JP3466511B2 - Fuel cell manufacturing method - Google Patents

Fuel cell manufacturing method

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JP3466511B2
JP3466511B2 JP19332099A JP19332099A JP3466511B2 JP 3466511 B2 JP3466511 B2 JP 3466511B2 JP 19332099 A JP19332099 A JP 19332099A JP 19332099 A JP19332099 A JP 19332099A JP 3466511 B2 JP3466511 B2 JP 3466511B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池の製造
方法に関し、特に、単セルを有する燃料電池の製造方法
に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a fuel cell, in particular, to a manufacturing method for a fuel cell having a single cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開昭63−32862号公報、特開昭
63−32858号公報、特開昭63−186074号
公報に開示される従来の燃料電池の単セル構造は、図6
に示すように、空気極105または燃料極106のいず
れか一方若しくは両方の電極触媒層とマトリクス層10
4を一体成形する構成であった。また、特開昭58−1
64153号公報、特開昭58−44672号公報、特
開平1−176665号公報には、図7に示すように、
空気極105、燃料極106、マトリクス層104の周
辺部部分をフッ素樹脂などからなる端部部材108でフ
ィルム被覆またはモールド一体化する方法が示されてい
る。
2. Description of the Related Art The conventional single cell structure of a fuel cell disclosed in JP-A-63-32862, JP-A-63-32858 and JP-A-63-186074 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, either one or both of the air electrode 105 and the fuel electrode 106 and the electrode catalyst layer and the matrix layer 10 are
4 was integrally molded. In addition, JP-A-58-1
64153, JP-A-58-44672, and JP-A-1-176665, as shown in FIG.
A method is shown in which the air electrode 105, the fuel electrode 106, and the peripheral portion of the matrix layer 104 are film-coated or integrally molded with an end member 108 made of a fluororesin or the like.

【0003】さらに、特開昭59−181466号公
報、特開昭64−41174号公報には、図8に示すよ
うに、空気極105と燃料極106との間に耐電解質微
粒子と結合材からなるマトリクス層(第一ペースト)1
04を塗布、乾燥、熱処理して形成した上に、耐電解質
微粒子と結合材および電解質を混合した第二ペースト層
109を形成して、両電極を接合一体化する方法が開示
されている。
Further, in JP-A-59-181466 and JP-A-64-41174, as shown in FIG. 8, between the air electrode 105 and the fuel electrode 106, the electrolyte-resistant fine particles and the binder are used. Matrix layer (first paste) 1
No. 04 is applied, dried, and heat-treated to form a second paste layer 109 in which electrolyte resistant fine particles are mixed with a binder and an electrolyte, and both electrodes are joined and integrated.

【0004】図において、符号101は電極基材、10
2は空気極触媒層であり、この電極基材01と空気極触
媒層102により空気極105を形成している。また、
符号103は燃料極触媒層で、電極基材101とこの燃
料極触媒層103とによって燃料極106を形成してい
る。111は空気ガス流路が設けられた空気側多孔質カ
ーボン板、112は燃料ガス流路が設けられた燃料側多
孔質カーボン板、113はセパレータである。
In the figure, reference numeral 101 is an electrode substrate, 10
Reference numeral 2 denotes an air electrode catalyst layer, and the electrode base material 01 and the air electrode catalyst layer 102 form an air electrode 105. Also,
Reference numeral 103 is a fuel electrode catalyst layer, and the electrode base material 101 and the fuel electrode catalyst layer 103 form a fuel electrode 106. 111 is an air side porous carbon plate provided with an air gas flow channel, 112 is a fuel side porous carbon plate provided with a fuel gas flow channel, and 113 is a separator.

【0005】次に、燃料電池の動作について説明する。
セパレータ113は不透気性の緻密なカーボン板で、そ
の両面に配置した空気側多孔質カーボン板111と燃料
側多孔質カーボン板112に設けられた空気ガス流路、
燃料ガス流路へ供給される空気および燃料ガスを分離す
る。空気側多孔質カーボン板111と燃料側多孔質カー
ボン板112はガスを全面に供給すると同時に、実動時
に必要な電解質を保持する。
Next, the operation of the fuel cell will be described.
The separator 113 is an impermeable and dense carbon plate, and an air-gas flow path provided on the air-side porous carbon plate 111 and the fuel-side porous carbon plate 112 arranged on both sides thereof,
The air and fuel gas supplied to the fuel gas flow path are separated. The air-side porous carbon plate 111 and the fuel-side porous carbon plate 112 supply gas to the entire surface and, at the same time, retain an electrolyte required during actual operation.

【0006】一方、電極基材101も多孔質なカーボン
で構成されており、空気極触媒層102と燃料極触媒層
103からなる電極触媒層を支持すると同時に、空気側
多孔質カーボン板111と燃料側多孔質カーボン板11
2からなる多孔質カーボン板に供給されるガスを電極触
媒層に拡散させる。また、電極触媒層に必要な電解質を
多孔質カーボン板から供給する。
On the other hand, the electrode base material 101 is also made of porous carbon and supports the electrode catalyst layer composed of the air electrode catalyst layer 102 and the fuel electrode catalyst layer 103, and at the same time, the air side porous carbon plate 111 and the fuel. Side porous carbon plate 11
The gas supplied to the porous carbon plate composed of 2 is diffused into the electrode catalyst layer. Further, the electrolyte required for the electrode catalyst layer is supplied from the porous carbon plate.

【0007】電極触媒層に達した空気および燃料ガス
は、マトリクス層104を通じて反応し、発電する。発
電した電流は、マトリクス層104を通して反応し、発
電する。発電した電流は、マトリクス層104部分はイ
オン伝導により、その他の部分は電子伝導により、各部
材の貫通方向に流れる。
The air and fuel gas reaching the electrode catalyst layer react through the matrix layer 104 to generate electricity. The generated electric current reacts through the matrix layer 104 to generate electric power. The generated current flows in the penetrating direction of each member by ionic conduction in the matrix layer 104 portion and electronic conduction in the other portions.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池は前述
の積層各部材を交互に繰り返し複数枚積層していた。す
なわち、積層完了後には、マトリクス層104が空気極
105と燃料極106に狭持され、また冷却ユニットと
隣接しないセパレータ113は空気側多孔質カーボン板
111と燃料側多孔質カーボン板112に狭持されるの
で、独立した各部材を個々に積層する場合には、非常に
多くの部材点数を積層していかねばならないという問題
点があった。例えば100セル分を積層する場合、冷却
ユニットを除いてもマトリクス層104、空気極10
5、燃料極106、空気側多孔質カーボン板111、燃
料極多孔質カーボン板112、セパレータ113が個々
に独立ならば、合計600点もの部材を積層しなければ
ならなかった。
In the conventional fuel cell, a plurality of laminated members described above are alternately and repeatedly laminated. That is, after the stacking is completed, the matrix layer 104 is sandwiched between the air electrode 105 and the fuel electrode 106, and the separator 113 not adjacent to the cooling unit is sandwiched between the air side porous carbon plate 111 and the fuel side porous carbon plate 112. Therefore, when laminating each independent member individually, there is a problem that a very large number of members must be laminated. For example, when stacking 100 cells, the matrix layer 104 and the air electrode 10 are excluded even if the cooling unit is excluded.
If the fuel electrode 106, the air-side porous carbon plate 111, the fuel electrode porous carbon plate 112, and the separator 113 were independent of each other, a total of 600 members had to be laminated.

【0009】従来の燃料電池の各部材は十分なハンドリ
ング強度は備わっておらず、また、大面積化、薄肉化を
目指しているため、その取扱作業性は良くない。特に、
マトリクス層104は、発電時のイオン導電抵抗低減の
ためできるたけ薄い方が良いが、電極と独立しているマ
トリクス層の場合にはハンドリングが非常に難しい。そ
の対策としてマトリクス層104、空気極105、燃料
極106については、積層前に一体化することが前述の
従来例に述べられている。また、空気側多孔質カーボン
板111、燃料側多孔質カーボン板112、セパレータ
113の一体化についても、特開昭60−236461
号公報をはじめ他の文献にも開示がなされている。
Since each member of the conventional fuel cell is not provided with sufficient handling strength and the aim is to have a large area and a thin wall, its workability is not good. In particular,
The matrix layer 104 is preferably as thin as possible in order to reduce ionic conductive resistance during power generation, but handling is extremely difficult in the case of the matrix layer independent of the electrodes. As a countermeasure, the matrix layer 104, the air electrode 105, and the fuel electrode 106 are described in the above-mentioned conventional example in which they are integrated before stacking. Further, regarding the integration of the air-side porous carbon plate 111, the fuel-side porous carbon plate 112, and the separator 113, it is also disclosed in JP-A-60-236461.
The disclosure is made in other publications including the publication.

【0010】ここでは、マトリクス層104、空気極1
05、燃料極106の一体化について、従来例の問題点
を述べる。前述の特開昭63−32862号公報、特開
昭63−32858号公報、特開昭63−186074
号公報の場合は、触媒層とマトリクス層を一体構成とす
ること並びにその方法については開示されているが、電
極シール部分の一体化構成に関しては言及されていな
い。なお、特開昭63−186074号公報では、あら
かじめ厚めの触媒層シートとマトリクスシートを準備
し、単に重ねて圧延して一体化する方法が開示されてい
るが、実際には触媒層とマトリクス層の物性が異なるた
めに、貼り合わせ後、いくら圧延しても各層を均一にす
ることが出来ず、どちらか強度が弱い方の層に亀裂や破
れが発生しやすいという問題があった。
Here, the matrix layer 104 and the air electrode 1
05, regarding the integration of the fuel electrode 106, the problems of the conventional example will be described. The above-mentioned JP-A-63-32862, JP-A-63-32858 and JP-A-63-186074.
In the case of the publication, although the catalyst layer and the matrix layer are integrally formed and the method thereof is disclosed, there is no reference to the integral structure of the electrode seal portion. Japanese Patent Laid-Open No. 63-186074 discloses a method in which a thick catalyst layer sheet and a matrix sheet are prepared in advance, and they are simply stacked and rolled to integrate them, but in reality, the catalyst layer and the matrix layer are disclosed. However, there is a problem in that each layer cannot be made uniform no matter how much is rolled after bonding, and the layer having the weaker strength tends to be cracked or broken due to the different physical properties.

【0011】また、電解質を塗布する方法について、空
気極あるいは燃料極の触媒層とマトリクス層の2層だけ
を一体化したものをマトリクス面が互いに向かい合うよ
うにし且つ間にカーボンペーパーを挿入して3層一体化
し、そのカーボンペーパーに電解質を含浸する方法が示
されている。しかし、この構成では実質の電解質層がマ
トリクス層2枚分とカーボンペーパー層となり非常に厚
くなってしまい、イオン伝導抵抗が著しく大きくなるた
め発電効率が低下するという問題点があった。
Regarding the method of applying the electrolyte, a method in which only the two catalyst layers of the air electrode or the fuel electrode and the matrix layer are integrated so that the matrix surfaces face each other and carbon paper is inserted between them is used. A method of layer integration and impregnating the carbon paper with an electrolyte is shown. However, this structure has a problem that the substantial electrolyte layer becomes two matrix layers and a carbon paper layer, which becomes very thick, and the ion conduction resistance remarkably increases, resulting in a decrease in power generation efficiency.

【0012】特開昭58−164153号公報、特開昭
58−44672号公報、特開平1−176665号公
報の場合は、燃料極、空気極、マトリクス層周辺のシー
ル部分をフッ素樹脂などでフィルム被覆またはモールド
により一体化する方法が開示されている。しかし、各部
材周辺部をフィルム被覆する場合にはその被覆部分が面
内中央部分よりも厚くなってしまい、この段差を吸収す
るための特殊な細工が必要になるという問題点があっ
た。また、シール部分のモールド成形では、シール段差
の問題はなくなるが、フッ素樹脂が溶融するような高温
にすると、電極触媒層やマトリクス層まで高温熱履歴を
受けてしまい電極特性に悪影響を与えてしまうという問
題があった。また、電解質の含浸方法、条件をどうする
かについては言及されていない。
In the cases of JP-A-58-164153, JP-A-58-44672, and JP-A-1-176665, the fuel electrode, the air electrode, and the sealing portion around the matrix layer are made of a fluororesin film or the like. A method of integration by coating or molding is disclosed. However, when the peripheral portion of each member is coated with a film, the coated portion becomes thicker than the central portion in the surface, and there is a problem that special work is required to absorb this step. Further, in the molding of the seal portion, the problem of the seal step is eliminated, but when the temperature is high enough to melt the fluororesin, the electrode catalyst layer and the matrix layer are also subjected to a high temperature heat history, which adversely affects the electrode characteristics. There was a problem. Further, it does not mention how to impregnate the electrolyte and what the conditions should be.

【0013】また、特開昭59−181466号公報、
特開昭64−41174号公報では、電極間に耐電解質
微粒子と結合材からなるマトリクス層(第一ペースト
層)を塗布、乾燥、熱処理して形成した上に、耐電解質
微粒子と結合材および電解質を混合した第二ペースト層
を形成して、両電極を接合一体化する方法が開示されて
いる。この場合、第一ペースト層のマトリクスが触媒層
表面に塗布、乾燥、熱処理されているため、熱処理履歴
による亀裂発生および撥水性出現が避けられない。その
防御手段として未焼成の第二ペースト層を設けなければ
ならず、余分にマトリクス層をもう1層分形成しなくて
はならないという問題がある。これと同時に、マトリク
ス層が合計2層となり厚くなるのでイオン導電抵抗が増
加し、電池特性が低下するという問題点もある。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 59-181466,
In JP-A-64-41174, a matrix layer (first paste layer) composed of electrolyte resistant fine particles and a binder is applied between electrodes, dried and heat-treated to form the electrolyte resistant fine particles, the binder and the electrolyte. There is disclosed a method of forming a second paste layer in which the two are mixed and joining and integrating both electrodes. In this case, since the matrix of the first paste layer is applied, dried and heat-treated on the surface of the catalyst layer, cracking and appearance of water repellency due to heat treatment history cannot be avoided. There is a problem that an unfired second paste layer has to be provided as a protection means and an extra matrix layer has to be formed. At the same time, since the matrix layer becomes a total of two layers and becomes thick, there is a problem that the ionic conductive resistance increases and the battery characteristics deteriorate.

【0014】なお、第一ペースト層は熱処理履歴により
撥水性が出現し、電解質が十分浸透しにくいので、マト
リクス層に十分な電解質含新を促す目的で第二ペースト
層にはあらかじめペースト中に電解質を混合した物を塗
る必要がある。しかしながら、リン酸型燃料電池の場合
などは電解質であるリン酸の吸湿性が非常に高いため、
接合一体化後にも周囲の雰囲気中の湿気を吸湿してしま
い、電極そのものの取扱いが難しくなり、作業性の低下
を招いてしまうという問題点があった。また、電解質に
よる吸湿が著しい場合には、折角接合した一体化電極が
取扱中に剥がれてしまうという問題もあった。
Since water repellency appears in the first paste layer due to the history of heat treatment, and the electrolyte does not easily permeate sufficiently, the second paste layer is preliminarily filled with an electrolyte in the paste in order to promote sufficient electrolyte renewal in the matrix layer. It is necessary to apply a mixture of. However, in the case of a phosphoric acid fuel cell, the hygroscopicity of phosphoric acid as an electrolyte is very high,
Even after the joining and integration, moisture in the surrounding atmosphere is absorbed, which makes it difficult to handle the electrode itself, resulting in a decrease in workability. In addition, when moisture absorption by the electrolyte is remarkable, there is also a problem that the integrated electrode joined at a corner is peeled off during handling.

【0015】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたものであり、触媒層(反応部分)だけで
なく、周辺シール層も考慮し、またマトリクス層の厚み
や電解質層を厚くすることなく、空気極、燃料極を接合
一体化することが可能な燃料電池の製造方法を提供する
こと目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and takes into consideration not only the catalyst layer (reaction part) but also the peripheral seal layer, and the thickness of the matrix layer and the electrolyte layer are increased. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fuel cell capable of joining and integrating an air electrode and a fuel electrode without doing so.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明による燃料電池
の製造方法は、第一、第二の電極基材の周辺部もしくは
両サイドに基材充填シールを充填する工程、上記第一、
第二の電極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペー
ストを塗工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の
外周にシールペーストを塗工した後、塗工したシールペ
ーストと触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層
領域およびシール領域に、それぞれ空気極触媒層および
空気側周辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、
並びに燃料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで
一体化された燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層
の第一面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が
接するように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着
し、圧着の際、60〜170℃の温度、1.0MPa以
上、電極破壊荷重未満の面圧で圧着することで単電池を
得る工程を含むものである。
A method of manufacturing a fuel cell according to the present invention comprises a step of filling a base material filling seal around the peripheral portions or both sides of first and second electrode base materials.
First each surface of the second electrode substrate, and simultaneously applying the second catalyst paste was coated with the first, sealing paste to the outer periphery of the second electrode substrate, Shirupe was applied
The catalyst layer is dried and the catalyst paste is baked.
The air electrode catalyst layer and the
An air electrode in which the air-side peripheral sealing layer is integrated with the same thickness,
In addition, the fuel electrode catalyst layer and the fuel side peripheral seal have the same thickness.
Step of obtaining an integrated fuel electrode, the air electrode and the fuel electrode are overlapped and pressure-bonded so that the first and second catalyst layers are in contact with the first and second surfaces of the unsintered matrix layer, respectively. At the time of pressure bonding, a step of obtaining a unit cell by pressure bonding at a temperature of 60 to 170 ° C., a surface pressure of 1.0 MPa or more and less than an electrode breaking load is included.

【0017】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法は、第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両サイド
に基材充填シールを充填する工程、上記第一、第二の電
極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペーストを塗
工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外周にシ
ールペーストを塗工した後、塗工したシールペーストと
触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領域およ
びシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空気側周
辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並びに燃
料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一体化さ
れた燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の第一
面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接する
ように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、圧着
する際、上記マトリクス層と上記空気極、燃料極との界
面に結着剤を塗布し、室温下において0.5MPa以
上、電極破壊荷重未満の面圧で圧着することで単電池を
得る工程を含むものである。
Further, according to the method of manufacturing a fuel cell of the present invention, the first and second electrode base materials are provided on the peripheral portion or both sides.
The step of filling the base material filling seal with the first and second electrodes.
Apply the first and second catalyst pastes to the surface of the electrode substrate.
Simultaneously with the work, the outer periphery of the first and second electrode base materials is sealed.
After applying the paste paste,
The catalyst paste is dried and calcined to remove the catalyst layer area and
And the seal area, the air electrode catalyst layer and the air side circumference, respectively.
An air electrode with the same thickness of the side sealing layer and a fuel
The electrode catalyst layer and fuel side peripheral seal are integrated with the same thickness.
The process of obtaining the burned fuel electrode, the first unbaked matrix layer
The first and second catalyst layers contact the surface and the second surface, respectively.
Stack the air electrode and fuel electrode, and crimp
The matrix layer and the air electrode and fuel electrode
Binder is applied to the surface and 0.5 MPa or less at room temperature.
In addition, by pressing with a surface pressure less than the electrode breaking load, the unit cell can be
It includes a step of obtaining.

【0018】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法は、結着剤としてフッ素樹脂を用いるものである。
Further, the method for producing a fuel cell according to the present invention uses a fluororesin as a binder.

【0019】また、この発明による燃料電池の製造方法
において結着剤として用いるフッ素樹脂は、水溶性ある
いは有機溶剤系のポリテトラフルオロエチレンディスパ
ージョン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロビレン共重合体ディスパージョンからなる群から選ば
れ、結着剤の上記フッ素樹脂の粒子固形物含有量を5〜
60%とするものである。
The fluororesin used as the binder in the method for producing a fuel cell according to the present invention is a water-soluble or organic solvent-based polytetrafluoroethylene dispersion or tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer dispersion. Selected from the group consisting of:
It is set to 60%.

【0020】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法において用いる結着剤は、水溶性または有機溶剤に溶
解されるセルロースとするものである。
Further, the binder used in the method for producing a fuel cell according to the present invention is cellulose which is water-soluble or dissolved in an organic solvent.

【0021】また、この発明による燃料電池の製造方法
において結着剤として用いるセルロースは、ヒドロキシ
プロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセル
ロースからなる群から選ばれ、結着剤の上記セルロース
の溶液濃度を0.5〜%とするものである。
The cellulose used as the binder in the method for producing a fuel cell according to the present invention is selected from the group consisting of hydroxypropylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose and hydroxyethylmethylcellulose, and the above-mentioned cellulose solution of the binder is used. The concentration is 0.5 to 5 %.

【0022】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法において、マトリクス層と空気極、燃料極との界面に
塗布する結着剤の塗布パターンが額縁状であり、上記結
着剤は上記空気極、燃料極のシール層形成領域に相当す
る界面に選択的に塗布されるものである。
Further, in the method for producing a fuel cell according to the present invention, the coating pattern of the binder applied to the interface between the matrix layer and the air electrode and the fuel electrode is a frame shape, and the binder is the air electrode, It is selectively applied to the interface corresponding to the seal layer forming region of the fuel electrode.

【0023】また、この発明による燃料電池の製造方法
において、マトリクス層と空気極、燃料極との界面に塗
布する結着剤の塗布パターンが筋状であり、上記結着剤
は上記界面領域に選択的に塗布されるものである。
Further, in the method of manufacturing a fuel cell according to the present invention, the coating pattern of the binder applied to the interface between the matrix layer and the air electrode or the fuel electrode is streaky, and the binder is applied to the interface region. It is selectively applied.

【0024】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法は、第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両サイド
に基材充填シールを充填する工程、上記第一、第二の電
極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペーストを塗
工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外周にシ
ールペーストを塗工した後、塗工したシールペーストと
触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領域およ
びシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空気側周
辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並びに燃
料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一体化さ
れた燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の第一
面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接する
ように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、圧着
の際、上記マトリクス層の第一面、第二面を純水で濡ら
し、室温下において2.0MPa以上、電極破壊荷重未
満の面圧で圧着するものである。
Further, a method of manufacturing a fuel cell according to the present invention
The method is to use the peripheral part or both sides of the first and second electrode base materials.
The step of filling the base material filling seal with the first and second electrodes.
Apply the first and second catalyst pastes to the surface of the electrode substrate.
Simultaneously with the work, the outer periphery of the first and second electrode base materials is sealed.
After applying the paste paste,
The catalyst paste is dried and calcined to remove the catalyst layer area and
And the seal area, the air electrode catalyst layer and the air side circumference, respectively.
An air electrode with the same thickness of the side sealing layer and a fuel
The electrode catalyst layer and fuel side peripheral seal are integrated with the same thickness.
The process of obtaining the burned fuel electrode, the first unbaked matrix layer
The first and second catalyst layers contact the surface and the second surface, respectively.
Stack the air electrode and fuel electrode, and crimp
When doing so, wet the first and second surfaces of the matrix layer with pure water.
However, at room temperature, 2.0 MPa or more, no electrode breaking load
Crimping with full surface pressure.

【0025】また、この発明による燃料電池の製造方法
において、マトリクス層の第一面、第二面を純水で濡ら
すパターンが格子状にあり、上記第一面、第二面を選択
的に濡らすものである。
In the fuel cell manufacturing method according to the present invention, the first surface and the second surface of the matrix layer are wetted with pure water in a grid pattern, and the first surface and the second surface are selectively wetted. It is a thing.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】実施の形態1. 図1は、この発明による実施の形態1について図1およ
び図2を用いて説明する。図1はこの発明による単セル
構造を示す断面図であり、符号1は電極基材(第一、第
二の電極基材)、2は空気極触媒層(第一の触媒層)、
3は燃料極触媒層(第二の触媒層)、4はマトリクス層
であり、電極基材1と空気極触媒層2を含む空気極5
と、電極基材1と燃料極触媒層3を含む燃料極6との間
に、マトリクス層4の両面が触媒層と接する状態となる
ように配置されて単セル7が形成されている。さらに、
空気極5を構成する電極基材1の外周部または両サイド
には空気側基材充填シール層21が配置されており、空
気極触媒層2の外周部には空気側周辺シール層22が配
置されている。燃料極6側にも同様に燃料側基材充填シ
ール層23、燃料側周辺シール層24が配置形成されて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a sectional view showing a single cell structure according to the present invention. Reference numeral 1 is an electrode base material (first and second electrode base materials), 2 is an air electrode catalyst layer (first catalyst layer),
3 is a fuel electrode catalyst layer (second catalyst layer), 4 is a matrix layer, and an air electrode 5 including an electrode base material 1 and an air electrode catalyst layer 2.
Between the electrode base material 1 and the fuel electrode 6 including the fuel electrode catalyst layer 3 so that both surfaces of the matrix layer 4 are in contact with the catalyst layer to form a single cell 7. further,
An air-side base material filling seal layer 21 is arranged on the outer peripheral portion or both sides of the electrode base material 1 forming the air electrode 5, and an air-side peripheral seal layer 22 is arranged on the outer peripheral portion of the air electrode catalyst layer 2. Has been done. Similarly, a fuel-side base material filling seal layer 23 and a fuel-side peripheral seal layer 24 are also formed on the fuel electrode 6 side.

【0027】また、図1において符号14は、セパレー
タ13の両面に空気側多孔質カーボン板11と燃料側多
孔質カーボン板12がそれぞれ配置され、接合一体化し
た複合セパレータを示している。単セル7の空気極5側
の電極基材1に複合セパレータ14の空気側多孔質カー
ボン板11が接するように配置され、燃料極6側の電極
基材1に別の複合セパレータ14の燃料側多孔質カーボ
ン板12が接するように配置され、複数の単セル7が積
み重なった構造を得ることができる。
Further, in FIG. 1, reference numeral 14 denotes a composite separator in which the air-side porous carbon plate 11 and the fuel-side porous carbon plate 12 are arranged on both surfaces of the separator 13 and joined and integrated. The air side porous carbon plate 11 of the composite separator 14 is arranged so as to contact the electrode base material 1 on the air electrode 5 side of the single cell 7, and the fuel side of another composite separator 14 on the electrode base material 1 on the fuel electrode 6 side. It is possible to obtain a structure in which the porous carbon plates 12 are arranged in contact with each other and a plurality of unit cells 7 are stacked.

【0028】次に、この発明による燃料電池の単セルの
製造方法について説明する。まず、粒子径10〜80n
mのカーボンブラックと増粘剤と純水を混合攪拌、粉砕
処理後に、結着剤として60wt%のPTFEディスパ
ージョンおよび界面活性剤を加えて混合分散処理してシ
ールペーストを製作する。 このシールペーストを電極基材1の周辺部または両サイ
ドにロール充填して乾燥させる。電極基材1は、最終的
な電池スタックの平面外形と同じ寸法とする。
Next, a method for manufacturing a single cell of a fuel cell according to the present invention will be described. First, the particle size is 10 to 80n
m carbon black, thickener and pure water are mixed, stirred and pulverized, and then 60 wt% PTFE dispersion and a surfactant are added as a binder and mixed and dispersed to prepare a seal paste. The seal paste is roll-filled in the peripheral portion or both sides of the electrode base material 1 and dried. The electrode base material 1 has the same size as the planar outer shape of the final battery stack.

【0029】次に、白金が担持された触媒粉と増粘剤と
純水を混合攪拌、粉砕処理後に60wt%のPEFEデ
ィスパージョンと界面活性剤を加えて混合分散処理して
燃料極用触媒ペーストを製作する。なお、この場合のP
TFEディスパージョンは結着剤としてだけでなく、電
極反応時の電解質による過剰な濡れを抑制する機能を併
せ持っている。空気極5の場合は触媒粉に担持されてい
るものが異なるが触媒ペースト製造プロセスは同様であ
る。
Next, a catalyst powder carrying platinum, a thickener and pure water are mixed, stirred and pulverized, and then a 60 wt% PEFE dispersion and a surfactant are added and mixed and dispersed to carry out a catalyst paste for a fuel electrode. To produce. In this case, P
The TFE dispersion not only functions as a binder, but also has a function of suppressing excessive wetting by the electrolyte during electrode reaction. In the case of the air electrode 5, what is supported on the catalyst powder is different, but the catalyst paste manufacturing process is the same.

【0030】次に、空気極5および燃料極6を構成する
電極基材1の外周を囲むようにシール充填を行い、それ
ぞれ空気側基材充填シール層21および燃料側基材充填
シール層23を形成する。その後、上記の要領で製作さ
れたシールペーストと触媒ペーストを、電極基材1上に
同時塗工する。この時、電極反応が行われる電極中央部
には触媒ペーストを、その外周を囲む周辺部にはシール
ペーストを、それぞれ一定の厚みとなるように塗工(厚
膜コート)する。
Next, seal filling is performed so as to surround the outer periphery of the electrode base material 1 constituting the air electrode 5 and the fuel electrode 6, and the air side base material filling seal layer 21 and the fuel side base material filling seal layer 23 are respectively formed. Form. After that, the seal paste and the catalyst paste manufactured as described above are simultaneously coated on the electrode base material 1. At this time, the catalyst paste is applied to the central portion of the electrode where the electrode reaction takes place, and the seal paste is applied to the peripheral portion surrounding the outer periphery thereof so as to have a constant thickness (thick film coating).

【0031】その後、塗工したシールペーストと触媒ペ
ーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領域およびシー
ル領域に、それぞれ空気極触媒層2および空気側周辺シ
ール層22が同一厚みで一体化された空気極5、並びに
燃料極触媒層3および燃料側周辺シール層23が同一厚
みで一体化された燃料極6を得ることができる。なお、
シールペーストは触媒ペーストに比べ、あらかじめPT
FE含有量を極端に少なくしているので、焼成履歴を経
ているもののシール領域は触媒層領域に比べて撥水性能
はほとんど発現せず、シール領域には十分な電解質が浸
透含浸してウッェトシールを形成する。
Thereafter, the applied seal paste and catalyst paste are dried and fired, and the air electrode catalyst layer 2 and the air-side peripheral seal layer 22 are integrated into the catalyst layer region and the seal region with the same thickness, respectively. It is possible to obtain the fuel electrode 6 in which the air electrode 5, the fuel electrode catalyst layer 3 and the fuel side peripheral seal layer 23 are integrated in the same thickness. In addition,
Compared to the catalyst paste, the seal paste has a PT
Since the FE content is extremely low, the sealing area shows almost no water repellency as compared with the catalyst layer area although it has undergone a firing history, and sufficient electrolyte is permeated and impregnated into the sealing area to form a wet seal. Form.

【0032】また、平均粒径0.5〜5μmのシリコン
カーバイドと純水と結着剤としての60wt%のPTF
Eディスパージョンと界面活性剤を加えて混合分散後に
非加熱で乾燥させる。これに可塑剤を加えて混練、圧
延、脱脂、乾燥して所定厚みのマトリクスシートを成形
する。マトリクス層4を構成するマトリクスシートは、
熱処理していない未焼成のものであり、また撥水性はな
く、最終的な電池スタックの平面外形寸法よりも縦横共
若干大きな寸法となるように成形する。
Further, silicon carbide having an average particle size of 0.5 to 5 μm, pure water, and 60 wt% PTF as a binder.
E dispersion and a surfactant are added and mixed and dispersed, and then dried without heating. A plasticizer is added to this, and the mixture is kneaded, rolled, degreased and dried to form a matrix sheet having a predetermined thickness. The matrix sheet forming the matrix layer 4 is
It is an unfired product that has not been heat-treated, has no water repellency, and is molded to have a dimension that is slightly larger in the vertical and horizontal dimensions than the planar external dimensions of the final battery stack.

【0033】最後に、図2に示すように、上記のように
して得たマトリクスシートを燃料極6の触媒層側の上面
に置き、その上に空気極5の触媒層側がマトリクスシー
トに接する状態となるように重ね合わせ、電気ヒータ3
3を内蔵した加圧装置31にて温度60〜170℃、面
圧1.0MPa以上(ただし電極破壊荷重未満)の条件
下で加熱接合する。60℃以上の温度に加熱するのはP
TFEディスパージョンを熱変形により馴染みやすくさ
せるためであるが、逆に170℃以上の温度にすると馴
染み過ぎて電極ポア構造への影響が大きくなる。いろい
ろな面圧で試作した結果、空気極5、マトリクス層4、
燃料極の3層の接合を安定させるためには、加圧面圧
1.0MPa以上必要であることが分かった。また、マ
トリクス層4は、成分のフッ素樹脂が溶融するような高
温で熱処理がされていないため、未だ撥水性が付与され
ておらず、電解質を含浸しやすい。
Finally, as shown in FIG. 2, the matrix sheet obtained as described above is placed on the upper surface of the fuel electrode 6 on the catalyst layer side, and the catalyst layer side of the air electrode 5 is in contact with the matrix sheet. Electric heater 3
A pressure device 31 having a built-in No. 3 heat-bonds them under the conditions of a temperature of 60 to 170 ° C. and a surface pressure of 1.0 MPa or more (however, less than the electrode breaking load). It is P to heat above 60 ℃
This is to make the TFE dispersion easier to fit by thermal deformation, but conversely, if the temperature is set to 170 ° C. or higher, it becomes too familiar and the influence on the electrode pore structure becomes large. As a result of making trials with various surface pressures, the air electrode 5, the matrix layer 4,
It was found that the pressure contact pressure of 1.0 MPa or more is required to stabilize the joining of the three layers of the fuel electrode. Further, since the matrix layer 4 is not heat-treated at a high temperature such that the component fluororesin is melted, the matrix layer 4 is not yet provided with water repellency and is easily impregnated with the electrolyte.

【0034】なお、上記のような3層の加熱接合の際に
は3層を狭持する狭持冶具32を使用するが、この狭持
冶具32により重ね合わせ作業時の燃料極6、空気極5
の位置合わせが正確に簡単に行えるように工夫してい
る。また、マトリクス層4は燃料極6と空気極5よりも
若干大きな平面形状となるように外形寸法を設定してい
るが、加熱接合後に空気極5、燃料極6のサイズに合う
ように、出っ張った部分を切断することによって、単セ
ルの外形側面を平滑にできるため、3層が一体化された
単セル7の周辺シール部分の特別な細工などは必要な
い。
When heating and joining the three layers as described above, a holding jig 32 for holding the three layers is used. The holding jig 32 holds the fuel electrode 6 and the air electrode during the stacking work. 5
The device is designed so that it can be accurately and easily aligned. The outer dimensions of the matrix layer 4 are set so as to have a plane shape slightly larger than that of the fuel electrode 6 and the air electrode 5. However, the matrix layer 4 protrudes so as to match the sizes of the air electrode 5 and the fuel electrode 6 after heating and bonding. Since the outer side surface of the single cell can be smoothed by cutting the open portion, no special work is required for the peripheral sealing portion of the single cell 7 in which the three layers are integrated.

【0035】上記のような方法でえら得た単セル7は事
前に3層が過大な面圧で接合一体化されているので、従
来の3層が独立している場合と比べると接触抵抗が減少
する。また、各層が元々全面均一な厚みで製作されてお
り、平面内に厚みが異なるシール部材などがないので、
3層一体接合された単セル厚みを全面に亘り高精度で均
一にすることが可能である。
In the single cell 7 obtained by the above method, the three layers are bonded and integrated in advance with an excessive surface pressure, so that the contact resistance is higher than that in the conventional case where the three layers are independent. Decrease. Also, since each layer is originally manufactured with a uniform thickness over the entire surface, and there are no seal members with different thicknesses in the plane,
It is possible to make the thickness of the single cell integrally bonded with three layers uniform over the entire surface with high accuracy.

【0036】これを確認するため、この実施の形態1に
示した製造方法により作成した単セル7を10セル分を
重ねた場合と、シール部分が別部材で3層が独立した従
来の構成のセルを10セル分重ねた場合で、両者に同じ
荷重を印加し平面内面圧分布を測定比較した。その結
果、セルの面内中央部分と周辺シール部分との面圧比
は、従来構成セルでは1:3〜4であったが、この発明
の実施の形態1の単セルでは1:1〜1.5と差異が大
幅に小さくなっていた。
In order to confirm this, in the conventional structure in which the unit cells 7 produced by the manufacturing method shown in the first embodiment are stacked for 10 cells, and the sealing portion is a separate member and three layers are independent. In the case of stacking 10 cells, the same load was applied to both cells and the in-plane surface pressure distribution was measured and compared. As a result, the surface pressure ratio between the in-plane central portion of the cell and the peripheral seal portion was 1: 3 to 4 in the conventional configuration cell, but was 1: 1 to 1.3 in the single cell of the first embodiment of the present invention. The difference from 5 was significantly smaller.

【0037】すなわち、従来構成セルでは周辺部分の厚
みを大きくし、必ず周辺シール部分が接触するようにし
てシール性能が低下しないようにしていたが、そのため
面内中央部にはほとんど面圧が掛からないという状態に
なっていた。しかし、この発明による単セルでは、平面
全体の厚みが均一になっているので必要なシール部分面
圧を確保すると同時に、電極中央部分にも十分な面圧を
付与できることが分かった。
That is, in the conventional structure cell, the thickness of the peripheral portion is increased so that the peripheral seal portion is always in contact with the seal portion so that the sealing performance is not deteriorated. Therefore, almost no surface pressure is applied to the in-plane central portion. It was in a state of not having. However, it has been found that in the single cell according to the present invention, since the thickness of the entire flat surface is uniform, it is possible to secure a necessary sealing partial surface pressure and at the same time, to provide a sufficient surface pressure to the central portion of the electrode.

【0038】このように、この発明の実施の形態1の単
セル7を含む燃料電池によれば、セルの全面に亘り均一
な厚みを得ることができるので、積層セル間のシール性
能を低下させることなく電極反応部分の実質面圧を向上
させることができ、発電時の接触抵抗ロスを大幅に削減
することができる。すなわち。セル特性を向上させるこ
とが可能であり、その特性向上分だけ積層セル枚数を削
減することが可能となる。
As described above, according to the fuel cell including the unit cell 7 of the first embodiment of the present invention, a uniform thickness can be obtained over the entire surface of the cell, so that the sealing performance between the laminated cells is deteriorated. It is possible to improve the substantial surface pressure of the electrode reaction portion without any need, and to significantly reduce the contact resistance loss during power generation. Ie. It is possible to improve the cell characteristics, and it is possible to reduce the number of stacked cells by the amount of the improved characteristics.

【0039】実施の形態2. 次に、この発明の実施の形態2について図3を用いて説
明する。図3において符号25は単セルを構成する空気
極5とマトリクス層4との接合面、燃料極6とマトリク
ス層4との接合面の全面に塗布された結着剤、31aは
加圧装置を示すものであり、その他、既に説明のために
用いた符号と同一符号は同一、若しくは相当部分を示す
ものである。上述の実施の形態1においては、空気極
5、マトリクス層4、燃料極6の加圧接合の際に、層間
に結着剤を介在させることなく加熱しつつ接合する例を
示したが、この実施の形態2においては層間に結着剤2
5を配して室温下で加圧接合する例を示す。
Embodiment 2. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, reference numeral 25 is a binder applied to the entire joint surface between the air electrode 5 and the matrix layer 4 constituting the single cell, the joint surface between the fuel electrode 6 and the matrix layer 4, and 31a is a pressurizing device. In addition, the same reference numerals as those already used for the description indicate the same or corresponding portions. In the above-described first embodiment, an example in which the air electrode 5, the matrix layer 4, and the fuel electrode 6 are pressure-bonded to each other while heating and bonding without interposing a binder between the layers has been described. In the second embodiment, the binder 2 is provided between the layers.
An example in which No. 5 is arranged and pressure bonding is performed at room temperature is shown.

【0040】空気極5、燃料極6、マトリクス層4とな
るマトリクスシートの製作については、実施の形態1の
場合と同様に行い、その後の3層接合の際に、図3に示
すようにヒータを備えていない加圧装置31aの加圧面
側に配置された狭持持具32上に燃料極6を触媒層側が
上となるように配置し、この燃料極6の上面全面に結着
剤25を塗布してマトリクス層4となるマトリクスシー
トを重ねる。さらにマトリクスシートの上面に結着剤2
5を塗布し、マトリクスシートに触媒層側が対向するよ
うに空気極6を重ね合わせる。狭持治具32で3層を固
定し、加圧装置31aによって面圧0.5MPa以上
(ただし電極破壊荷重未満)で、室温下で加圧接合一体
化し、単セルを得る。
The production of the matrix sheet to be the air electrode 5, the fuel electrode 6 and the matrix layer 4 is carried out in the same manner as in the first embodiment, and in the subsequent three-layer bonding, as shown in FIG. The fuel electrode 6 is arranged on the nipping tool 32 arranged on the pressurizing surface side of the pressurizing device 31a, which is not provided with the catalyst layer side up, and the binder 25 is formed on the entire upper surface of the fuel electrode 6. And a matrix sheet to be the matrix layer 4 is overlaid. Further, the binder 2 is applied on the upper surface of the matrix sheet.
5 is applied, and the air electrode 6 is superposed on the matrix sheet so that the catalyst layer side faces each other. The three layers are fixed by the sandwiching jig 32, and pressure bonding is performed by the pressure device 31a at a surface pressure of 0.5 MPa or more (but less than the electrode breaking load) to perform pressure bonding and integration at room temperature to obtain a single cell.

【0041】結着剤25としては、前述の電極触媒層、
基材充填シール、周辺シールおよびマトリクス層4の形
成に使用したフッ素樹脂の水溶系PTFEディスパージ
ョンを使用した。この実施の形態2に示した製造方法で
は、結着剤25としてPTFEディスパージョンの粒子
固形物含有量が5〜60%、すなわちPTFEディスパ
ージョン原液または純水希釈調整したものを使用可能で
あるが、接合強度の面からは粒子固形物含有量が10〜
30%の範囲であることが望ましい。
As the binder 25, the above-mentioned electrode catalyst layer,
The water-based PTFE dispersion of fluororesin used for the base material filling seal, the peripheral seal and the formation of the matrix layer 4 was used. In the manufacturing method shown in the second embodiment, as the binder 25, the particle solid content of the PTFE dispersion is 5 to 60%, that is, the PTFE dispersion stock solution or pure water diluted and adjusted can be used. From the viewpoint of bonding strength, the particle solid content is 10
It is preferably in the range of 30%.

【0042】上記のような製造方法によって製作した単
セルは、空気極5、マトリクス層4、燃料極6が強固に
接合され、剥がれが生じることもなくハンドリングが容
易である。また、3層接合の際に加熱することもなく低
い面圧で3層接合一体化ができるので、接合作業の作業
性が良くなり加熱用のエネルギー節約もできるという効
果がある。
In the unit cell manufactured by the above manufacturing method, the air electrode 5, the matrix layer 4, and the fuel electrode 6 are firmly joined, and peeling does not occur, and handling is easy. In addition, since the three-layer bonding can be integrated with a low surface pressure without heating during the three-layer bonding, workability of the bonding work is improved, and energy for heating can be saved.

【0043】なお、接合剤25としてPTFEディスパ
ージョンを用いることを示したが、有機溶剤系のPTF
Eディスパージョン、または有機溶剤系のFEPディス
パージョンでも同様の効果を得ることが可能である。 また、実施の形態1において示した電気ヒータ33を備
えた加圧装置31を用いて、電気ヒータ33をOFFに
した状態で使用するということも可能であることは言う
までもない。
Although it has been shown that a PTFE dispersion is used as the bonding agent 25, an organic solvent-based PTF is used.
The same effect can be obtained with E dispersion or FEP dispersion of organic solvent type. It goes without saying that it is possible to use the pressurizing device 31 provided with the electric heater 33 shown in the first embodiment and to use it with the electric heater 33 turned off.

【0044】実施の形態3. 次に、この発明の実施の形態3について図4を用いて説
明する。図4において符号25aは単セルの外周に相当
する領域に、3層接合の際に塗布される結着剤を示すも
のであり、その他、既に説明のために用いた符号と同一
符号は同一、若しくは相当部分を示すものである。上述
の実施の形態2においては単セルを構成する3層の接合
に結着剤25としてフッ素樹脂のPTFEディスパージ
ョンまたはFEPディスパージョンを使用する方法を示
したが、この実施の形態3では、結着剤25aとしてス
タック動作への影響が少なく、低溶液濃度で強固な接着
性が得られるセルロースを用いる場合について示す。
Embodiment 3. Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, reference numeral 25a indicates a binder applied to the region corresponding to the outer periphery of the single cell when the three layers are bonded. In addition, the same reference numerals as those already used for the description are the same, Or, it shows a considerable portion. In the second embodiment described above, the method of using the PTFE dispersion or FEP dispersion of the fluororesin as the binder 25 for joining the three layers constituting the single cell has been described. A case where cellulose having a small effect on the stacking operation and strong adhesiveness at a low solution concentration is used as the adhesive 25a will be described.

【0045】結着剤25aとしては、セルロース粉末を
溶液濃度0.5〜5%に純水で溶解調整したものが使用
可能であるが、接合強度および粘度に関連した塗布作業
性の面から0.5〜5%の範囲とすることが望ましい。
ここではヒドロキシプロピルメチルセルロース粉末を純
水で溶解調整したものを、図4に示すように、燃料極6
の触媒層周辺の燃料側基材充填シール層23上、および
マトリクス層4の上面の周辺部に額縁状に塗布した後、
空気極5と燃料極6との間にマトリクス層4となるマト
リクスシートを挟み、重ね合わせて、加圧装置31aに
よって室温下で面圧0.5MPaで平面内が均一な厚さ
の加圧接合一体化単セルを得ることができる。
As the binder 25a, it is possible to use a cellulose powder dissolved and adjusted to a solution concentration of 0.5 to 5% with pure water, but it is 0 from the viewpoint of coating workability related to bonding strength and viscosity. It is desirable to be in the range of 0.5 to 5%.
Here, as shown in FIG. 4, the fuel electrode 6 was prepared by dissolving and adjusting hydroxypropylmethylcellulose powder with pure water.
After being applied in a frame shape on the fuel-side base material filling seal layer 23 around the catalyst layer and around the upper surface of the matrix layer 4,
A matrix sheet to be the matrix layer 4 is sandwiched between the air electrode 5 and the fuel electrode 6, and they are superposed, and pressure bonding is performed by a pressure device 31a at room temperature at a surface pressure of 0.5 MPa and a uniform thickness in the plane. An integrated single cell can be obtained.

【0046】上記のような製造方法によって得られる単
セルは、空気極5、マトリクス層4、燃料極6が強固に
接合され剥がれが生じることもなく、ハンドリングが容
易である。また加熱の必要がないという効果もある。さ
らに、結着剤25aを接合面の全面ではなく、外周部に
相当する領域に選択的に塗布するだけで3層一体化を実
施することが可能で、結着剤の塗布作業性が向上すると
ともに接着剤25aの使用量を削減できるという効果も
ある。
The single cell produced by the process as described above, the air electrode 5, the matrix layer 4, the fuel electrode 6 without the Turkey occurred peeling are strongly bonded, the handling is easy. There is also an effect that heating is not necessary. Furthermore, the three layers can be integrated by selectively applying the binder 25a not to the entire bonding surface but to the region corresponding to the outer peripheral portion, and the workability of applying the binder is improved. At the same time, there is an effect that the amount of the adhesive 25a used can be reduced.

【0047】なお、結着剤25aとして水溶性のヒドロ
キシプロピルメチルセルロース粉末を用いる例を示した
が、水溶性あるいは有機溶剤に可溶なヒドロキシプロピ
ルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメ
チルセルロースなどを用いても同様の効果を得ることが
できる。
Although an example of using water-soluble hydroxypropylmethylcellulose powder as the binder 25a has been shown, the same applies when water-soluble or organic solvent-soluble hydroxypropylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose or the like is used. The effect can be obtained.

【0048】また、上記の例では結着剤25aを燃料極
触媒層3の周辺の燃料側基材充填シール層23に相当す
る領域上、およびマトリクス層4の周辺部に額縁状に塗
布した場合について示したが、空気極5および燃料極6
の触媒層およびシール部の一部に筋状に塗布することも
可能である。
In the above example, when the binder 25a is applied to the periphery of the fuel electrode catalyst layer 3 on the region corresponding to the fuel side base material filling seal layer 23 and to the periphery of the matrix layer 4 in a frame shape. About the air electrode 5 and the fuel electrode 6
It is also possible to apply it in a streak shape on a part of the catalyst layer and the seal part.

【0049】実施の形態4. 次に、この発明の実施の形態4について図5を用いて説
明する。図5において符号26は、3層接合の際にマト
リクス層4の両面を濡らすための結着剤的な役割を果た
す純水であり、その他既に説明のために用いた符号と同
一符号は同一、若しくは相当部分を示すものである。上
述の実施の形態2、3では単セルを構成する3層の接合
のために、界面に結着剤25、25aを塗布する例を示
したが、この実施の形態4では、マトリクス層4となる
マトリクスシートの両面を純水26で濡らして接合する
方法について示す。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, reference numeral 26 is pure water which plays a role of a binder for wetting both surfaces of the matrix layer 4 at the time of joining three layers, and the same reference numerals as those already used for the description are the same, Or, it shows a considerable portion. In the above-described Embodiments 2 and 3, an example in which the binders 25 and 25a are applied to the interfaces for joining the three layers constituting the single cell has been shown. However, in Embodiment 4, the matrix layers 4 and A method of wetting both surfaces of the matrix sheet to be joined with pure water 26 will be described.

【0050】空気極5、マトリクス層4、燃料極6につ
いては上述の実施の形態1で示した方法で同様に形成す
る。最後の3層の接合で、図5に示すように、マトリク
ス層4の両面を純水26で濡らし、空気極5、燃料極6
とを重ね合わせ、室温下において加圧装置31aで面圧
2.0MPa以上(ただし電極破壊荷重未満)で加圧接
合一体化し、単セルを得る。この方法では加熱すること
なく3層接合一体化ができるので、接合作業の作業性が
良く、加熱エネルギーの節約もできるだけでなく、純水
を用意するだけで良い。
The air electrode 5, the matrix layer 4, and the fuel electrode 6 are similarly formed by the method shown in the first embodiment. At the final joining of the three layers, as shown in FIG. 5, both surfaces of the matrix layer 4 are wetted with pure water 26, and the air electrode 5 and the fuel electrode 6 are formed.
Are superposed on each other, and are pressure-bonded and integrated with a pressure device 31a at room temperature at a surface pressure of 2.0 MPa or more (however, less than the electrode breaking load) to obtain a single cell. In this method, since three layers can be joined and integrated without heating, workability of the joining work is good, heating energy can be saved, and pure water only needs to be prepared.

【0051】この実施の形態4による単セルの製造方法
では、マトリクス層4中にある未焼成PTFEディスパ
ージョンの一部がマトリクス層4の面を濡らす純水26
中に浸透してきて結着剤の役目の果たしている。ただ
し、実施の形態2と異なり特別に結着剤25などを塗布
する訳ではないので面圧2.0MPa以下では接合する
ことができず、3層一体化させるためには面圧2.0M
Pa以上が必要である。
In the method of manufacturing a single cell according to the fourth embodiment, pure water 26 in which a part of the unsintered PTFE dispersion in the matrix layer 4 wets the surface of the matrix layer 4
It penetrates inside and plays the role of a binder. However, unlike the second embodiment, since the binder 25 or the like is not specially applied, the joining cannot be performed under the surface pressure of 2.0 MPa or less, and the surface pressure of 2.0 M is required to integrate the three layers.
Pa or more is required.

【0052】なお、純水26でマトリクス層4の全面を
濡らす方法以外に、例えば、燃料極6と接触するマトリ
クス層4の第一面には縦方向に筋状に純水26によって
濡らした領域を形成し、一方、空気極5と接触するマト
リクス層4の第二面には横方向に筋状に純水26によっ
て濡らした領域を形成することによってマトリクス層4
全体としては純水26で格子状に濡らした状態を得るこ
とが可能である。マトリクス層4の両面全面を純水26
で濡らすまでもなく格子状に濡らすことでも十分な接合
力を得ることが可能である。
In addition to the method of wetting the entire surface of the matrix layer 4 with the pure water 26, for example, the first surface of the matrix layer 4 which is in contact with the fuel electrode 6 is a region in which the pure water 26 is wet in a vertical stripe shape. On the other hand, the matrix layer 4 is formed on the second surface of the matrix layer 4 which is in contact with the air electrode 5 in a laterally streaky manner by being wetted by the pure water 26.
As a whole, it is possible to obtain a state where it is wet with pure water 26 in a grid pattern. Pure water 26 on both surfaces of the matrix layer 4
It is also possible to obtain a sufficient joining force by wetting in a grid shape without needing to wet it with.

【0053】この実施の形態4において示した製造方法
で形成した単セルは、加熱することなく3層接合一体化
が可能であり、接合作業の作業性が良く加熱エネルギー
の節約ができるだけでなく、特別な結着剤を用いなくと
も純水26を用意するだけで良いので安価に燃料電池を
製造することが可能となる。
The single cell formed by the manufacturing method shown in the fourth embodiment can be integrated into three layers without heating, the workability of the joining work is good, and the heating energy can be saved. Since it is only necessary to prepare the pure water 26 without using a special binder, the fuel cell can be manufactured at low cost.

【0054】[0054]

【発明の効果】この発明による燃料電池の製造方法は、
第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両サイドに基材
充填シールを充填する工程、上記第一、第二の電極基材
の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペーストを塗工する
と同時に、上記第一、第二の電極基材の外周にシールペ
ーストを塗工した後、塗工したシールペーストと触媒ペ
ーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領域およびシー
ル領域に、それぞれ空気極触媒層および空気側周辺シー
ル層が同一厚みで一体化された空気極、並びに燃料極触
媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一体化された
料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の第一面、第二
面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接するように上
記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、圧着の際、6
0〜170℃の温度、1.0MPa以上、電極破壊荷重
未満の面圧で圧着することで単電池を得る工程を含んで
いるので、空気極、燃料極を構成するシールペーストを
含む触媒層を均一な厚さに形成することが可能であり、
得られるセルの特性を向上させることが可能となると共
に、マトリクス層と空気極、燃料極との圧着に結着剤を
用いなくても、剥がれのない単セルを得ることが可能で
ある。
The method of manufacturing a fuel cell according to the present invention comprises:
A step of filling the peripheral portion or both sides of the first and second electrode base materials with a base material filling seal, and applying the first and second catalyst pastes to the surfaces of the first and second electrode base materials, respectively. At the same time, after applying the seal paste on the outer periphery of the first and second electrode base materials, the applied seal paste and the catalyst paste are applied.
The paste is dried and calcined to remove the catalyst layer area and the sea.
Air cathode catalyst layer and air side peripheral seal, respectively.
Of the air electrode and fuel electrode, in which
The step of obtaining a fuel electrode in which the medium layer and the fuel-side peripheral seal are integrated with the same thickness, and the first and second catalyst layers are formed on the first and second surfaces of the unbaked matrix layer, respectively. The air electrode and the fuel electrode are overlapped so that they contact each other and crimped.
Since it includes a step of obtaining a single cell by pressure bonding at a temperature of 0 to 170 ° C., a surface pressure of 1.0 MPa or more and less than an electrode breaking load, a catalyst layer containing a seal paste forming an air electrode and a fuel electrode is formed. It is possible to form a uniform thickness,
It is possible to improve the characteristics of the obtained cell, and it is possible to obtain a single cell that does not peel off without using a binder for pressure bonding the matrix layer to the air electrode and the fuel electrode.

【0055】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法は、第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両サイド
に基材充填シールを充填する工程、上記第一、第二の電
極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペーストを塗
工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外周にシ
ールペーストを塗工した後、塗工したシールペーストと
触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領域およ
びシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空気側周
辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並びに燃
料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一体化さ
れた燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の第一
面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接する
ように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、圧着
する際、上記マトリクス層と上記空気極、燃料極との界
面に結着剤を塗布し、室温下において0.5MPa以
上、電極破壊荷重未満の面圧で圧着することで単電池を
得る工程を含んでいるので、空気極、燃料極を構成する
シールペーストを含む触媒層を均一な厚さに形成するこ
とが可能であり、得られるセルの特性を向上させること
が可能となると共に、剥がれのない単セルを得ることが
可能である。
Further, in the method for producing a fuel cell according to the present invention , the step of filling a base material filling seal around the peripheral portions or both sides of the first and second electrode base materials, the first and second electrode base materials described above. At the same time as applying the first and second catalyst pastes to the surfaces of the above, and at the same time applying the seal paste to the outer periphery of the first and second electrode base materials, respectively, the applied seal paste and the catalyst paste are dried. , Calcination is performed, and an air electrode in which the air electrode catalyst layer and the air-side peripheral seal layer are integrated with the same thickness in the catalyst layer region and the seal region, and the fuel electrode catalyst layer and the fuel-side peripheral seal are integrated with the same thickness The step of obtaining a modified fuel electrode, the first surface of the unsintered matrix layer, the first electrode, the second electrode respectively on the second surface, the air electrode, the fuel electrode is superposed and pressure-bonded, When crimping, the above matri Since a binder is applied to the interface between the electrode layer and the air electrode and the fuel electrode, and a pressure is applied at room temperature to a pressure of 0.5 MPa or more and less than the electrode breaking load, a unit cell is obtained. It is possible to form a catalyst layer containing a seal paste that constitutes the air electrode and the fuel electrode to a uniform thickness, and it is possible to improve the characteristics of the resulting cell, and to prevent a single cell that does not peel off. It is possible to obtain.

【0056】また、この発明の燃料電池の製造方法によ
れば、マトリクス層と空気極、燃料極との圧着に結着剤
としてフッ素樹脂またはセルロースを用いることで、剥
がれのない単セルを得ることが可能である。
Further, according to the method for producing a fuel cell of the present invention, a fluorocarbon resin or cellulose is used as a binder for pressure-bonding the matrix layer to the air electrode and the fuel electrode to obtain a single cell without peeling. Is possible.

【0057】さらに、この発明の燃料電池の製造方法に
よれば、結着剤としてセルロースを用いてマトリクス層
と空気極、燃料極とを圧着する場合、結着剤の塗布パタ
ーンを額縁状または筋状とするなど、界面に選択的に塗
布を行っても十分な接合が可能であり、結着剤の使用量
を低減することができる。
Further, according to the method for producing a fuel cell of the present invention, when cellulose is used as a binder to press-bond the matrix layer to the air electrode and the fuel electrode, the application pattern of the binder is frame-shaped or striped. Sufficient bonding can be achieved even if the interface is selectively applied, such as in the form of a sheet, and the amount of the binder used can be reduced.

【0058】さらに、この発明による燃料電池の製造方
法は、第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両サイド
に基材充填シールを充填する工程、上記第一、第二の電
極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペーストを塗
工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外周にシ
ールペーストを塗工した後、塗工したシールペーストと
触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領域およ
びシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空気側周
辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並びに燃
料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一体化さ
れた燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の第一
面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接する
ように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、圧着
の際、上記マトリクス層の第一面、第二面を純水で濡ら
し、室温下において2.0MPa以上、電極破壊荷重未
満の面圧で圧着することで、剥がれのない単セルを得る
ことが可能である。
Further, a method of manufacturing a fuel cell according to the present invention
The method is to use the peripheral part or both sides of the first and second electrode base materials.
The step of filling the base material filling seal with the first and second electrodes.
Apply the first and second catalyst pastes to the surface of the electrode substrate.
Simultaneously with the work, the outer periphery of the first and second electrode base materials is sealed.
After applying the paste paste,
The catalyst paste is dried and calcined to remove the catalyst layer area and
And the seal area, the air electrode catalyst layer and the air side circumference, respectively.
An air electrode with the same thickness of the side sealing layer and a fuel
The electrode catalyst layer and fuel side peripheral seal are integrated with the same thickness.
The process of obtaining the burned fuel electrode, the first unbaked matrix layer
The first and second catalyst layers contact the surface and the second surface, respectively.
Stack the air electrode and fuel electrode, and crimp
When doing so, wet the first and second surfaces of the matrix layer with pure water.
However, at room temperature, 2.0 MPa or more, no electrode breaking load
A single cell that does not come off is obtained by crimping with full surface pressure
It is possible.

【0059】さらに、この発明の燃料電池の製造方法に
よれば、マトリクス層の第一面、第二面を純水で濡らす
パターンを格子状とし、全面を濡らしていなくても、マ
トリクス層と空気極、燃料極との圧着が可能である。
Further, according to the method of manufacturing a fuel cell of the present invention, the first surface and the second surface of the matrix layer are wetted with pure water in a grid pattern so that the entire surface of the matrix layer and the air can be removed even if the entire surface is not wetted. Crimping with the electrode and fuel electrode is possible.

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

【図1】この発明の実施の形態1の燃料電池を構成する
単セルの断面を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a cross section of a single cell constituting a fuel cell according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の形態1の単セルの製造過程を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the unit cell according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施の形態2の単セルの製造過程を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the unit cell according to the second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施の形態3の単セルの製造過程を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the unit cell according to the third embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施の形態4の単セルの製造過程を
示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the unit cell according to the fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来の技術による燃料電池を構成する単セルの
断面を示す図である。
FIG. 6 is a view showing a cross section of a single cell constituting a fuel cell according to a conventional technique.

【図7】別の従来の技術による燃料電池を構成する単セ
ルの断面を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a cross section of a single cell constituting a fuel cell according to another conventional technique.

【図8】従来の技術による単セルの製造過程を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a process of manufacturing a single cell according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.電極基材2.空気極触媒層3.燃料極触媒層4.マ
トリクス層 5.空気極6.燃料極7.単セル11.空気側多孔質カ
ーボン板 12.燃料側多孔質カーボン板13.セパレータ 14.複合セパレータ21.空気側基材充填シール層 22.空気側周辺シール層23.燃料側基材充填シール
層 24.燃料側周辺シール層25、25a.結着剤26.
純水 31、31a.加圧装置32.狭持冶具33.電気ヒー
タ。
1. Electrode substrate 2. Air electrode catalyst layer 3. Fuel electrode catalyst layer 4. Matrix layer 5. Air electrode 6. Fuel electrode 7. Single cell 11. Air side porous carbon plate 12. Fuel side porous carbon plate 13. Separator 14. Composite separator 21. Air-side base material filling seal layer 22. Air side peripheral sealing layer 23. Fuel side base material filling seal layer 24. Fuel side peripheral sealing layers 25, 25a. Binder 26.
Pure water 31, 31a. Pressure device 32. Holding jig 33. Electric heater.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両
サイドに基材充填シールを充填する工程、上記第一、第
二の電極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペース
トを塗工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外
周にシールペーストを塗工した後、塗工したシールペー
ストと触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領
域およびシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空
気側周辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並
びに燃料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一
体化された燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の
第一面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接
するように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、
圧着の際、60〜170℃の温度、1.0MPa以上、
電極破壊荷重未満の面圧で圧着することで単電池を得る
工程を含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。
1. A step of filling a peripheral portion or both sides of a first and a second electrode base material with a base material filling seal, wherein the surface of the first and second electrode base materials is a first and a second, respectively. At the same time as applying the catalyst paste, the seal paste is applied to the outer peripheries of the first and second electrode base materials, and then the applied seal paper is applied.
The catalyst and catalyst paste are dried and fired to form the catalyst layer area.
The air electrode catalyst layer and the
An air electrode with a uniform air-side peripheral sealing layer with the same thickness,
And the fuel electrode catalyst layer and the fuel side peripheral seal have the same thickness.
Obtaining a conjugated fuel electrode, the first surface of the unfired matrix layer, respectively the first to the second surface, the air electrode, by superposing the fuel electrode and pressed so that the second catalyst layer in contact with ,
At the time of pressure bonding, a temperature of 60 to 170 ° C., 1.0 MPa or more,
A method for producing a fuel cell, comprising the step of obtaining a single cell by pressure bonding under a surface pressure less than an electrode breaking load.
【請求項2】第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両
サイドに基材充填シールを充填する工程、上記第一、第
二の電極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペース
トを塗工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外
周にシールペーストを塗工した後、塗工したシールペー
ストと触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領
域およびシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空
気側周辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並
びに燃料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一
体化された燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の
第一面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接
するように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、
圧着する際、上記マトリクス層と上記空気極、燃料極と
の界面に結着剤を塗布し、室温下において0.5MPa
以上、電極破壊荷重未満の面圧で圧着することで単電池
を得る工程を含むことを特徴とする燃料電池の製造方
法。
2. A peripheral portion or both of the first and second electrode base materials.
Step of filling the side with the base material filling seal, the above first, second
The surface of the second electrode base material has a first and second catalyst pace, respectively.
At the same time as coating the outer surface of the first and second electrode base materials.
After applying the seal paste on the circumference,
The catalyst and catalyst paste are dried and fired to form the catalyst layer area.
The air electrode catalyst layer and the
An air electrode with a uniform air-side peripheral sealing layer with the same thickness,
And the fuel electrode catalyst layer and the fuel side peripheral seal have the same thickness.
Step of obtaining a solidified fuel electrode, unbaked matrix layer
The first and second catalyst layers are in contact with the first and second surfaces, respectively.
So that the air electrode and the fuel electrode are overlapped and crimped,
At the time of pressure bonding, the matrix layer and the air electrode and the fuel electrode
A binder is applied to the interface of and the pressure is 0.5 MPa at room temperature.
As described above, by pressing with a surface pressure less than the electrode breaking load, the unit cell
For producing a fuel cell, including the steps of obtaining
Law.
【請求項3】結着剤はフッ素樹脂であることを特徴とす
る請求項記載の燃料電池の製造方法。
3. The method for producing a fuel cell according to claim 2 , wherein the binder is a fluororesin.
【請求項4】フッ素樹脂は、水溶性あるいは有機溶剤系
のポリテトラフルオロエチレンディスパージョン、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロビレン共重合
体ディスパージョンからなる群から選ばれ、粒子固形物
含有量が5〜60%であることを特徴とする請求項
載の燃料電池の製造方法。
4. The fluororesin is selected from the group consisting of water-soluble or organic solvent-based polytetrafluoroethylene dispersions and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer dispersions, and has a particle solid content of 5 It is -60%, The manufacturing method of the fuel cell of Claim 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】結着剤は、水溶性または有機溶剤に溶解さ
れるセルロースであることを特徴とする請求項記載の
燃料電池の製造方法。
5. The method for producing a fuel cell according to claim 2 , wherein the binder is water-soluble or cellulose dissolved in an organic solvent.
【請求項6】セルロースは、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロースからなる
群から選ばれ、溶液濃度が0.5〜%であることを特
徴とする請求項記載の燃料電池の製造方法。
6. The fuel according to claim 5 , wherein the cellulose is selected from the group consisting of hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose and hydroxyethyl methyl cellulose and has a solution concentration of 0.5 to 5 %. Battery manufacturing method.
【請求項7】マトリクス層と空気極、燃料極との界面に
塗布する結着剤の塗布パターンが額縁状であり、上記結
着剤は上記空気極、燃料極のシール層形成領域に相当す
る界面に選択的に塗布されることを特徴とする請求項
記載の燃料電池の製造方法。
7. The coating pattern of the binder applied to the interface between the matrix layer and the air electrode and the fuel electrode has a frame shape, and the binder corresponds to the seal layer forming region of the air electrode and the fuel electrode. claim characterized in that it is selectively applied to the interface 5
A method for manufacturing the fuel cell described.
【請求項8】マトリクス層と空気極、燃料極との界面に
塗布する結着剤の塗布パターンが筋状であり、上記結着
剤は上記界面領域に選択的に塗布されることを特徴とす
る請求項記載の燃料電池の製造方法。
8. The coating pattern of the binder applied to the interface between the matrix layer and the air electrode or the fuel electrode is streaky, and the binder is selectively applied to the interface region. The method of manufacturing a fuel cell according to claim 5 .
【請求項9】第一、第二の電極基材の周辺部もしくは両
サイドに基材充填シールを充填する工程、上記第一、第
二の電極基材の表面にそれぞれ第一、第二の触媒ペース
トを塗工すると同時に、上記第一、第二の電極基材の外
周にシールペーストを塗工した後、塗工したシールペー
ストと触媒ペーストを乾燥させ、焼成を行い、触媒層領
域およびシール領域に、それぞれ空気極触媒層および空
気側周辺シール層が同一厚みで一体化された空気極、並
びに燃料極触媒層及び燃料側周辺シールが同一厚みで一
体化された燃料極を得る工程、未焼成のマトリクス層の
第一面、第二面にそれぞれ上記第一、第二の触媒層が接
するように上記空気極、燃料極を重ね合わせて圧着し、
圧着の際、上記マトリクス層の第一面、第二面を純水で
濡らし、室温下において2.0MPa以上、電極破壊荷
重未満の面圧で圧着することを特徴とする燃料電池の製
造方法。
9. A peripheral portion or both of the first and second electrode base materials.
Step of filling the side with the base material filling seal, the above first, second
The surface of the second electrode base material has a first and second catalyst pace, respectively.
At the same time as coating the outer surface of the first and second electrode base materials.
After applying the seal paste on the circumference,
The catalyst and catalyst paste are dried and fired to form the catalyst layer area.
The air electrode catalyst layer and the
An air electrode with a uniform air-side peripheral sealing layer with the same thickness,
And the fuel electrode catalyst layer and the fuel side peripheral seal have the same thickness.
Step of obtaining a solidified fuel electrode, unbaked matrix layer
The first and second catalyst layers are in contact with the first and second surfaces, respectively.
So that the air electrode and the fuel electrode are overlapped and crimped,
A method for manufacturing a fuel cell, wherein the first surface and the second surface of the matrix layer are wetted with pure water at the time of pressure bonding, and pressure-bonded at a surface pressure of 2.0 MPa or more and less than an electrode breaking load at room temperature.
【請求項10】マトリクス層の第一面、第二面を純水で
濡らすパターンが格子状であり、上記第一面、第二面を
選択的に濡らすことを特徴とする請求項記載の燃料電
池の製造方法。
10. A first side of the matrix layer, the pattern of the second surface wetting with pure water is the lattice shape, the first surface, according to claim 9, wherein the selectively wets it the second surface Fuel cell manufacturing method.
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