JP2949153B2 - Method for producing current collector for electrochemical cell - Google Patents

Method for producing current collector for electrochemical cell

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JP2949153B2
JP2949153B2 JP1039783A JP3978389A JP2949153B2 JP 2949153 B2 JP2949153 B2 JP 2949153B2 JP 1039783 A JP1039783 A JP 1039783A JP 3978389 A JP3978389 A JP 3978389A JP 2949153 B2 JP2949153 B2 JP 2949153B2
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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、電気化学セルの電極に接触する集電部材と
して炭素集電体を用いる電気化学セル用集電体の製造方
法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a current collector for an electrochemical cell using a carbon current collector as a current collector in contact with an electrode of the electrochemical cell. .

[従来の技術] 従来、燃料電池の集電体としては、黒鉛等の炭素質材
料からなる炭素集電体が広く用いられていた。従来の炭
素集電体では、電力を外部に引き出すコネクタも集電体
と一体に炭素質材料から形成されていた。しかしながら
コネクタまで炭素質材料から形成すると、集電抵抗が大
きくなるため、炭素集電体の電極に接触しない側の面上
にコネクタを備えた銅、鉄、ニッケル等からなる金属集
電体を固定した電気化学セル用集電体が提案された。こ
の種のセル用集電体では、所定の温度に加熱すると発泡
して弾力性を示すポリエチレン樹脂等を主成分とする発
泡性接着シートを用いて金属集電体を炭素集電体に固定
している。
[Prior Art] Conventionally, as a current collector of a fuel cell, a carbon current collector made of a carbonaceous material such as graphite has been widely used. In a conventional carbon current collector, a connector for extracting electric power to the outside was also formed of a carbonaceous material integrally with the current collector. However, if the connector is formed from a carbonaceous material, the current collector resistance increases, so a metal current collector made of copper, iron, nickel, etc. with a connector is fixed on the side of the carbon current collector that does not contact the electrode. A current collector for an electrochemical cell has been proposed. In this type of cell current collector, a metal current collector is fixed to a carbon current collector using a foamable adhesive sheet containing a polyethylene resin or the like as a main component, which foams when heated to a predetermined temperature and exhibits elasticity. ing.

第6図A及びBは、従来の集電体を製造する方法の工
程の一部をそれぞれ示している。従来は第6図Aに示す
ように、先ず炭素集電体1の電極と接する面とは反対側
の面上に、炭素集電体1よりも外形寸法が小さく且つコ
ネクタを備えた金属集電体2を配置し、該金属集電体2
の外側に金属集電体2の外形寸法より大きい絶縁性の発
泡性接着シート3を配置する。次にこれらを、発泡性接
着シート3の厚み方向への発泡を限定するために、断面
コ字状の固定具本体4と板状の固定板5との間に配置
し、ナット6を締付けることにより発泡性接着シート3
に加圧力を与える。固定具本体4の炭素集電板1が接す
る面上と及び固定板5の発泡性接着シート3が接触する
面上には、それぞれ離型剤7、8が塗布されている。第
6図Aに示したように、炭素集電体1,金属集電体2及び
発泡性接着シート3を拘束した状態で、発泡性接着シー
ト3の発泡温度まで全体を加熱することにより弾力性を
示す加熱発泡接着層9を形成する。発泡性接着シート3
は積層方向への膨張が固定板5によって限定されている
ため、積層方向と直交する横方向に膨張する。この発泡
接着シートは、発泡中に接着力を示し、金属集電体2及
び炭素集電体1の接触面に接着する。従って、発泡が完
了すると主として金属集電体2の外周を囲むように炭素
集電体1と加熱発泡接着層9との間に接着部Xが形成さ
れる。この接着部Xの接着力により金属集電体2は炭素
集電体1に対して固定される。
6A and 6B respectively show a part of the steps of a conventional method for manufacturing a current collector. Conventionally, as shown in FIG. 6A, a metal current collector having a smaller outer dimension and a connector than the carbon current collector 1 is provided on the surface of the carbon current collector 1 opposite to the surface in contact with the electrode. The metal current collector 2
Is placed outside the metal current collector 2 with an insulating foamable adhesive sheet 3 larger than the outer dimensions of the metal current collector 2. Next, in order to limit foaming in the thickness direction of the foamable adhesive sheet 3, these are disposed between the fixture main body 4 having a U-shaped cross section and the plate-shaped fixing plate 5, and the nut 6 is tightened. Foaming adhesive sheet 3
Pressure. Release agents 7 and 8 are applied to the surface of the fixture main body 4 that contacts the carbon current collector plate 1 and the surface of the fixing plate 5 that contacts the foamable adhesive sheet 3, respectively. As shown in FIG. 6A, while the carbon current collector 1, the metal current collector 2 and the foamable adhesive sheet 3 are restrained, the entire body is heated to the foaming temperature of the foamable adhesive sheet 3 to thereby provide elasticity. Is formed. Foamable adhesive sheet 3
Since the expansion in the laminating direction is limited by the fixing plate 5, it expands in the lateral direction orthogonal to the laminating direction. This foamed adhesive sheet shows an adhesive force during foaming and adheres to the contact surface between the metal current collector 2 and the carbon current collector 1. Therefore, when the foaming is completed, an adhesive portion X is formed between the carbon current collector 1 and the heat-foamed adhesive layer 9 so as to mainly surround the outer periphery of the metal current collector 2. The metal current collector 2 is fixed to the carbon current collector 1 by the adhesive force of the bonding portion X.

加熱発泡接着層9の弾力性は、セル用集電体がケース
内に配置されて、積層方向に圧縮されたときに、炭素集
電体1を電極に押し付ける付勢力を発生する。また加熱
発泡接着層9で、金属集電体2が露出しないように被覆
されて電解液による金属集電体2の腐食防止が図られて
いる。
The elasticity of the heat-foamable adhesive layer 9 generates an urging force for pressing the carbon current collector 1 against the electrode when the cell current collector is arranged in the case and compressed in the stacking direction. Further, the metal foam 2 is coated with the heat-foaming adhesive layer 9 so as not to be exposed, thereby preventing corrosion of the metal current collector 2 by the electrolytic solution.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、現在公知の発泡接着シート3は固定具
本体4及び固定板5によって発泡時に加圧すると、発泡
接着シート3自身の結着性が強くなり、この結着性が強
くなると発泡後の加熱発泡接着層9の弾力性が低くな
る。また発泡性接着シート3の発泡時に全く加圧せずに
加熱すると、加熱発泡接着層9と炭素集電体1及び金属
集電体2との間の接着力が弱くなり、炭素集電体1と金
属集電体2との間の接触抵抗が大きくなる。このように
接着力と弾力性とは、逆比例の関係にあるため、従来の
セル用集電体のように加熱発泡接着層9だけでは適当な
接着力と弾力性とを得ることが難しく、炭素集電体1と
電極との間及び金属集電体2と炭素集電体1との間の接
触圧を十分に高めて両者間の接触抵抗を共に低くするこ
とが難しかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the currently known foamed adhesive sheet 3 is pressurized at the time of foaming by the fixture main body 4 and the fixing plate 5, the bonding property of the foamed adhesive sheet 3 itself becomes strong, and this bonding is performed. When the property becomes stronger, the elasticity of the heat-foamed adhesive layer 9 after foaming becomes lower. If the foamable adhesive sheet 3 is heated without applying any pressure at the time of foaming, the adhesive force between the heat-foamable adhesive layer 9 and the carbon current collector 1 and the metal current collector 2 becomes weak, and the carbon current collector 1 The contact resistance between the metal and the metal current collector 2 increases. As described above, since the adhesive strength and the elasticity are in inverse proportion, it is difficult to obtain appropriate adhesive strength and elasticity only by the heat-foamable adhesive layer 9 as in the conventional current collector for a cell. It has been difficult to sufficiently increase the contact pressure between the carbon current collector 1 and the electrode and between the metal current collector 2 and the carbon current collector 1 to lower the contact resistance therebetween.

本発明の目的は、加熱発泡接着層の接着力を低下させ
ることなく大きな弾力性で集電性能を向上させた電気化
学セル用集電体の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for producing a current collector for an electrochemical cell, which has a large elasticity and an improved current collection performance without lowering the adhesive strength of a heat-foamable adhesive layer.

[課題を解決するための手段] 本発明の製造方法では、炭素集電体の一方の側面上に
金属集電体を接触させて配置する工程と、加熱されると
発泡して弾力性及び接着性を示す第1の発泡性接着シー
トを前記金属集電体の非接触面上に積層方向に加圧した
状態で配置して加熱することにより、金属集電体及び炭
素集電体の一部を被覆して金属集電体を炭素集電体に固
定する加熱発泡接着層を形成する工程と、加熱発泡接着
層の積層方向外側に加熱されると発泡して弾力性を示す
第2の発泡性接着シートを配置して加熱することにより
加熱発泡接着層より弾力性の大きな高弾力層を形成する
工程とから電気化学セル用集電体を製造する。
[Means for Solving the Problems] In the production method of the present invention, a step of arranging a metal current collector in contact with one side surface of a carbon current collector, and a step of foaming when heated to provide elasticity and adhesion A first foamable adhesive sheet exhibiting a property is placed on a non-contact surface of the metal current collector in a state of being pressed in a laminating direction and heated, thereby forming a part of the metal current collector and the carbon current collector. Forming a heat-foamable adhesive layer for fixing the metal current collector to the carbon current collector by coating the heat-foamable adhesive layer; Forming a high elasticity layer having higher elasticity than the heat-foamable adhesive layer by arranging and heating a conductive adhesive sheet to produce a current collector for an electrochemical cell.

そして、高弾力層を形成する工程において、無加圧状
態で第2の発泡性接着シートを加熱する。
Then, in the step of forming the high elasticity layer, the second foamable adhesive sheet is heated without pressure.

また第1の発泡性接着シートの発泡温度を第2の発泡
性接着シートの発泡温度よりも高くするのが好ましい。
It is preferable that the foaming temperature of the first foamable adhesive sheet is higher than the foaming temperature of the second foamable adhesive sheet.

高弾力層は1層で構成するだけでなく、複数層で構成
してもよいのは勿論である。
It goes without saying that the high elasticity layer may be composed of not only one layer but also a plurality of layers.

また、加熱発泡接着層を形成する工程で、金属集電体
の外周部近傍に第1の発泡性接着シートよりも発泡温度
が高く且つ発泡倍率の低い第3の発泡性接着シートを配
置して加熱発泡を行い、しかる後第1の発泡性接着シー
トの加熱を行う。
In the step of forming the heat-foamable adhesive layer, a third foamable adhesive sheet having a higher foaming temperature and a lower foaming ratio than the first foamable adhesive sheet is arranged near the outer peripheral portion of the metal current collector. Heat foaming is performed, and then the first foamable adhesive sheet is heated.

[作用] 本発明の方法では、第1の発泡性接着シートを加圧状
態で発泡させるので、加熱発泡接着層に十分な接着力を
付与することができる。そして高弾力層を、加熱発泡接
着層と同様に第2の発泡性接着シートを用いて形成する
ので、高弾力層の形成と同時に加熱発泡接着層と高弾力
層とを十分に接合させるこができる。特に本発明では、
高弾力層を形成する工程において、無加圧状態で第2の
発泡性接着シートを加熱するので、十分な弾力性を得る
ことができる。
[Operation] In the method of the present invention, the first foamable adhesive sheet is foamed in a pressurized state, so that a sufficient adhesive force can be imparted to the heat-foamable adhesive layer. Since the high elasticity layer is formed using the second foamable adhesive sheet in the same manner as the heat-foamable adhesive layer, the heat-foamable adhesive layer and the high-elasticity layer can be sufficiently joined together with the formation of the high elasticity layer. it can. In particular, in the present invention,
In the step of forming the high elasticity layer, the second foamable adhesive sheet is heated in a non-pressurized state, so that sufficient elasticity can be obtained.

また第1の発泡性接着シートの発泡温度を第2の発泡
性接着シートの発泡温度よりも高くすれば、第2の発泡
接着シートの加熱時に加熱発泡接着層が再発泡すること
がなく、接着力の低下等を防止できる。
Further, when the foaming temperature of the first foamable adhesive sheet is higher than the foaming temperature of the second foamable adhesive sheet, the heated foamed adhesive layer does not re-foam when the second foamed adhesive sheet is heated. A decrease in force can be prevented.

また、加熱発泡接着層を形成する工程で、金属集電体
の外周部近傍に第1の発泡性接着シートよりも発泡温度
が高く且つ発泡倍率の低い第3の発泡性接着シートを配
置して加熱発泡を行い、しかる後第1の発泡性接着シー
トの加熱を行うと、接着力の増加を図ることができる
上、加熱発泡接着層が必要以上に横方向に膨出するのを
阻止することができ、後処理が容易になる。
In the step of forming the heat-foamable adhesive layer, a third foamable adhesive sheet having a higher foaming temperature and a lower foaming ratio than the first foamable adhesive sheet is arranged near the outer peripheral portion of the metal current collector. By performing heating foaming and then heating the first foamable adhesive sheet, it is possible to increase the adhesive force and to prevent the heated foaming adhesive layer from expanding more than necessary in the lateral direction. And post-processing becomes easier.

[実施例] 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。第1
図A及びBには、本発明のセル用集電体10を用いた電気
化学セルの組み立て途中と組み立て完了後の断面図をそ
れぞれ示してある。これらの図において、11は炭素集電
体、12は金属集電体、13は加熱発泡接着層、14は高弾力
層である。また15は電解質であり、16及び17が負極及び
正極である。電解質15の両側に配置された負極16及び正
極17を挟むように1対のセル用集電体10が配置され、組
合せ式の電池枠18及び19を組合せて電気化学セルが完成
する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIGS. A and B are cross-sectional views of the electrochemical cell using the cell current collector 10 of the present invention during the assembly and after the assembly is completed, respectively. In these figures, 11 is a carbon current collector, 12 is a metal current collector, 13 is a heat-foamed adhesive layer, and 14 is a high elasticity layer. Reference numeral 15 denotes an electrolyte, and reference numerals 16 and 17 denote a negative electrode and a positive electrode. A pair of cell current collectors 10 is arranged so as to sandwich the negative electrode 16 and the positive electrode 17 arranged on both sides of the electrolyte 15, and the combination type battery frames 18 and 19 are combined to complete an electrochemical cell.

電池枠18及び19には、セル用集電体10の高弾力層14と
当接して高弾力層14を押圧する当接部18a及び19aがそれ
ぞれ設けられ、この当接部18a及び19aにはそれぞれ燃料
を循環させる循環通路の一部を構成する通路20(当接部
18の通路は図示していない)が形成されている。この通
路20は、断面がU字状でセル用集電体側に開口して上下
方向に伸びる溝から構成され、通路20は上方通路21と下
方通路22とに連通している。
The battery frames 18 and 19 are provided with contact portions 18a and 19a, respectively, which contact the high elastic layer 14 of the cell current collector 10 and press the high elastic layer 14, and the contact portions 18a and 19a Passage 20 (abutment portion) that constitutes a part of a circulation passage for circulating fuel
18 are not shown). The passage 20 has a U-shaped cross section and is formed of a groove that opens to the cell current collector side and extends in the vertical direction. The passage 20 communicates with the upper passage 21 and the lower passage 22.

セル用集電体10の炭素集電体11及び金属集電体12には
第2図A及びBに示すように、それぞれ3個の孔11a…
及び12a…が形成されている。金属集電体12は炭素集電
体11よりも外形寸法が小さく、金属集電体12の孔12aは
炭素集電体11の孔11aよりも径寸法が大きく形成されて
いる。金属集電体12から電池枠18及び19を貫通して伸び
る部分が、外部に電力を出力する端子となるコネクタ12
bである。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the carbon current collector 11 and the metal current collector 12 of the cell current collector 10 each have three holes 11a.
And 12a are formed. The metal current collector 12 has a smaller outer dimension than the carbon current collector 11, and the hole 12a of the metal current collector 12 is formed to have a larger diameter than the hole 11a of the carbon current collector 11. A portion extending from the metal current collector 12 through the battery frames 18 and 19 serves as a terminal for outputting electric power to the outside.
b.

加熱発泡接着層13は、例えばポリエチレン樹脂を主成
分とする発泡性接着シートを加熱発泡させて形成されて
いる。加熱発泡接着層13にも、炭素集電体11の孔11aと
略同径寸法の孔13aが3個形成されている。また高弾力
層14にも炭素集電体11の孔11aと略同径寸法の孔14aが3
個形成されている。これらの孔11a及び13a及び14aから
燃料室23…が形成される。燃料室23の一端は負極16また
は正極17に向かって開口し、他端は通路20に連通してい
る。したがって図示しない燃料供給口から供給される燃
料は通路20を通して各燃料室23に供給される。
The heat-foamable adhesive layer 13 is formed by heat-foaming a foamable adhesive sheet containing, for example, a polyethylene resin as a main component. The heat foamed adhesive layer 13 is also formed with three holes 13a having substantially the same diameter as the holes 11a of the carbon current collector 11. The high elasticity layer 14 also has three holes 14a having substantially the same diameter as the holes 11a of the carbon current collector 11.
Individually formed. Fuel chambers 23 are formed from these holes 11a, 13a and 14a. One end of the fuel chamber 23 opens toward the negative electrode 16 or the positive electrode 17, and the other end communicates with the passage 20. Therefore, fuel supplied from a fuel supply port (not shown) is supplied to each fuel chamber 23 through the passage 20.

上記セル用集電体10を製造する場合には、具体的には
例えば第3図Aに示すような治具24を用いる。この治具
24は1対の固定板25及び26を有しており、これらの固定
板25及び26の四隅にはボルト27が貫通されて配置されて
おり、少なくとも固定板26はボルト27の軸線方向に移動
可能に構成されている。ボルト27の先端に螺合されたナ
ット28と固定板26との間にはコイル状バネ29が配置され
て、ナット28を締めることにより固定板26を固定板25側
に付勢できる。
When manufacturing the current collector 10 for a cell, specifically, for example, a jig 24 as shown in FIG. 3A is used. This jig
24 has a pair of fixing plates 25 and 26, and bolts 27 are penetrated at the four corners of these fixing plates 25 and 26, and at least the fixing plate 26 moves in the axial direction of the bolt 27. It is configured to be possible. A coil spring 29 is disposed between the nut 28 screwed to the tip of the bolt 27 and the fixing plate 26, and the fixing plate 26 can be biased toward the fixing plate 25 by tightening the nut 28.

固定板25には、3本のロッド部材30が固定されてい
る。そして固定板26にはロッド部材30が移動自在に貫通
する貫通孔26aが形成されている。また固定板25及び26
の対向する側面上には、例えば油状のフッ素樹脂等の離
型剤31が塗布されている。なおロッド部材30の表面に
も、離型剤を塗布しておくことが好ましい。
Three rod members 30 are fixed to the fixing plate 25. The fixing plate 26 has a through hole 26a through which the rod member 30 movably passes. Fixing plates 25 and 26
A release agent 31 such as an oily fluororesin is applied to the opposite side surfaces of the mold. It is preferable that the surface of the rod member 30 is also coated with a release agent.

加熱発泡接着層13を形成する場合には、炭素集電体11
と金属集電体12と孔あきの発泡性接着シート13′とを積
層し、ロッド部材30を炭素集電体11の孔11a、金属集電
体12の孔12a及び発泡性接着シート13′の孔に通して、
ナット28を締付け、固定板25と固定板26との間に積層体
を所定の圧力で加圧した状態で挟持する。
When forming the heat-foamable adhesive layer 13, the carbon current collector 11
, A metal current collector 12 and a perforated foamable adhesive sheet 13 ′ are laminated, and the rod member 30 is connected to the hole 11 a of the carbon current collector 11, the hole 12 a of the metal current collector 12, and the hole of the foamable adhesive sheet 13 ′. Through
The nut 28 is tightened, and the laminate is sandwiched between the fixed plate 25 and the fixed plate 26 while being pressed at a predetermined pressure.

しかる後第1の発泡性接着シート13′の発泡温度まで
加熱された加熱炉に治具24を挿入して、発泡性接着シー
ト13′を発泡させる。発泡したシート13′の一部はロッ
ド部材30と金属集電体12の孔12aとの間に入り込むとと
もに金属集電体12の露出面及び炭素集電体11の露出面を
被覆する。第3図Bは、ロッド部材30を省略して、発泡
が完了後室温まで冷却した時の状態を示している。発泡
の途中において、コイルバネ29の放勢力により固定板26
は固定板25に向かって移動し、加圧状態が維持される。
そのため加熱発泡接着層13の結着性は増大し、加熱発泡
接着層13と炭素集電体11との間の接着部Xの接着力は従
来よりも大幅に増大する。
Thereafter, the jig 24 is inserted into a heating furnace heated to the foaming temperature of the first foamable adhesive sheet 13 'to foam the foamable adhesive sheet 13'. Part of the foamed sheet 13 ′ enters between the rod member 30 and the hole 12 a of the metal current collector 12 and covers the exposed surface of the metal current collector 12 and the exposed surface of the carbon current collector 11. FIG. 3B shows a state in which the rod member 30 is omitted and the foam is cooled to room temperature after completion of foaming. During foaming, the fixed plate 26 is released by the biasing force of the coil spring 29.
Moves toward the fixing plate 25, and the pressurized state is maintained.
Therefore, the bonding property of the heat-foamable adhesive layer 13 is increased, and the adhesive strength of the bonding portion X between the heat-foamable adhesive layer 13 and the carbon current collector 11 is significantly increased as compared with the conventional case.

次にナット28をゆるめて、固定板26を取り除き、固定
板25を下側にして基台上に載置する。そして第4図Aに
示すように、加熱発泡接着層13の上に高弾力層14を形成
するために第2の発泡性接着シート14′を無加圧状態で
配置する。なお第4図では、第3図Bと同様にロッド部
材30は省略して示してある。そのため第2の発泡性接着
シート14′には孔が形成されていないように図示されて
いるが、第2の発泡性接着シート14′は実際にはロッド
部材30が挿入される孔を有している。この第2の発泡性
接着シート14′は、第1の発泡性接着シート13′よりも
発泡温度が低く且つ発泡倍率が大きなものである。した
がって第2の発泡性接着シート14′を発泡させても、加
熱発泡接着層13はなんら熱的な影響を受けることがな
く、接着力の低下が生じることもない。
Next, the nut 28 is loosened, the fixed plate 26 is removed, and the fixed plate 25 is placed on the base with the fixed plate 25 facing down. Then, as shown in FIG. 4A, a second foamable adhesive sheet 14 ′ is arranged without pressure in order to form a high elasticity layer 14 on the heat-foamable adhesive layer 13. In FIG. 4, the rod member 30 is omitted as in FIG. 3B. For this reason, the second foamable adhesive sheet 14 ′ is shown without a hole formed therein, but the second foamable adhesive sheet 14 ′ actually has a hole into which the rod member 30 is inserted. ing. The second foamable adhesive sheet 14 'has a lower foaming temperature and a higher foaming ratio than the first foamable adhesive sheet 13'. Therefore, even when the second foamable adhesive sheet 14 'is foamed, the heat-foamable adhesive layer 13 is not thermally affected at all, and the adhesive strength does not decrease.

第4図Bは、第2の発泡性接着シート14′を所定の温
度で加熱して発泡させ、高弾力層14を形成した状態を示
している。高弾力層14は、無加圧状態で形成されている
ため、弾力性に優れている。また高弾力層14は、発泡時
に加熱発泡接着層13と強固に接合する。本実施例におい
ては、特に各発泡性接着シートを発泡させる際に、横方
向の発泡を拘束していないため、第4図Bに見られるよ
う、加熱発泡接着層13及び高弾力層14は、横方向に膨出
している。そこで本実施例では、形を整えるためにカッ
タ等の適宜の切除手段を用いて不要な部分の切除を行
い、第4図Cに示すように形状を整形している。
FIG. 4B shows a state in which the second foamable adhesive sheet 14 ′ is heated at a predetermined temperature and foamed to form the high elasticity layer 14. Since the high elasticity layer 14 is formed in a non-pressurized state, it has excellent elasticity. The high elasticity layer 14 is firmly bonded to the heat-foamable adhesive layer 13 during foaming. In the present embodiment, especially when foaming each foamable adhesive sheet, since foaming in the horizontal direction is not restricted, as shown in FIG. 4B, the heat foaming adhesive layer 13 and the high elasticity layer 14 are It bulges out in the lateral direction. Therefore, in this embodiment, unnecessary portions are cut off by using an appropriate cutting means such as a cutter to adjust the shape, and the shape is shaped as shown in FIG. 4C.

上記のようにして製造したセル用集電体を第1図Bに
示す態様で組立てた燃料電池の構成において実験を行っ
たところ、電極と金属集電体との間の抵抗値を従来より
も30%近く低減させることができることが確認された。
一例ではあるが、本実施例を用いた時の抵抗値は48mΩ
であった。従来のものでは、小さいものでも80mΩ程度
の抵抗値を有している。
When an experiment was conducted on a fuel cell configuration in which the cell current collector manufactured as described above was assembled in the mode shown in FIG. 1B, the resistance value between the electrode and the metal current collector was higher than in the prior art. It was confirmed that it could be reduced by nearly 30%.
As an example, the resistance value when using this embodiment is 48 mΩ.
Met. In the conventional device, even a small one has a resistance value of about 80 mΩ.

上記実施例では、高弾力層を発泡性接着シートを用い
て形成しているが、高弾力層は所定以上の弾力性を有す
るものであればゴム等の公知の他の弾性体で置き換える
ことができる。他の弾性体を用いる場合には、適宜の接
着剤を用いて加熱発泡接着層に接合すればよい。
In the above embodiment, the high elasticity layer is formed using a foamed adhesive sheet, but the high elasticity layer can be replaced with another known elastic body such as rubber as long as it has elasticity equal to or higher than a predetermined value. it can. When another elastic body is used, the elastic body may be joined to the heat-foamable adhesive layer using an appropriate adhesive.

上記の実施例では、金属集電体12の厚みがあるために
加熱発泡接着層と炭素集電体との接着力の増大には一定
の限度がある。そこで、加熱発泡接着層13を形成する前
に、第5図Aに示すように金属集電体12の周囲に、第1
の発泡性接着シート13′よりも発泡温度が高く且つ発泡
倍率が低い第3の発泡性接着シート13″を配置して加圧
状態下で加熱発泡を行って補強接着層30(第5図B参
照)を形成してもよい。この場合には、3回の加熱発泡
作業が行われる。
In the above embodiment, the thickness of the metal current collector 12 has a certain limit in increasing the adhesive strength between the heat-foamable adhesive layer and the carbon current collector. Therefore, before forming the heat-foaming adhesive layer 13, as shown in FIG.
The third foaming adhesive sheet 13 ″ having a higher foaming temperature and a lower foaming ratio than the foaming adhesive sheet 13 ′ of FIG. In this case, three heating foaming operations are performed.

また上記実施例では高弾力層を1層構造としたが、必
要に応じて2層以上の構造とすることもできる。第5図
Bは補強接着層30と2層構造の高弾力層とを有する他の
実施例の断面図を示している。
In the above embodiment, the high elasticity layer has a single-layer structure, but may have a two or more-layer structure if necessary. FIG. 5B shows a cross-sectional view of another embodiment having a reinforcing adhesive layer 30 and a high elasticity layer having a two-layer structure.

[発明の効果] 以上のように、本発明の方法では、第1の発泡性接着
シートを加圧状態で発泡させるので、加熱発泡接着層に
十分な接着力を付与することができる。そして高弾力層
を、加熱発泡接着層と同様に第2の発泡性接着シートを
用いて形成するので、高弾力層の形成と同時に加熱発泡
接着層と高弾力層とを十分に接合させることができる。
特に本発明では、高弾力層を形成する工程において、無
加圧状態で第2の発泡性接着シートを加熱するので、十
分な弾力性を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, in the method of the present invention, since the first foamable adhesive sheet is foamed in a pressurized state, a sufficient adhesive force can be imparted to the heat-foamable adhesive layer. Since the high elasticity layer is formed using the second foamable adhesive sheet in the same manner as the heat-foamable adhesive layer, the heat-foamable adhesive layer and the high elasticity layer can be sufficiently joined together with the formation of the high elasticity layer. it can.
In particular, in the present invention, in the step of forming the high elasticity layer, the second foamable adhesive sheet is heated in a non-pressurized state, so that sufficient elasticity can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図A及びBは本発明に係る電気化学セル用集電体の
一実施例を備えた電気化学セルの組み立て前の断面図と
組み立て後の断面図であり、第2図A及びBは第1図に
示したセル用集電体で用いる炭素集電体及び金属集電体
の平面図であり、第3図Aは加熱発泡接着層を形成する
場合の状態を示す断面図であり、第3図Bは発泡が完了
して加熱発泡接着層が形成された状態を示す断面図であ
り、第4図A乃至Cは高弾力層を形成する場合の各工程
の断面図を示しており、第5図A及びBは本発明のセル
用集電体の他の実施例を説明するために用いる断面図で
あり、第6図A及びBは従来のセル用集電体を製造する
場合の加熱前の状態と加熱後の状態をそれぞれ示す図で
ある。 10……電気化学セル用集電体、11……炭素集電体、12…
…金属集電体、13……加熱発泡接着層、13′……第1の
発泡性接着シート、13″……第3の発泡性接着シート、
14……高弾力層、14′……第2の発泡性接着シート。
FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional view before and after assembly of an electrochemical cell provided with an embodiment of the current collector for an electrochemical cell according to the present invention, and FIGS. FIG. 3 is a plan view of a carbon current collector and a metal current collector used in the cell current collector shown in FIG. 1, and FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state in which a heat-foamable adhesive layer is formed; FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state in which foaming has been completed and a heat-foaming adhesive layer has been formed, and FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views showing steps in the case of forming a high elasticity layer. FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views used to explain another embodiment of the current collector for a cell of the present invention. FIGS. 6A and 6B are views for manufacturing a conventional current collector for a cell. FIG. 3 is a diagram showing a state before heating and a state after heating, respectively. 10 …… Current collector for electrochemical cell, 11 …… Carbon current collector, 12…
... a metal current collector, 13 ... a heat-foamable adhesive layer, 13 '... a first foamable adhesive sheet, 13 "... a third foamable adhesive sheet,
14 ... High elasticity layer, 14 '... Second foamable adhesive sheet.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 8/02 H01M 8/24 H01M 4/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01M 8/02 H01M 8/24 H01M 4/66

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】炭素集電体の一方の側面上に金属集電体を
接触させて配置する工程と、 加熱されると発泡して弾力性を示す第1の発泡性接着シ
ートを前記金属集電体の非接触面上に積層方向に加圧し
た状態で配置して加熱することにより、前記金属集電体
及び前記炭素集電体の一部を被覆して前記金属集電体を
前記炭素集電体に固定する加熱発泡接着層を形成する工
程と、 前記加熱発泡接着層の積層方向外側に、加熱されると発
泡して弾力性を示す第2の発泡性接着シートを配置して
加熱することにより前記加熱発泡接着層より弾力性の大
きな高弾力層を形成する工程とからなり、 前記高弾力層を形成する工程において、無加圧状態で前
記第2の発泡性接着シートを加熱することを特徴とする
電気化学セル用集電体の製造方法。
1. A step of arranging a metal current collector in contact with one side surface of a carbon current collector; and forming a first foamable adhesive sheet which expands when heated to show elasticity. By arranging and heating the non-contact surface of the current collector in the laminating direction in a state of being pressed, the metal current collector and a part of the carbon current collector are coated to cover the metal current collector with the carbon current collector. Forming a heat-foamable adhesive layer to be fixed to the current collector; and arranging, on the outer side in the laminating direction of the heat-foamable adhesive layer, a second foamable adhesive sheet that expands when heated and exhibits elasticity. Forming a high elasticity layer having higher elasticity than the heat-foamable adhesive layer. In the step of forming the high elasticity layer, the second foamable adhesive sheet is heated in a non-pressurized state. A method for producing a current collector for an electrochemical cell, comprising:
【請求項2】炭素集電体の一方の側面上に金属集電体を
接触させて配置する工程と、 加熱されると発泡して弾力性を示す第1の発泡性接着シ
ートを前記金属集電体の非接触面上に積層方向に加圧し
た状態で配置して加熱することにより、前記金属集電体
及び前記炭素集電体の一部を被覆して前記金属集電体を
前記炭素集電体に固定する加熱発泡接着層を形成する工
程と、 前記加熱発泡接着層の積層方向外側に、加熱されると発
泡して弾力性を示す第2の発泡性接着シートを配置して
加熱することにより前記加熱発泡接着層より弾力性の大
きな高弾力層を形成する工程とからなり、 前記第1の発泡性接着シートの発泡温度は前記第2の発
泡性接着シートの発泡温度よりも高い電気化学セル用集
電体の製造方法。
2. A step of arranging a metal current collector in contact with one side surface of a carbon current collector; and forming a first foamable adhesive sheet which expands when heated to show elasticity. By arranging and heating the non-contact surface of the current collector in the laminating direction in a state of being pressed, the metal current collector and a part of the carbon current collector are coated to cover the metal current collector with the carbon current collector. Forming a heat-foamable adhesive layer to be fixed to the current collector; and arranging, on the outer side in the laminating direction of the heat-foamable adhesive layer, a second foamable adhesive sheet that expands when heated and exhibits elasticity. Forming a high elasticity layer having higher elasticity than the heat-foamable adhesive layer, whereby the foaming temperature of the first foamable adhesive sheet is higher than the foaming temperature of the second foamable adhesive sheet. A method for producing a current collector for an electrochemical cell.
【請求項3】炭素集電体の一方の側面上に金属集電体を
接触させて配置する工程と、 加熱されると発泡して弾力性を示す第1の発泡性接着シ
ートを前記金属集電体の非接触面上に積層方向に加圧し
た状態で配置して加熱することにより、前記金属集電体
及び前記炭素集電体の一部を被覆して前記金属集電体を
前記炭素集電体に固定する加熱発泡接着層を形成する工
程と、 前記加熱発泡接着層の積層方向外側に、加熱されると発
泡して弾力性を示す第2の発泡性接着シートを配置して
加熱することにより前記加熱発泡接着層より弾力性の大
きな高弾力層を形成する工程とからなり、 前記高弾力層の外側に発泡性接着シートを用いて更に少
なくとも1層の高弾力層が形成されている電気化学セル
用集電体の製造方法。
3. A step of arranging a metal current collector in contact with one side surface of a carbon current collector, and forming a first foamable adhesive sheet which expands when heated and exhibits elasticity. By arranging and heating the non-contact surface of the current collector in the laminating direction in a state of being pressed, the metal current collector and a part of the carbon current collector are coated to cover the metal current collector with the carbon current collector. Forming a heat-foamable adhesive layer to be fixed to the current collector; and arranging, on the outer side in the laminating direction of the heat-foamable adhesive layer, a second foamable adhesive sheet that expands when heated and exhibits elasticity. Forming a high elasticity layer having a higher elasticity than the heat-foamable adhesive layer, wherein at least one high elasticity layer is further formed using a foamable adhesive sheet outside the high elasticity layer. Of a current collector for an electrochemical cell.
【請求項4】炭素集電体の一方の側面上に金属集電体を
接触させて配置する工程と、 加熱されると発泡して弾力性を示す第1の発泡性接着シ
ートを前記金属集電体の非接触面上に積層方向に加圧し
た状態で配置して加熱することにより、前記金属集電体
及び前記炭素集電体の一部を被覆して前記金属集電体を
前記炭素集電体に固定する加熱発泡接着層を形成する工
程と、 前記加熱発泡接着層の積層方向外側に、加熱されると発
泡して弾力性を示す第2の発泡性接着シートを配置して
加熱することにより前記加熱発泡接着層より弾力性の大
きな高弾力層を形成する工程とからなり、 前記加熱発泡接着層を形成する工程では、前記金属集電
体の外周部近傍に前記第1の発泡性接着シートよりも発
泡温度が高く且つ発泡倍率の低い第3の発泡性接着シー
トを配置して加熱発泡を行い、しかる後前記第1の発泡
性接着シートの加熱を行うことを特徴とする電気化学セ
ル用集電体の製造方法。
4. A step of arranging a metal current collector in contact with one side surface of a carbon current collector; and forming a first foamable adhesive sheet which expands when heated to show elasticity. By arranging and heating the non-contact surface of the current collector in the laminating direction in a state of being pressed, the metal current collector and a part of the carbon current collector are coated to cover the metal current collector with the carbon current collector. Forming a heat-foamable adhesive layer to be fixed to the current collector; and arranging, on the outer side in the laminating direction of the heat-foamable adhesive layer, a second foamable adhesive sheet that expands when heated and exhibits elasticity. Forming a high-elasticity layer having higher elasticity than the heat-foamable adhesive layer. In the step of forming the heat-foamable adhesive layer, the first foaming is performed near the outer peripheral portion of the metal current collector. Third foamable contact having a higher foaming temperature and a lower foaming ratio than the foamable adhesive sheet Performing heat foamed by placing the sheet, a manufacturing method of thereafter the first foamable adhesive sheet for electrochemical cell current collector, characterized in that for heating the.
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