JPH01296569A - 燃料電池セパレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、燃料電池の集電セパレータに係り、特にメタ
ノール燃料電池に好適な集電セパレータに関する。

〔従来の技術〕

従来の集電セパレータの１例を、第８−１図にメタノー
ル極側の平面図を示し、第８−２図はそのＸ−Ｘ断面図
を示し、１０はセパレータを表わしている。

セパレータ１０は全て、高密度カーボン等（比重１．８
〜２．０）の導電材により成形されていた。

（発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術では、セパレータ全体がカーボンであるた
めに重量が重い上に、割れ易く、電食が発生ずる等信頼
性の点に問題があった。

本発明の目的は、公知例の技術的欠点を改善し、軽量小
形で、割れ防止、電食防止を満足させるセパレータを提
供することにある。

〔課題を解決するだめの手段］ 上記目的は、電極接触部分を導電体、具体的には、導電
性のカーボンで、流体流路部分とシールフランジ部分を
非導電性を、非導電体、具体的には、熱可塑性プラスチ
ックで構成した複合拐セパレークとすることにより達成
される。

〔作　用〕

セパレータは、電極との接触部分を導電体、具体的には
、導電性の高密度カーボン（例えば、比抵抗：約３ｍΩ
・ｃｙｎ、比重：１．８〜２．０）とし、流体（アノラ
イト、空気）の流路部分とシールフランジ部分を耐アノ
ライト性で、非導電体、具体的には、熱可塑性プラスチ
ック　（例えばポリプロピレン、比重０．９）で構成す
る。また、カーボン部片はカーホンの繊維方向と通電方
向とが一致ずろように成形されたものを配置するのが１
、冒こ好ましく、この場合、従来技術（カーボン繊維方
向が通電方向を遮るよう成形されていた）に比べて、カ
ーボン部片での集電効率が向上する。

カーボン部片とプラスチックは、モールド成形および、
シール剤塗布で固着されているため、メタノール極側か
ら空気極側へのアノライトの漏洩が無く、プラスチック
の柔軟性により割れ難い。

流路部分を非導電体、特に、熱可塑性のプラスチックと
することにより、流路部分からの漏洩電流が抑制され、
集電効率が向上し、かつ、セパレータの電食防止が可能
となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。

第１図の本発明のセパレータの一実施例を示す。

即ち、第１−１図は本発明のメタノール燃料電池セパレ
ータの一実施例のメタノール極側の平面図、第１−２図
はそのＸ−Ｘ断面図であり、符号１は液供給口、２は液
排出口、３はカーボン部片、４は液溝、５は突起、６−
１はプレート受け、７は流路溝を意味する。セパレータ
は液供給口１、液排出口２が各２個設けてあり、液の供
給及び排出口からは案内する流路溝７が設けである。流
路溝上はプレート受け６−１が設けである。セパレータ
の中央部はカーボン部片３、縦方向及び横方向に数本液
溝４が設けである。また」皿上部位には浮島の突起５が
設けである。

第２−１図は本発明のメタノール燃料電池セパレータの
一実施例の空気極側の平面図、第２−２回はそのＹ−Ｙ
断面図であり、符号１及び２は液供給口及び液排出口で
、８は空気溝、６−２はプレート受けを意味する。セパ
レーク１０の中央に空気溝８が縦方向及び横方向に数本
膜けである。上部位にはプレート受け６−２が設けであ
る。

第３−１図は本発明のセパレータの一実施例のメタノー
ル極側の鳥徹図、第３−２図はそのＡ−Ａ断面図であり
、符号３ばカーホン部片、４及び８は、それぞれ液溝及
び空気溝である。

カーボン部片３には、熱可塑性プラスチックでモールド
成形されたセパレータ基板９が接合され、シール剤を塗
布し固着されている。

第４−１回は本発明のメタノール極側のセパレータのシ
ールフランジ部におけるシール用溝８０にシール材を張
付した平面図であり、第４−２図はそのＡ−Ａ断面図で
ある。第５−１図は同様に、空気極側のセパレータのシ
ールフランジ部におけるシール用溝８０にシール材を張
付した平面図であり、第５−２図はそのＢ−Ｂ断面図で
ある。

シール材としては、粘着性植毛パテ、ゴム紐。

発泡ポリエチレンガスケット等でシールが可能であり、
本例では粘着性植毛パテ１００を用いたシール方法を示
しである。

メタノール極側、空気極側ともに同一位置に前記シール
材を張付する構成とすることにより、積層するとイオン
交換膜を挟み相対しセパレークとイオン交換膜は前記シ
ール材によって良好に気密が保持される。

第６図は、本発明のセパレータを使用した積層電池の構
成を示す斜視図であり、第７−１図は積層組立てた単位
電池の側面図で、第７−２回はそのＡ、−Ａ断面図であ
る。本発明のセパレータを使用した電池の積層組立は、
セパレーク、空気極。

イオン交換膜、メタノール極、セパレータの繰返しで積
層組立ができる。従って、本発明のセパレータは、従来
の全カーボンセパレータと同様な機能をもったセパレー
タである。

（発明の効果〕 本発明によれば、 （１）通電部分のみが導電体、具体的には、導電性のカ
ーボンで、その他は、非導電体、具体的には、軽量な熱
可塑性プラスチックでセパレークを構成することができ
、従来のセパレークに比較して重量が著しく低減し、軽
量化が可能である。

（２）前記通電部分のカーボン部片として、カーボン繊
維方向が通電方向と一致するように成形したものを配置
することで集電効率を向上せめしることができる。

（３）通電部分以外を柔軟性のあるプラスチックとする
ことにより、セパレータを割れ難く積層組立が容易なも
のとすることができる。

（４）通電部分以外を非導電体、具体的には、プラスチ
ックとすることで、流路部分（液溝）からの漏洩電流が
抑制され、集電効率が向上する。

（５）非導電体としてプラスチックを使用することによ
り、セパレータ基板の電食防止が可能となる。

という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１−１図は本発明のセパレータの一実施例のメタノー
ル極側平面図、第１−２図は第１−１図のｘ−Ｘ断面図
、第２−１図は空気極側平面図、第２−２図は第２−１
図のＹ−Ｙ断面図、第３−１図はメタノール極側の鳥敵
図、第３−２図は第３−１図のＡ−Ａ断面図、第４−１
図はメタノール極側にシール材を張付した平面図、第４
−２図は第４−１図のＡ−Ａ断面図、第５−１図は空気
極側にシール材を張付した平面図、第５−２図は第５−
１図のＢ−Ｂ断面図、第６図は積層電池の構成を示す斜
視図、第７−１図は積層組立てた単位電池の側面図、第
７−２図は第７−１図のＡ−Ａ断面図、第８−１図は従
来の全カーボンセパレータの一例の平面図、第８−２図
は第８−１図のＸ−Ｘ断面図である。 １・・・液供給口、２・・・液排出口、３・・・カーボ
ン部片、４・・・液溝、５・・・突起、６−１・・・プ
レート受け（１）、６−２・・・プレート受け（２）、
７・・・流路溝、８・・・空気溝、９・・・セバレ−Ｉ
Ｂ［，１０・・・セパレータ、３１・・・アノライト、
３２・・・空気、４０・・・イオン交換膜、４１・・・
空気極、４２・・・メタノール極、５０・・・端板、５
１・・・絶縁端板、５２・・・締付ハント、５３・・・
給液管、５４・・・排液管、５７・・・集電板、５８・
・・端子、６０・・・単位電池、７ｏ・・・空気供給口
、７１・・・空気排出口、８０・・・シール用溝、１０
０・・・粘着性植毛パテ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電解質イオン交換膜を、燃料物質を電気化学的に酸
   化する燃料極と、酸化剤を電気化学的に還元する酸化剤
   極との両電極で挟み、その外側に、両極の燃料及び酸化
   剤を供給する流路を有し、かつ両極による発生電気を導
   電するセパレータを密着積層する燃料電池のセパレータ
   において、両電極と接触する部分は導電体とし、それ以
   外の部分を非導電体で構成したことを特徴とする燃料電
   池セパレータ。 ２、両電極と接触する部分の導電体が、断続して設けら
   れている請求項１記載の燃料電池セパレータ。 ３、導電体が、導電性のカーボンからなることを特徴と
   する請求項１又は２記載の燃料電池セパレータ。 ４、導電性のカーボンが、高密度カーボンであることを
   特徴とする請求項３記載の燃料電池セパレータ。 ５、高密度カーボンが、比重１．８〜２．０のカーボン
   であることを特徴とする請求項４記載の燃料電池セパレ
   ータ。 ６、導電体を構成する導電性のカーボンの繊維方向と通
   電方向とが一致するように導電体が設けられている請求
   項３乃至５のいずれかの項記載の燃料電池セパレータ。 ７、非導電体が、熱可塑性プラスチックから成ることを
   特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項記載の燃料電
   池セパレータ。 ８、熱可塑性プラスチックが、ポリプロピレンであるこ
   とを特徴とする請求項７記載の燃料電池セパレータ。 ９、燃料極側及び酸化剤極側の各セパレータの非導電体
   の対向する部分にそれぞれ耐アノライト性のシールフラ
   ンジ部を形成し、前記シールフランジ部の対向する同一
   位置部位にシール材を張付したことを特徴とする請求項
   １乃至８のいずれかの項記載の燃料電池セパレータ。