JP2019109987A - 電極接合方法及び電極接合装置 - Google Patents

電極接合方法及び電極接合装置 Download PDF

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Abstract

【課題】歩留まりが向上した電極接合方法及び電極接合装置を提供すること。【解決手段】電極接合方法は、カソード電極層１１０及びアノード電極層１２０からなる一対の電極層と、ＰＥＭ１３０と、を備えた燃料電池の膜電極接合体１００の製造方法において、カソード電極層１１０を複数枚取得可能な大きさのカソード電極シート１１１を搬送する電極シート搬送工程と、カソード電極シート１１１の異常（１１２、１１３）を検出する異常検出工程と、異常検出工程で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状を特定する特定工程と、特定工程で特定された所定形状のカソード電極層１１０を切りだす切り出し工程と、切り出された所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する工程とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池の電極接合方法及び燃料電池の電極接合装置に関する。
自動車の動力源として、ガソリン等を燃料とするエンジン、電気により駆動するモータ、エンジンとモータを組み合わせたものが実用化されている。近年、環境考慮の点から、燃料電池により発電された電気でモータを駆動する燃料電池車が注目されている。燃料電池は、アノード電極とカソード電極が電解質膜を挟んで構成される膜電極接合体に、空気と水素を供給し、電気エネルギーと水を生成するものである。
このような燃料電池に採用される膜電極接合体を連続的に製造する方法として、電極層を所定形状に切り出して電解質膜に接合して膜電極接合体を製造する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６−１６７４３３号公報
しかしながら、電極層を製造する過程において、電極層にヒビが入ることや、孔が空いてしまうことがある。切り出した後の電極層にヒビや孔が含まれていると、電極層の品質がＮＧとなる可能性があるため、歩留まりの向上が望まれている。
本発明は、歩留まりが向上した電極接合方法及び電極接合装置を提供することを目的とする。
（１） 本発明は、一対の電極層と、電解質膜と、を備えた燃料電池の膜電極接合体電極接合方法において、前記一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する電極シート搬送工程と、前記電極シートの異常を検出する異常検出工程と、前記異常検出工程で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状を特定する特定工程と、前記特定工程で特定された所定形状の電極層を切り出す切り出し工程と、切り出された所定形状の電極層を前記電解質膜に接合する接合工程と、を備える電極接合方法に関する。
（２） （１）の電極接合方法において、前記異常検出工程は、前記電極シートの全面の異常を検出する第１検出工程と、前記第１検出工程で異常がある箇所を外した範囲の一部の異常を検出する第２検出工程と、を備えてもよい。
（３） （１）の電極接合方法において、前記異常検出工程は、前記電極シートの凹凸を検出する第１検出工程と、前記第１検出工程で検出された凹凸がある箇所を外した範囲に電極シートの孔を検出する第２検出工程と、を備えてもよい。
（４） （３）の電極接合方法において、前記第２検出工程は、前記電極シートの電極層として切り出す部分の端部のみの異常を検出してもよい。
（５） （２）〜（４）いずれかの電極接合方法において、前記第１検出工程よりも前記第２検出工程の方が検出精度を高く設定してもよい。
（６） 本発明は、一対の電極層と、電解質膜と、を備えた燃料電池の膜電極接合体電極接合装置において、前記一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する搬送装置と、前記電極シートの異常を検出する異常検出装置と、前記電極シートのうち、前記異常検出装置で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状の電極層を切り出す切り出し装置と、前記所定形状の電極層を前記電解質膜に接合する接合装置と、を備える電極接合装置に関する。
（７） （６）の電極接合装置において、前記異常検出装置は、前記電極シートの凹凸を検出する第１検出装置と、前記第１検出装置で検出された凹凸がある箇所を外した範囲に電極シートの孔を検出する第２検出装置と、を備えてもよい。
（８） （７）の電極接合装置において、前記第２検出装置は、前記電極シートの搬送方向に直交する方向に移動して異常を検出してもよい。
（１）本発明において、電極接合方法は、一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する電極シート搬送工程と、電極シートの異常を検出する異常検出工程と、異常検出工程で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状を特定する特定工程と、特定工程で特定された所定形状の電極層を切りだす切り出し工程と、切り出された所定形状の電極層を電解質膜に接合する接合工程とを備える。そのため、切り出された所定形状の電極層に、異常が検出されることを抑制できる。これにより、歩留まりが向上した電極接合方法を提供することができる。
（２） （１）の電極接合方法において、異常検出工程は、電極シートの全面の異常を検出する第１検出工程と、第１検出工程で異常がある箇所を外した範囲の一部の異常を検出する第２検出工程と、を備える。そのため、第１検出工程で異常を検出する範囲と、第２検出工程により異常を検出する範囲との重複がなくなる。これにより、電極シートの異常を効率よく検出できる。
（３） （１）の電極接合方法において、異常検出工程は、電極シートの凹凸を検出する第１検出工程と、第１検出工程で検出された凹凸がある箇所を外した範囲に電極シートの孔を検出する第２検出工程と、を有する。そのため、第１検出工程で凹凸を検出する範囲と、第２検出工程により孔を検出する範囲との重複がなくなる。これにより、電極シートの凹凸、孔を効率よく検出できる。
（４） （３）の電極接合方法において、第２検出工程は、電極シートの電極層として切り出す部分の端部のみの異常を検出する。そのため、電極シートの電極層として切り出す部分の端部に異常が検出されることを回避できる。これにより、効率よく異常を検出できると共に、十分に歩留まりを向上させることができる。
（５） （２）〜（４）いずれかの電極接合方法において、第１検出工程よりも第２検出工程の方が検出精度を高く設定する。これにより、電極シートの異常をより効率よく検出できる。
（６）本発明において、電極接合装置は、一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する搬送装置と、電極シートの異常を検出する異常検出装置と、電極シートのうち、異常検出装置で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状の電極層を切り出す切り出し装置と、所定形状の電極層を電解質膜に接合する接合装置と、を備える。そのため、切り出された所定形状の電極層に、異常が検出されることを抑制できる。これにより、歩留まりが向上した電極接合装置を提供することができる。
（７） （６）の電極接合装置において、異常検出装置は、電極シートの凹凸を検出する第１検出装置と、第１検出装置で検出された凹凸がある箇所を外した範囲に電極シートの孔を検出する第２検出装置と、を備える。そのため、第１検出装置で凹凸を検出する範囲と、第２検出装置により孔を検出する範囲との重複がなくなる。これにより、電極シートの凹凸、孔を効率よく検出できる。
（８） （７）の電極接合装置において、第２検出装置は、電極シートの搬送方向に直交する方向に移動して異常を検出する。そのため、第２検出装置を固定した場合には検出できない範囲にある孔が検出される。これにより、第２検出装置で、電極シートの異常を効率よく検出できる。
本実施形態に係る電極接合装置の全体構成図である。 本実施形態に係る電極接合装置の第２検出装置を説明するための模式図である。 本実施形態に係る電極接合方法の各工程を示す模式図である。 本実施形態に係る第２検出装置（第２検出工程）による異常検出方法の一例を示す模式図である。 本実施形態に係る異常検出装置（異常検出工程）について説明するための模式図である。
以下、本発明の一実施形態に係る電極接合装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る電極接合装置の全体構成図であり、図２は、本実施形態に係る電極接合装置の第２検出装置を説明するための模式図である。
電極接合装置１は、カソード電極層１１０及びアノード電極層１２０とからなる一対の電極層と、電解質膜としてのＰＥＭ（固体高分子電解質膜）１３０と、を備えた燃料電池の膜電極接合体１００を製造する装置である。
図１に示すように、電極接合装置１は、第１搬送装置１１と、第２搬送装置１２と、異常検出装置としての第１検出装置２１及び第２検出装置２２と、第１切り出し装置３０と、接合装置４０と、を備える。
第１搬送装置１１は、一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する装置である。本実施形態においては、第１搬送装置１１は、カソード電極層１１０を複数枚取得可能な大きさのカソード電極シート１１１を搬送する装置である。第１搬送装置１１は、第１検出装置２１、第２検出装置２２、第１切り出し装置３０、接合装置４０の順にカソード電極シート１１１を搬送する。
第２搬送装置１２は、ＰＥＭ１３０を複数枚取得可能な大きさのＰＥＭシート１３１を搬送する装置である。第２搬送装置１２は、接合装置４０にＰＥＭシート１３１を搬送する。
第１検出装置２１及び第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１の異常を検出する装置である。本実施形態においては、第１検出装置２１は、カソード電極シート１１１の凹凸１１２を検出する装置であり、第２検出装置２２は、第１検出工程で検出された凹凸がある箇所を外した範囲にカソード電極シート１１１の孔１１３を検出する装置である。第１検出装置２１と、第２検出装置２２と、後述する第１切り出し装置３０の特定部３１とは電気的に接続されている。
また、本実施形態においては、第１検出装置２１の検出精度よりも第２検出装置２２の検出精度が高く設定されている。そのため、凹凸１１２がある箇所を外した範囲において、孔１１３を高い精度で検出できる。これにより、カソード電極シート１１１の異常（凹凸１１２、孔１１３）をより効率よく検出できる。
また、本実施形態においては、第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１の全面ではなく、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出する（後述）。
また、本実施形態においては、第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１の搬送方向Ｘに直交する方向に移動して異常（孔１１３）を検出する（図２参照）。つまり、第２検出装置２２の自走方向Ｙは、搬送方向Ｘに直交するので、第２検出装置２２の検出範囲２３は、第２検出装置２２を固定した場合には届かない範囲に広がる。そのため、第２検出装置２２を固定した場合には検出できない範囲にある孔１１３が検出される。これにより、第２検出装置２２で、カソード電極シート１１１の異常を効率よく検出できる。
第１切り出し装置３０は、異常検出装置（第１検出装置２１及び第２検出装置２２）で検出された異常（凹凸１１２、孔１１３）がある個所を外した範囲から所定形状のカソード電極層１１０を切り出す装置である。本実施形態においては、第１切り出し装置３０は、特定部３１と、切り出し部３２とを備える。特定部３１は、異常検出装置（第１検出装置２１及び第２検出装置２２）と電気的に接続されていて、異常検出装置で検出された異常がある個所を外した範囲から所定形状を特定する（図５参照）。また、切り出し部３２は、特定部３１で特定された所定形状のカソード電極層１１０を切り出す（ハーフカットする）。
接合装置４０は、所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する装置である。本実施形態においては、接合装置４０は、カソード電極シート１１１の基材から、所定形状に切り出されたカソード電極層１１０が、ＰＥＭシート１３１に熱転写されるように、所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する。
電極接合装置１は、更に、異常検出装置５０と、第２切り出し装置（不図示）と、剥離装置（不図示）と、ＣＰ接合装置（不図示）と、を備えていてもよい。
異常検出装置５０は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭシート１３１の異常（例えば孔１１３）を検出する装置である。異常検出装置５０が孔１１３を検出した場合には、孔１１３があるカソード電極層１１０が接合されたＰＥＭシート１３１に対して後の工程を行う必要がなくなる。これにより、効率よく膜電極接合体１００を製造できる。第２切り出し装置は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０を切り出す（ハーフカットする）装置である。剥離装置は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０をＰＥＭシート１３１の基材から剥離する装置である。ＣＰ接合装置は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０のＰＥＭ１３０側の面にアノード電極層１２０のアノードカーボンペーパーを接合し、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０のカソード電極層１１０側の面にカソード電極層１１０のカソードカーボンペーパーを接合する装置である。以上のように、電極接合装置１により、一対の電極層と、ＰＥＭ１３０とが一体化された膜電極接合体１００を得ることができる。
続いて、本発明の一実施形態に係る電極接合方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。図３は、本実施形態に係る電極接合方法の各工程を示す模式図である。
膜電極接合体１００の製造方法は、カソード電極層１１０及びアノード電極層１２０とからなる一対の電極層と、電解質膜としてのＰＥＭ（固体高分子電解質膜）１３０と、を備えた燃料電池の膜電極接合体１００を製造する方法である。
膜電極接合体１００の製造方法は、搬送工程と、第１異常検出工程と、第１切り出し工程と、接合工程とを備える。
図３（ａ）に示すように、搬送工程は、一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する工程である。本実施形態においては、搬送工程は、カソード電極層１１０を複数枚取得可能な大きさのカソード電極シート１１１を搬送する工程である。例えば、搬送工程は、上記第１搬送装置１１にカソード電極シート１１１を投入する工程を含み、上記第２搬送装置１２にＰＥＭシート１３１を投入する工程を含む。
第１異常検出工程は、カソード電極シート１１１の異常を検出する工程である。本実施形態においては、上記第１検出装置２１により、カソード電極シート１１１の全面の異常を検出する第１検出工程と、上記第２検出装置２２により、第１検出工程で異常がある箇所を外した範囲の一部の異常を検出する第２検出工程とを有する。
図３（ｂ）に示すように、第１検出工程は、カソード電極シート１１１の凹凸１１２を検出する工程である。図３（ｃ）に示すように、第２検出工程は、第１検出工程で検出された凹凸がある箇所を外した範囲にカソード電極シート１１１の孔１１３を検出する工程である。
また、本実施形態においては、第１検出工程（第１検出装置２１）の検出精度よりも第２検出工程（第２検出装置２２）の検出精度が高く設定されている。そのため、凹凸１１２がある箇所を外した範囲において、孔１１３を高い精度で検出できる。これにより、カソード電極シート１１１の異常（凹凸１１２、孔１１３）を効率よく検出できる。
また、本実施形態においては、第２検出工程では、カソード電極シート１１１の全面ではなく、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出するように第２検出装置２２が動作する（後述）。
また、本実施形態においては、第２検出工程では、カソード電極シート１１１の搬送方向Ｘに直交する方向（自走方向Ｙ）に移動して異常（孔１１３）を検出するように第２検出装置２２が動作する（図２参照）。これにより、第２検出装置２２で、カソード電極シート１１１の異常を効率よく検出できる。
第１切り出し工程は、異常検出工程（第１検出工程及び第２検出工程）で検出された異常（凹凸１１２、孔１１３）がある個所を外した範囲から所定形状のカソード電極層１１０を切り出す工程である。本実施形態においては、第１切り出し工程は、特定工程と、切り出し工程とを有する。
図３（ｄ）に示すように、特定工程は、異常検出工程で検出された異常がある個所を外した範囲から所定形状を特定する工程である。また、図５（ｅ）に示すように、切り出し工程は、特定部３１で特定された所定形状のカソード電極層１１０を切り出す（ハーフカットする）工程である。
図３（ｆ）に示すように接合工程は、所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する工程である。本実施形態においては、接合工程は、カソード電極シート１１１の基材から、所定形状に切り出されたカソード電極層１１０が、ＰＥＭシート１３１に熱転写されるように、所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する工程である。
膜電極接合体１００の製造方法は、更に、第２異常検出工程と、第２切り出し工程と、剥離工程と、ＣＰ接合工程と、を備えてもよい。
第２異常検出工程は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭシート１３１の異常（例えば孔１１３）を検出する工程である。第２異常検出工程で孔１１３が検出された場合には、孔１１３があるカソード電極層１１０が接合されたＰＥＭシート１３１に対して後の工程を行う必要がなくなる。これにより、効率よく膜電極接合体１００を製造できる。第２切り出し工程は、所定形状のカソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０を切り出す（ハーフカットする）工程である。剥離工程は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０をＰＥＭシート１３１の基材から剥離する工程である。ＣＰ接合工程は、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０のＰＥＭ１３０側の面にアノード電極層１２０のアノードカーボンペーパーを接合し、カソード電極層１１０が接合されたＰＥＭ１３０のカソード電極層１１０側の面にカソード電極層１１０のカソードカーボンペーパーを接合する工程である。以上のように、膜電極接合体１００の製造方法により、一対の電極層と、ＰＥＭ１３０とが一体化された膜電極接合体１００を得ることができる。
続いて、第２検出装置２２（第２検出工程）により異常（孔１１３）が検出された場合に、どのように特定部３１（特定工程）によりカソード電極層１１０の切り出す位置が特定されるのかを、図４を用いて詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る第２検出装置（第２検出工程）による異常検出方法の一例を示す模式図である。
前述したとおり、本実施形態においては、第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１の全面ではなく、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出する。例えば、第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１の凹凸１１２を除いた領域において、自走方向Ｙに向けて孔１１３がないかの１回目の検査（異常の検出）を行う。１回目の検査で孔１１３が検出されない場合には、特定部３１は、１回目の検査領域（孔１１３が検出されなかった領域）がカソード電極層１１０の端部となるようにカソード電極層１１０の形状を特定する。
１回目の検査で孔１１３が検出された場合には、第２検出装置２２は、搬送方向Ｘに向けてカソード電極層１１０をずらして、自走方向Ｙに向けて孔１１３がないかの２回目の再検査を行う。２回目の再検査で孔１１３が検出されない場合には、特定部３１は、２回目の再検査領域（孔１１３が検出されなかった領域）がカソード電極層１１０の端部となるようにカソード電極層１１０の形状を特定する。
検査は、自走方向Ｙに孔１１３が検出されなくなるまでｎ回繰り返される。ｎ回目の検査で孔１１３が検出されなければ、特定部３１は、ｎ回目の検査領域（孔１１３が検出されなかった領域）がカソード電極層１１０の端部となるようにカソード電極層１１０の形状を特定する。
このような第２検出装置２２（第２検出工程）による異常検出方法では、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部に異常が検出されることを回避できる。一方で、このような第２検出装置（第２検出工程）による異常検出方法では確実に孔１１３を回避してカソード電極層１１０を切り出すことはできない（端部以外の箇所に孔１１３がある可能性もある）。しかし、第１検出装置（第１検出工程）により異常（凹凸１１２）が検出された箇所が除かれているものの、切り出す前からカソード電極シート１１１全体に孔１１３がないことを確認するのは効率が悪い。また、端部以外の箇所に孔１１３を検出できたとしても、その孔１１３を含むようにカソード電極層１１０を切り出せない以上、端部以外の箇所に孔１１３があるかないかを確認しても、歩留まりの向上にはつながりにくい。従って、第２検出装置（第２検出工程）により、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出できれば、効率よく異常を検出できると共に、十分に歩留まりを向上させることができる。
続いて、異常検出装置（異常検出工程）について、図５を用いて更に詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る異常検出装置（異常検出工程）について説明するための模式図である。詳細には、図５（ａ）〜（ｄ）は、接合工程の前の第１検出装置２１及び第２検出装置２２（第１異常検出工程）を説明するための模式図であり、図５（ｅ）は、接合工程の後の異常検出装置５０（第２異常検出工程）を説明するための模式図である。
図５（ａ）に示すように、カソード電極シート１１１に異常（凹凸１１２、孔１１３）がない場合、カソード電極シート１１１から取得可能なカソード電極層１１０の枚数（図５（ａ）では７枚）は、カソード電極シート１１１の有効長さによって求められる。
図５（ｂ）に示すように第１検出装置２１によって、凹凸１１２が２つ検出された場合、ＮＧ領域（凹凸１１２）を外した範囲から所定形状を特定してカソード電極層１１０が５枚取得される。最大で７枚のカソード電極層１１０を取得可能なカソード電極シート１１１から５枚のカソード電極層１１０を取得しているため、この場合の、歩留まりは５／７ということになる。
一方で、凹凸１１２の検出を行わなかった場合には、１つのＮＧ領域（凹凸１１２）が２枚のカソード電極層１１０にまたがっていることも考えられるので、最大で、１つのＮＧ領域につき２枚数のカソード電極層１１０が、ＮＧ領域を含んでいることになる。そのため、本実施形態に係る第１検出装置２１（第１検出工程）により、歩留まりが最大で２／７程度向上していることが分かる。
図５（ｃ）に示すように第１検出装置２１によって、凹凸１１２が２つ検出された場合、ＮＧ領域（凹凸１１２）を外した範囲において、第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出する。図５（ｃ）では、孔１１３が１つ検出されたため、ＮＧ領域（凹凸１１２、孔１１３）を外した範囲から所定形状を特定してカソード電極層１１０が５枚取得される。
一方で、孔１１３の検出を行わなかった場合には１枚のカソード電極層１１０がＮＧ領域（孔１１３）を含んでいたと考えられる。そのため、本実施形態に係る第２検出装置２２（第２検出工程）により、歩留まりが１／５程度向上していることが分かる。
図５（ｄ）に示すように第１検出装置２１によって、凹凸１１２が２つ検出された場合、ＮＧ領域（凹凸１１２）を外した範囲において、第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出する。図５（ｄ）では、図５（ｃ）と同様の箇所に、孔１１３ａが検出され、更にその後の孔１１３ｂが検出される。孔１１３ｂと凹凸１１２との間からは所定形状のカソード電極層１１０を切り出せない。従って、ＮＧ領域（凹凸１１２、孔１１３）を外した範囲から所定形状を特定してカソード電極層１１０が４枚取得される。
一方で、孔１１３の検出を行わなかった場合には２枚のカソード電極層１１０がＮＧ領域（孔１１３）を含んでいたと考えられる。そのため、本実施形態に係る第２検出装置２２（第２検出工程）により、歩留まりが１／５程度向上していることが分かる。
本実施形態に係る第２検出工程を行っても、端部以外の箇所に孔１１３がある可能性があるので、図５（ｅ）に示すように異常検出装置５０（第２異常検出工程）によってＰＥＭシート１３１上のカソード電極層１１０に孔１１３が検出される場合もある。異常検出装置５０（第２異常検出工程）で孔１１３を検出できれば、孔１１３があるカソード電極層１１０が接合されたＰＥＭシート１３１に対して後の工程を行う必要がなくなる。これにより、効率よく膜電極接合体１００を製造できる。
本実施形態の電極接合方法によれば、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態の電極接合方法は、カソード電極層１１０を複数枚取得可能な大きさのカソード電極シート１１１を搬送する電極シート搬送工程と、カソード電極シート１１１の異常を検出する異常検出工程と、異常検出工程で検出された異常がある個所を外した範囲から所定形状を特定する特定工程と、特定工程で特定された所定形状のカソード電極層１１０として切りだす切り出し工程と、切り出された所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する接合工程とを備える。そのため、切り出された所定形状のカソード電極層１１０に、異常が検出されることを抑制できる。これにより、歩留まりが向上した膜電極接合体１００の製造方法を提供することができる。
（２）異常検出工程は、カソード電極シート１１１の全面の異常を検出する第１検出工程と、第１検出工程で異常がある箇所を外した範囲の一部の異常を検出する第２検出工程と、を備える。そのため、第１検出工程で異常を検出する範囲と、第２検出工程により異常を検出する範囲との重複がなくなる。これにより、カソード電極シート１１１の異常を効率よく検出できる。
（３）異常検出工程は、カソード電極シート１１１の凹凸１１２を検出する第１検出工程と、第１検出工程で検出された凹凸１１２がある箇所を外した範囲に電極シートの孔１１３を検出する第２検出工程と、を有する。そのため、第１検出工程で凹凸１１２を検出する範囲と、第２検出工程により孔１１３を検出する範囲との重複がなくなる。これにより、カソード電極シート１１１の凹凸、孔を効率よく検出できる。
（４）第２検出工程は、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部のみの異常を検出する。そのため、カソード電極シート１１１のカソード電極層１１０として切り出す部分の端部に異常が検出されることを回避できる。これにより、効率よく異常を検出できると共に、十分に歩留まりを向上させることができる。
（５）第１検出工程よりも第２検出工程の方が検出精度を高く設定する。これにより、カソード電極シート１１１の異常をより効率よく検出できる。
本実施形態の電極接合装置１によれば、以下の効果を奏する。
（６）本実施形態の電極接合装置１は、一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する第１搬送装置１１と、カソード電極シート１１１の異常を検出する異常検出装置と、カソード電極シート１１１のうち、異常検出装置で検出された異常がある個所を外した範囲から所定形状のカソード電極層１１０を切り出す第１切り出し装置３０と、所定形状のカソード電極層１１０をＰＥＭ１３０に接合する接合装置と、を備える。そのため、切り出された所定形状のカソード電極層１１０に、異常が検出されることを抑制できる。これにより、歩留まりが向上した電極接合装置を提供することができる。
（７）異常検出装置は、カソード電極シート１１１の凹凸１１２を検出する第１検出装置２１と、第１検出装置２１で検出された凹凸１１２がある箇所を外した範囲にカソード電極シート１１１の孔１１３を検出する第２検出装置２２と、を備える。そのため、第１検出工程で凹凸１１２を検出する範囲と、第２検出工程により孔１１３を検出する範囲との重複がなくなる。これにより、カソード電極シート１１１の凹凸１１２、孔１１３を効率よく検出できる。
（８）第２検出装置２２は、カソード電極シート１１１の搬送方向Ｘに直交する方向（自走方向Ｙ）に移動して異常を検出する。そのため、第２検出装置を固定した場合には検出できない範囲にある異常（孔１１３）が検出される。これにより、第２検出装置２２で、カソード電極シート１１１の異常を効率よく検出できる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第１搬送装置が、カソード電極層を複数枚取得可能な大きさのカソード電極を搬送する例を説明したが、第１搬送装置は、アノード電極層を複数枚取得可能な大きさのアノード電極を搬送してもよい。この場合、切り出された所定形状のアノード電極層に、異常が検出されることを抑制できる。
１００ 膜電極接合体
１１０ カソード電極層（電極層）
１１１ カソード電極シート（電極シート）
１１２ 凹凸（異常）
１１３ 孔（異常）
１２０ アノード電極層
１３０ ＰＥＭ（電解質膜）

Claims (8)

  1. 一対の電極層と、電解質膜と、を備えた燃料電池の膜電極接合体の電極接合方法において、
    前記一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する電極シート搬送工程と、
    前記電極シートの異常を検出する異常検出工程と、
    前記異常検出工程で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状を特定する特定工程と、
    前記特定工程で特定された所定形状の電極層を切り出す切り出し工程と、
    切り出された所定形状の電極層を前記電解質膜に接合する接合工程と、を備える電極接合方法。
  2. 前記異常検出工程は、
    前記電極シートの全面の異常を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程で検出された異常がある箇所を外した範囲の一部の異常を検出する第２検出工程と、を備える請求項１に記載の電極接合方法。
  3. 前記異常検出工程は、
    前記電極シートの凹凸を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程で検出された凹凸がある箇所を外した範囲に電極シートの孔を検出する第２検出工程と、を備える請求項１に記載の電極接合方法。
  4. 前記第２検出工程は、前記電極シートの電極層として切り出す部分の端部のみの異常を検出する請求項３に記載の電極接合方法。
  5. 前記第１検出工程よりも前記第２検出工程の方が検出精度を高く設定する請求項２〜４のいずれかに記載の電極接合方法。
  6. 一対の電極層と、電解質膜と、を備えた燃料電池の膜電極接合体の電極接合装置において、
    前記一対の電極層のうち少なくとも１つの電極層を複数枚取得可能な大きさの電極シートを搬送する搬送装置と、
    前記電極シートの異常を検出する異常検出装置と、
    前記電極シートのうち、前記異常検出装置で検出された異常がある箇所を外した範囲から所定形状の電極層を切り出す切り出し装置と、
    前記所定形状の電極層を前記電解質膜に接合する接合装置と、を備える電極接合装置。
  7. 前記異常検出装置は、
    前記電極シートの凹凸を検出する第１検出装置と、
    前記第１検出装置で検出された凹凸がある箇所を外した範囲に電極シートの孔を検出する第２検出装置と、を備える請求項６に記載の電極接合装置。
  8. 前記第２検出装置は、前記電極シートの搬送方向に直交する方向に移動して異常を検出する請求項７に記載の電極接合装置。
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