JP2928249B2 - 燃料電池セパレータ - Google Patents
燃料電池セパレータInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料電池の集電セパレータに係り、特にメ
タノール燃料電池に好適な集電セパレータに関する。
タノール燃料電池に好適な集電セパレータに関する。
従来の集電セパレータの１例を、第８−１図にメタノ
ール極側の平面図を示し、第８−２図はそのＸ−Ｘ断面
図を示し、10はセパレータを表わしている。
ール極側の平面図を示し、第８−２図はそのＸ−Ｘ断面
図を示し、10はセパレータを表わしている。
セパレータ10は全て、高密度カーボン等（比重1.8〜
2.0）の導電材により形成されていた。
2.0）の導電材により形成されていた。
上記従来技術では、セパレータ全体がカーボンである
ために重量が重い上に、割れ易く、電食が発生する等信
頼性の点に問題があった。
ために重量が重い上に、割れ易く、電食が発生する等信
頼性の点に問題があった。
本発明の目的は、公知例の技術的欠点を改善し、軽量
小形で、割れ防止、電食防止を満足させるセパレータを
提供することにある。
小形で、割れ防止、電食防止を満足させるセパレータを
提供することにある。
上記目的は、電極接触部分を導電体、具体的には、導
電性のカーボンで、流体流路部分とシールフランジ部分
を非導電性を、非導電体、具体的には、熱可塑性プラス
チックで構成した複合材セパレータとすることにより達
成される。
電性のカーボンで、流体流路部分とシールフランジ部分
を非導電性を、非導電体、具体的には、熱可塑性プラス
チックで構成した複合材セパレータとすることにより達
成される。
セパレータは、電極との接触部分を導電体、具体的に
は、導電性の高密度カーボン（例えば、比抵抗：約3mΩ
・cm,比重:1.8〜2.0）とし、流体（アノライト，空気）
の流路部分とシールフランジ部分を耐アノライト性で、
非導電体、具体的には、熱可塑性プラスチック（例えば
ポリプロピレン，比重0.9）で構成する。また、カーボ
ン部片はカーボンの繊維方向と通電方向とが一致するよ
うに成形されたものを配置するのが特に好ましく、この
場合、従来技術（カーボン繊維方向が通電方向を遮るよ
う成形されていた）に比べて、カーボン部片での集電効
率が向上する。
は、導電性の高密度カーボン（例えば、比抵抗：約3mΩ
・cm,比重:1.8〜2.0）とし、流体（アノライト，空気）
の流路部分とシールフランジ部分を耐アノライト性で、
非導電体、具体的には、熱可塑性プラスチック（例えば
ポリプロピレン，比重0.9）で構成する。また、カーボ
ン部片はカーボンの繊維方向と通電方向とが一致するよ
うに成形されたものを配置するのが特に好ましく、この
場合、従来技術（カーボン繊維方向が通電方向を遮るよ
う成形されていた）に比べて、カーボン部片での集電効
率が向上する。
カーボン部片とプラスチックは、モールド成形およ
び、シール剤塗布で固着されているため、メタノール極
側から空気極側へのアノライトの漏洩が無く、プラスチ
ックの柔軟性により割れ難い。流路部分を非導電体、特
に、熱可塑性のプラスチックとすることにより、流路部
分からの漏洩電流が抑制され、集電効率が向上し、か
つ、セパレータの電食防止が可能となる。
び、シール剤塗布で固着されているため、メタノール極
側から空気極側へのアノライトの漏洩が無く、プラスチ
ックの柔軟性により割れ難い。流路部分を非導電体、特
に、熱可塑性のプラスチックとすることにより、流路部
分からの漏洩電流が抑制され、集電効率が向上し、か
つ、セパレータの電食防止が可能となる。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
第１図の本発明のセパレータの一実施例を示す。即
ち、第１−１図は本発明のメタノール燃料電池セパレー
タの一実施例のメタノール極側の平面図、第１−２図は
そのＸ−Ｘ断面図であり、符号１は液供給口、２は液排
出口、３はカーボン部片、４は液溝、５は突起、６−１
はプレート受け、７は流路溝を意味する。セパレータは
液供給口１、液排出口２が各２個設けてあり、液の供給
及び排出口からは案内する流路溝７が設けてある。流路
溝上はプレート受け６−１が設けてある。セパレータの
中央部はカーボン部片３、縦方向及び横方向に数本液溝
４が設けてある。また上下部位には浮島の突起５が設け
てある。
ち、第１−１図は本発明のメタノール燃料電池セパレー
タの一実施例のメタノール極側の平面図、第１−２図は
そのＸ−Ｘ断面図であり、符号１は液供給口、２は液排
出口、３はカーボン部片、４は液溝、５は突起、６−１
はプレート受け、７は流路溝を意味する。セパレータは
液供給口１、液排出口２が各２個設けてあり、液の供給
及び排出口からは案内する流路溝７が設けてある。流路
溝上はプレート受け６−１が設けてある。セパレータの
中央部はカーボン部片３、縦方向及び横方向に数本液溝
４が設けてある。また上下部位には浮島の突起５が設け
てある。
第２−１図は本発明のメタノール燃料電池セパレータ
の一実施例の空気極側の平面図、第２−２図はそのＹ−
Ｙ断面図であり、符号１及び２は液供給口及び液排出口
で、８は空気溝、６−２はプレート受けを意味する。セ
パレータ10の中央に空気溝８が縦方向及び横方向に数本
設けてある。下部位にはプレート受け６−２が設けてあ
る。
の一実施例の空気極側の平面図、第２−２図はそのＹ−
Ｙ断面図であり、符号１及び２は液供給口及び液排出口
で、８は空気溝、６−２はプレート受けを意味する。セ
パレータ10の中央に空気溝８が縦方向及び横方向に数本
設けてある。下部位にはプレート受け６−２が設けてあ
る。
第３−１図は本発明のセパレータの一実施例のメタノ
ール極側の鳥瞰図、第３−２図はそのＡ−Ａ断面図であ
り、符号３はカーボン部片、４及び８は、それぞれ液溝
及び空気溝である。
ール極側の鳥瞰図、第３−２図はそのＡ−Ａ断面図であ
り、符号３はカーボン部片、４及び８は、それぞれ液溝
及び空気溝である。
カーボン部片３には、熱可塑性プラスチックでモール
ド成形されたセパレータ基板９が接合され、シール剤を
塗布し固着されている。
ド成形されたセパレータ基板９が接合され、シール剤を
塗布し固着されている。
第４−１図は本発明のメタノール極側のセパレータの
シールフランジ部におけるシール用溝80にシール材を張
付した平面図であり、第４−２図はそのＡ−Ａ断面図で
ある。第５−１図は同様に、空気極側のセパレータのシ
ールフランジ部におけるシール用溝80にシール材を張付
した平面図であり、第５−２図はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。
シールフランジ部におけるシール用溝80にシール材を張
付した平面図であり、第４−２図はそのＡ−Ａ断面図で
ある。第５−１図は同様に、空気極側のセパレータのシ
ールフランジ部におけるシール用溝80にシール材を張付
した平面図であり、第５−２図はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。
シール材としては、粘着性植毛パテ，ゴム紐，発泡ポ
リエチレンガスケット等でシールが可能であり、本例で
は粘着性植毛パテ100を用いたシール方法を示してあ
る。
リエチレンガスケット等でシールが可能であり、本例で
は粘着性植毛パテ100を用いたシール方法を示してあ
る。
メタノール極側、空気極側ともに同一位置に前記シー
ル材を張付する構成とすることにより、積層するとイオ
ン交換膜を挟み相対しセパレータとイオン交換膜は前記
シール材によって良好に気密が保持される。
ル材を張付する構成とすることにより、積層するとイオ
ン交換膜を挟み相対しセパレータとイオン交換膜は前記
シール材によって良好に気密が保持される。
第６図は、本発明のセパレータを使用した積層電池の
構成を示す斜視図であり、第７−１図は積層組立てた単
位電池の側面図で、第７−２図はそのＡ−Ａ断面図であ
る。本発明のセパレータを使用した電池の積層組立は、
セパレータ，空気極，イオン交換膜，メタノール極，セ
パレータの繰返しで積層組立ができる。従って、本発明
のセパレータは、従来の全カーボンセパレータと同様な
機能をもったセパレータである。
構成を示す斜視図であり、第７−１図は積層組立てた単
位電池の側面図で、第７−２図はそのＡ−Ａ断面図であ
る。本発明のセパレータを使用した電池の積層組立は、
セパレータ，空気極，イオン交換膜，メタノール極，セ
パレータの繰返しで積層組立ができる。従って、本発明
のセパレータは、従来の全カーボンセパレータと同様な
機能をもったセパレータである。
本発明によれば、 （１） 通電部分のみが導電体、具体的には、導電性の
カーボンで、その他は、非導電体、具体的には、軽量な
熱可塑性プラスチックでセパレータを構成することがで
き、従来のセパレータに比較して重量が著しく低減し、
軽量化が可能である。
カーボンで、その他は、非導電体、具体的には、軽量な
熱可塑性プラスチックでセパレータを構成することがで
き、従来のセパレータに比較して重量が著しく低減し、
軽量化が可能である。
（２） 前記通電部分のカーボン部片として、カーボン
繊維方向が通電方向と一致するように成形したものを配
置することで集電効率を向上せめしることができる。
繊維方向が通電方向と一致するように成形したものを配
置することで集電効率を向上せめしることができる。
（３） 通電部分以外を柔軟性のあるプラスチックとす
ることにより、セパレータを割れ難く積層組立が容易な
ものとすることができる。
ることにより、セパレータを割れ難く積層組立が容易な
ものとすることができる。
（４） 通電部分以外を非導電体、具体的には、プラス
チックとすることで、流路部分（液溝）からの漏洩電流
が抑制され、集電効率が向上する。
チックとすることで、流路部分（液溝）からの漏洩電流
が抑制され、集電効率が向上する。
（５） 非導電体としてプラスチックを使用することに
より、セパレータ基板の電食防止が可能となる。
より、セパレータ基板の電食防止が可能となる。
という効果がある。
第１−１図は本発明のセパレータの一実施例のメタノー
ル極側平面図、第１−２図は第１−１図のＸ−Ｘ断面
図、第２−１図は空気極側平面図、第２−２図は第２−
１図のＹ−Ｙ断面図、第３−１図はメタノール極側の鳥
瞰図、第３−２図は第３−１図のＡ−Ａ断面図、第４−
１図はメタノール極側にシール材を張付した平面図、第
４−２図は第４−１図のＡ−Ａ断面図、第５−１図は空
気極側にシール材を張付した平面図、第５−２図は第５
−１図のＢ−Ｂ断面図、第６図は積層電池の構成を示す
斜視図、第７−１図は積層組立てた単位電池の側面図、
第７−２図は第７−１図のＡ−Ａ断面図、第８−１図は
従来の全カーボンセパレータの一例の平面図、第８−２
図は第８−１図のＸ−Ｘ断面図である。 １……液供給口、２……液排出口、３……カーボン部
片、４……液溝、５……突起、６−１……プレート受け
（１）、６−２……プレート受け（２）、７……流路
溝、８……空気溝、９……セパレータ基板、10……セパ
レータ、31……アノライト、32……空気、40……イオン
交換膜、41……空気極、42……メタノール極、50……端
板、51……絶縁端板、52……締付バンド、53……給液
管、54……排液管、57……集電板、58……端子、60……
単位電池、70……空気供給口、71……空気排出口、80…
…シール用溝、100……粘着性植毛パテ。
ル極側平面図、第１−２図は第１−１図のＸ−Ｘ断面
図、第２−１図は空気極側平面図、第２−２図は第２−
１図のＹ−Ｙ断面図、第３−１図はメタノール極側の鳥
瞰図、第３−２図は第３−１図のＡ−Ａ断面図、第４−
１図はメタノール極側にシール材を張付した平面図、第
４−２図は第４−１図のＡ−Ａ断面図、第５−１図は空
気極側にシール材を張付した平面図、第５−２図は第５
−１図のＢ−Ｂ断面図、第６図は積層電池の構成を示す
斜視図、第７−１図は積層組立てた単位電池の側面図、
第７−２図は第７−１図のＡ−Ａ断面図、第８−１図は
従来の全カーボンセパレータの一例の平面図、第８−２
図は第８−１図のＸ−Ｘ断面図である。 １……液供給口、２……液排出口、３……カーボン部
片、４……液溝、５……突起、６−１……プレート受け
（１）、６−２……プレート受け（２）、７……流路
溝、８……空気溝、９……セパレータ基板、10……セパ
レータ、31……アノライト、32……空気、40……イオン
交換膜、41……空気極、42……メタノール極、50……端
板、51……絶縁端板、52……締付バンド、53……給液
管、54……排液管、57……集電板、58……端子、60……
単位電池、70……空気供給口、71……空気排出口、80…
…シール用溝、100……粘着性植毛パテ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 燦吉 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 江原 勝也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 黒田 修 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−148765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279069（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−164434（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−55367（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−11355（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 8/00 - 8/02 H01M 8/08 - 8/24
Claims (1)
- 【請求項１】電解質イオン交換膜を、燃料物質を電気化
学的に酸化する燃料極と、酸化剤を電気化学的に還元す
る酸化剤極との両電極で挟み、その外側に、両極の燃料
及び酸化剤を供給する流路を有し、かつ両極による発生
電気を導電するセパレータを密着積層する燃料電池のセ
パレータにおいて、 両電極と接触する部分を繊維方向と通電方向とが一致す
るように設けられた導電性のカーボンで、それ以外の部
分をポリプロピレンで構成し、 燃料極側及び酸化剤極側の各セパレータの前記ポリプロ
ピレンで構成された部分の対向する部分にそれぞれ耐ア
ノライト性のシールフランジ部を形成し、前記シールフ
ランジ部の対向する同一位置部位に粘着性植毛パテ、ゴ
ム紐又は発泡ポリエチレンガスケットからなるシール材
を張付したことを特徴とする燃料電池セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63125897A JP2928249B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 燃料電池セパレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63125897A JP2928249B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 燃料電池セパレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01296569A JPH01296569A (ja) | 1989-11-29 |
| JP2928249B2 true JP2928249B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=14921614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63125897A Expired - Lifetime JP2928249B2 (ja) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | 燃料電池セパレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2928249B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19542475C2 (de) * | 1995-11-15 | 1999-10-28 | Ballard Power Systems | Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle sowie Verfahren zur Herstellung einer Verteilerplatte für eine solche Zelle |
| JP3660754B2 (ja) * | 1996-06-25 | 2005-06-15 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 固体高分子電解質型燃料電池 |
| CA2259196A1 (en) * | 1996-06-25 | 1997-12-31 | Yuko Fukuoka | Polymer electrolyte membrane fuel cell with bipolar plate having integrally molded conductive insert |
| US6884536B1 (en) * | 1999-11-08 | 2005-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
| JP3712592B2 (ja) * | 2000-05-02 | 2005-11-02 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池の製造方法 |
| DE10121176B4 (de) | 2000-05-02 | 2008-05-21 | Honda Giken Kogyo K.K. | Brennstoffzelle, die ein Dichtmittel aufweist, um eine Festpolymerelektrolytmembran abzudichten Brennstoffzellenstapel und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP3660205B2 (ja) * | 2000-05-02 | 2005-06-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5011355A (ja) * | 1973-05-29 | 1975-02-05 | ||
| JPS54164434U (ja) * | 1978-05-10 | 1979-11-17 | ||
| JPS61148765A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-07 | Toray Ind Inc | 燃料電池用リブ付極板 |
| JPS61279069A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Hitachi Ltd | 燃料電池の構成方法 |
| JPS6355367U (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-13 |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP63125897A patent/JP2928249B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01296569A (ja) | 1989-11-29 |
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