JP7470267B2 - 燃料電池用のセパレータプレートを製造する方法、セパレータプレートおよびセパレータプレート用の中間製品 - Google Patents
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Description
・3重量%~30重量%、好適には3重量%~20重量%、特に好適には3重量%~10重量%の割合の導電性の充填材、特にグラフェン、
・40重量%~97重量%の割合のプラスチック、特にウレタンアクリラート樹脂、
・場合によっては、0.1重量%~10重量%の割合の、混合物の加工特性または製造すべきセパレータプレートの特性に影響を与えるための少なくとも1種の添加剤。
本発明は、以下の発明を含む。
[発明1]
燃料電池用のセパレータプレート(12)を製造する方法であって、
第1の加工ステーション(18)においてキャリヤ材料(14)上に、硬化可能な導電性の材料(20)を被着し、該材料(20)に、前記燃料電池に供給可能な反応物のための流れフィールド(34)を形成し、該流れフィールド(34)の形成に続いて、前記材料(20)を硬化させる、
方法において、
- 硬化させられる前記材料(20)を備えた前記キャリヤ材料(14)が、複数の加工ステーション(24,26,30)を通過し、
- 前記材料(20)を、前記流れフィールド(34)の加工前に、それぞれの前記加工ステーション(24,26,30)において少なくとも部分的に乾燥させ、かつ/またはゲル化し、かつ/または予備硬化させ、
- 次いで、型押し成形工具により、かつ/またはロールフォーミングにより、前記材料(20)に前記流れフィールド(34)を形成する、
ことを特徴とする、方法。
[発明2]
前記材料(20)を、前記流れフィールド(34)の加工前に、それぞれの前記加工ステーション(24,26,30)において少なくとも部分的に乾燥させ、次いで、ゲル化し、かつ/または予備硬化させる、発明1に記載の方法。
[発明3]
前記材料(20)は、UV光の照射により硬化可能である、発明1または2に記載の方法。
[発明4]
前記材料(20)を、UV光の照射により予備硬化させる、発明1から3のいずれか1つに記載の方法。
[発明5]
硬化させられる前記材料(20)を提供するために、導電性の充填材を含んだ少なくとも1種のプラスチック、特にエポキシ樹脂および/またはアクリル樹脂と、溶媒とを含む、特に少なくとも1種の光開始剤を含有する混合物(28)を使用し、かつ/または前記キャリヤ材料(14)として、フィルム、特に好適には二軸配向のポリエステルフィルムを使用する、発明1から4のいずれか1つに記載の方法。
[発明6]
前記混合物(28)が、導電性の充填材、好適にはグラフェンを、3重量%~30重量%、好適には3重量%~20重量%、特に好適には3重量%~10重量%の割合で含む、発明5に記載の方法。
[発明7]
前記キャリヤ材料(14)を、連続した材料ウェブとして提供し、前記セパレータプレート(12)を製造するために、硬化させられた前記材料(20)を備えた前記キャリヤ材料(14)から少なくとも1つの領域(44)を取り除く、発明1から6のいずれか1つに記載の方法。
[発明8]
硬化させられる前記材料(20)を、前記キャリヤ材料(14)上に約50μm~約150μmの厚さ(52)で提供する、発明1から7のいずれか1つに記載の方法。
[発明9]
前記セパレータプレート(12)を提供するために、硬化させられた前記材料(20)を前記キャリヤ材料(14)から剥離する、発明1から8のいずれか1つに記載の方法。
[発明10]
発明1から9のいずれか1つに記載の方法により得られる、燃料電池用のセパレータプレート(12)。
[発明11]
硬化させられた材料(20)がキャリヤ材料(14)上に配置されている、発明10に記載のセパレータプレート(12)用の中間製品。
・5.7%のOH含有量および3.5mol/kgの二重結合密度を有する、9.4重量%の二重結合を有するポリオール(溶媒なし)
・5.4%のNCO含有量および1.5mol/kgの二重結合密度を有する、28.2重量%の二重結合を有するウレタンアクリラート(溶媒なし)
・2℃のガラス転移温度(10℃/分の加熱速度における動的示差熱量測定により規定される)および4mol/kgの二重結合密度を有する、28.2重量%の二重結合を有するウレタンアクリラート(溶媒なし)
・1.4重量%の市販の光開始剤
・0.5重量%の市販のレベリング剤
・1.0重量%の市販の消泡剤
・25.3重量%の酢酸ブチル
・6重量%のグラフェン。
Claims (18)
- 燃料電池用のセパレータプレート(12)を製造する方法であって、
第1の加工ステーション(18)においてキャリヤ材料(14)上に、硬化可能な導電性の材料(20)を被着し、該材料(20)に、燃料電池に供給可能な反応物のための流れフィールド(34)を形成し、該流れフィールド(34)の形成に続いて、前記材料(20)を硬化させる、
方法において、
- 硬化させられる前記材料(20)を備えた前記キャリヤ材料(14)が、複数の加工ステーション(24,26,30)を通過し、
- 前記材料(20)を、前記流れフィールド(34)の加工前に、それぞれの前記加工ステーション(24,26,30)において少なくとも部分的に乾燥させ、かつ/またはゲル化し、かつ/または予備硬化させ、
- 次いで、型押し成形工具により、かつ/またはロールフォーミングにより、前記材料(20)に前記流れフィールド(34)を形成し、
硬化させられる前記材料(20)を提供するために、導電性の充填材を含んだ少なくとも1種のプラスチックと、溶媒とを含む混合物(28)を使用し、かつ/またはフィルムを使用し、
前記混合物(28)が導電性の充填材を3重量%~30重量%の割合で含み、
前記導電性の充填材はグラフェンである、
方法。 - 前記材料(20)を、前記流れフィールド(34)の加工前に、それぞれの前記加工ステーション(24,26,30)において少なくとも部分的に乾燥させ、次いで、ゲル化し、かつ/または予備硬化させる、請求項1に記載の方法。
- 前記材料(20)は、UV光の照射により硬化可能である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記材料(20)を、UV光の照射により予備硬化させる、請求項1から3のいずれか1つに記載の方法。
- 導電性の充填材を含んだ前記少なくとも1種のプラスチックは、エポキシ樹脂および/またはアクリル樹脂である、請求項1から4のいずれか1つに記載の方法。
- 前記溶媒は、少なくとも1種の光開始剤を含有する、請求項1から5のいずれか1つに記載の方法。
- 前記フィルムはポリエステルフィルムである、請求項1から6のいずれか1つに記載の方法。
- 前記ポリエステルフィルムは二軸配向である、請求項7に記載の方法。
- 前記キャリヤ材料(14)を、連続した材料ウェブとして提供し、前記セパレータプレート(12)を製造するために、硬化させられた前記材料(20)を備えた前記キャリヤ材料(14)から少なくとも1つの領域(44)を取り除く、請求項1から8のいずれか1つに記載の方法。
- 硬化させられる前記材料(20)を、前記キャリヤ材料(14)上に50μm~150μmの厚さ(52)で提供する、請求項1から9のいずれか1つに記載の方法。
- 前記セパレータプレート(12)を提供するために、硬化させられた前記材料(20)を前記キャリヤ材料(14)から剥離する、請求項1から10のいずれか1つに記載の方法。
- 硬化させられた導電性の材料(20)であって、前記材料(20)に、燃料電池に供給可能な反応物のための流れフィールド(34)が形成される材料を備え、
前記材料(20)は、導電性の充填材を含んだ少なくとも1種のプラスチックを含む混合物(28)であり、
前記混合物(28)が導電性の充填材を3重量%~30重量%の割合で含み、
前記導電性の充填材はグラフェンである、
燃料電池用のセパレータプレート(12)。 - 導電性の充填材を含んだ前記少なくとも1種のプラスチックは、エポキシ樹脂および/またはアクリル樹脂である、請求項12に記載のセパレータプレート(12)。
- 前記導電性の充填材はグラフェンである、請求項12から13のいずれか1つに記載のセパレータプレート(12)。
- 硬化させられた前記材料(20)がキャリヤ材料(14)上に形成されている、請求項12から14のいずれか1つに記載のセパレータプレート(12)用の中間製品。
- フィルムが前記キャリヤ材料(14)として用いられる、請求項15に記載の中間製品。
- 前記フィルムはポリエステルフィルムである、請求項16に記載の中間製品。
- 前記ポリエステルフィルムは二軸配向である、請求項17に記載の中間製品。
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CN111509248A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 上海神力科技有限公司 | 一种复合极板快速成型方法 |
DE102020133854A1 (de) | 2020-12-16 | 2022-06-23 | Airbus Operations Gmbh | Tragende Verbundschichtstoffstruktur für ein Luftfahrzeugbauteil, damit hergestelltes Luftfahrzeugbauteil und Luftfahrzeug |
CN112736263A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 新源动力股份有限公司 | 一种优化燃料电池排水能力的双极板的制备方法 |
DE102021000944A1 (de) | 2021-02-22 | 2022-08-25 | Cellcentric Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Separatorplatte |
CN113967691B (zh) * | 2021-10-21 | 2022-11-15 | 无锡微研股份有限公司 | 一种氢能源电池金属板的生产工艺 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002216784A (ja) | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Araco Corp | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 |
JP2003176327A (ja) | 2001-08-06 | 2003-06-24 | Showa Denko Kk | 導電性硬化性樹脂組成物 |
JP2005317388A (ja) | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nitta Ind Corp | セパレータの製造方法 |
WO2006068051A1 (ja) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | 燃料電池セパレータ用シート状成形材料、その製造方法及び燃料電池用セパレータ |
JP2007122899A (ja) | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Kyocera Chemical Corp | 冷間プレス法による燃料電池用導電性セパレータの製造方法 |
JP2007157387A (ja) | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の製造方法及び燃料電池 |
JP2007169461A (ja) | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Showa Denko Kk | 半導電性構造体、導電性及び/又は熱伝導性構造体、該構造体の製造方法、およびその用途 |
JP2009093965A (ja) | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 燃料電池セパレータ及びその製造方法 |
US20110129737A1 (en) | 2009-11-30 | 2011-06-02 | Hyundai Motor Company | Composite separator for polymer electrolyte membrane fuel cell and method for manufacturing the same |
JP2011113810A (ja) | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 燃料電池セパレータ用樹脂組成物、燃料電池セパレータ成形用シート及び燃料電池セパレータ |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5910378A (en) * | 1997-10-10 | 1999-06-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Membrane electrode assemblies |
JPH11297338A (ja) * | 1998-04-10 | 1999-10-29 | Nisshinbo Ind Inc | 固体高分子型燃料電地用セパレータ及びその製造方法 |
GB9808524D0 (en) * | 1998-04-23 | 1998-06-17 | British Gas Plc | Fuel cell flow-field structure formed by layer deposition |
JP2002008676A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Nisshinbo Ind Inc | 燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
JP4617156B2 (ja) * | 2002-05-09 | 2011-01-19 | 本田技研工業株式会社 | 改善された燃料電池 |
WO2005057699A1 (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-23 | Nitta Corporation | セパレータおよびセパレータの製造方法 |
WO2005117165A1 (en) * | 2004-05-29 | 2005-12-08 | Polymer Technologies Inc. | Separator plate for fuel cell and production system for products for use in fuel cells |
TW200623492A (en) * | 2004-11-08 | 2006-07-01 | Tokai Carbon Kk | Separator material for solid polymer fuel cell and process for producing the same |
US20070154771A1 (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-05 | Jang Bor Z | Highly conductive composites for fuel cell flow field plates and bipolar plates |
DE102007058714C5 (de) | 2007-12-06 | 2018-08-02 | Karl Wörwag Lack- Und Farbenfabrik Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils und Bauteil für ein Kraftfahrzeug |
US8309274B2 (en) * | 2009-05-15 | 2012-11-13 | GM Global Technology Operations LLC | Separator plates formed by photopolymer based processes |
KR101315738B1 (ko) * | 2011-02-15 | 2013-10-10 | 한국과학기술원 | 연료전지 복합재료 분리판용 프리프레그의 제조방법, 및 이를 이용한 연료전지용 복합재료 분리판의 제조방법 |
KR20150096219A (ko) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 서울대학교산학협력단 | 플렉서블 연료전지 및 그 제조방법 |
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Patent Citations (10)
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---|---|---|---|---|
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JP2003176327A (ja) | 2001-08-06 | 2003-06-24 | Showa Denko Kk | 導電性硬化性樹脂組成物 |
JP2005317388A (ja) | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Nitta Ind Corp | セパレータの製造方法 |
WO2006068051A1 (ja) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | 燃料電池セパレータ用シート状成形材料、その製造方法及び燃料電池用セパレータ |
JP2007122899A (ja) | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Kyocera Chemical Corp | 冷間プレス法による燃料電池用導電性セパレータの製造方法 |
JP2007157387A (ja) | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の製造方法及び燃料電池 |
JP2007169461A (ja) | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Showa Denko Kk | 半導電性構造体、導電性及び/又は熱伝導性構造体、該構造体の製造方法、およびその用途 |
JP2009093965A (ja) | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 燃料電池セパレータ及びその製造方法 |
JP2011113810A (ja) | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 燃料電池セパレータ用樹脂組成物、燃料電池セパレータ成形用シート及び燃料電池セパレータ |
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