JP3413368B2 - 燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法 - Google Patents

燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気特性に優れた
燃料電池、燃料電池用セパレータ及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、燃料電池用セパレータは、黒鉛ブ
ロックを加工し不浸透化する方法や耐食性金属を加工す
る方法、また、膨張黒鉛シートを何枚か積層し高圧で成
形し、得られた成形体に液状樹脂を含浸させ硬化させる
方法などで製造されていた。しかし前記の各製造方法で
は、加工及び成形の難しさからセパレータとしての十分
な特性が得られないばかりか、製造工程が多くコスト高
となり、重量の大きなものになるという欠点を有してい
た。
【0003】これらを解決するものとして、国際公開番
号WO97/02612明細書では、特定の粒子径の膨
張黒鉛粉末を熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に分散させ
た燃料電池用セパレータが記載されている。しかしなが
ら、この方法は、使用する黒鉛粉の形状からセパレータ
で最も重要な特性である、厚さ方向の電気抵抗が高くま
た機械的強度が低い問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】請求項1〜5記載の発
明は、セパレータの厚さ方向の電気抵抗が低く、機械的
強度に優れ、また成形性も良好な燃料電池用セパレータ
の製造方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決する手段】本発明は、膨張黒鉛をシート状
に加工し、これを粉砕した膨張黒鉛粉と樹脂の混合物
を、樹脂が溶融又は硬化しない温度で圧縮する予備成形
工程と、前記工程により得られる予備成形品を樹脂が溶
融又は硬化する温度で圧縮する熱成形工程を含むことを
特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法に関する。
また、本発明は、膨張黒鉛粉が、平均粒径が25〜50
μmである請求項1記載の燃料電池用セパレータの製
造方法に関する。さらに、本発明は、膨脹黒鉛粉が、平
均粒径が25〜300μmである請求項1記載の燃料電
池用セパレータの製造方法に関する。
【0006】また、本発明は、前期樹脂が開環重合によ
り硬化反応するジヒドロベンゾオキサジン環を含むフェ
ノール樹脂である燃料電池用セパレータの製造方法に関
する。また、本発明は、膨張黒鉛粉と樹脂の混合物が、
乾式混合で得られたものである前期の燃料電池用セパレ
ータの製造方法に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる膨張黒鉛粉の
原料となる黒鉛としては、天然黒鉛、キッシュ黒鉛、熱
分解黒鉛等の高度に結晶が発達した黒鉛が好ましいもの
として挙げられる。得られる特性と経済性のバランスを
考慮すると、天然黒鉛が好ましい。用いる天然黒鉛とし
ては、特に制限はなく、F48C(日本黒鉛(株)製、商
品名)、H−50(中越黒鉛(株)製、商品名)等の市販
品を用いることができる。
【0008】前記黒鉛を膨張黒鉛にする方法に特に制限
はなく、公知の方法としては、硫酸、硝酸又は前記混合
液の酸成分に過酸化水素を添加したものに、黒鉛を浸積
して黒鉛層間化合物を生成させ、次いで、水洗してから
急速加熱して、黒鉛結晶のC軸方向を膨張処理する方法
が挙げられる。これにより、膨張した黒鉛が虫状形とな
り方向性のない複雑に絡み合った形態となる。
【0009】膨張黒鉛粉の製造は、前記膨張黒鉛を、密
度が0.6g/cm3〜1.8g/cm3、好ましくは0.7g/cm
3〜1.7g/cm3になるようにロール、プレス等で加圧し
てシート状に加工し、膨張黒鉛同士の接触を更に大きく
し、電気特性を向上させたものを、粉砕,分級して行う
ことができる。ここで、密度が0.6g/cm3未満のシー
トを使用した場合、電気特性の向上があまり認められ
ず、また1.8g/cm3を超えるシートを使用した場合、
製造時に大きな圧力が必要となり、作業性及び生産性が
低下する傾向にある。
【0010】また、膨張黒鉛粉の平均粒径に特に制限は
ないが、粉末樹脂との乾式混合を考慮すると、25μm
以上であることが好ましく、25μm〜500μmの範
囲であることがより好ましく、25μm〜300μmの
範囲であることがさらに好ましく、25μm〜200μ
mの範囲であることが最も好ましい。ここで、平均粒径
が25μm未満の膨張黒鉛粉を使用した場合、成形した
セパレータの機械的強度が低下する傾向にある。
【0011】本発明において、前記膨張黒鉛粉と共に用
いられる樹脂としては、粉状の熱硬化性樹脂又は熱可塑
性樹脂があり、その構造に特に制限はなく、例えば、固
形エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、レゾー
ルタイプ、ノボラックタイプ等の各種フエノール樹脂、
ポリアミド樹脂、粉状ポリアミドイミド樹脂、フェノキ
シ樹脂等が使用される。これらの樹脂は必要に応じて、
硬化剤、硬化促進剤、硬化触媒等を併用することができ
る。例えば、エポキシ樹脂は、硬化剤と硬化促進剤が併
用して使用される。これらの樹脂の中で、優れた特性バ
ランスを示し、経済性、作業性等にも優れることから、
フエノール樹脂が好ましい。
【0012】フェノール樹脂としては、硬化反応時に発
生ガスが少なく、成形性が良くまた良好な諸特性を有す
る開環重合により硬化反応するジヒドロベンゾオキサシ
ン環を含むフェノール樹脂が特に好ましいものとして用
いられる。開環重合により硬化するジヒドロベンゾオキ
サシン環を含むフェノール樹脂としては、粉末状の樹脂
が好ましく、一般式(I)
【化1】 に示されるジヒドロベンゾオキサシン環を含む樹脂が成
形性、耐熱性等に優れ、好ましい。この樹脂は、加熱に
より開環重合反応を起こし、触媒や硬化剤を用いること
なく、揮発分を発生させることなく優れた特性を持つ架
橋構造を形成することができる。
【0013】前記ジヒドロベンゾオキサジン環を含む樹
脂としては、一般式(A)
【化2】 (式中、芳香環に結合する水素はヒドロキシル基のオル
ト位の1つを除き、置換基で置換されていてもよい)に
示す化学構造単位と一般式(B)
【化3】 (式中、R1は炭化水素基であり、芳香環に結合する水
素は、置換基で置換されていてもよい)に示す化学構造
単位を含むものが揮発性ガスの発生を抑制する効果が高
いので好ましく、一般式(A)/一般式(B)のモル比
が4/1〜1/9で含むものが耐熱性等の点でより好ま
しい。なお、この比は、用いる材料の比率等により調整
できる。
【0014】上記一般式(A)及び一般式(B)で示さ
れる化学構造単位において、芳香環に結合する水素の代
わりに置換されていてもよい置換基としては特に制限は
ないが、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル
基などの炭素原子数1〜10のアルキル基が好ましいも
のとして挙げられる。また、一般式(A)において、ヒ
ドロキシル基のオルト位の1つは硬化反応のために水素
を持つ。さらに、一般式(B)において、R1で示され
る炭化水素基としては、メチル基、エチル基、シクロヘ
キシル基、フェニル基、置換フェニル基等の炭素原子数
1〜10のものが挙げられる。
【0015】前記各化学構造単位の数は、1分子中に含
まれる一般式(A)の数をm、一般式(B)の数をnと
するときに、mが1以上、nが1以上であればよいが、
数平均でm+nが3〜10であることが、硬化物の特
性、例えば耐熱性等の点で好ましい。
【0016】上記各化学構造単位は、互いに直接結合し
ていてもよく、各種の基を介して結合していてもよい。
前記の基としては、有機基として、アルキレン基、キシ
リレン基等の炭化水素基などが好ましいものとして挙げ
られ、具体的には、
【化4】 で示される基(但し、R2は、水素原子又はメチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、フェニル基、
置換フェニル基等の炭素原子数1〜20の炭化水素基を
示す)、炭素原子数5〜20の鎖状アルキレン基などが
挙げられる。これは、原料として用いるフェノール性水
酸基を有する化合物の種類等により選択できる。
【0017】前記ジヒドロベンゾオキサジン環を含む樹
脂は、例えば、フェノール性水酸基を有する化合物、ホ
ルムアルデヒド類及び第1級アミンから合成することが
できる。これらの材料からジヒドロベンゾオキサジン環
を含む樹脂を合成する方法としては、フェノール性水酸
基を有する化合物と第1級アミンとの混合物を好ましく
は70℃以上に加熱したホルムアルデヒド類中に添加し
て、好ましくは70℃〜110℃、より好ましくは90
℃〜100℃で、好ましくは20分〜120分反応さ
せ、その後好ましくは120℃以下の温度で減圧乾燥す
る方法が挙げられる。
【0018】前記フェノール性水酸基を有する化合物と
しては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビフェ
ノール等のビスフェノール化合物、トリスフェノール化
合物、テトラフェノール化合物などの低分子フェノール
化合物や、フェノール樹脂を挙げることができる。フェ
ノール樹脂としては、フェノール若しくはキシレノー
ル、t−ブチルフェノール、オクチルフェノール等のア
ルキルフェノールなどの1価のフェノール化合物、レゾ
ルシノール、ビスフェノールA等の多価フェノール化合
物とホルムアルデヒド類を反応させて得られるノボラッ
ク樹脂若しくはレゾール樹脂、フェノール変性キシレン
樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、ポリブタジエン変
性フェノール樹脂等が挙げられる。
【0019】前記ホルムアルデヒド類としては、ホルム
アルデヒドの他、ホルマリン、パラホルムアルデヒドや
ヘキサメチレンテトラミンのようなホルムアルデヒドを
発生するものを用いることもできる。第1級アミンとし
ては、メチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂肪族
アミン、アニリン、置換アニリン等の芳香族アミンが挙
げられる。耐熱性の面からは、芳香族アミンが好まし
い。
【0020】これらの配合比に特に制限はないが、例え
ば、フェノール性水酸基を有する化合物のヒドロキシル
基(そのオルト位の少なくとも1つが水素であるもの)
1モルに対し、第1級アミンを0.2〜0.9モル、ホ
ルムアルデヒド類を第1級アミンの2倍モル量以上の比
で反応させることが好ましい。
【0021】粉末状のフェノール樹脂を用いる場合、そ
の粒度分布に特に制限はないが、膨張黒鉛粉等の炭素材
料との混合性(特にドライブレンド法の場合)、成形時
に於ける樹脂の流れ性を考慮すると、数平均粒径で1μ
m〜100μmが好ましく、5μm〜50μmが特に好
ましい。
【0022】使用する膨張黒鉛粉と樹脂の混合比率は、
成形性及び特性を考慮すると膨張黒鉛粉/樹脂=95/
5〜30/70(重量比)の範囲が好ましく、20/8
0〜50/50の範囲がより好ましい。ここで混合する
膨張黒鉛粉の量が95/5を超える場合、成形性が悪化
し、樹脂不足により機械的強度が急激に低下する傾向が
あり、一方、30/70未満の場合、導電性が低下する
傾向がある。
【0023】膨張黒鉛粉と樹脂の混合方法に特に制限は
なく、粉末樹脂を溶媒に溶解して、膨張黒鉛粉と良く混
合し、脱溶媒(熱硬化性樹脂の場合樹脂が硬化しない条
件下)し、得られた混合体を最適な大きさに粉砕、分級
する方法や膨張黒鉛粉と粉末樹脂とを乾式で混合する方
法(シエイカー、ミキサー等で溶媒無しで混合する方
法)が用いられる。コスト及び作業性を考慮すると乾式
混合法が好ましい。
【0024】得られた混合物は、先ず、樹脂が溶融及び
硬化しない温度で圧縮し、予備成形する。予備成形の方
法に特に制限はないが、例えばコールドプレス(室温の
金型を使用し成形する)法などが適用される。予備成形
の目的は、成形する混合物の体積を減少させ、作業性を
向上させるばかりでなく、混合時に材料中に巻き込んだ
空気を極端に減少させることができ、最終成形品中のボ
イド等の欠陥を無くすことができる。また、予め樹脂中
の膨張黒鉛粉同士の接触を大きくすることができるの
で、電気特性も向上させることができる。
【0025】コールドプレスの条件に特に制限は無い
が、例えば、室温のセパレータ成形用金型に所定量の混
合物を、数回に分け、充填とプレスを繰り返して、セパ
レータの予備成形品を得ることができる。プレス圧力に
特に制限はなく、例えば、ゲージ圧力で10kg/cm2〜1
00kg/cm2といった条件を用いることができる。温度
は、樹脂が溶融及び硬化しない温度であれば特に制限は
ないが、通常0℃〜30℃の室温が適用される。
【0026】ついで得られる予備成形品を樹脂が溶融又
は硬化する温度で圧縮して熱成形する。熱成形は、予備
成形品を作成した金型を、そのまま(予備成形品を取り
出すことなく)加熱して再度加圧して行うこともできる
が、例えば、140℃〜200℃に昇温した成形機熱板
にセパレータ成形用金型を挟み、金型が前記温度に達し
た時点で金型を取り出し前記したセパレータの予備成形
品を装填し、圧力をかけて成形する方法が、金型の昇温
時における樹脂の不均一な溶融及び硬化を避けることが
できるので好ましい。ここで圧力は、充填した予備成形
品全体に均一に熱を加えた後行うことが好ましいため、
予備成形品を装填してから無圧の状態で1分程度熱板上
に放置した後成形することが好ましい。プレス圧力に特
に制限はなく、例えば、ゲージ圧力で50kg/cm2〜20
0kg/cm2といった条件を用いることができる。
【0027】熱成形時の加熱加圧保持時間は使用する樹
脂の成形温度での反応時間が目安となり決定される。ま
た、より一層生産性を向上させる目的で多段プレスを行
うことも可能である。なお、成形方法としては、所望の
セパレータの形状の金型等を使用する方法が直接にセパ
レータを成形できるので好ましいが、予め大きめの成形
体を作成し、これを切削して所望の形状と大きさのセパ
レータにすることもできる。
【0028】本発明になる燃料電池用セパレータの大き
さ、厚さ、形状等に特に制限はない。図1に、本発明の
燃料電池用セパレータの一例の斜視図を示す。一般に、
燃料電池用セパレータ1には、反応ガスの流路を確保す
るため、図1に示されるようなリブが設けられている。
2はリブ部、3は溝部である。図1の(a)は両面にリ
ブが設けられているものであり、(b)は片面にリブが
設けられているものである。
【0029】本発明になる燃料電池用セパレータは、固
体高分子型、アルカリ水溶液型、酸水溶液型等種々の形
式の燃料電池用セパレータとして使用可能である。
【0030】燃料電池は、一般に、電解質層をはさんで
燃料極及び空気極の各電極層が存在し、その両側から挟
むセパレータを単位とするセルを含む。電解質として
は、アルカリ水溶液型の場合は水酸化カリウム等が用い
られ、酸水溶液型の場合はリン酸等が用いられ、固体高
分子型の場合はイオン交換膜等が用いられる。電極の基
材としては、カーボン繊維等のカーボン材などが挙げら
れ、必要に応じて、白金、パラジウム、銀、ニッケル等
の触媒層を表面に設けたものが用いられる。燃料ガスで
ある水素、炭化水素等は、水の分解物や天然ガス、石
油、石炭、メタノール等の原料を必要に応じて水素と反
応させて水素リッチな改質ガスを取り出し、これを用い
ることにより供給される。本発明のセパレータは中で
も、固体高分子型燃料電池用として、特に好適である。
【0031】図2に固体高分子型燃料電池の一例のセル
の構造を表す斜視図を示す。電池の反応を起こす最小単
位のセル4は、固体高分子電解質膜5、燃料極6、空気
極7の各層から構成される3層膜8と、それを両側から
挟むセパレータ9a、9bにより構成されている。この
ように構成されたセル3が図1に示すように数段積み重
ねられ、集合体としてのセルスタック10が得られる。
【0032】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 実施例1 (1)膨張黒鉛粉の製造 硫酸(濃度99重量%)600gと硝酸(濃度99重量
%)200gを3リットルのガラスビーカに入れた。こ
のものに黒鉛F48C(固定炭素99重量%以上、日本
黒鉛(株)製、商品名)400gを配合し、ガラスはねを
取り付けた撹拌モータ(60rpm)で6分間撹拌し、そ
の後、過酸化水素(濃度35重量%)32gを配合し、
15分間撹拌した。撹拌終了後、減圧濾過で酸化黒鉛と
酸成分を分離し、得られた酸化黒鉛を別容器に移し、5
リットルの水を加え、10分間撹拌し、減圧濾過で洗浄
酸化黒鉛と洗浄水を分離した。
【0033】得られた洗浄酸化黒鉛をホーロー製のバッ
トに移し平らに均し、120℃に昇温した乾燥器で1時
間熱処理して水分を除去した。このものを更に850℃
に昇温した加熱炉に5分間入れ、密度が0.015g/cm
3の膨張黒鉛を得た。この膨張黒鉛をロールで圧延して
密度が0.1g/cm3のシートに加工し、得られたシート
を粗粉砕機(ホソカワミクロン(株)製、ロートプレック
ス(商品名))で粉砕後、微粉砕機(奈良機械製作所
(株)製、自由粉砕機M−3(商品名))で粉砕し、平均
粒径が130μmの膨張黒鉛粉を得た。
【0034】(2)開環重合するフェノール樹脂(ジヒ
ドロベンゾオキサジン環を含む樹脂)の製造 フェノール1.9kg、ホルマリン(37重量%水溶液)
1.0kg及びしゅう酸4gを5リットルのフラスコに仕
込み、環流温度で6時間反応させた。引き続き、内部を
6666.1Pa(50mmHg)以下に減圧して未反応のフ
ェノール及び水を除去し、フェノールノボラック樹脂を
合成した。得られた樹脂は、軟化点84℃ (環球
法)、3核体〜多核体/2核体比92/18(ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー法によるピーク面積
比)であった。
【0035】次に合成したフェノールノボラック樹脂
1.7kg(ヒドロキシル基16モルに相当)をアニリン
0.93kg(10モルに相当)と混合し、80℃で5時
間攪拌し、均一な混合溶液を調製した。ついで5リット
ルフラスコ中に、ホルマリン1.62kgを仕込み90℃
に加熱し、さらに前記のノボラック/アニリン混合溶液
を30分かけて少しずつ添加した。添加終了後、30分
間、環流温度に保ち、しかる後に100℃で2時間66
66.1Pa(50mmHg)以下に減圧して縮合水を除去
し、反応し得るヒドロキシル基の71モル%がジヒドロ
ベンゾオキサジン化されたジヒドロベンゾオキサジン環
を含む樹脂を得た。すなわち、上記ジヒドロベンゾオキ
サジン環を含む樹脂は、前記一般式(A)と一般式
(B)のモル比を前者/後者で1/2.45で含むもの
である。
【0036】なお、前記フェノールノボラック樹脂にお
いて反応し得るヒドロキシル基の量は、下記のようにし
て算出したものである。すなわち、前記フェノールノボ
ラック樹脂1.7kg(ヒドロキシル基16モルに相当)
をアニリン1.4kg(16モルに相当)及びホルマリン
2.59kgと反応させ、反応し得るヒドロキシル基のす
べてにジヒドロベンゾオキサジン環が導入された樹脂を
合成した。過剰のアニリン及びホルマリンは乾燥中にの
ぞかれ、収量は3.34kgであった。このことから、前
記フェノールノボラック樹脂において、反応し得るヒド
ロキシル基の量は14モル反応し、ジヒドロベンゾオキ
サジン環化したことを示している。
【0037】(3)成形体の製造 前記の(1)で製造した膨張黒鉛粉105gと前記の
(2)で作製した粉末フェノール樹脂45g(膨張黒鉛
粉/樹脂=70/30)を、ビニール袋に計り取り空気
を入れて袋を膨らませた状態で約1分間乾式混合を行っ
た。
【0038】前記混合粉を、容積578cm3の室温凹金
型に75g充填し凸金型をセット後、昇温前の76トン
プレスを使用し、ゲージ圧力50kg/cm2で1分間成形し
更に同金型にできた空間部に、残りの混合粉75gを充
填し再度上記成形条件で成形し、立方体の電気抵抗測定
用成形体の予備成形品を作製した。
【0039】上記予備成形品を作製後、成形金型をプレ
ス熱板上に乗せ熱板が180℃になるよう昇温を開始し
た。昇温開始後70分で金型が180℃に達したところ
で、金型を取り出し上記予備成形品を均一になるように
装填した。その後プレスに戻し1分間無圧の状態で放置
した後、ゲージ圧力80kg/cm2の条件で15分間成形
し、得られた成形体を200℃で1時間熱処理し、圧縮
面積部77cm2(片面)、厚さ18mmの外観良好な成形
体を得た。
【0040】実施例2 実施例1(1)で製造した膨張黒鉛粉を120g、実施
例1(2)で作製した粉末フェノール樹脂を30g(膨
張黒鉛粉/樹脂=80/20)使用した以外は、実施例
1(3)と同様の工程を経て圧縮面積部77cm2(片
面)、厚さ18mmの外観良好な成形体を得た。
【0041】実施例3 実施例1(1)で製造した膨張黒鉛粉を135g、実施
例1(2)で作製した粉末フェノール樹脂を15g(膨
張黒鉛粉/樹脂=90/10)使用した以外は、実施例
1(3)と同様の工程を経て圧縮面積部77cm2(片
面)、厚さ18mmの外観良好な成形体を得た。
【0042】比較例1 予備成形を行わず180℃に昇温した金型に直接、実施
例1(3)で得た混合粉を、金属スプーンで押し込みな
がら充填し、以下実施例1(3)と同じ条件で成形、後
硬化して同寸法の外観良好な成形体を得た。
【0043】比較例2 予備成形を行わず180℃に昇温した金型に直接、実施
例3に示す量の膨張黒鉛粉と粉末フェノール樹脂を混合
して得られた混合粉を、金属スプーンで押し込みながら
充填し、以下実施例1(3)と同じ条件で成形、後硬化
して同寸法の外観良好な成形体を得た。
【0044】比較例3 膨張黒鉛粉の代わりに、りん片状黒鉛(中国産、#59
9)を105g使用した以外は、実施例1(3)と同じ
配合、方法で予備成形品を作製し、成形後、後硬化して
成形体を得た。また、この成形体の外観は樹脂部と黒鉛
部が不均一であった。
【0045】評価 上記実施例1〜3及び比較例1〜3で製造した成形体の
外観、電気抵抗、曲げ強さについて評価した。曲げ強さ
は、成形体から、幅20mm及び厚さ1.5mmの試験片
を切り出して測定した。結果を表1に示す。
【0046】
【表1】
【0047】(4)セパレータの製造 前記実施例1〜3で得られた成形体から、リブの高さが
2.5mmで平板部分の板厚が0.5mm、リブの凹部の幅
2mm及び凸部の幅2mmの等ピッチの形状で10度のリブ
テーパを有する形状のセパレータを切削加工により製造
したところ、外観の良好なセパレータが得られた。
【0048】実施例4 リブの高さが2.5mmで平板部分の板厚が0.5mm、リ
ブの凹部の幅2mm及び凸部の幅2mmの等ピッチの形状で
10度のリブテーパを有する形状のセパレータを成形す
るための金型に実施例1(1)で製造した膨張黒鉛粉と
実施例1(2)で作製した粉末フェノール樹脂の混合粉
(膨張黒鉛粉/樹脂=70/30)を、20g均一に充
填し、室温(約20℃)で76トンプレスを使用し、ゲ
ージ圧力50kg/cm2で1分間予備成形し予備成形品を作
製した。
【0049】上記予備成形品を金型から取り出し、次に
プレス熱板上で前記金型を180℃になる迄昇温し、こ
の金型に再度前記予備成形体を入れ、ゲージ圧力80kg
/cm2の条件で10分間成形し、さらに得られた成形体を
金属板2枚にはさんで200℃で1時間熱処理し、外観
の良好で、強度にも優れるセパレータを得た。
【0050】
【発明の効果】請求項1及び2記載の製造方法によれ
ば、セパレータの厚さ方向の電気抵抗が低く、機械的強
度に優れ、また成形性も良好な燃料電池用セパレータが
得られる。請求項3記載の燃料電池用セパレータは、厚
さ方向の電気抵抗が低く、機械的強度に優れ、また成形
性も良好である。請求項4及び5記載の燃料電池は、セ
パレータの厚さ方向の電気抵抗が低く、機械的強度に優
れ、高性能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の燃料電池用セパレータの一例を示す斜
視図であり、(a)は両面にリブが存在するもの、
(b)は片面にリブが存在するものである。
【図2】本発明の燃料電池の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 セパレータ 2 リブ部 3 溝部 4 セル 5 固体高分子電解質膜 6 燃料極 7 空気極 8 3層膜 9a、9b セパレータ 10 セルスタック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 淳 茨城県日立市鮎川町三丁目3番1号 日 立化成工業株式会社 山崎工場内 (56)参考文献 特開 平10−40937(JP,A) 特開 平8−134249(JP,A) 特開 平8−96798(JP,A) 特開 平11−354135(JP,A) 特開 平11−354137(JP,A) 特開 平11−354138(JP,A) 特表 平6−505693(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/02,8/10

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膨張黒鉛をシート状に加工し、これを粉
    砕した膨張黒鉛粉と樹脂の混合物を、樹脂が溶融又は硬
    化しない温度で圧縮する予備成形工程と、前記工程によ
    り得られる予備成形品を樹脂が溶融又は硬化する温度で
    圧縮する熱成形工程を含むことを特徴とする燃料電池用
    セパレータの製造方法。
  2. 【請求項2】 膨張黒鉛粉が、平均粒径が25〜500
    μmである請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造
    方法。
  3. 【請求項3】 膨脹黒鉛粉が、平均粒径が25〜300
    μmである請求項1記載の燃料電池用セパレータの製造
    方法。
  4. 【請求項4】 樹脂が開環重合により硬化反応するジヒ
    ドロベンゾオキサジン環を含むフェノール樹脂である請
    求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料電池用セパレー
    タの製造方法。
  5. 【請求項5】 膨張黒鉛粉と樹脂の混合物が、乾式混合
    で得られたものである請求項1〜3のいずれか一項に
    載の燃料電池用セパレータの製造方法。
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