JP2019075336A - Method for manufacturing fuel cell separator - Google Patents
Method for manufacturing fuel cell separator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019075336A JP2019075336A JP2017202085A JP2017202085A JP2019075336A JP 2019075336 A JP2019075336 A JP 2019075336A JP 2017202085 A JP2017202085 A JP 2017202085A JP 2017202085 A JP2017202085 A JP 2017202085A JP 2019075336 A JP2019075336 A JP 2019075336A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal plate
- resin layer
- resin
- resin layers
- fuel cell
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、燃料電池用セパレータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a fuel cell separator.
燃料電池用セパレータとして、金属板の面上に導電性を有した樹脂層が形成されたものがある(例えば特許文献1参照)。 As a fuel cell separator, there is one in which a conductive resin layer is formed on the surface of a metal plate (see, for example, Patent Document 1).
このような燃料電池用セパレータは、例えば以下のようにして製造される。樹脂層が熱硬化性である場合には、平板状の金属板の面に樹脂層が形成され、金属板及び樹脂層がプレス加工により流路溝が形成された後に、加熱炉内で金属板と共に樹脂層が硬化される。このように加熱炉内で樹脂層が加熱されると、樹脂層は外表面から加熱されて硬化する。ここで、樹脂層が加熱されることにより、樹脂層内で気泡が発生する場合がある。上述のように樹脂層が外表面から硬化すると、気泡が樹脂層内から排出されないまま樹脂層が硬化する可能性がある。樹脂層内の気泡が残留したままになると、樹脂層の導通性や強度に影響を与える可能性がある。 Such a fuel cell separator is manufactured, for example, as follows. When the resin layer is thermosetting, the resin layer is formed on the surface of the flat metal plate, and after the metal plate and the resin layer are formed by pressing the channel groove, the metal plate is formed in the heating furnace. At the same time, the resin layer is cured. Thus, when the resin layer is heated in the heating furnace, the resin layer is heated from the outer surface and hardened. Here, air bubbles may be generated in the resin layer by heating the resin layer. As described above, when the resin layer is cured from the outer surface, the resin layer may be cured without the air bubbles being discharged from the inside of the resin layer. If bubbles remain in the resin layer, the conductivity and strength of the resin layer may be affected.
そこで本発明は、樹脂層内からの気泡の排出を促進できる燃料電池用セパレータの製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the separator for fuel cells which can accelerate | stimulate discharge of the bubble from the inside of a resin layer.
上記目的は、平板状の金属板を準備する工程と、前記金属板の少なくとも一方の面に、導電性及び熱硬化性を有した樹脂層を形成する工程と、前記金属板を前記樹脂層と共にプレス加工して前記樹脂層に流路溝を形成する工程と、前記プレス加工後に、前記樹脂層よりも高温となるように前記金属板を加熱して前記樹脂層を硬化させる工程と、を備えた燃料電池用セパレータの製造方法によって達成できる。 The above object is to prepare a flat metal plate, to form a conductive and thermosetting resin layer on at least one surface of the metal plate, and to combine the metal plate with the resin layer. Forming a channel groove in the resin layer by pressing; and heating the metal plate to harden the resin layer so that the temperature becomes higher than that of the resin layer after the pressing. This can be achieved by the method of manufacturing a fuel cell separator.
樹脂層内からの気泡の排出を促進できる燃料電池用セパレータの製造方法を提供できる。 The manufacturing method of the separator for fuel cells which can accelerate discharge of the air bubbles from the inside of a resin layer can be provided.
図1A〜図1Eは、燃料電池用セパレータの製造方法の説明図である。尚、図1A〜図1Eにおいては、後述する金属板10、樹脂層20、及び30の断面図として示している。最初に、図1Aに示すように略平板状の金属板10を準備する。金属板10の材料は特に限定されないが、ステンレス、チタン、アルミニウム、鉄、銅などが使用できる。
1A to 1E are explanatory views of a method of manufacturing a fuel cell separator. In addition, in FIG. 1A-FIG. 1E, it has shown as sectional drawing of the
次に、図1Bに示すように塗布工程が実行され、金属板10の一方の面と他方の面とのそれぞれに樹脂を塗布して樹脂層20及び30を形成する。塗布の方法は、ディスペンサーにより塗布してもよいし、転写やスクリーン印刷により塗布してもよいし、その他の方法であってもよい。ここで、樹脂層20及び30は、共に導電性及び熱硬化性を有している。具体的には樹脂層20及び30は、熱硬化性樹脂にカーボンインクが混合されている。熱硬化性樹脂は、例えばフェノール樹脂又はエポキシ樹脂等である。熱硬化性樹脂中に、導電性を有したカーボンが混入されているため、樹脂層20及び30は導電性を有している。
Next, as shown in FIG. 1B, a coating process is performed to apply resin to each of the one surface and the other surface of the
次に、図1Cに示すように乾燥工程が実行され、樹脂層20及び30内からカーボンインクの溶媒を除去するために、乾燥炉にて、およそ100度以下の温度で樹脂層20及び30を加熱する。これにより、溶媒の気化が促進されて、樹脂層20及び30内から溶媒を除去できる。尚、乾燥工程での加熱温度は、樹脂層20及び30の硬化温度未満であって溶媒が蒸発する温度以上であればよい。また、乾燥工程は、樹脂層20及び30としてフェノール樹脂を用いた場合にのみ必要となり、エポキシ樹脂を用いた場合には溶媒は不要となるため乾燥工程は不要である。但し、エポキシ樹脂を用いた場合には、以下のプレス工程の前に樹脂層20及び30をある程度硬化させるためのプレヒート加工が必要となる。
Next, a drying process is performed as shown in FIG. 1C, and in order to remove the solvent of the carbon ink from within the
次に、図1Dに示すようプレス工程が実行され、樹脂層20側に流路溝20Aが断続的に形成され、樹脂層30側に流路溝30Aが断続的に形成される。流路溝20A及び30Aは、図1Dの紙面に垂直な方向に延びており、これらは交互に平行に並ぶように形成される。また、流路溝20A及び30Aの形状に合わせて、金属板10が波形状に形成される。一般的に、流路溝20A及び30Aの一方側には、燃料電池の発電反応に用いられる反応ガスが流れ、他方側には燃料電池の冷媒が流れる。従って、流路溝20A及び30Aは、主に、膜電極接合体に対向する領域に形成されている。尚、プレス工程では、プレス工程後での流路溝20A及び20Bの形状を維持できるが樹脂層20及び30が硬化しない程度に、ホットプレスにより短時間だけ樹脂層20及び30は加熱される。
Next, as shown in FIG. 1D, the pressing step is performed, the
次に、図1Eに示すように硬化工程が実行され、樹脂層20及び30よりも高温となるように金属板10を加熱して樹脂層20及び30を硬化させる。例えば、金属板10を加熱する方法として、通電加熱、誘導加熱、及び直接加熱が考えられる。通電加熱は、金属板10を通電することにより加熱する。誘導加熱は、電磁現象を利用して金属板10を加熱する。直接加熱は、金属板10にヒータを直接接触させる、又は熱風を当てて加熱する。これにより樹脂層20及び30が硬化する。具体的には、金属板10の外縁部は、樹脂層20及び30から露出しているため、この部分から金属板10を通電させたり加熱することができる。
Next, as shown in FIG. 1E, a curing process is performed to heat the
その後に、マニホールド用の孔を形成するために金属板10と樹脂層20及び30とが共に抜き打ち加工されることにより、燃料電池用セパレータが製造される。
Thereafter, the
図2は、硬化工程の実行中での金属板10と樹脂層20及び30との部分拡大断面図である。図2に示すように、硬化工程の実行中に、樹脂層20及び30内で気泡Bが発生する場合がある。気泡Bが発生する理由は以下のとおりである。樹脂層20及び30の材料である熱硬化性樹脂は、硬化時に縮合反応することにより水が生成され、この水が加熱されて気化することにより、樹脂層20及び30内で気泡Bが発生する場合がある。また、上述した乾燥工程において溶媒を十分に除去できていない場合には、この溶媒が硬化工程で加熱されて樹脂層20及び30内で気泡Bが発生する場合がある。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the
ここで、例えば本実施例での硬化工程とは異なり、例えば金属板10と樹脂層20及び30とを加熱炉内で加熱することにより、樹脂層20及び30を硬化させることも考えられる。しかしながらこの場合、樹脂層20及び30の外表面から硬化が進行する。このため、樹脂層20及び30内で発生した気泡Bが、硬化を開始した樹脂層20及び30の外表面から排出されず、気泡Bが残留したまま樹脂層20及び30が完全に硬化する可能性がある。気泡Bが残留したまま樹脂層20及び30が硬化すると、樹脂層20及び30の強度の低下や、樹脂層20及び30の電気抵抗値の増大、金属板10の耐食性の低下が生じる可能性がある。
Here, it is also conceivable to cure the
これに対して本実施例では、上述したように樹脂層20及び30よりも高温となるように金属板10を加熱することにより、樹脂層20及び30を硬化させる。これにより、樹脂層20及び30は、金属板10に接触する内面から硬化が進行する。このため、樹脂層20及び30の外表面が硬化する前に、樹脂層20及び30内からの気泡Bの排出が促進される。これにより、樹脂層20及び30の強度の低下を抑制でき、樹脂層20及び30の電気抵抗値の増大を抑制でき、金属板10の耐食性の低下も抑制できる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the resin layers 20 and 30 are cured by heating the
尚、熱硬化性樹脂の硬化による収縮によって樹脂層20及び30内からの気泡Bの排出が促進されるため、図2に示すように、樹脂層30が鉛直下方側に位置した姿勢であっても、樹脂層30内から気泡Bの排出が促進される。
In addition, since the discharge of the air bubbles B from inside of the resin layers 20 and 30 is promoted by the shrinkage due to the hardening of the thermosetting resin, as shown in FIG. Also, the discharge of the air bubbles B from the inside of the
上記実施例では、金属板10の全面に亘って導電性を有した樹脂層20及び30を形成したが、これに限定されない。例えば、膜電極接合体に重なる領域、即ち発電領域に重なる領域のみに導電性を有した樹脂層20及び30を塗布し、それ以外の領域には、導電性を有していない熱硬化性樹脂を塗布してもよい。導電性を有していない熱硬化性樹脂では、上述したようにカーボンインクなどの導電性粒子を含有していないため、金属板10の耐食性の確保や、ガスシール性を確保することができる。例えば図1Dの例では、流路溝20A及び30Aが形成されていない領域に、上述した樹脂層20及び30の代わりに、導電性を有していない熱硬化性樹脂を塗布してもよい。
Although the resin layers 20 and 30 having conductivity are formed over the entire surface of the
上記実施例では金属板10の一方の面及び他方の面のそれぞれに樹脂層20及び30が形成される場合を例に示したが、これに限定されず、少なくとも一方の面に樹脂層が設けられていてもよい。
Although the case where the resin layers 20 and 30 are formed on each of the one surface and the other surface of the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications may be made within the scope of the subject matter of the present invention described in the claims. Changes are possible.
10 金属板
20、30 樹脂層
B 気泡
10
Claims (1)
前記金属板の少なくとも一方の面に、導電性及び熱硬化性を有した樹脂層を形成する工程と、
前記金属板を前記樹脂層と共にプレス加工して前記樹脂層に流路溝を形成する工程と、
前記プレス加工後に、前記樹脂層よりも高温となるように前記金属板を加熱して前記樹脂層を硬化させる工程と、
を備えた燃料電池用セパレータの製造方法。 Preparing a flat metal plate;
Forming a conductive and thermosetting resin layer on at least one surface of the metal plate;
Forming a channel groove in the resin layer by pressing the metal plate together with the resin layer;
Heating the metal plate to harden the resin layer to a higher temperature than the resin layer after the pressing;
Method of producing a fuel cell separator comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017202085A JP6812945B2 (en) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | Manufacturing method of separator for fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017202085A JP6812945B2 (en) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | Manufacturing method of separator for fuel cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019075336A true JP2019075336A (en) | 2019-05-16 |
JP6812945B2 JP6812945B2 (en) | 2021-01-13 |
Family
ID=66544260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017202085A Active JP6812945B2 (en) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | Manufacturing method of separator for fuel cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6812945B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021077527A (en) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | トヨタ車体株式会社 | Fuel cell separator, manufacturing method of fuel cell separator, and manufacturing method of thermal transfer sheet |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09314785A (en) * | 1996-05-27 | 1997-12-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Manufacture of laminated plate with metal foil and apparatus therefor |
JP2002094214A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Sato Shoji Corp | Substrate manufacturing method, device and single-sided insulating sheet used for the manufacturing method |
JP2006134644A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | Assembling method of fuel cell |
JP2006302741A (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Toyota Motor Corp | Method and device for manufacturing fuel cell |
JP2007157387A (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of fuel battery and fuel battery |
JP2010251305A (en) * | 2009-03-25 | 2010-11-04 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of separator for fuel cell |
JP2011204425A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Toppan Printing Co Ltd | Separator for fuel cell, and method for manufacturing the same |
JP2013187036A (en) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Toyota Motor Corp | Device and method for manufacturing member for fuel cell |
JP2015095314A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for manufacturing titanium fuel cell separator |
WO2015178432A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell manufacturing method and fuel cell manufacturing device |
-
2017
- 2017-10-18 JP JP2017202085A patent/JP6812945B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09314785A (en) * | 1996-05-27 | 1997-12-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Manufacture of laminated plate with metal foil and apparatus therefor |
JP2002094214A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Sato Shoji Corp | Substrate manufacturing method, device and single-sided insulating sheet used for the manufacturing method |
JP2006134644A (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Nissan Motor Co Ltd | Assembling method of fuel cell |
JP2006302741A (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Toyota Motor Corp | Method and device for manufacturing fuel cell |
JP2007157387A (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of fuel battery and fuel battery |
JP2010251305A (en) * | 2009-03-25 | 2010-11-04 | Toppan Printing Co Ltd | Manufacturing method of separator for fuel cell |
JP2011204425A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Toppan Printing Co Ltd | Separator for fuel cell, and method for manufacturing the same |
JP2013187036A (en) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Toyota Motor Corp | Device and method for manufacturing member for fuel cell |
JP2015095314A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 株式会社神戸製鋼所 | Method for manufacturing titanium fuel cell separator |
WO2015178432A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | 日産自動車株式会社 | Fuel cell manufacturing method and fuel cell manufacturing device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021077527A (en) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | トヨタ車体株式会社 | Fuel cell separator, manufacturing method of fuel cell separator, and manufacturing method of thermal transfer sheet |
WO2021095312A1 (en) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | トヨタ車体株式会社 | Separator for fuel cells, method for producing separator for fuel cells, and method for producing sheet for thermal transfer |
JP7247864B2 (en) | 2019-11-11 | 2023-03-29 | トヨタ車体株式会社 | Separator for fuel cell, method for producing separator for fuel cell, and method for producing thermal transfer sheet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6812945B2 (en) | 2021-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10608223B2 (en) | Method for manufacturing separator for fuel cell | |
WO2015008838A1 (en) | Fuel cell separator and production method for fuel cell separator | |
KR20100068593A (en) | Method for laminating copper layer on seramic board | |
JP6559136B2 (en) | Insulating sheet | |
KR101837762B1 (en) | Manufacturing method of fuel cell separator | |
JP2007172929A5 (en) | ||
JP2019075336A (en) | Method for manufacturing fuel cell separator | |
Ma et al. | Breaking the Rate‐Integrity Dilemma in Large‐Area Bubbling Transfer of Graphene by Strain Engineering | |
WO1999012737A1 (en) | Thermal bonding method and apparatus | |
JP5330060B2 (en) | Manufacturing method of membrane electrode assembly | |
JP2011189402A (en) | Resistance heating method of metal sheet | |
KR101031230B1 (en) | Copper clad laminate manufacturing method | |
US20200343028A1 (en) | Method for manufacturing resistor | |
JP2006134644A (en) | Assembling method of fuel cell | |
JP2016082108A (en) | Circuit board with heat sink, and manufacturing method of circuit board with heat sink | |
CN1836147A (en) | Heat radiating member, device using the heat radiating member, casing, computer support stand, and radiating member manufacturing method | |
JP2008293721A (en) | Method of manufacturing electrolyte membrane-electrode assembly | |
CN105304504A (en) | Manufacturing method for substrate used for semiconductor device | |
JP2007224208A (en) | Fluorine rubber sheet and planar heater using fluorine rubber sheet and method for producing the same heater | |
JP2009289850A (en) | Method of manufacturing metal core-containing multilayer substrate | |
JP2015201254A (en) | Manufacturing method of catalyst layer for fuel cell | |
JP6889029B2 (en) | Heater unit and its manufacturing method | |
CN202074857U (en) | Helical divergent high radiator | |
JP2014141002A (en) | Method for molding structural member made by fiber-reinforced composite material | |
CN107994240A (en) | Fuel cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201130 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6812945 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |