JPH0221569A - 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 - Google Patents
燃料電池用炭素質複合部材の製造方法Info
- Publication number
- JPH0221569A JPH0221569A JP63172055A JP17205588A JPH0221569A JP H0221569 A JPH0221569 A JP H0221569A JP 63172055 A JP63172055 A JP 63172055A JP 17205588 A JP17205588 A JP 17205588A JP H0221569 A JPH0221569 A JP H0221569A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- cellulose
- porosity
- separator
- green
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/96—Carbon-based electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8605—Porous electrodes
- H01M4/8626—Porous electrodes characterised by the form
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0276—Sealing means characterised by their form
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/028—Sealing means characterised by their material
- H01M8/0284—Organic resins; Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0286—Processes for forming seals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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。
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、炭素質材料で構成された多孔質電極板ならび
に緻密質セパレータ板を一体的に形成してなる燃料電池
用炭素質複合部材の製造方法に関する。
に緻密質セパレータ板を一体的に形成してなる燃料電池
用炭素質複合部材の製造方法に関する。
燃料電池を構成する電極板、セパレータ板などの部材に
は、材質的に耐熱性、耐薬品性、良電気伝導性、易加工
性等の要求特性を満たす炭素質材料が有用されている。
は、材質的に耐熱性、耐薬品性、良電気伝導性、易加工
性等の要求特性を満たす炭素質材料が有用されている。
ところが、炭素質材料は本質的に機械的強度が低いため
、ハンドリングあるいはセルの組立時に破損することが
ある。近時、抵抗およびスタック厚みの低下を図るため
に電極板は約２１１１１１％セパレータ板は０．２〜０
．４＋ａ＋＊程度まで薄肉化が進んでおり、破損の度合
は一層増加する傾向にある。また、電極板とセパレータ
板を積層する従来の方式では、両方の面間に十分均等な
密着接触を得ることが困難であるため、電池内部抵抗の
低減化には限界がある。
、ハンドリングあるいはセルの組立時に破損することが
ある。近時、抵抗およびスタック厚みの低下を図るため
に電極板は約２１１１１１％セパレータ板は０．２〜０
．４＋ａ＋＊程度まで薄肉化が進んでおり、破損の度合
は一層増加する傾向にある。また、電極板とセパレータ
板を積層する従来の方式では、両方の面間に十分均等な
密着接触を得ることが困難であるため、電池内部抵抗の
低減化には限界がある。
このような不都合を排除し、機械的強度の向上、電気的
・熱的抵抗の低減およびセル組立の簡素化を図るため、
電極板とセパレータ板の両部材を予め一体形成して複合
構造とする試みが急速に進められている。
・熱的抵抗の低減およびセル組立の簡素化を図るため、
電極板とセパレータ板の両部材を予め一体形成して複合
構造とする試みが急速に進められている。
このような複合部材を製造するための最も簡易で実用性
の高い手段は、特開昭６０−２０４７Ｌ号公報、実開昭
６０−１５７５９号公報などに開示されているような電
極基材とセパレータ基材とを接着剤で結合したのち焼成
する接合焼成法である。
の高い手段は、特開昭６０−２０４７Ｌ号公報、実開昭
６０−１５７５９号公報などに開示されているような電
極基材とセパレータ基材とを接着剤で結合したのち焼成
する接合焼成法である。
上記の接合焼成法には、各炭化済の炭素質電極板と炭素
質セパレータ板を接合して焼成する方法と、焼成前のグ
リーン前駆体の段階にある電極板とセパレータ板を接合
して焼成する方法とがあるが、前者の方法に比べ後者の
方法は焼成炭化の工程が１回で済むうえ接合強度が増大
する点で有利である。
質セパレータ板を接合して焼成する方法と、焼成前のグ
リーン前駆体の段階にある電極板とセパレータ板を接合
して焼成する方法とがあるが、前者の方法に比べ後者の
方法は焼成炭化の工程が１回で済むうえ接合強度が増大
する点で有利である。
しかしながら、後者のグリーン前駆体段階における接合
方式を採る場合には、組合せる電極材とセパレータ板の
焼成段階における収縮差が大きいと焼成中あるいは実用
過程におけるヒートサイクルにより界面剥離や部材の反
り、割れ等の欠陥現象が起こる。この傾向は、部材が大
型化するほど顕著となるため、実用面の大きなネックと
なっている。
方式を採る場合には、組合せる電極材とセパレータ板の
焼成段階における収縮差が大きいと焼成中あるいは実用
過程におけるヒートサイクルにより界面剥離や部材の反
り、割れ等の欠陥現象が起こる。この傾向は、部材が大
型化するほど顕著となるため、実用面の大きなネックと
なっている。
そのうえ、この方法による場合にはセパレータ基材の厚
さを現状の要求単位（０，２〜０．４關厚）まで極薄化
することが至難であり、また、セパレータ基材の成形に
工数を要するため生産性およびコスト的にも問題点があ
った。
さを現状の要求単位（０，２〜０．４關厚）まで極薄化
することが至難であり、また、セパレータ基材の成形に
工数を要するため生産性およびコスト的にも問題点があ
った。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、
焼成中あるいは実用過程で界面剥離等の欠陥現象を生ず
ることがなく、またセパレータ基材の肉厚を極薄化する
ことができる燃料電池用炭素質複合部材の製造方法を提
供するものである。
焼成中あるいは実用過程で界面剥離等の欠陥現象を生ず
ることがなく、またセパレータ基材の肉厚を極薄化する
ことができる燃料電池用炭素質複合部材の製造方法を提
供するものである。
すなわち、本発明に係る燃料電池用炭素質複合部材の製
造方法は、α−セルロースにより構成された気孔率７０
％以上のシートに残炭率４５％以上の熱硬化性樹脂溶液
を含浸したのち半硬化して電極基材のグリーン前駆体を
形成する工程と、α−セルロースにより構成された気孔
率６０％以下のシートに残炭率４５％以上の熱硬化性樹
脂溶液を含浸したのち半硬化してセパレータ基材および
サイドシール基材のグリーン前駆体を形成する工程と、
前記電極基材、セパレータ基材およびサイドシール基材
の各グリーン前駆体を所定のセル形態に積層して熱圧接
合したのち完全硬化し、ついで非酸化性雰囲気中１００
０℃以上の温度域で焼成炭化する工程、からなることを
構成上の特徴とする。
造方法は、α−セルロースにより構成された気孔率７０
％以上のシートに残炭率４５％以上の熱硬化性樹脂溶液
を含浸したのち半硬化して電極基材のグリーン前駆体を
形成する工程と、α−セルロースにより構成された気孔
率６０％以下のシートに残炭率４５％以上の熱硬化性樹
脂溶液を含浸したのち半硬化してセパレータ基材および
サイドシール基材のグリーン前駆体を形成する工程と、
前記電極基材、セパレータ基材およびサイドシール基材
の各グリーン前駆体を所定のセル形態に積層して熱圧接
合したのち完全硬化し、ついで非酸化性雰囲気中１００
０℃以上の温度域で焼成炭化する工程、からなることを
構成上の特徴とする。
（１）電極基材の形成工程
α−セルロースは１７．５％濃度の水酸化ナトリウム溶
液に不溶のセルロースで、本発明の目的には製紙用の溶
解パルプなどが好適に使用される。このα−セルロース
を水に分散させたのち、抄紙法を用いてシート化する。
液に不溶のセルロースで、本発明の目的には製紙用の溶
解パルプなどが好適に使用される。このα−セルロース
を水に分散させたのち、抄紙法を用いてシート化する。
この際、分散濃度を調整して気孔率が７０％以上の疎密
シートに形成する。
シートに形成する。
気孔率が７０％を下潮ると、電極基材として要求される
多孔質の組織構造を得ることができなくなる。
多孔質の組織構造を得ることができなくなる。
更に望ましくは、シートを構成するα−セルロースの含
有率を６０％以上とし、平均気孔径を６０〜２００ ｕ
ｎの範囲に設定することであり、この性状調整により均
質な多孔質構造を形成することが可能となる。
有率を６０％以上とし、平均気孔径を６０〜２００ ｕ
ｎの範囲に設定することであり、この性状調整により均
質な多孔質構造を形成することが可能となる。
セルロースシートは、乾燥後、必要に応じて所定の厚さ
になるように積層し、これに残炭率４５％以上の熱硬化
性樹脂溶液を含浸する。残炭率とは、樹脂を非酸化雰囲
気中で１０００℃の温度に焼成したときに残留する炭素
分の重量％を指し、これが４５％未満の場合には得られ
る電極基材の強度を実用水準まで向上させることが極め
て困難となる。この種４５％以上の残炭率を有する熱硬
化性樹脂の例としては、フェノールホルムアルデヒド、
フルフリルアルコール、ジビニルベンゼン等が挙げられ
、いずれも本目的に有効使用される。熱硬化性樹脂の溶
液化は、樹脂をアルコール、アセトンなど常用の有機溶
媒に溶解することによっておこなわれるが、溶液の樹脂
濃度は５〜２０重量％に設定することが望ましい。この
理由は、樹脂濃度が５重量％を下潮ると強度特性の減退
を招き、また、２０重量％を越えると気孔の閉塞を伴う
からである。
になるように積層し、これに残炭率４５％以上の熱硬化
性樹脂溶液を含浸する。残炭率とは、樹脂を非酸化雰囲
気中で１０００℃の温度に焼成したときに残留する炭素
分の重量％を指し、これが４５％未満の場合には得られ
る電極基材の強度を実用水準まで向上させることが極め
て困難となる。この種４５％以上の残炭率を有する熱硬
化性樹脂の例としては、フェノールホルムアルデヒド、
フルフリルアルコール、ジビニルベンゼン等が挙げられ
、いずれも本目的に有効使用される。熱硬化性樹脂の溶
液化は、樹脂をアルコール、アセトンなど常用の有機溶
媒に溶解することによっておこなわれるが、溶液の樹脂
濃度は５〜２０重量％に設定することが望ましい。この
理由は、樹脂濃度が５重量％を下潮ると強度特性の減退
を招き、また、２０重量％を越えると気孔の閉塞を伴う
からである。
含浸処理は、セルロースシートを熱硬化性樹脂溶液中に
浸漬するか、熱硬化性樹脂溶液をセルロースシートに塗
布またはスプレーすることによっておこなわれる。
浸漬するか、熱硬化性樹脂溶液をセルロースシートに塗
布またはスプレーすることによっておこなわれる。
含浸後のセルロースシートは、風乾したのち８０〜１４
０℃で５分間以上低温加熱することによって半硬化し、
電極基材のグリーン前駆体とする。
０℃で５分間以上低温加熱することによって半硬化し、
電極基材のグリーン前駆体とする。
（２）セパレータ基材、サイドシール基材の形成工程
電極基材の形成工程に準じて、気孔率６０％以下のα−
セルロースによる高密度のシートを形成する。気孔率が
６０％を上潮ると、セパレータ基材およびサイドシール
基材として要求される気体不透過性の組織構造を得るこ
とができなくなる。更に、シートを構成するα−セルロ
ースの含有率を８０％以上とし、平均気孔径を１〜５０
趣の範囲に設定することが望ましく、このように性状調
整することにより均質な緻密質構造を形成することがで
きる。
セルロースによる高密度のシートを形成する。気孔率が
６０％を上潮ると、セパレータ基材およびサイドシール
基材として要求される気体不透過性の組織構造を得るこ
とができなくなる。更に、シートを構成するα−セルロ
ースの含有率を８０％以上とし、平均気孔径を１〜５０
趣の範囲に設定することが望ましく、このように性状調
整することにより均質な緻密質構造を形成することがで
きる。
セルロースシートは、電極基材の形成工程と同様の手段
によって残炭率４５％以上の熱硬化性樹脂溶液で含浸処
理するが、この場合には組織構造の緻密化を図るため溶
液の樹脂濃度を３０〜６０重量％と高めることが好まし
い。
によって残炭率４５％以上の熱硬化性樹脂溶液で含浸処
理するが、この場合には組織構造の緻密化を図るため溶
液の樹脂濃度を３０〜６０重量％と高めることが好まし
い。
含浸後のセルロースシートは、風乾したのち８０〜１４
０℃で５分間以上の低温加熱を施して半硬化状態に留め
、セパレータ基材およびサイドシール基材のグリーン前
駆体とする。
０℃で５分間以上の低温加熱を施して半硬化状態に留め
、セパレータ基材およびサイドシール基材のグリーン前
駆体とする。
（３）接合・炭化焼成工程
上記二工程で形成された電極基材、セパレータ基材およ
びサイドシール基材の各グリーン前駆体を、図に示すよ
うに中心部にセパレータ基材１、上下に電極基材２と両
端部にサイドシール３を組合せてセル形態に積層し、１
５０〜２００℃程度の温度と１ ｋｇ ／ ｃ−以上の
加圧力で熱圧接合する。接合後の複合グリーン部材は１
５０〜２５０℃の温度域で完全硬化したのち、常法によ
り非酸化性雰囲気中１０００〜２０００℃で焼成炭化し
、更に必要に応じて３０００℃の温度で黒鉛化処理をお
こなう。
びサイドシール基材の各グリーン前駆体を、図に示すよ
うに中心部にセパレータ基材１、上下に電極基材２と両
端部にサイドシール３を組合せてセル形態に積層し、１
５０〜２００℃程度の温度と１ ｋｇ ／ ｃ−以上の
加圧力で熱圧接合する。接合後の複合グリーン部材は１
５０〜２５０℃の温度域で完全硬化したのち、常法によ
り非酸化性雰囲気中１０００〜２０００℃で焼成炭化し
、更に必要に応じて３０００℃の温度で黒鉛化処理をお
こなう。
このようにして得られた炭素質複合部材は、所定のサイ
ズ形状に加工して燃料電池用セルとする。
ズ形状に加工して燃料電池用セルとする。
本発明によれば、組織性状の異なる二種類のα−セルロ
ースシートに残炭率の高い熱硬化性樹脂溶液を含浸する
ことによって電極基材として好適な多孔質構造のグリー
ン前駆体とセパレータ基材およびサイドシール基材に適
する緻密質のグリーン前駆体を同時に形成することがで
きる。これら基材のグリーン前駆体は材質的に同一であ
るため、熱圧接合後の焼成炭化段階で収縮差に基づく界
面剥離、部材の反り、割れ等の欠陥現象が生じることは
なく、また得られる炭素質複合部材が実用過程でシート
サイクルを受けて剥離するような事態も起らない。その
うえ、α−セルロースシートの積層枚数によって基材の
肉厚調整が容易にでき、とくにセパレータ基材について
は０．４ｍ＋ｓ以下の極薄化が可能となる。
ースシートに残炭率の高い熱硬化性樹脂溶液を含浸する
ことによって電極基材として好適な多孔質構造のグリー
ン前駆体とセパレータ基材およびサイドシール基材に適
する緻密質のグリーン前駆体を同時に形成することがで
きる。これら基材のグリーン前駆体は材質的に同一であ
るため、熱圧接合後の焼成炭化段階で収縮差に基づく界
面剥離、部材の反り、割れ等の欠陥現象が生じることは
なく、また得られる炭素質複合部材が実用過程でシート
サイクルを受けて剥離するような事態も起らない。その
うえ、α−セルロースシートの積層枚数によって基材の
肉厚調整が容易にでき、とくにセパレータ基材について
は０．４ｍ＋ｓ以下の極薄化が可能となる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例
α−セルロース含有率６１％、気孔率７０％、平均気孔
径ＬＯ５ｔＨ＠のセルロース質シート（縦横１０００ｍ
ｍ。
径ＬＯ５ｔＨ＠のセルロース質シート（縦横１０００ｍ
ｍ。
厚さ０．１ｍｍ）を抄造し、これを３０枚積層してフェ
ノール樹脂（住友デュレズ■製、 ＰＲ９４０）の１
５重置火濃度エタノール溶液に浸漬して含浸処理をおこ
なった。ついで、含浸シートを送風乾燥器中で４０℃、
２４時間の条件で風乾したのち、１４０℃の温度で１５
分間処理して半硬化状態の電極基材グリーン前駆体を形
成した。
ノール樹脂（住友デュレズ■製、 ＰＲ９４０）の１
５重置火濃度エタノール溶液に浸漬して含浸処理をおこ
なった。ついで、含浸シートを送風乾燥器中で４０℃、
２４時間の条件で風乾したのち、１４０℃の温度で１５
分間処理して半硬化状態の電極基材グリーン前駆体を形
成した。
また、α−セルロース含有率８５％、気孔率５８％、平
均気孔径５μｍのセルロース質シート（縦横１０００關
、厚さＯ，Ｉｍ＋ｓ）を抄造し、これを５枚積層して上
記と同一フェノール樹脂の４０重量％濃度エタノール溶
液に浸漬して含浸した。引続き、４０℃、２４時間風乾
したのち、１２０℃で１５分間処理して半硬化状態のセ
パレータ基材グリーン前駆体を形成した。
均気孔径５μｍのセルロース質シート（縦横１０００關
、厚さＯ，Ｉｍ＋ｓ）を抄造し、これを５枚積層して上
記と同一フェノール樹脂の４０重量％濃度エタノール溶
液に浸漬して含浸した。引続き、４０℃、２４時間風乾
したのち、１２０℃で１５分間処理して半硬化状態のセ
パレータ基材グリーン前駆体を形成した。
同時に、縦１０００ｍｍ、横８０關のシートを３００枚
積したほかは上記セパレータ基材グリーン前駆体の形成
と同一条件によりサイドシール基材のグリーン前駆体を
形成した。
積したほかは上記セパレータ基材グリーン前駆体の形成
と同一条件によりサイドシール基材のグリーン前駆体を
形成した。
得られた各グリーン前駆体を図のようなセル形態に積層
し、温度１５０℃、加圧力１０ｋｇ／ｃ−で５分間熱圧
して一体に接合した。
し、温度１５０℃、加圧力１０ｋｇ／ｃ−で５分間熱圧
して一体に接合した。
接合体は送風乾燥器中で１８０℃に１時間加熱して完全
に硬化し、次いで窒素雰囲気に保持された電気炉に詰め
、１３００℃の温度で焼成炭化した。
に硬化し、次いで窒素雰囲気に保持された電気炉に詰め
、１３００℃の温度で焼成炭化した。
処理後の炭素材に所定の加工を施し、縦横７００關、厚
さ３．５ｍｍ （うちセパレータ基材の厚さ０．３ｍｍ
）の燃料電池用炭素質複合部材を得た。
さ３．５ｍｍ （うちセパレータ基材の厚さ０．３ｍｍ
）の燃料電池用炭素質複合部材を得た。
この炭素質複合部材の特性は、電極基材の見掛比ＴＫＯ
，５１ｇ／ｃｃ、気孔率６０％、平均気孔径５１庫、ま
たセパレータ基材の気体透過量は１０’ｃｃ／ｃｄ・ｍ
ｉｎ、であり、いずれも材質としての要求特性を満すも
のであった。更に、接合部の強度（オートグラフ試験機
による引張強度、以下同じ）は９６ｋｇ／ｃｊ、都合部
の電気抵抗（ＪＩＳ Ｒ７２０２による電圧降下法、以
下同じ）は１７０Ｘ １０’Ω印であり、室温から２５
０℃の温度上昇・降下を反復するヒートサイクルテスト
（以下同じ）をおこなったところ１０００サイクルでも
剥離現象は全く発生しないことが確認された。
，５１ｇ／ｃｃ、気孔率６０％、平均気孔径５１庫、ま
たセパレータ基材の気体透過量は１０’ｃｃ／ｃｄ・ｍ
ｉｎ、であり、いずれも材質としての要求特性を満すも
のであった。更に、接合部の強度（オートグラフ試験機
による引張強度、以下同じ）は９６ｋｇ／ｃｊ、都合部
の電気抵抗（ＪＩＳ Ｒ７２０２による電圧降下法、以
下同じ）は１７０Ｘ １０’Ω印であり、室温から２５
０℃の温度上昇・降下を反復するヒートサイクルテスト
（以下同じ）をおこなったところ１０００サイクルでも
剥離現象は全く発生しないことが確認された。
比較例 １
電極基材グリーン前駆体のベースとしてα−セルロース
含有率７０％、気孔率６２％、平均気孔径４０μｍのα
−セルロースシートを、またセパレータ基材およびサイ
ドシール基材のグリーン前駆体ベースとしてα−セルロ
ース含有率７０％、気孔率７０％、平均気孔径６５即の
α−セルロースシートを用い、実施例と同一条件により
樹脂含浸、接合および焼成炭化処理を施して燃料電池用
炭素質複合部材を得た。
含有率７０％、気孔率６２％、平均気孔径４０μｍのα
−セルロースシートを、またセパレータ基材およびサイ
ドシール基材のグリーン前駆体ベースとしてα−セルロ
ース含有率７０％、気孔率７０％、平均気孔径６５即の
α−セルロースシートを用い、実施例と同一条件により
樹脂含浸、接合および焼成炭化処理を施して燃料電池用
炭素質複合部材を得た。
このようにして得られた炭素質複合部材の特性は、電極
基材の見掛比重０．７ｓｒ／ｃｃ、気孔率４１％、平均
気孔径３１即、またセパレータ基材の気体透過量は１０
−’ｃｃ／ｃ４ ｅ ｗｉｎ、であり、燃料電池用とし
ての要求特性に対して未達であった。
基材の見掛比重０．７ｓｒ／ｃｃ、気孔率４１％、平均
気孔径３１即、またセパレータ基材の気体透過量は１０
−’ｃｃ／ｃ４ ｅ ｗｉｎ、であり、燃料電池用とし
ての要求特性に対して未達であった。
比較例 ２
平均粒径５μｍの黒鉛微粉３０重量部とフェノール樹脂
（住友デュレズ■製、 ＰＲ９４０） ７０重量部を
ニーダ−により混練し、押出ブレスを用いて縦１５０＋
ｕｑ横２０ｈｍ、厚さ３ｍ＋ｓの板状に押出成形した。
（住友デュレズ■製、 ＰＲ９４０） ７０重量部を
ニーダ−により混練し、押出ブレスを用いて縦１５０＋
ｕｑ横２０ｈｍ、厚さ３ｍ＋ｓの板状に押出成形した。
押出成形後の板状体を更に圧延成形して縦横８００關、
厚さ０．８ｍｍのセパレータ基材グリーン前駆体を成形
した。このグリーン板状体は極めて脆弱で、炭化後に０
．４ｍｍ以下の厚さを保持させることは困難であった。
厚さ０．８ｍｍのセパレータ基材グリーン前駆体を成形
した。このグリーン板状体は極めて脆弱で、炭化後に０
．４ｍｍ以下の厚さを保持させることは困難であった。
上記により形成した電極基材グリーン前駆体を実施例と
同一条件で形成した電極基材グリーン前駆体と実施例１
と同様にして熱圧接合および焼成炭化して燃料電池用炭
素質複合部材を得た。
同一条件で形成した電極基材グリーン前駆体と実施例１
と同様にして熱圧接合および焼成炭化して燃料電池用炭
素質複合部材を得た。
得られた炭素質複合部材は厚さ４．５ｍｍであり、その
接合部の強度は５２ｋｇ／ｃｄ、都合部の電気抵抗は２
５０ＸｌＯ’Ω口、ヒートサイクルテストの結果は５０
０サイクルで剥離現象が認められ、実施例に比べて性状
的に劣るものであった。
接合部の強度は５２ｋｇ／ｃｄ、都合部の電気抵抗は２
５０ＸｌＯ’Ω口、ヒートサイクルテストの結果は５０
０サイクルで剥離現象が認められ、実施例に比べて性状
的に劣るものであった。
以上のとおり、本発明によれば短工程により電極および
セパレータとしての要求特性を満足し、かつ接合強度な
らびに耐ヒートサイクル性に優れた炭素質複合部材を製
造することができるから、リン酸型燃料電池、塩素−亜
鉛型電池のような二次電池用として極めて有用である。
セパレータとしての要求特性を満足し、かつ接合強度な
らびに耐ヒートサイクル性に優れた炭素質複合部材を製
造することができるから、リン酸型燃料電池、塩素−亜
鉛型電池のような二次電池用として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明において電極基材、セパレータ基材およびサ
イドシール基材の各グリーン前駆体をセル形態に接合す
る状態を示した斜視説明図である。 １・・・セパレータ基材 ２・・・電極基材３・・
・サイドシール 特許出願人 東海カーボン株式会社
イドシール基材の各グリーン前駆体をセル形態に接合す
る状態を示した斜視説明図である。 １・・・セパレータ基材 ２・・・電極基材３・・
・サイドシール 特許出願人 東海カーボン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、α−セルロースにより構成された気孔率７０％以上
のシートに残炭率４５％以上の熱硬化性樹脂溶液を含浸
したのち半硬化して電極基材のグリーン前駆体を形成す
る工程と、α−セルロースにより構成された気孔率６０
％以下のシートに残炭率４５％以上の熱硬化性樹脂溶液
を含浸したのち半硬化してセパレータ基材およびサイド
シール基材のグリーン前駆体を形成する工程と、前記電
極基材、セパレータ基材およびサイドシール基材の各グ
リーン前駆体を所定のセル形態に積層して熱圧接合した
のち完全硬化し、ついで非酸化性雰囲気中１０００℃以
上の温度域で焼成炭化する工程、からなることを特徴と
する燃料電池用炭素質複合部材の製造方法。 ２、α−セルロースにより構成された気孔率７０％以上
のシートが、α−セルロース含有率６０％以上、平均気
孔径６０〜２００μｍの性状を有するものである請求項
１記載の燃料電池用炭素質複合部材の製造方法。 ３、α−セルロースにより構成された気孔率６０％以下
のシートが、α−セルロース含有率８０％以上、平均気
孔径１〜５０μｍの性状を有するものである請求項１記
載の燃料電池用炭素質複合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172055A JPH0221569A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172055A JPH0221569A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221569A true JPH0221569A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=15934697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172055A Pending JPH0221569A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0221569A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04245167A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解質燃料電池の製造方法 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP63172055A patent/JPH0221569A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04245167A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解質燃料電池の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4064207A (en) | Fibrillar carbon fuel cell electrode substrates and method of manufacture | |
| US4234650A (en) | Laminar carbon member and a method of manufacturing it | |
| JP3356534B2 (ja) | 電解質保持板及びその製造方法 | |
| JPS6150912B2 (ja) | ||
| US4080413A (en) | Porous carbon fuel cell substrates and method of manufacture | |
| JPH0449747B2 (ja) | ||
| JP2018195577A (ja) | 電池における短絡及び／又はリチウムめっきの発生を低減する方法 | |
| GB2175578A (en) | Integral carbonised bodies and their use in fuel cells | |
| US5776384A (en) | Method for making carbon super capacitor electrode materials | |
| JPH0221569A (ja) | 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 | |
| JPH11340103A (ja) | 活性炭素材の製造方法 | |
| JPH05307967A (ja) | 燐酸型燃料電池用炭素成形体の製造方法 | |
| KR20220029818A (ko) | 후막 인조그라파이트 단일체 및 그 제조방법 | |
| JPH03105863A (ja) | 燃料電池用炭素質複合部材とその製造方法 | |
| JPH04284363A (ja) | 炭素板の製造方法 | |
| JPH0450709B2 (ja) | ||
| JP2524820B2 (ja) | 燃料電池用炭素質複合基材の製造方法 | |
| JPS62171908A (ja) | 炭素板の製造方法 | |
| JP4080095B2 (ja) | 肉厚多孔質炭素材の製造方法 | |
| JP2015010014A (ja) | 炭素板材の製造方法及び炭素板材 | |
| JP2603138B2 (ja) | 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 | |
| JP2009155193A (ja) | 多孔質炭素板およびその製造方法、多孔質炭素板を用いた膜電極融合体 | |
| JPH07220732A (ja) | リン酸型燃料電池用多孔質炭素板の製造方法 | |
| JP2001185462A (ja) | 固体活性炭電極の製造方法 | |
| CN115775923A (zh) | 一种锂离子电池及其制备方法和用途 |