizontally long (or vertically long) rectangular shape. The first separator 14 and the second separator 16 are made of, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plating-treated steel plate, a metal plate whose surface is subjected to anticorrosion treatment, a carbon member, or the like.

長方形状の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、段差MEA10aを備える。段差MEA10aは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜(陽イオン交換膜)18と、前記固体高分子電解質膜18を挟持するアノード電極(第1電極)20及びカソード電極(第2電極)22とを有する。固体高分子電解質膜18は、フッ素系電解質の他、HC(炭化水素)系電解質を使用してもよい。   The electrolyte membrane / electrode structure 10 with a rectangular resin frame includes a step MEA 10a. The step MEA 10a includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane (cation exchange membrane) 18 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, and an anode electrode (first electrode) 20 sandwiching the solid polymer electrolyte membrane 18. And a cathode electrode (second electrode) 22. The solid polymer electrolyte membrane 18 may use an HC (hydrocarbon) based electrolyte in addition to the fluorine based electrolyte.

カソード電極22は、固体高分子電解質膜18及びアノード電極20よりも小さな平面寸法(外形寸法)を有する。なお、上記の構成に代えて、アノード電極20は、固体高分子電解質膜18及びカソード電極22よりも小さな平面寸法を有するように構成してもよい。その際、アノード電極20は、第2電極となり、カソード電極22は、第1電極となる。   The cathode electrode 22 has a smaller planar dimension (outer dimension) than the solid polymer electrolyte membrane 18 and the anode electrode 20. Instead of the above configuration, the anode electrode 20 may be configured to have a smaller planar dimension than the solid polymer electrolyte membrane 18 and the cathode electrode 22. At that time, the anode electrode 20 becomes the second electrode, and the cathode electrode 22 becomes the first electrode.

図2に示すように、アノード電極20は、固体高分子電解質膜18の一方の面18aに接合される第1電極触媒層20aと、前記第1電極触媒層20aに積層される第1ガス拡散層20bとを設ける。第1電極触媒層20a及び第1ガス拡散層20bは、同一の外形寸法を有するとともに、固体高分子電解質膜18と同一(又は同一未満)の外形寸法に設定される。   As shown in FIG. 2, the anode electrode 20 includes a first electrode catalyst layer 20a bonded to one surface 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a first gas diffusion layer stacked on the first electrode catalyst layer 20a. Layer 20b. The first electrode catalyst layer 20a and the first gas diffusion layer 20b have the same external dimensions and are set to the same external dimensions as (or less than) the solid polymer electrolyte membrane 18.

カソード電極22は、固体高分子電解質膜18の面18bに接合される第2電極触媒層22aと、前記第2電極触媒層22aに積層される第2ガス拡散層22bとを設ける。第2電極触媒層22a及び第2ガス拡散層22bは、同一の平面寸法を有するとともに、固体高分子電解質膜18の平面寸法よりも小さな平面寸法に設定される。固体高分子電解質膜18の面18b側の外周縁部には、カソード電極22の外方に露呈する露出面18beが設けられる。   The cathode electrode 22 includes a second electrode catalyst layer 22a bonded to the surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a second gas diffusion layer 22b stacked on the second electrode catalyst layer 22a. The second electrode catalyst layer 22 a and the second gas diffusion layer 22 b have the same planar dimension and are set to a planar dimension smaller than the planar dimension of the solid polymer electrolyte membrane 18. An exposed surface 18be exposed to the outside of the cathode electrode 22 is provided on the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane 18 on the surface 18b side.

なお、第2電極触媒層22aと第2ガス拡散層22bとは、同一の平面寸法に設定されているが、前記第2電極触媒層22aの平面寸法は、前記第2ガス拡散層22bの平面寸法よりも大きな寸法(又は小さな寸法)を有してもよい。   The second electrode catalyst layer 22a and the second gas diffusion layer 22b are set to have the same planar dimension, but the planar dimension of the second electrode catalyst layer 22a is the plane of the second gas diffusion layer 22b. It may have a dimension (or a dimension that is smaller) than the dimension.

第1電極触媒層20aは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第1ガス拡散層20bの表面に一様に塗布されて形成される。第2電極触媒層22aは、例えば、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が、第2ガス拡散層22bの表面に一様に塗布されて形成される。   The first electrode catalyst layer 20a is formed by, for example, uniformly applying porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface thereof to the surface of the first gas diffusion layer 20b. The second electrode catalyst layer 22a is formed by, for example, uniformly applying porous carbon particles having a platinum alloy supported on the surface thereof to the surface of the second gas diffusion layer 22b.

第1ガス拡散層20bは、多孔性と導電性を有するマイクロポーラス層20b(m)と、カーボンペーパ又はカーボンクロス等のカーボン層20b(c)とから形成される。第2ガス拡散層22bは、マイクロポーラス層22b(m)と、カーボンペーパ又はカーボンクロス等のカーボン層22b(c)とから形成される。第2ガス拡散層22bの平面寸法は、第1ガス拡散層20bの平面寸法よりも小さく設定される。第1電極触媒層20a及び第2電極触媒層22aは、固体高分子電解質膜18の両面に形成される。   The first gas diffusion layer 20b is formed by a porous and conductive microporous layer 20b (m) and a carbon layer 20b (c) such as carbon paper or carbon cloth. The second gas diffusion layer 22b is formed of a microporous layer 22b (m) and a carbon layer 22b (c) such as carbon paper or carbon cloth. The planar dimension of the second gas diffusion layer 22b is set smaller than the planar dimension of the first gas diffusion layer 20b. The first electrode catalyst layer 20 a and the second electrode catalyst layer 22 a are formed on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane 18.

樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、固体高分子電解質膜18の外周を周回するとともに、前記固体高分子電解質膜18の外周面に接合されるフィルム状の樹脂枠部材(樹脂成形体又は樹脂フィルム)24を備える。   The electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame circulates around the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane 18 and is joined to the outer peripheral surface of the solid polymer electrolyte membrane 18 as a film-like resin frame member (resin molding or Resin film) 24.

樹脂枠部材24は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPA(ポリフタルアミド)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)、LCP(リキッドクリスタルポリマー)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はm−PPE(変性ポリフェニレンエーテル樹脂)等で構成される。樹脂枠部材24は、さらにPET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)又は変性ポリオレフィン等で構成される。   The resin frame member 24 includes, for example, PPS (polyphenylene sulfide), PPA (polyphthalamide), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), LCP (liquid crystal polymer), PVDF (polyvinylidene fluoride), A silicone resin, a fluororesin, or m-PPE (modified polyphenylene ether resin) is used. The resin frame member 24 is further made of PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), modified polyolefin, or the like.

樹脂枠部材24は、平板状を有し、固体高分子電解質膜18の露出面18beに接合される接着面24aを設ける。接着面24aは、樹脂枠部材24の内周端面24eから外周端部に向かって所定の幅寸法hを有するとともに、前記内周端面24eとカソード電極22の外周端部との間には、隙間Sが形成される。幅寸法hは、樹脂枠部材24の内周端面24eから固体高分子電解質膜18の外周端面18eよりも内側に離間する範囲に設定される。   The resin frame member 24 has a flat plate shape, and is provided with an adhesive surface 24 a that is bonded to the exposed surface 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18. The adhesive surface 24 a has a predetermined width dimension h from the inner peripheral end surface 24 e of the resin frame member 24 toward the outer peripheral end portion, and there is a gap between the inner peripheral end surface 24 e and the outer peripheral end portion of the cathode electrode 22. S is formed. The width dimension h is set in a range away from the inner peripheral end surface 24e of the resin frame member 24 to the inner side than the outer peripheral end surface 18e of the solid polymer electrolyte membrane 18.

固体高分子電解質膜18の露出面18beと樹脂枠部材24の接着面24aとの間には、液状接着剤26aによる接着剤層26が設けられる。液状接着剤26aは、例えば、液状フッ素エラストマーやシリコーン系液状接着剤等が使用される。   An adhesive layer 26 made of a liquid adhesive 26 a is provided between the exposed surface 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18 and the adhesive surface 24 a of the resin frame member 24. As the liquid adhesive 26a, for example, a liquid fluoroelastomer or a silicone-based liquid adhesive is used.

図1に示すように、発電セル12の矢印B方向(図1中、水平方向)の一端縁部には、積層方向である矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔34bが設けられる。酸化剤ガス入口連通孔30aは、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給する一方、冷却媒体入口連通孔32aは、冷却媒体を供給する。燃料ガス出口連通孔34bは、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出する。酸化剤ガス入口連通孔30a、冷却媒体入口連通孔32a及び燃料ガス出口連通孔34bは、矢印C方向(鉛直方向)に配列して設けられる。   As shown in FIG. 1, one end edge portion of the power generation cell 12 in the arrow B direction (horizontal direction in FIG. 1) communicates with each other in the arrow A direction that is the stacking direction, and the oxidant gas inlet communication hole 30 a. A cooling medium inlet communication hole 32a and a fuel gas outlet communication hole 34b are provided. The oxidant gas inlet communication hole 30a supplies an oxidant gas, for example, an oxygen-containing gas, while the cooling medium inlet communication hole 32a supplies a cooling medium. The fuel gas outlet communication hole 34b discharges fuel gas, for example, hydrogen-containing gas. The oxidant gas inlet communication hole 30a, the cooling medium inlet communication hole 32a, and the fuel gas outlet communication hole 34b are arranged in the direction of arrow C (vertical direction).

発電セル12の矢印B方向の他端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを供給する燃料ガス入口連通孔34a、冷却媒体を排出する冷却媒体出口連通孔32b、及び酸化剤ガスを排出する酸化剤ガス出口連通孔30bが設けられる。燃料ガス入口連通孔34a、冷却媒体出口連通孔32b及び酸化剤ガス出口連通孔30bは、矢印C方向に配列して設けられる。   The other end edge of the power generation cell 12 in the direction of arrow B communicates with each other in the direction of arrow A, the fuel gas inlet communication hole 34a for supplying fuel gas, the cooling medium outlet communication hole 32b for discharging the cooling medium, and the oxidation An oxidant gas outlet communication hole 30b for discharging the oxidant gas is provided. The fuel gas inlet communication hole 34a, the cooling medium outlet communication hole 32b, and the oxidant gas outlet communication hole 30b are arranged in the direction of arrow C.

第2セパレータ16の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10に向かう面16aには、酸化剤ガス入口連通孔30aと酸化剤ガス出口連通孔30bとに連通して矢印B方向に延在する複数本の酸化剤ガス流路36が設けられる。   The surface 16a of the second separator 16 facing the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame communicates with the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet communication hole 30b and extends in the arrow B direction. An oxidant gas flow path 36 is provided.

第1セパレータ14の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10に向かう面14aには、燃料ガス入口連通孔34aと燃料ガス出口連通孔34bとに連通して矢印B方向に延在する複数本の燃料ガス流路38が形成される。互いに隣接する第1セパレータ14の面14bと第2セパレータ16の面16bとの間には、冷却媒体入口連通孔32aと冷却媒体出口連通孔32bとに連通して矢印B方向に延在する複数本の冷却媒体流路40が形成される。   The surface 14a of the first separator 14 facing the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame communicates with the fuel gas inlet communication hole 34a and the fuel gas outlet communication hole 34b and extends in the direction of arrow B. A fuel gas flow path 38 is formed. Between the surface 14b of the 1st separator 14 and the surface 16b of the 2nd separator 16 which adjoin each other, it communicates with the cooling-medium inlet communication hole 32a and the cooling-medium outlet communication hole 32b, and is extended in the arrow B direction. A cooling medium flow path 40 is formed.

図1及び図2に示すように、第1セパレータ14の面14a、14bには、この第1セパレータ14の外周端部を周回して、第1シール部材42が一体化される。第2セパレータ16の面16a、16bには、この第2セパレータ16の外周端部を周回して、第2シール部材44が一体化される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first seal member 42 is integrated with the surfaces 14 a and 14 b of the first separator 14 around the outer peripheral end of the first separator 14. The second seal member 44 is integrated with the surfaces 16 a and 16 b of the second separator 16 around the outer peripheral end portion of the second separator 16.

図2に示すように、第1シール部材42は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を構成する樹脂枠部材24に当接する第1凸状シール42aと、第2セパレータ16の第2シール部材44に当接する第2凸状シール42bとを有する。第2シール部材44は、第2凸状シール42bに当接する面がセパレータ面に沿って平面状に延在する平面シールを構成する。なお、第2凸状シール42bに代えて、第2シール部材44に凸状シール(図示せず)を設けてもよい。   As shown in FIG. 2, the first seal member 42 includes a first convex seal 42 a that contacts the resin frame member 24 constituting the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame, and a second seal of the second separator 16. And a second convex seal 42b in contact with the member 44. The second seal member 44 constitutes a flat seal in which the surface that contacts the second convex seal 42b extends in a flat shape along the separator surface. Instead of the second convex seal 42b, the second seal member 44 may be provided with a convex seal (not shown).

第1シール部材42及び第2シール部材44には、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。   For the first seal member 42 and the second seal member 44, for example, EPDM, NBR, fluororubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene or acrylic rubber or the like, cushion material Alternatively, an elastic seal member such as a packing material is used.

次いで、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を製造するための本発明の第1の実施形態に係る製造方法について、以下に説明する。   Next, a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention for manufacturing an electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame will be described below.

先ず、段差MEA10aが作製される一方、樹脂枠部材24は、金型(図示せず)を用いて射出成形され、又は、フィルムを切断した部材が用意される。段差MEA10aでは、カーボンペーパの平坦面に、カーボンブラックとPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子との混合物からなるスラリーを塗布し、乾燥させて下地層であるマイクロポーラス層20b(m)が形成される。   First, the step MEA 10a is manufactured, while the resin frame member 24 is injection-molded using a mold (not shown), or a member obtained by cutting a film is prepared. In the step MEA 10a, a slurry made of a mixture of carbon black and PTFE (polytetrafluoroethylene) particles is applied to a flat surface of the carbon paper and dried to form a microporous layer 20b (m) as an underlayer. .

マイクロポーラス層20b(m)にカーボン層20b(c)が接合されることにより、第1ガス拡散層20bが形成される。同様に、マイクロポーラス層22b(m)が形成され、前記マイクロポーラス層22b(m)にカーボン層22b(c)が接合されることにより、第2ガス拡散層22bが形成される。   The first gas diffusion layer 20b is formed by bonding the carbon layer 20b (c) to the microporous layer 20b (m). Similarly, the microporous layer 22b (m) is formed, and the carbon layer 22b (c) is bonded to the microporous layer 22b (m), thereby forming the second gas diffusion layer 22b.

一方、電極触媒に溶媒を加えた後、イオン導電性高分子バインダ溶液として、例えば、パーフルオロアルキレンスルホン酸高分子化合物の溶液が投入される。そして、所定のインク粘土になるまで、溶媒を添加することにより、アノード電極インク及びカソード電極インクが作成される。   On the other hand, after adding a solvent to the electrode catalyst, for example, a solution of a perfluoroalkylenesulfonic acid polymer compound is added as an ion conductive polymer binder solution. Then, an anode electrode ink and a cathode electrode ink are created by adding a solvent until a predetermined ink clay is obtained.

そこで、図3に示すように、アノード電極インクは、PETフィルム50aにスクリーン印刷により塗工され、加熱乾燥されることにより、第1電極触媒層20aを設けたアノード電極シート52が形成される。第1電極触媒層20aは、固体高分子電解質膜18と同一の平面寸法に設定される。   Therefore, as shown in FIG. 3, the anode electrode ink is applied to the PET film 50a by screen printing and dried by heating, whereby the anode electrode sheet 52 provided with the first electrode catalyst layer 20a is formed. The first electrode catalyst layer 20 a is set to have the same planar dimensions as the solid polymer electrolyte membrane 18.

同様に、カソード電極インクは、PETフィルム50bにスクリーン印刷により塗工され、加熱乾燥されることにより、第2電極触媒層22aを設けたカソード電極シート54が形成される。第2電極触媒層22aは、固体高分子電解質膜18よりも小さな平面寸法に設定される。   Similarly, the cathode electrode ink is applied to the PET film 50b by screen printing and dried by heating, whereby the cathode electrode sheet 54 provided with the second electrode catalyst layer 22a is formed. The second electrode catalyst layer 22 a is set to have a smaller planar dimension than the solid polymer electrolyte membrane 18.

次いで、固体高分子電解質膜18が、アノード電極シート52及びカソード電極シート54に挟持された状態で、ホットプレスが行われる。そして、PETフィルム50a、50bが剥離されることにより、接合体(CCM)(catalyst coated membrane)が形成される。さらに、CCMは、第1ガス拡散層20bと第2ガス拡散層22bとに挟持され、ホットプレスにより一体化されて段差MEA10aが作製される(図4参照)。   Next, hot pressing is performed in a state where the solid polymer electrolyte membrane 18 is sandwiched between the anode electrode sheet 52 and the cathode electrode sheet 54. Then, the PET films 50a and 50b are peeled to form a joined body (CCM) (catalyst coated membrane). Further, the CCM is sandwiched between the first gas diffusion layer 20b and the second gas diffusion layer 22b and integrated by hot pressing to produce a step MEA 10a (see FIG. 4).

そして、固体高分子電解質膜18の露出面18be上に、液状接着剤26aが、例えば、図示しないディスペンサーを介して塗布される。なお、液状接着剤26aは、樹脂枠部材24の接着面24aに塗布してもよい。   And the liquid adhesive 26a is apply | coated on the exposed surface 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18 through the dispenser which is not shown in figure, for example. The liquid adhesive 26 a may be applied to the adhesive surface 24 a of the resin frame member 24.

次に、図5に示すように、固体高分子電解質膜18の露出面18beと樹脂枠部材24の接着面24aとの接合部位は、液状接着剤26aが塗布された状態で、サーボプレス機60により加熱及び加圧処理される。サーボプレス機60は、固定基台62と可動基台64とを備え、前記可動基台64は、ピストン66により前記固定基台62に対して進退可能である。なお、荷重は、ステップ状に付与する方式の他、連続的に増加する方式を採用してもよい。   Next, as shown in FIG. 5, the servo press machine 60 is applied to the bonding portion between the exposed surface 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18 and the bonding surface 24a of the resin frame member 24 with the liquid adhesive 26a applied thereto. Is heated and pressurized. The servo press machine 60 includes a fixed base 62 and a movable base 64, and the movable base 64 can be moved forward and backward with respect to the fixed base 62 by a piston 66. In addition, you may employ | adopt the system which increases continuously as well as the system which gives a load stepwise.

第1の実施形態では、図6に示すように、荷重制御が行われる。具体的には、固体高分子電解質膜18と樹脂枠部材24との接合部位には、先ず、付与する荷重を増加させて第1荷重L1が所定の時間だけ付与される。さらに、接合部位には、付与する荷重を減少させて第1荷重L1よりも小さな第2荷重L2が短時間だけ付与された後、前記第1荷重L1よりも大きな第3荷重L3が所定の時間に亘って付与される。そして、接合部位へ荷重を付与しながら所定の時間保持することが終了することにより、液状接着剤26aが硬化して接着剤層26が形成される。   In the first embodiment, load control is performed as shown in FIG. Specifically, first, the first load L1 is applied to the joint portion between the solid polymer electrolyte membrane 18 and the resin frame member 24 by increasing the applied load for a predetermined time. Furthermore, after the load to be applied is decreased and the second load L2 smaller than the first load L1 is applied to the joint portion for a short time, the third load L3 larger than the first load L1 is applied for a predetermined time. Is given over the period. The liquid adhesive 26a is cured and the adhesive layer 26 is formed by completing the holding for a predetermined time while applying a load to the joining portion.

この場合、第1の実施形態では、接合部位には、第1荷重L1、前記第1荷重L1よりも小さな第2荷重L2及び前記第1荷重L1よりも大きな第3荷重L3の順に、付与されている。このように、付与荷重を第1荷重L1から、一旦、第2荷重L2に減少させることにより、液状接着剤26aの内部に進入したボイド同士は、互いに重なり合って大きなボイドになり易い。このため、ボイドは、液状接着剤26aから抜け易くなる。   In this case, in the first embodiment, the first load L1, the second load L2 that is smaller than the first load L1, and the third load L3 that is larger than the first load L1 are sequentially applied to the joint portion. ing. As described above, by temporarily reducing the applied load from the first load L1 to the second load L2, the voids that have entered the liquid adhesive 26a tend to overlap with each other and become large voids. For this reason, the void is easily removed from the liquid adhesive 26a.

しかも、付与荷重は、第2荷重L2から第1荷重L1よりも大きな第3荷重L3に増加されることにより、液状接着剤26aの内部に発生したボイドを押し出す、又は押し潰すことができる。従って、液状接着剤26aの内部に空間が惹起されることがなく、簡単な工程で、段差MEA10aと樹脂枠部材24とを強固且つ良好に接合することが可能になるという効果が得られる。   Moreover, the applied load is increased from the second load L2 to the third load L3 that is larger than the first load L1, so that the void generated inside the liquid adhesive 26a can be pushed out or crushed. Therefore, there is no space in the liquid adhesive 26a, and the effect that the step MEA 10a and the resin frame member 24 can be joined firmly and satisfactorily by a simple process is obtained.

このように構成される発電セル12の動作について、以下に説明する。   The operation of the power generation cell 12 configured as described above will be described below.

先ず、図1に示すように、酸化剤ガス入口連通孔30aには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔34aには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔32aには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。   First, as shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas inlet communication hole 30a, and a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas inlet communication hole 34a. Supplied. Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium inlet communication hole 32a.

このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔30aから第2セパレータ16の酸化剤ガス流路36に導入され、矢印B方向に移動して段差MEA10aのカソード電極22に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔34aから第1セパレータ14の燃料ガス流路38に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路38に沿って矢印B方向に移動し、段差MEA10aのアノード電極20に供給される。   Therefore, the oxidant gas is introduced from the oxidant gas inlet communication hole 30a into the oxidant gas flow path 36 of the second separator 16, moves in the direction of arrow B, and is supplied to the cathode electrode 22 of the step MEA 10a. On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel gas flow path 38 of the first separator 14 from the fuel gas inlet communication hole 34a. The fuel gas moves in the direction of arrow B along the fuel gas flow path 38 and is supplied to the anode electrode 20 of the step MEA 10a.

従って、各段差MEA10aでは、カソード電極22に供給される酸化剤ガスと、アノード電極20に供給される燃料ガスとが、第2電極触媒層22a及び第1電極触媒層20a内で電気化学反応により消費されて、発電が行われる。   Therefore, in each step MEA 10a, the oxidant gas supplied to the cathode electrode 22 and the fuel gas supplied to the anode electrode 20 are electrochemically reacted in the second electrode catalyst layer 22a and the first electrode catalyst layer 20a. It is consumed and power is generated.

次いで、カソード電極22に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔30bに沿って矢印A方向に排出される。同様に、アノード電極20に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔34bに沿って矢印A方向に排出される。   Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode electrode 22 is discharged in the direction of arrow A along the oxidant gas outlet communication hole 30b. Similarly, the fuel gas consumed by being supplied to the anode electrode 20 is discharged in the direction of arrow A along the fuel gas outlet communication hole 34b.

また、冷却媒体入口連通孔32aに供給された冷却媒体は、第1セパレータ14と第2セパレータ16との間の冷却媒体流路40に導入された後、矢印B方向に流通する。この冷却媒体は、段差MEA10aを冷却した後、冷却媒体出口連通孔32bから排出される。   The cooling medium supplied to the cooling medium inlet communication hole 32a is introduced into the cooling medium flow path 40 between the first separator 14 and the second separator 16, and then flows in the direction of arrow B. The cooling medium is discharged from the cooling medium outlet communication hole 32b after cooling the step MEA 10a.

図7は、本発明の第2の実施形態に係る製造方法において、荷重制御の説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram of load control in the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.

第2の実施形態では、固体高分子電解質膜18と樹脂枠部材24との接合部位には、先ず、付与する荷重を増加させて第1荷重L1が所定の時間だけ付与される。さらに、接合部位への荷重の付与が一旦解除された後、すなわち、接合部位には、第1荷重L1よりも小さな第2荷重L2(実質的には、荷重0)が瞬時に付与された後、付与される荷重を減少させて前記第1荷重L1と同一の第3荷重L3が所定の時間に亘って付与される。そして、接合部位への荷重の付与が終了することにより、液状接着剤26aが硬化して接着剤層26が形成される。   In the second embodiment, first, the first load L1 is applied to the joint portion between the solid polymer electrolyte membrane 18 and the resin frame member 24 by increasing the applied load for a predetermined time. Furthermore, after the application of the load to the joint portion is once released, that is, after the second load L2 (substantially, load 0) smaller than the first load L1 is instantaneously applied to the joint portion. The applied load is decreased, and the third load L3 that is the same as the first load L1 is applied over a predetermined time. Then, when the application of the load to the joining portion is completed, the liquid adhesive 26a is cured and the adhesive layer 26 is formed.

このように、第2の実施形態では、接合部位には、第1荷重L1、前記第1荷重L1よりも小さな第2荷重L2(=0)及び前記第1荷重L1と同一の第3荷重L3の順に、付与されている。このため、第1の実施形態と同様に、液状接着剤26aの内部に空間が惹起されることがなく、簡単な工程で、段差MEA10aと樹脂枠部材24とを強固且つ良好に接合することが可能になるという効果が得られる。   As described above, in the second embodiment, the joint portion includes the first load L1, the second load L2 (= 0) smaller than the first load L1, and the third load L3 that is the same as the first load L1. In the order. For this reason, as in the first embodiment, there is no space in the liquid adhesive 26a, and the step MEA 10a and the resin frame member 24 can be joined firmly and satisfactorily by a simple process. The effect that it becomes possible is obtained.

図8は、本発明の第3の実施形態に係る製造方法において、荷重制御の説明図である。   FIG. 8 is an explanatory diagram of load control in the manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.

第3の実施形態では、固体高分子電解質膜18と樹脂枠部材24との接合部位には、先ず、付与する荷重を増加させて第1荷重L1が所定の時間だけ付与される。さらに、接合部位には、第1荷重L1よりも大きな第2荷重L2が所定の時間に亘って付与される。そして、接合部位への荷重の付与が終了することにより、液状接着剤26aが硬化して接着剤層26が形成される。   In the third embodiment, first, the first load L1 is applied to the joint portion between the solid polymer electrolyte membrane 18 and the resin frame member 24 by increasing the applied load for a predetermined time. Further, a second load L2 larger than the first load L1 is applied to the joint portion over a predetermined time. Then, when the application of the load to the joining portion is completed, the liquid adhesive 26a is cured and the adhesive layer 26 is formed.

このように、第3の実施形態では、接合部位には、第1荷重L1及び前記第1荷重L1よりも大きな第2荷重L2の順に、付与されている。従って、液状接着剤26aの内部に発生したボイドを押し出す、又は押し潰すことができる。これにより、簡単な工程で、段差MEA10aと樹脂枠部材24とを強固且つ良好に接合することが可能になる等、上記の第1及び第2の実施形態と同様の効果が得られる。   As described above, in the third embodiment, the first load L1 and the second load L2 that is larger than the first load L1 are applied to the joint portion in this order. Therefore, the void generated in the liquid adhesive 26a can be pushed out or crushed. Accordingly, the same effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained, such as making it possible to join the step MEA 10a and the resin frame member 24 firmly and satisfactorily with a simple process.

10…樹脂枠付き電解質膜・電極構造体 10a…段差MEA
12…発電セル 14、16…セパレータ
18…固体高分子電解質膜 18be…露出面
20…アノード電極 20a、22a…電極触媒層
20b、22b…ガス拡散層 22…カソード電極
24…樹脂枠部材 24a…接着面
26a…液状接着剤 30a…酸化剤ガス入口連通孔
30b…酸化剤ガス出口連通孔 32a…冷却媒体入口連通孔
32b…冷却媒体出口連通孔 34a…燃料ガス入口連通孔
34b…燃料ガス出口連通孔 36…酸化剤ガス流路
38…燃料ガス流路 40…冷却媒体流路
42、44…シール部材 52…アノード電極シート
54…カソード電極シート 60…サーボプレス機
10 ... Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame 10a ... Step MEA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Power generation cell 14, 16 ... Separator 18 ... Solid polymer electrolyte membrane 18be ... Exposed surface 20 ... Anode electrode 20a, 22a ... Electrode catalyst layer 20b, 22b ... Gas diffusion layer 22 ... Cathode electrode 24 ... Resin frame member 24a ... Adhesion Surface 26a ... Liquid adhesive 30a ... Oxidant gas inlet communication hole 30b ... Oxidant gas outlet communication hole 32a ... Cooling medium inlet communication hole 32b ... Cooling medium outlet communication hole 34a ... Fuel gas inlet communication hole 34b ... Fuel gas outlet communication hole 36 ... Oxidant gas passage 38 ... Fuel gas passage 40 ... Cooling medium passage 42, 44 ... Seal member 52 ... Anode electrode sheet 54 ... Cathode electrode sheet 60 ... Servo press machine

Claims (4)

固体高分子電解質膜の一方の面には、第1電極が設けられ、前記固体高分子電解質膜の他方の面には、第2電極が設けられるとともに、前記第1電極の平面寸法は、前記第2電極の平面寸法よりも大きな寸法に設定される段差MEAと、
前記固体高分子電解質膜の、前記第2電極の外方に露呈する外周面に、接着剤層により接合される樹脂枠部材と、
を有する燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法であって、
前記固体高分子電解質膜と前記樹脂枠部材との接合部位に、液状の接着剤を塗布する工程と、
前記液状の接着剤が塗布された前記接合部位に対して荷重を付与するとともに、付与される前記荷重を段階的に増加させる工程と、
を有することを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。
A first electrode is provided on one surface of the solid polymer electrolyte membrane, a second electrode is provided on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane, and the planar dimensions of the first electrode are A step MEA set to a dimension larger than the planar dimension of the second electrode;
A resin frame member bonded to the outer peripheral surface of the solid polymer electrolyte membrane exposed to the outside of the second electrode by an adhesive layer;
A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising:
Applying a liquid adhesive to the joint portion between the solid polymer electrolyte membrane and the resin frame member;
A step of applying a load to the joint portion to which the liquid adhesive is applied and increasing the applied load stepwise;
A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising:
請求項1記載の製造方法において、前記荷重は、第1荷重、前記第1荷重よりも小さな第2荷重及び前記第1荷重よりも大きな第3荷重の順に、付与されることを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。   2. The fuel according to claim 1, wherein the load is applied in the order of a first load, a second load smaller than the first load, and a third load larger than the first load. A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a battery. 請求項1記載の製造方法において、前記荷重は、第1荷重、前記第1荷重よりも小さな第2荷重及び前記第1荷重と同一の第3荷重の順に、付与されることを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。   2. The fuel according to claim 1, wherein the load is applied in the order of a first load, a second load smaller than the first load, and a third load that is the same as the first load. A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a battery. 請求項1記載の製造方法において、前記荷重は、第1荷重及び前記第1荷重よりも大きな第2荷重の順に、付与されることを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。   2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the load is applied in the order of a first load and a second load larger than the first load. Manufacturing method.
JP2015113984A 2015-06-04 2015-06-04 Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery Pending JP2017004607A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015113984A JP2017004607A (en) 2015-06-04 2015-06-04 Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015113984A JP2017004607A (en) 2015-06-04 2015-06-04 Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017004607A true JP2017004607A (en) 2017-01-05

Family

ID=57751963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015113984A Pending JP2017004607A (en) 2015-06-04 2015-06-04 Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017004607A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020061265A (en) * 2018-10-10 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing apparatus of film electrode joint body plate
US10797325B2 (en) 2017-06-15 2020-10-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell and method of manufacturing same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10797325B2 (en) 2017-06-15 2020-10-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel cell and method of manufacturing same
JP2020061265A (en) * 2018-10-10 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing apparatus of film electrode joint body plate
JP7056504B2 (en) 2018-10-10 2022-04-19 トヨタ自動車株式会社 Equipment for manufacturing membrane electrode assembly plates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6263214B2 (en) Step MEA with resin frame for fuel cells
JP5615875B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells
JP6602244B2 (en) Step MEA with resin frame for fuel cell and manufacturing method thereof
JP2018097917A (en) Resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure and method of manufacturing the same
JP6709053B2 (en) Method and apparatus for manufacturing step MEA with resin frame
JP6594809B2 (en) Step MEA with resin frame for fuel cell and manufacturing method thereof
JP6618762B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell and production method thereof
JP6100225B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells
JP2017068956A (en) Resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure for fuel cell
JP6145082B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell and production method thereof
JP6100230B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell and production method thereof
JP2016058161A (en) Resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure for fuel battery
JP2017068908A (en) Manufacturing method for resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure
JP6144650B2 (en) Manufacturing method of fuel cell
JP6666664B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells
JP2017004607A (en) Manufacturing method of electrolyte membrane electrode structure with resin frame for fuel battery
JP2013258096A (en) Production method of electrolyte membrane/electrode structure with resin frame for fuel cell
JP2014026799A (en) Membrane electrode assembly for fuel cell
JP2013157093A (en) Fuel cell
JP5703186B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell and production method thereof
JP2016076372A (en) Method for manufacturing resin frame-attached electrolyte membrane-electrode structure for fuel cell
JP6126049B2 (en) Manufacturing method of fuel cell
JP2017010704A (en) Method for manufacturing electrolyte membrane/electrode structure with resin frame
JP6784492B2 (en) Manufacturing method of MEA with resin frame
JP6442393B2 (en) Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cells