JP4802452B2 - Fuel cell and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell and a manufacturing method thereof.

燃料電池は、イオン導電性高分子電解質の両面に触媒層(アノード極及びカソード極)を配置し、水素と酸素の電気化学反応により発電する発電するシステムであり、発電時に発生するのは水のみである。従来の内燃機関と異なり、二酸化炭素等の環境負荷ガスを発生しない為、次世代のクリーンエネルギーシステムとして注目されている。   A fuel cell is a power generation system in which a catalyst layer (anode electrode and cathode electrode) is arranged on both sides of an ion conductive polymer electrolyte and generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Only water is generated during power generation. It is. Unlike conventional internal combustion engines, it does not generate environmentally harmful gases such as carbon dioxide, and is therefore attracting attention as a next-generation clean energy system.

固体高分子型燃料電池は、電解質として水素イオン伝導性高分子電解質膜を用いた電池である。その燃料電池セルは、該高分子電解質膜の両面に白金又は白金化合物からなる触媒層(アノード極及びカソード極)を配置したCCM(Catalyst Coated Membrane)と呼ばれる触媒層付電解質膜を、カーボンペーパー又はカーボンクロスからなる可撓性のガス拡散層電極で挟むことにより構成されている。   A polymer electrolyte fuel cell is a battery using a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane as an electrolyte. The fuel cell includes an electrolyte membrane with a catalyst layer called CCM (Catalyst Coated Membrane) in which catalyst layers (anode electrode and cathode electrode) made of platinum or a platinum compound are arranged on both sides of the polymer electrolyte membrane. It is configured by being sandwiched between flexible gas diffusion layer electrodes made of carbon cloth.

斯かる燃料電池は、例えば、パソコン、携帯端末装置(携帯電話、PDA等)、ビデオカメラ、自動車、家庭用給湯器、ロボット、衛星等の広範囲の分野に用いられている。   Such fuel cells are used in a wide range of fields such as personal computers, portable terminal devices (cell phones, PDAs, etc.), video cameras, automobiles, home water heaters, robots, satellites, and the like.

燃料電池は、燃料電池セルに発生する起電力は該セル1枚当たり実質1V以下であり、用途により各機器に必要な電池電圧を得るために、燃料電池セルを複数枚直列に接続して使う必要がある。そのため、導電性のカーボン又は金属からなるセパレータを介して複数枚の燃料電池セルを、(A)垂直方向に複数枚積層させてシールし、セパレータ又は集電板から直列に電圧を取り出すか、(B)平面方向に並べ、直列に接続できるように高分子電解質膜を加工又は配置して必要な電圧を取り出している。   In the fuel cell, the electromotive force generated in the fuel cell is substantially 1 V or less per cell, and a plurality of fuel cells are connected in series to obtain the battery voltage required for each device depending on the application. There is a need. Therefore, a plurality of fuel cells are stacked in a vertical direction through a separator made of conductive carbon or metal and sealed, and a voltage is taken out in series from the separator or current collector plate. B) A polymer electrolyte membrane is processed or arranged so that it can be connected in series in a plane direction, and a necessary voltage is taken out.

例えば、特許文献1は、セパレータ、集電板及びガスケットを介しシール材を用いて複数個のシート状燃料電池セルを直列になるように垂直方向に積層した燃料電池を開示している。   For example, Patent Document 1 discloses a fuel cell in which a plurality of sheet-like fuel cells are stacked in series using a sealing material via a separator, a current collector plate, and a gasket so as to be in series.

特許文献2は、複数個のシート状燃料電池セルの一端側と他端側とをそれぞれ高分子電解質膜を介して相互に直列状態で接合した燃料電池であって、各燃料電池セルはガス拡散シート及びガス反応層を備えた燃料電池を開示している。   Patent Document 2 is a fuel cell in which one end side and the other end side of a plurality of sheet-like fuel cells are joined in series with each other via a polymer electrolyte membrane, and each fuel cell has gas diffusion. A fuel cell comprising a sheet and a gas reaction layer is disclosed.

しかしながら、これら特許文献に記載されている燃料電池は、種々の欠点を有しており、実用化に至っていない。   However, the fuel cells described in these patent documents have various drawbacks and have not been put into practical use.

特許文献1の燃料電池は、集電板を燃料電池セル毎に挿入する必要があるため、垂直方向に積層すると嵩高くなり、コンパクト化し難い欠点がある。そのため、該文献の燃料電池は、パソコン、携帯端末装置(携帯電話、PDA等)、ビデオカメラ等のコンパクト化が要望される用途に使用できない。また、該文献の燃料電池を製造する際、集電板等の構成部材を垂直方向に複数枚積層させるための位置合わせが容易ではなく、工業化に適していない。   Since the fuel cell of Patent Document 1 needs to insert a current collector plate for each fuel cell, when stacked in the vertical direction, the fuel cell becomes bulky and has a drawback that it is difficult to make it compact. For this reason, the fuel cell of this document cannot be used for applications where downsizing is required, such as personal computers, portable terminal devices (cell phones, PDAs, etc.), video cameras, and the like. Moreover, when manufacturing the fuel cell of this literature, the alignment for laminating a plurality of constituent members such as current collector plates in the vertical direction is not easy and is not suitable for industrialization.

特許文献2の燃料電池を構成するガス拡散シートは、カーボンブラック及びポリテトラフルオロエチレンからなっているため、曲げ強度が低く、耐久性に劣っている。そのため、該燃料電池は、ガス拡散シートのひび割れ、剥落等により、ガス拡散シートに埋設されている銅フィルム等の集電層が剥き出しになり、燃料ガス、酸化剤ガスに晒され劣化するのが避けられないという欠点を有している。
特開平8−45517号公報(特許請求の範囲) 特開平5−41221号公報(特許請求の範囲)
Since the gas diffusion sheet constituting the fuel cell of Patent Document 2 is made of carbon black and polytetrafluoroethylene, the bending strength is low and the durability is inferior. For this reason, the fuel cell is exposed to fuel gas and oxidant gas and deteriorates due to the exposed current collecting layer such as a copper film embedded in the gas diffusion sheet due to cracking, peeling, etc. of the gas diffusion sheet. It has the disadvantage that it cannot be avoided.
JP-A-8-45517 (Claims) JP-A-5-41221 (Claims)

本発明は、上記の欠点のない燃料電池を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a fuel cell that does not have the above drawbacks.

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねてきた結果、アノード極/水素イオン伝導性高分子電解質膜/カソード極の順に積層された電解質膜シートの両面にガス拡散電極を接合した燃料電池セルを複数個配置し、燃料電池セルのアノード極と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極とを集電シートにより電気的に接続することにより、所望の燃料電池を製造できることを見い出した。本発明は斯かる知見に基づき完成されたものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has provided gas diffusion electrodes on both surfaces of an electrolyte membrane sheet laminated in the order of anode electrode / hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane / cathode electrode. A desired fuel cell can be manufactured by arranging a plurality of joined fuel cells and electrically connecting the anode electrode of the fuel cell and the cathode electrode of the fuel cell adjacent to the cell by a current collecting sheet. I found out. The present invention has been completed based on such findings.

本発明は、下記1〜4に示す発明を提供する。
1. アノード極/水素イオン伝導性高分子電解質膜/カソード極の順に積層された電解質膜シートの両面にガス拡散電極を接合した燃料電池セル2個以上からなり、燃料電池セルのアノード極側と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極側とが集電シートにより電気的に接続されており、集電シートは、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の順に積層された層構成をしており、 絶縁層はプラスチックフィルムであり、接着層は熱可塑性樹脂で構成されている固体高分子型燃料電池。
2.隣接する燃料電池セルが集電シートにより相互に隔離されている上記1に記載の燃料電池。
3.前記プラスチックフィルムがポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリアミドフィルムであり、前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である、上記1に記載の燃料電池。
4.アノード極/水素イオン伝導性高分子電解質膜/カソード極の順に積層された電解質膜シートの両面にガス拡散電極を接合した燃料電池セル2個以上からなり、燃料電池セルのアノード極側と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極側とが集電シートにより電気的に接続されており、集電シートは、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の順に積層された層構成をしており、絶縁層はプラスチックフィルムであり、接着層は熱可塑性樹脂で構成されている固体高分子型燃料電池の製造方法であって、
前記燃料電池セルのアノード極の端部と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極の端部とを集電シートを介してヒートシール又は熱プレスする工程を含む
固体高分子型燃料電池の製造方法。
The present invention provides the following inventions 1 to 4.
1. It consists of two or more fuel cells having gas diffusion electrodes joined to both surfaces of an electrolyte membrane sheet laminated in the order of anode electrode / hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane / cathode electrode, and the anode side of the fuel cell and the cell The cathode electrode side of the fuel cell adjacent to is electrically connected by a current collector sheet, and the current collector sheet is a layer laminated in the order of insulating layer / adhesive layer / current collector layer / adhesive layer / insulating layer A polymer electrolyte fuel cell having a configuration, wherein the insulating layer is a plastic film and the adhesive layer is made of a thermoplastic resin .
2. 2. The fuel cell according to 1 above, wherein adjacent fuel cells are separated from each other by a current collector sheet.
3. 2. The fuel cell according to 1, wherein the plastic film is a polyethylene terephthalate film or a polyamide film, and the thermoplastic resin is a polyolefin resin.
4). It consists of two or more fuel cells having gas diffusion electrodes joined to both surfaces of an electrolyte membrane sheet laminated in the order of anode electrode / hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane / cathode electrode, and the anode side of the fuel cell and the cell The cathode electrode side of the fuel cell adjacent to is electrically connected by a current collector sheet, and the current collector sheet is a layer laminated in the order of insulating layer / adhesive layer / current collector layer / adhesive layer / insulating layer The insulating layer is a plastic film, and the adhesive layer is a method for producing a polymer electrolyte fuel cell comprising a thermoplastic resin ,
Production of a polymer electrolyte fuel cell comprising a step of heat-sealing or hot-pressing the end of the anode of the fuel cell and the end of the cathode of the fuel cell adjacent to the cell via a current collector sheet Method.

集電シート
集電シートは、電解質膜の両面に触媒層(アノード極及びカソード極)が形成された2個以上の燃料電池セル(例えば、2枚以上のシート状燃料電池セル)を接続する機能を有している。
The current collector sheet has a function of connecting two or more fuel cells (for example, two or more sheet-like fuel cells) having catalyst layers (anode electrode and cathode electrode) formed on both surfaces of the electrolyte membrane. have.

本発明の集電シートは、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の順に積層された層構成をしている。   The current collecting sheet of the present invention has a layer structure in which an insulating layer / adhesive layer / current collecting layer / adhesive layer / insulating layer are laminated in this order.

本発明の集電シートの一実施態様を示す断面図を図1に示す。   A cross-sectional view showing one embodiment of the current collector sheet of the present invention is shown in FIG.

図1は、本発明集電シートの断面図である。図1において、1及び5は絶縁層、2及び4は接着層、3は集電層である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of the current collector sheet of the present invention. In FIG. 1, 1 and 5 are insulating layers, 2 and 4 are adhesive layers, and 3 is a current collecting layer.

本発明の集電シートは、該シートと燃料電池セルとの接続部分において、前記集電層を挟んで配置された絶縁層/接着層及び接着層/絶縁層における前記シートの延びる延長方向の長さが相違しているのが好ましい。燃料電池セルの電解質に近接する側の接着層/絶縁層の前記延長方向の長さを短くすることで、集電層が燃料電池セルのアノード極又はカソード極に容易に且つ確実に接触でき、安定的に電気を取り出すことができる。   The current collecting sheet according to the present invention includes an insulating layer / adhesive layer disposed across the current collecting layer and a length in an extending direction of the sheet in the adhesive layer / insulating layer at a connection portion between the sheet and the fuel cell. Are preferably different. By shortening the length in the extending direction of the adhesive layer / insulating layer on the side close to the electrolyte of the fuel cell, the current collecting layer can easily and reliably contact the anode or cathode of the fuel cell, Electricity can be taken out stably.

本発明の集電シートは、該シートと燃料電池セルとの接続部分において、前記電解質から離れた側に配置された接着層の周縁が、前記集電層の周縁よりも外方に位置しているのが好ましい。   The current collecting sheet of the present invention is such that, at the connecting portion between the sheet and the fuel cell, the peripheral edge of the adhesive layer disposed on the side away from the electrolyte is positioned outward from the peripheral edge of the current collecting layer. It is preferable.

本発明集電シートの好ましい一実施態様を示す平面図を図2に、そのA−A線断面図を図3に示す。図2及び図3において、1及び5は絶縁層、2及び4は接着層、3は集電層である。   FIG. 2 is a plan view showing a preferred embodiment of the current collector sheet of the present invention, and FIG. 2 and 3, 1 and 5 are insulating layers, 2 and 4 are adhesive layers, and 3 is a current collecting layer.

本発明集電シートは、絶縁層、接着層及び集電層を構成する材料を積層することにより製造される。積層は、例えば、ラミネート法を適用して行うことができる。   The current collecting sheet of the present invention is manufactured by laminating the materials constituting the insulating layer, the adhesive layer, and the current collecting layer. Lamination can be performed by applying, for example, a laminating method.

ラミネート法としては、例えば、ドライラミネート法、サンドイッチラミネート法、共押し出しラミネート法、熱ラミネート法等の公知のラミネート法を挙げることができる。   Examples of the laminating method include known laminating methods such as a dry laminating method, a sandwich laminating method, a coextrusion laminating method, and a thermal laminating method.

絶縁層は、集電シートに絶縁性及び耐熱性を付与する機能を有している。絶縁層を構成する基材としては、例えば、各種のプラスチックフィルムを使用することができる。   The insulating layer has a function of imparting insulating properties and heat resistance to the current collector sheet. As a base material which comprises an insulating layer, various plastic films can be used, for example.

このようなプラスチックフィルムとしては、公知の耐熱性樹脂フィルム、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリアセタール、ポリパルバン酸アラミド、ポリアミド(ナイロン)、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂等からなるフィルムを例示できる。   Examples of such plastic films include known heat-resistant resin films, more specifically, polyethylene terephthalate, polymethylpentene, polyacetal, polyparvanic acid aramid, polyamide (nylon), polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide. Ether-etherketone, polyetherimide, polyarylate, polyethylene naphthalate, ethylenetetrafluoroethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroperfluoroalkyl vinyl ether copolymer Examples thereof include films made of fluororesins such as (PFA) and polytetrafluoroethylene (PTFE).

プラスチックフィルムとしては、安価で入手が容易な高分子フィルムが好ましい。高分子フィルムの中でも、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミド(ナイロン)フィルムが好ましい。   As the plastic film, a polymer film that is inexpensive and easily available is preferable. Among the polymer films, a polyethylene terephthalate film and a polyamide (nylon) film are preferable.

絶縁層(プラスチックフィルム)の厚さは、取り扱い性及び経済性の観点から、通常6〜100μm程度、好ましくは6〜30μm程度、より好ましくは6〜15μm程度がよい。   The thickness of the insulating layer (plastic film) is usually about 6 to 100 μm, preferably about 6 to 30 μm, and more preferably about 6 to 15 μm from the viewpoints of handleability and economy.

接着層を構成する基材としては、例えば、熱可塑性樹脂を挙げることができ、中でも、ポリオレフィン系樹脂が好適である。   As a base material which comprises an adhesive layer, a thermoplastic resin can be mentioned, for example, Among these, polyolefin resin is suitable.

ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、プロピレン系樹脂(ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、酸変性ポリプロピレン(例えば不飽和カルボン酸をグラフトさせたポリプロピレン)等)、エチレン系樹脂(低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、綿状低密度ポリエチレン、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−アクリル酸−メタクリル酸誘導体共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、金属イオン含有ポリエチレン、酸変性ポリエチレン(例えば不飽和カルボン酸をグラフトさせたポリエチレン)等)、上記プロピレン系樹脂とエチレン系樹脂とのブレンド物等を挙げることができる。   Examples of polyolefin resins include propylene resins (polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-butene copolymer, acid-modified polypropylene (for example, polypropylene grafted with unsaturated carboxylic acid)), ethylene-based resins, and the like. Resin (low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, cotton-like low density polyethylene, ethylene-butene copolymer, ethylene-acrylic acid-methacrylic acid derivative copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, containing metal ions Examples thereof include polyethylene, acid-modified polyethylene (for example, polyethylene grafted with unsaturated carboxylic acid), blends of the propylene resin and ethylene resin, and the like.

これらの中でも、後述する金属からなる集電層との接着性を考慮すると、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン等の酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。   Among these, acid-modified polyolefin resins such as acid-modified polypropylene and acid-modified polyethylene are preferable in consideration of adhesiveness to a current collecting layer made of a metal described later.

接着層(熱可塑性プラスチックフィルム)の厚さとしては、通常3〜100μm程度、好ましくは3〜30μm程度、より好ましくは5〜15μm程度がよい。   The thickness of the adhesive layer (thermoplastic film) is usually about 3 to 100 μm, preferably about 3 to 30 μm, more preferably about 5 to 15 μm.

集電層を構成する基材としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の金属を挙げることができる。金属の形状は、通常、板状であるが、メッシュ状に加工されていてもよい。また、腐食を防ぐために、金属の表面に耐腐食処理が施されていてもよい。   As a base material which comprises a current collection layer, metals, such as aluminum, stainless steel, copper, nickel, can be mentioned, for example. The shape of the metal is usually a plate shape, but may be processed into a mesh shape. In order to prevent corrosion, the metal surface may be subjected to corrosion resistance treatment.

集電層(金属)の厚さとしては、通常3〜100μm程度、好ましくは3〜30μm程度、より好ましくは3〜20μm程度がよい。   The thickness of the current collecting layer (metal) is usually about 3 to 100 μm, preferably about 3 to 30 μm, more preferably about 3 to 20 μm.

本発明集電シートを構成する二つの絶縁層は、同一のプラスチックフィルムからなっていてもよいし、異なるプラスチックフィルムからなっていてもよい。   The two insulating layers constituting the current collecting sheet of the present invention may be made of the same plastic film or different plastic films.

本発明集電シートを構成する二つの接着層は、同一の熱可塑性プラスチックフィルムからなっていてもよいし、異なる熱可塑性プラスチックフィルムからなっていてもよい。   The two adhesive layers constituting the current collector sheet of the present invention may be made of the same thermoplastic film or may be made of different thermoplastic films.

本発明集電シートは、例えば、次のようにして製造される。   The current collector sheet of the present invention is manufactured, for example, as follows.

まず、絶縁層と接着層との積層体(例えば、ポリエチレンテレフタレートにポリエチレン等のエチレン系樹脂をラミネートしたもの)を巻き取ったロールを2つ用意する。これらのロールをロールa及びロールbという。また、シール状銅箔を巻き取ったロールを用意する。このロールをロールcという。   First, two rolls are prepared by winding a laminate of an insulating layer and an adhesive layer (for example, polyethylene terephthalate laminated with an ethylene resin such as polyethylene). These rolls are called roll a and roll b. Moreover, the roll which wound up sealing copper foil is prepared. This roll is referred to as roll c.

ロールcを中心に、ロールaを流れ方向に向かって少し右側に、ロールbを流れ方向に向かって少し左側に、且つロールa及びロールbの積層体の接着層側がロールcの銅箔に面するように、ロールa、ロールb及びロールcを配置し、ヒートシールラミネーションを行うことにより、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の積層体を作成する。次に、この積層体を、流れ方向に直交する方向にカットすることにより、図2及び図3に示すような本発明集電シートが得られる。   Centering on roll c, roll a is slightly to the right in the flow direction, roll b is slightly to the left in the flow direction, and the adhesive layer side of the laminate of roll a and roll b faces the copper foil of roll c As described above, a roll a, a roll b, and a roll c are arranged and heat seal lamination is performed, thereby forming a laminate of insulating layer / adhesive layer / current collecting layer / adhesive layer / insulating layer. Next, the current collector sheet of the present invention as shown in FIGS. 2 and 3 is obtained by cutting the laminate in a direction orthogonal to the flow direction.

また、3つのロール(ロールa、ロールb及びロールc)を用意し、ロールaとロールbとを流れ方向に対して左右方向に少し位置をずらせるように供給すると共に、ロールcをその直交方向から供給し、ロールcから供給された銅箔の4周囲にロールa及びロールbから供給された積層体がはみ出るように位置した状態にてヒートシールラミネーションを行い、所定長さにカットすることにより、図4に示すような集電シートを製造することができる。   Also, three rolls (roll a, roll b, and roll c) are prepared, and the roll a and the roll b are supplied so that they are slightly shifted in the left-right direction with respect to the flow direction, and the roll c is orthogonal to the roll c. Supplying from the direction, heat seal lamination is performed in a state where the laminated body supplied from the roll a and the roll b protrudes around the copper foil 4 supplied from the roll c, and cut to a predetermined length. Thus, a current collector sheet as shown in FIG. 4 can be manufactured.

図4は、本発明集電シートの好ましい一実施態様を示す平面図である。図4において、1及び5は絶縁層、2及び4は接着層、3は集電層である。   FIG. 4 is a plan view showing a preferred embodiment of the current collector sheet of the present invention. In FIG. 4, 1 and 5 are insulating layers, 2 and 4 are adhesive layers, and 3 is a current collecting layer.

本発明集電シートは、絶縁層の外側の必要箇所に粘着層が形成されていてもよい。また、本発明集電シートは、使用されるガス流路板とガス拡散電極との間で挟みつけるような構造としていてもよい。   In the current collector sheet of the present invention, an adhesive layer may be formed at a required location outside the insulating layer. In addition, the current collector sheet of the present invention may be configured to be sandwiched between the gas flow path plate used and the gas diffusion electrode.

燃料電池セル
燃料電池セルは、電解質膜シートの両面に電極(ガス拡散電極)を接合したものである。
Fuel cell A fuel cell has electrodes (gas diffusion electrodes) joined to both surfaces of an electrolyte membrane sheet.

電解質膜シートは、水素イオン伝導性高分子電解質膜の一方面にアノード極と呼ばれる触媒層が形成され、該電解質膜の他方面にカソード極と呼ばれる触媒層が形成されている。   In the electrolyte membrane sheet, a catalyst layer called an anode electrode is formed on one surface of a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, and a catalyst layer called a cathode electrode is formed on the other surface of the electrolyte membrane.

本発明に用いた電解質膜シートの一実施態様を図5に示す。図5は本発明に用いた電解質膜シートの断面図である。図5において、10は電解質膜、20はアノード極、30はカソード極である。   One embodiment of the electrolyte membrane sheet used in the present invention is shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electrolyte membrane sheet used in the present invention. In FIG. 5, 10 is an electrolyte membrane, 20 is an anode electrode, and 30 is a cathode electrode.

水素イオン伝導性高分子電解質膜としては、水素イオン伝導性を有する高分子材料を広く使用でき、例えば、炭化水素系イオン交換膜のC−H結合をフッ素で置換したパーフルオロカーボンスルホン酸系ポリマー(PFS系ポリマー)を使用することができる。電気陰性度の高いフッ素原子が導入されたことで、化学的に非常に安定し、スルホン酸基の乖離度が高く、高いイオン伝導性が実現できる。   As the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, a polymer material having hydrogen ion conductivity can be widely used. For example, a perfluorocarbon sulfonic acid polymer in which the C—H bond of a hydrocarbon ion exchange membrane is substituted with fluorine ( PFS polymer) can be used. By introducing a fluorine atom having a high electronegativity, it is chemically very stable, a sulfonic acid group has a high degree of detachment, and high ionic conductivity can be realized.

PFS系ポリマーの具体例としては、例えば、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位と、スルホン酸基(−SO3H)及びカルボン酸基(−COOH)からなる群より選ばれた少なくとも1種の官能基を有するパーフルオロビニルエーテルに基づく重合単位とを含む共重合体等を例示することができる。 Specific examples of the PFS polymer include, for example, a polymer unit based on tetrafluoroethylene, and at least one functional group selected from the group consisting of a sulfonic acid group (—SO 3 H) and a carboxylic acid group (—COOH). Examples thereof include a copolymer containing a polymer unit based on perfluorovinyl ether having benzene.

好ましいPFS系ポリマーは、デュポン社製のナフィオン(Nafion)、旭硝子(株)製のフレミオン(Flemion)、旭化成(株)製のアシプレックス(Aciplex)等である。   Preferred PFS-based polymers are Nafion manufactured by DuPont, Flemion manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and Aciplex manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.

触媒層は、(1)触媒ペーストを水素イオン伝導性高分子電解質膜に直接塗布するか、(2)触媒ペーストをプラスチック基材上に塗布し、これを水素イオン伝導性高分子電解質膜と重ね合わせ、水素イオン伝導性電解質膜上に触媒層を転写することにより、形成される。   The catalyst layer can be either (1) applying the catalyst paste directly to the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane, or (2) applying the catalyst paste on the plastic substrate and overlaying it on the hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane. In addition, it is formed by transferring the catalyst layer onto the hydrogen ion conductive electrolyte membrane.

上記触媒層を形成するための触媒ペーストとしては、公知のものを広く使用できる。代表的な触媒ペーストは、白金並びに必要に応じてルテニウム、パラジウム、ロジウム、ニッケル、イリジウム及び鉄からなる群より選ばれた少なくとも1種の金属を担持した炭素粉と、水素イオン伝導性高分子溶液からなるバインダーとを、溶媒(例えばアルコール)に混合し、分散させることにより調製される。   A wide variety of known catalyst pastes can be used as the catalyst paste for forming the catalyst layer. A typical catalyst paste includes platinum and, if necessary, carbon powder supporting at least one metal selected from the group consisting of ruthenium, palladium, rhodium, nickel, iridium and iron, and a hydrogen ion conductive polymer solution. And a binder (for example, alcohol) mixed and dispersed.

上記(1)の直接塗布法を採用する場合、触媒ペーストの塗布方法としては、触媒ペーストの粘度、固形分濃度等に応じて適切な塗布方法を採用できる。このような方法としては、例えば、ナイフコーター、バーコーター、ディップコーター、スピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーター等の塗布機を用いる方法、スプレーにより塗布する方法、スクリーン印刷による方法等を挙げることができる。   When the direct coating method of (1) above is employed, an appropriate coating method can be employed as the coating method of the catalyst paste depending on the viscosity, solid content concentration, etc. of the catalyst paste. Examples of such a method include a method using a coating machine such as a knife coater, a bar coater, a dip coater, a spin coater, a roll coater, a die coater, and a curtain coater, a spray coating method, a screen printing method, and the like. be able to.

(2)の転写法を採用する場合、まず触媒ペーストをプラスチック基材上に塗布する。触媒ペーストの塗布方法としては、触媒ペーストの粘度、固形分濃度等に応じて適切な塗布方法を採用できる。このような方法としては、例えば、(1)の直接塗布法で例示した塗布方法をいずれも使用することができる。   When the transfer method (2) is adopted, first, a catalyst paste is applied on a plastic substrate. As an application method of the catalyst paste, an appropriate application method can be adopted according to the viscosity, solid content concentration, etc. of the catalyst paste. As such a method, for example, any of the coating methods exemplified in the direct coating method of (1) can be used.

転写法で使用されるプラスチック基材としては、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリパルバン酸アラミド、ポリアミド(ナイロン)、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル・エーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリエチレンナフタレート、フッ素樹脂(例えば、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等)等の耐熱性樹脂を挙げることができ、これらは通常フィルム又はシートの形態で使用される。   Examples of the plastic substrate used in the transfer method include polyimide, polyethylene terephthalate, polyparvanic acid aramid, polyamide (nylon), polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyetherimide, polyarylate. , Polyethylene naphthalate, fluororesin (for example, ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroperfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetra Heat-resistant resins such as fluoroethylene (PTFE) and the like, and these are usually used in the form of a film or a sheet.

前記プラスチック基材の表面は、フッ素系又はシリコーン系の離型処理剤、剥離用ワックス等により表面処理されていてもよい。   The surface of the plastic substrate may be surface-treated with a fluorine-based or silicone-based release treatment agent, a release wax, or the like.

プラスチック基材の厚さは、塗布時及び剥離時の取り扱い性、経済性等の観点から、通常6〜100μm程度、好ましくは6〜30μm程度、より好ましくは6〜15μm程度である。   The thickness of the plastic substrate is usually about 6 to 100 μm, preferably about 6 to 30 μm, and more preferably about 6 to 15 μm, from the viewpoints of handleability at the time of coating and peeling, economy, and the like.

好ましいプラスチック基材は、安価で入手容易なものであり、具体的にはポリエチレンテレフタレートである。   A preferred plastic substrate is inexpensive and readily available, specifically polyethylene terephthalate.

触媒層の水素イオン伝導性電解質膜上への転写は、例えば、触媒層が形成されたプラスチック基材と水素イオン伝導性電解質膜とを重ね合わせ、加熱プレスすることにより行われる。   The transfer of the catalyst layer onto the hydrogen ion conductive electrolyte membrane is performed, for example, by superposing and pressing the plastic substrate on which the catalyst layer is formed and the hydrogen ion conductive electrolyte membrane.

加熱温度は、電解質膜の破損又は変性防止、接着不良の回避等の観点から、通常20〜200℃程度、好ましくは100〜180℃程度、より好ましくは120〜150℃程度である。   The heating temperature is usually about 20 to 200 ° C., preferably about 100 to 180 ° C., and more preferably about 120 to 150 ° C. from the viewpoint of preventing breakage or modification of the electrolyte membrane and avoiding poor adhesion.

プレス圧力は、電解質膜の破損又は変性防止、接着不良の回避等の観点から、通常0.5〜20Mpa程度、好ましくは3〜15Mpa程度、より好ましくは5〜10Mpa程度である。   The press pressure is usually about 0.5 to 20 Mpa, preferably about 3 to 15 Mpa, and more preferably about 5 to 10 Mpa from the viewpoint of preventing breakage or denaturation of the electrolyte membrane and avoiding poor adhesion.

斯くして得られる電解質膜シートの両面に電極(ガス拡散電極)を接合することにより、燃料電池セルを製造できる。   A fuel cell can be manufactured by joining electrodes (gas diffusion electrodes) to both surfaces of the electrolyte membrane sheet thus obtained.

燃料電池セルは、上記触媒ペーストをガス拡散電極に塗布し、乾燥処理して触媒層とした後に、水素イオン伝導性高分子電解質膜と重ね合わせ、接合することによっても製造される。   A fuel cell is also produced by applying the catalyst paste to a gas diffusion electrode, drying it to form a catalyst layer, and then superimposing and bonding with a hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane.

ガス拡散電極としては、例えば、カーボンクロス、カーボンペーパー等のシート状ガス拡散電極が好適に使用できる。シート状ガス拡散電極の厚さは、通常50〜400μm程度、好ましくは100〜200μm程度である。   As the gas diffusion electrode, for example, a sheet-like gas diffusion electrode such as carbon cloth or carbon paper can be preferably used. The thickness of the sheet-like gas diffusion electrode is usually about 50 to 400 μm, preferably about 100 to 200 μm.

本発明で用いる燃料電池セルの一実施態様を示す断面図を図6に示す。図6において、10は電解質膜、20はアノード極、30はカソード極、21及び31はガス拡散電極である。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing one embodiment of the fuel cell used in the present invention. In FIG. 6, 10 is an electrolyte membrane, 20 is an anode electrode, 30 is a cathode electrode, and 21 and 31 are gas diffusion electrodes.

燃料電池セルと集電シートとの接合
本発明の集電シートと燃料電池セルの接合は、ヒートシール又は熱プレスにより行われる。
Joining of Fuel Cell and Current Collector Sheet Joining of the current collector sheet and fuel cell of the present invention is performed by heat sealing or hot pressing.

ヒートシール及び熱プレスの条件は、限定されるものではないが、加圧レベルは通常0.1〜100Mpa程度、好ましくは5〜15Mpa程度がよい。また、加熱温度は通常120〜170℃程度、好ましくは130〜150℃程度がよい。   The conditions for heat sealing and hot pressing are not limited, but the pressure level is usually about 0.1 to 100 Mpa, preferably about 5 to 15 Mpa. The heating temperature is usually about 120 to 170 ° C, preferably about 130 to 150 ° C.

本発明での接合は、燃料電池セルの端部である電極(ガス拡散電極)の一部と集電シートの端部である集電層の露出面とを重ね、隣り合う燃料電池同士が直列に接続されるように、集電シートを配置し、ヒートシール又は熱プレスすることで行われる(図7)。   In the joining in the present invention, a part of an electrode (gas diffusion electrode) that is an end portion of a fuel cell is overlapped with an exposed surface of a current collecting layer that is an end portion of a current collecting sheet, and adjacent fuel cells are connected in series. It arrange | positions so that it may connect to, and it is performed by arrange | positioning and heat-sealing or heat-pressing (FIG. 7).

図7は、本発明の集電シートと燃料電池セルの接合した一例を示す図面である。図7において、Aは集電シート、Bは燃料電池セルである。   FIG. 7 is a view showing an example in which the current collector sheet of the present invention and a fuel cell are joined. In FIG. 7, A is a current collector sheet, and B is a fuel cell.

本発明の集電シートを用いれば、2個以上の燃料電池セルを容易に効率よくしかも確実に接続できる。   If the current collection sheet | seat of this invention is used, two or more fuel battery cells can be connected efficiently and reliably.

本発明の集電シートを用いれば、2個以上の燃料電池セルを平面方向に且つ直列で接続することができる。   If the current collector sheet of the present invention is used, two or more fuel cells can be connected in a plane direction and in series.

本発明の集電シートを介する燃料電池セル同士の接続は、ヒートシール又は熱プレスにより行われるので、迅速化が図られ、小型化された燃料電池の大量生産が容易である。   Since the connection between the fuel cells via the current collector sheet of the present invention is performed by heat sealing or hot pressing, the speed can be increased and mass production of miniaturized fuel cells is easy.

本発明の集電シートを介し燃料電池セルを直列につなぐことで、所望の電圧を取り出すことのできる燃料電池を製造することができる。   By connecting the fuel cells in series via the current collector sheet of the present invention, a fuel cell capable of taking out a desired voltage can be manufactured.

燃料電池セルに接合された集電シートの反対側は、接着層及び絶縁層により被覆されているので、集電層が剥き出しになる不都合が生ずる虞れはない。   Since the opposite side of the current collecting sheet joined to the fuel cell is covered with the adhesive layer and the insulating layer, there is no possibility that the current collecting layer may be exposed.

以下に実施例を掲げて、本発明をより一層明らかにする。   The present invention will be further clarified by the following examples.

実施例1
集電シートの製造
絶縁層と接着層との積層体(即ち、絶縁層となるポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ12μm)に、接着層となる酸変性ポリエチレン樹脂(不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン、厚さ20μm)をラミネートしたもの)を巻き取ったロールを2つ用意した。これらのロールをロールa及びロールbという。また、銅箔(20μm)の両面に化成処理(耐腐食処理)を施したものをシール状を巻き取ったロールを用意した。このロールをロールcという。
Example 1
Production of current collector sheet A laminate of an insulating layer and an adhesive layer (that is, polyethylene terephthalate (PET, thickness 12 μm) serving as an insulating layer), acid-modified polyethylene resin (unsaturated carboxylic acid grafted polyethylene, thickness serving as an adhesive layer) Two rolls on which 20 μm) was wound were prepared. These rolls are called roll a and roll b. Moreover, the roll which wound up the seal | sticker shape what prepared the chemical conversion process (corrosion-proof process) on both surfaces of copper foil (20 micrometers) was prepared. This roll is referred to as roll c.

ロールcを中心に、ロールaを流れ方向に向かって少し右側に、ロールbを流れ方向に向かって少し左側に、且つロールa及びロールbの積層体の接着層側がロールcの銅箔に面するように、ロールa、ロールb及びロールcを配置し、ヒートシールラミネーションを行うことにより、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の積層体を作成した。次に、この積層体を、流れ方向に直交する方向にカットすることにより、図2及び図3に示すような、ポリエチレンテレフタレート/酸変性ポリエチレン樹脂/銅箔/酸変性ポリエチレン樹脂/ポリエチレンテレフタレートの層構成からなる集電シートを製造した。   Centering on roll c, roll a is slightly to the right in the flow direction, roll b is slightly to the left in the flow direction, and the adhesive layer side of the laminate of roll a and roll b faces the copper foil of roll c As described above, a roll a, a roll b, and a roll c were arranged, and heat seal lamination was performed to prepare a laminate of insulating layer / adhesive layer / current collecting layer / adhesive layer / insulating layer. Next, the laminate is cut in a direction perpendicular to the flow direction, thereby forming a layer of polyethylene terephthalate / acid-modified polyethylene resin / copper foil / acid-modified polyethylene resin / polyethylene terephthalate as shown in FIGS. A current collecting sheet having the structure was manufactured.

実施例2
集電シートの製造
接着層となる酸変性ポリエチレン樹脂(不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン、厚さ20μm)の代わりに酸変性ポリプロピレン樹脂(不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン、厚さ15μm)を用いる以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレンテレフタレート/酸変性ポリプロピレン樹脂/銅箔/酸変性ポリプロピレン樹脂/ポリエチレンテレフタレートの層構成からなる集電シートを製造した。
Example 2
Production of current collector sheet Implemented except that acid-modified polypropylene resin (unsaturated carboxylic acid grafted polypropylene, thickness 15 μm) is used instead of acid-modified polyethylene resin (unsaturated carboxylic acid grafted polyethylene, thickness 20 μm) as an adhesive layer In the same manner as in Example 1, a current collector sheet having a layer structure of polyethylene terephthalate / acid-modified polypropylene resin / copper foil / acid-modified polypropylene resin / polyethylene terephthalate was produced.

実施例3
電解質膜シートの製造
カソード触媒層形成のためのインキ(ペースト)を、白金担持触媒(Pt:30wt%、田中貴金属工業製、TEC10V30E)10g、5wt%ナフィオン(Nafion)溶液(デュポン社製、溶剤:イソプロパノール)40g及びイソプロパノール(和光純薬(株)製)40gを、分散機を用いて攪拌下に混合することにより調製した。
Example 3
Production of Electrolyte Membrane Sheet Ink (paste) for forming a cathode catalyst layer was prepared by using a platinum-supported catalyst (Pt: 30 wt%, Tanaka Kikinzoku Kogyo, TEC10V30E) 10 g, 5 wt% Nafion solution (manufactured by DuPont, solvent: 40 g of isopropanol and 40 g of isopropanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were prepared by mixing with stirring using a disperser.

アノード触媒層形成のためのインキ(ペースト)を、 白金−ルテニウム担持触媒(田中貴金属工業製、TEC66E50)10g、5wt%ナフィオン溶液(デュポン社製、溶剤:イソプロパノール)40g及びイソプロパノール(和光純薬(株)製)40gを、分散機を用いて攪拌下に混合することにより調製した。   Ink (paste) for forming the anode catalyst layer was prepared by adding 10 g of a platinum-ruthenium supported catalyst (manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd., TEC66E50), 40 g of 5 wt% Nafion solution (manufactured by DuPont, solvent: isopropanol) and isopropanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 40 g) was prepared by mixing with stirring using a disperser.

ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(E3120、東洋紡績製、厚さ13μm)の一方面に、ダイコートを用いて、カソード触媒層の乾燥後の膜厚が30μmとなるように、上記で調製したカソード触媒層形成のためのインキを塗布した。また、別のPETフィルムの一方面に、ダイコートを用いて、アノード触媒層の乾燥後の膜厚が30μmとなるように、上記で調製したアノード触媒層形成のためのインキを塗布した。   Cathode catalyst layer prepared as above using a die coat on one side of a polyethylene terephthalate (PET) film (E3120, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 13 μm) so that the thickness of the cathode catalyst layer after drying is 30 μm. Ink for forming was applied. Moreover, the ink for anode catalyst layer preparation prepared above was apply | coated to one side of another PET film using die coating so that the film thickness after drying of an anode catalyst layer might be set to 30 micrometers.

塗布したインキを80℃で乾燥した後、水素イオン伝導性電解質膜(ナフィオン117 デュポン社製、膜厚175μ)の一方面にカソード触媒層形成のためのインキを温度150℃、プレス厚5Mpaにて転写し、またこの水素イオン伝導性電解質膜の他方面にアノード触媒層形成のためのインキを温度150℃、プレス厚5Mpaにて転写し、次いでPETフィルムを剥離することにより、電解質膜シートを製造した。   After the applied ink was dried at 80 ° C., the ink for forming the cathode catalyst layer was applied to one surface of the hydrogen ion conductive electrolyte membrane (Nafion 117 DuPont, film thickness 175 μm) at a temperature of 150 ° C. and a press thickness of 5 Mpa. The electrolyte membrane sheet is manufactured by transferring and transferring the ink for forming the anode catalyst layer to the other surface of the hydrogen ion conductive electrolyte membrane at a temperature of 150 ° C. and a press thickness of 5 Mpa, and then peeling the PET film. did.

燃料電池セルの製造
上記で製造した電解質膜シートの両面に、ガス拡散電極としてカーボンペーパー(TGP−H−090、東レ(株)製、厚さ275μm)を配置し、熱プレスにて触媒層付電解質膜とカーボンペーパーとを接合することにより、シート状燃料電池セルを製造した。
Manufacture of fuel cells Carbon paper (TGP-H-090, manufactured by Toray Industries, Inc., thickness 275 μm) is placed on both sides of the electrolyte membrane sheet manufactured above as a gas diffusion electrode, and a catalyst layer is attached by hot press A sheet-like fuel cell was manufactured by bonding the electrolyte membrane and carbon paper.

実施例4
燃料電池の製造
実施例3で製造した2枚のシート状燃料電池セルを用意した。一方の燃料電池セルのアノード触媒層端部に、実施例1で製造した集電シートの集電層の端部が接触するように、且つ、他方の燃料電池セルのカソード触媒層端部に、上記集電シートの集電層の他端部が接触するように、集電シートを配置し、熱プレス(温度150℃、プレス圧5Mpa)により、燃料電池セル及び集電シートを接合して、燃料電池を製造した。
Example 4
Production of Fuel Cell Two sheet-like fuel cells produced in Example 3 were prepared. The end of the current collector layer of the current collector sheet produced in Example 1 is in contact with the end of the anode catalyst layer of one fuel cell, and the end of the cathode catalyst layer of the other fuel cell, The current collector sheet is arranged so that the other end portion of the current collector layer of the current collector sheet is in contact, and the fuel cell and the current collector sheet are joined by hot pressing (temperature 150 ° C., press pressure 5 Mpa), A fuel cell was manufactured.

実施例5
燃料電池の製造
実施例2で製造した集電シートを用いる以外は実施例4と同様にして、燃料電池を製造した。
Example 5
Fuel Cell Production A fuel cell was produced in the same manner as in Example 4 except that the current collecting sheet produced in Example 2 was used.

試験例1
実施例4又は実施例5で製造した燃料電池を挟み込むように、燃料供給用の流路を形成したセパレータを配置し、絶縁層を介してボルトで締め付けて、評価用のスタックを作成した。次に、アノード極に水素ガス、カソード極に空気を供給した。
Test example 1
A separator in which a fuel supply channel was formed was disposed so as to sandwich the fuel cell manufactured in Example 4 or Example 5, and was tightened with a bolt through an insulating layer to create an evaluation stack. Next, hydrogen gas was supplied to the anode electrode and air was supplied to the cathode electrode.

実施例4で製造した燃料電池の起電力は925mVであり、実施例5で製造した燃料電池の起電力は930mVであった。   The electromotive force of the fuel cell produced in Example 4 was 925 mV, and the electromotive force of the fuel cell produced in Example 5 was 930 mV.

図1は、本発明の集電シートの一実施態様を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the current collector sheet of the present invention. 図2は、本発明の集電シートの一実施態様を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the current collector sheet of the present invention. 図3は、本発明の集電シートの一実施態様を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the current collector sheet of the present invention. 図4は、本発明の集電シートの一実施態様を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an embodiment of the current collector sheet of the present invention. 図5は、本発明に用いた電解質膜シートの一実施態様を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of the electrolyte membrane sheet used in the present invention. 図6は、本発明の燃料電池セルの一実施態様を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing one embodiment of the fuel battery cell of the present invention. 図7は、本発明の集電シートと燃料電池セルとの接合例を示す図面である。FIG. 7 is a view showing an example of joining the current collecting sheet and the fuel battery cell of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…絶縁層
2…接着層
3…集電層
4…接着層
5…絶縁層
10…電解質膜
20…アノード極
30…カソード極
21…ガス拡散電極
31…ガス拡散電極
A…集電シート
B…燃料電池セル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulating layer 2 ... Adhesive layer 3 ... Current collecting layer 4 ... Adhesive layer 5 ... Insulating layer 10 ... Electrolyte film 20 ... Anode electrode 30 ... Cathode electrode 21 ... Gas diffusion electrode 31 ... Gas diffusion electrode A ... Current collection sheet B ... Fuel cell

Claims (4)

アノード極/水素イオン伝導性高分子電解質膜/カソード極の順に積層された電解質膜シートの両面にガス拡散電極を接合した燃料電池セル2個以上からなり、
燃料電池セルのアノード極側と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極側とが集電シートにより電気的に接続されており、
集電シートは、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の順に積層された層構成をしており、
絶縁層はプラスチックフィルムであり、接着層は熱可塑性樹脂で構成されている
固体高分子型燃料電池。
It consists of two or more fuel cells in which gas diffusion electrodes are joined to both surfaces of an electrolyte membrane sheet laminated in the order of anode electrode / hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane / cathode electrode,
The anode side of the fuel cell and the cathode side of the fuel cell adjacent to the cell are electrically connected by a current collector sheet ,
The current collecting sheet has a layer structure in which an insulating layer / adhesive layer / current collecting layer / adhesive layer / insulating layer are laminated in this order.
A polymer electrolyte fuel cell in which the insulating layer is a plastic film and the adhesive layer is made of a thermoplastic resin .
隣接する燃料電池セルが集電シートにより相互に隔離されている請求項1に記載の燃料電池。   The fuel cell according to claim 1, wherein adjacent fuel cells are separated from each other by a current collecting sheet. 前記プラスチックフィルムがポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリアミドフィルムであり、前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である、請求項1に記載の燃料電池。The fuel cell according to claim 1, wherein the plastic film is a polyethylene terephthalate film or a polyamide film, and the thermoplastic resin is a polyolefin resin. アノード極/水素イオン伝導性高分子電解質膜/カソード極の順に積層された電解質膜シートの両面にガス拡散電極を接合した燃料電池セル2個以上からなり、
燃料電池セルのアノード極側と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極側とが集電シートにより電気的に接続されており、
集電シートは、絶縁層/接着層/集電層/接着層/絶縁層の順に積層された層構成をしており、
絶縁層はプラスチックフィルムであり、接着層は熱可塑性樹脂で構成されている
固体高分子型燃料電池の製造方法であって、
前記燃料電池セルのアノード極の端部と該セルに隣接する燃料電池セルのカソード極の端部とを集電シートを介してヒートシール又は熱プレスする工程を含む
固体高分子型燃料電池の製造方法。
It consists of two or more fuel cells in which gas diffusion electrodes are joined to both surfaces of an electrolyte membrane sheet laminated in the order of anode electrode / hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane / cathode electrode,
The anode side of the fuel cell and the cathode side of the fuel cell adjacent to the cell are electrically connected by a current collector sheet ,
The current collecting sheet has a layer structure in which an insulating layer / adhesive layer / current collecting layer / adhesive layer / insulating layer are laminated in this order.
The insulating layer is a plastic film, and the adhesive layer is a method for producing a polymer electrolyte fuel cell composed of a thermoplastic resin ,
Production of a polymer electrolyte fuel cell comprising a step of heat-sealing or hot-pressing the end of the anode of the fuel cell and the end of the cathode of the fuel cell adjacent to the cell via a current collector sheet Method.
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