JPH0286066A

JPH0286066A - 導電性複合基材

Info

Publication number: JPH0286066A
Application number: JP1001653A
Authority: JP
Inventors: Kishio Miwa; 輝之男三輪; Hiroaki Fukui; 裕明福井; Fumiaki Noman; 文昭乃万
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1990-03-27

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）この発明は、酸やアルカリを電解質とする燃料電池、特
にリン酸型燃料電池や、電解質としてイオン交換膜を使
用するメンブレン型燃料電池の電極材ユニット、燃料ガ
ス分配ユニット、冷却ユニット等の機能素子、電解液流
通型二次電池の電極材ユニット等の機能素子を構成する
のに適した導電性複合基材に関する。

（従来の技術）よく知られているように、燃料電池においては、導電性
のガス分離板の両面に、やはり導電性のガス拡散電極板
を配置してなる電極材ユニットを多数積層して使用する
。このようなユニットにおいて、積層面における接触電
気抵抗が大きいと、当然、積層方向に電流を流したとき
の電圧降下が大きくなって、上述した燃料電池の場合、
発電効率が大きく低下するようになる。

このような問題を解決しようとして、たとえば特開昭６
１−１９０６９号発明は、炭素質の導電性ガス分離板の
両面に炭素繊維製ガス透過性多孔質電極板をフェノール
樹脂系接着剤で接合した後、焼成して接着剤を炭化せし
めてなる電極材ユニットを提案している。このユニット
は、接着剤が炭化されるので、導電性ガス分離板とガス
透過性多孔質電極板とを単に積層したものにくらべて接
触電気抵抗を低くできる。しかしながら、一方で、接着
剤の焼成、炭化工程を含むために製造コストが高くなる
という問題がある。また、焼成、炭化工程で接着剤が収
縮するためにユニットが反ったり、十分に高い接合強度
を得ることができないために接合面が剥離しやすいとい
う問題もある。これらの不都合は、当然、大型のユニッ
トになるほど顕著になる。

一方、特開昭６２−２１１８６８号発明は、２枚のガス
透過性多孔質炭素質板の間に熱可塑性樹脂フィルムを挟
み、加熱、加圧して一体に接合してなる導電性ガス分離
板を提案している。、そうして、この特開昭６２−２１
１８６８号発明は、上記熱可塑性樹脂フィルムとしてポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のフィルムを用
いることを提案しているが、ＰＴＦＥは溶融粘度が１０
１１〜１０１３ポイズと大変高いために、加熱によって
溶融してもガス透過性多孔質炭素質板の孔内に十分に入
りきらず、高い接合強度が得られないばかりか、ＰＴＦ
Ｅが接合面に厚く層状に残存するためにガス透過性多孔
質炭素質板同士の接合面における電気抵抗が大きくなる
という問題がある。

（発明が解決しようとする課題）この発明の目的は、従来の導電性複合基材の上述した問
題点を解決し、接合面における電気抵抗が大変低（、各
種燃料電池の電極材ユニット、燃料ガス分配ユニット、
冷却ユニット等の機能素子、電解液流通型二次電池の電
極材ユニット等の機能素子として好適な導電性複合基材
を提供するにある。

（課題を解決するための手段）上述した目的は、ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス透
過性導電板との層状構成を有し、かつ、それらガス透過
性多孔質炭素質板と非ガス透過性導電板とが、実質昨に
上記ガス透過性多孔質炭素質板の孔内にのみ存在する熱
可塑性樹脂によって一体に接合されていることを特徴と
する導電性複合基材によって達成される。

また、上記目的は、ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス
透過性導電板との層状構成を有し、かつ、それらガス透
過性多孔質炭素質板と非ガス透過性導電板とが、下記の
群から選ばれた樹脂によって一体に接合されていること
を特徴とする導電性複合基材番、こよって達成される。

テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニル
エ、−チルとの共重合体テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンと
の共重合体ポリエーテルスルホンポリ塩化ビニルポリ塩化ビニリデンポリエチレンポリプロピレンポリアミドポリスルホンポリエステルポリフェニレンスルファイドポリエーテルエーテルケトンポリフッ化ビニリデン含フッ素ポリエステル含フッ素アクリルこの発明の詳細な説明するに、この発明の導電性複合基
材は、ガス透過性多孔質炭素質板と、非ガス透過性導電
板との層状構成を有する。両者は、接合されている。そ
うして、ガス透過性多孔質炭素質板は、非ガス透過性導
電板の片面のみに接合されている場合もあり、両面に接
合されている場合もある。逆に、ガス透過性多孔質炭素
質板の片面または両面に非ガス透過性導電板が接合され
ている場合もあり、用途等に応じて適宜の態様が採られ
るものである。また、ガス透過性多孔質炭素質板や非ガ
ス透過性導電板は、全くの平板状である場合もあり、機
械的な加工が施されている場合もある。これも、用途等
に応じた態様が採られるものである。

ガス透過性多孔質炭素質板は、好ましくは、たとえば、
単糸径が４〜１５μｍで、繊維長が２〜２Ｑｍｍである
ような炭素短繊維を実質的に２次元平面内においてラン
ダムに分散せしめ、かつ、短繊維同士を炭素で結着して
なるようなもので、連通気孔を有し、厚み方向や板面方
向にガスを透過させることができるものである。かかる
ガス透過性多孔質炭素質板を使用すると、非ガス透過性
導電板との接合強度が一層向上するばかりでなく、それ
との接触面における電気抵抗をより低くすることができ
るようになる。そのようなガス透過性多孔質炭素質板は
、特公昭５３−１８６０３号公報や特公昭５３−４３９
２０号公報等に記載されており、たとえば抄造法によっ
て製造することができる。

ガス透過性多孔質炭素質板は、また、たとえば、単糸径
が４〜１５μｍで、繊維長が０．１〜１ｍｍであるよう
な炭素短繊維と、焼成によって炭化するフェノール樹脂
等の樹脂との混合物を所望の形状に成形し、焼成して得
られるようなものであってもよい。この場合は、炭素短
繊維が３次元的にランダムに配向するようになる。その
ような、いわゆるモールディング法によるガス透過性多
孔質炭素質板は、特公昭６１−５０９１２号公報や特公
昭６２−２９２０７号公報等に記載されている。

なお、用途等によっては、これと、上述した、炭素短繊
維を２次元平面内においてランダムに分散せしめてなる
ものとを併用することもできる。

ガス透過性多孔質炭素質板の平均気孔径や気孔率は、使
用する炭素短繊維の単糸径や量、焼成によって生成する
炭素の量等によって異なるものの、非ガス透過性導電板
との接合を強固に行うためと、接合面における電気抵抗
が高くならないようにするために、後述するように、平
均気孔径が２０〜１５０μｍの範囲内にあり、気孔率が
４０〜８５％の範囲内にあるのが好ましい。より好まし
い平均気孔径の範囲は２０〜６０μｍであり、気孔率の
範囲は５０〜８０％である。

非ガス透過性導電板は、通常の、いわゆる高密度炭素板
や、グラッシーカーボン板や、炭素粉末、炭素短繊維等
の導電性材料と樹脂との混合物を所望の形状に成形して
なる導電性プラスチック板や、黒鉛粉末を酸処理した後
に加熱して得られる膨張黒鉛粉末を圧縮成形してなる黒
鉛板や、電解銅板や、アルミニウム板のようなものであ
る。そうして、この非ガス透過性導電板は、導電性は有
するものの、厚み方向にガスを透過させることはほとん
ど全くない。厚みは、用途等に応じて任意に選定できる
。なお、ガス透過性多孔質炭素質板との接合強度を向上
させるために、非ガス透過性導電板は、その表面を粗面
化処理しておくことができる。

さて、上述したガス透過性炭素質板と非ガス透過性導電
板とは、熱可塑性樹脂１．すなわち、テトラフルオロエ
チレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重
合体（ＰＦＡ）や、テトラフルオロエチレンとヘキサフ
ルオロプロピレンとの共重合体（Ｐ　Ｆ　Ｅ　Ｐ）や、
ポリエーテルスルホン（Ｐ　Ｅ　Ｓ）によって一体に接
合され、導電性複合基材が構成される。これらの熱可塑
性樹脂によって接合され、構成された導電性複合基材は
、これらの熱可塑性樹脂は熱的、化学的に安定であるた
めに、高温で腐食性のある電解質を用いるリン酸型燃料
電池の、上述した機能素子として特に好適である。

また、たとえばメンブレン型燃料電池のように、比較的
低温で作動し、耐薬品性をそれほど要求されない場合に
は、熱可塑性樹脂として、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド
、ポリスルホン、ポリエステル、ポリフェニレンスルフ
ァイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニ
リデン、含フッ素ポリエステル、含フッ素アクリルを使
用することができる。

上述した熱可塑性樹脂は、いずれも、溶融粘度が１０２
〜１０６ポイズと低く、後述する接合工程でガス透過性
多孔質炭素質板の孔内によく入り込み、実質的にそのガ
ス透過性多孔質炭素質板の孔内のみに存在するようにな
って、接合面における電気抵抗が大変低くなる。もっと
も、ガス透過性多孔質炭素質板は、多孔質であるがゆえ
に表面が平滑ではない。そのため、ミクロ的にみると表
面を明確には定め難く、非ガス透過性導電板との間に熱
可塑性樹脂が層状に残存しているといえなくもない場合
がある。しかしながら、いずれにしても、上述した、Ｐ
ＴＦＥを使用したときほど明確に残存を確認することが
できない。

ここで、溶融粘度は、毛細管型粘度計を使用し、ＡＳＴ
Ｍ−Ｄ−１２３８に規定される方法に準じて測定する。

測定時の温度は、熱可塑性樹脂の融点または軟化点より
も１０〜７０℃はど高い範囲で選定する。

上述した熱可塑性樹脂を用いた、ガス透過性多孔質炭素
質板と非ガス透過性導電板との接合は、次のようにして
行う。

すなわち、ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス透過性導
電板との間に、厚みが１０〜２００μｍはどの、上記熱
可塑性樹脂のフィルムを挟み、加圧下にフィルムを溶融
させて接合する。このときの加圧力は、５〜２０ｋｇ／
ｃｍ２程度でよい。そうして、接合した後は、そのまま
、室温または室温近くまで冷却した後に加圧を解くよう
にするのが好ましい。なお、熱可塑性樹脂のフィルムと
して、数ｍ＠〜数ｃ１１１ピッチで多数の微細な孔をあ
けた、いわゆる多孔性フィルムを使用すると、接合時に
、抱き込んだ空気が孔を通って抜は出るようになるので
好ましい。

接合にあたっては、熱可塑性樹脂の量が多くなりすぎな
いよう、使用する熱可塑性樹脂フィルムの厚みに注意す
る必要がある。多くなりすぎると、ガス透過性多孔質炭
素質板と非ガス透過性導電板との間に、電気的に絶縁材
である熱可塑性樹脂の厚い層ができ、接合面における電
気抵抗が高くなるようになる。

ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス透過性導電板との接
合強度を向上させるためと、接合面における電気抵抗が
高くならないようにするために、ガス透過性多孔質炭素
質板は、上述したように平均気孔径が２０〜１５０μｍ
の範囲にあり、気孔率が４０〜８０％の範囲にあるもの
であるのが好ましい。

すなわち、平均気孔径が２０μｍよりも小さいと、溶融
した熱可塑性樹脂がガス透過性多孔質炭素質板に十分に
取り込まれなくなることがある。また、平均気孔径が１
５０μｍを越えると、熱可塑性樹脂の量にもよるが、ガ
ス透過性多孔質炭素質板の孔の部分で熱可塑性樹脂に凹
みができ、十分な接合強度が得られない場合がある。な
お、平均気孔径は、周知の水銀ポロシメータで計ること
ができる。

また、接合強度の向上には、ガス透過性多孔質炭素質板
として、上述した、炭素短繊維が実質的に２次元平面内
においてランダムに分散せしめられているものを使用す
るのが好ましい。これは、孔内に入った熱可塑性樹脂が
炭素短繊維を包み込み、ブリッジを組んだような形で非
ガス透過性導電板を接合するようになるからで、より少
ない熱可塑性樹脂で強固な接合を行えるようになる。

（実施態様）第１図は、平板状非ガス透過性導電板１と、その各面に
それぞれ接合された、片面に互いに並行する多数の溝２
ａｓ２ａｓ・・・・・・を有するガス透過性多孔質炭素
質板２．２とからなる導電性複合基材で構成した燃料電
池用電極材ユニットを示すものである。ガス透過性多孔
質炭素質板２．２は、溝２ａｓ２ａｓ・・・・・・を有
する面において非ガス透過性導電板１と接合され、かつ
、一方のガス透過性多孔質炭素質板２の溝２ａ１２ａｓ
・・・・・・と他方のガス透過性多孔質炭素質板２の溝
２ａｓ２ａｓ・・・・・・とが互いに直交するように接
合されている。

そうして、この電極材ユニットは、一方のガス透過性多
孔質炭素質板２が燃料ガスの拡散電極として作用し、他
方のガス透過性多孔質炭素質板２が酸化性ガス（通常、
空気である）の拡散電極として作用し、非ガス透過性導
電板１が燃料ガスと酸化性ガスとの分離板として作用す
る。以下において説明するすべての実施態様においても
同様であるが、ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス透過
性導電板との接合は、実質的にガス透過性多孔質炭素質
板の孔内のみに存在する上記熱可塑性樹脂か、または、
孔内に加えて、双方の間に極めて薄く層状に存在する上
記熱可塑性樹脂によって行われている。もっとも、熱可
塑性樹脂の層は、上述したように、ＰＴＦＥを用いて接
合したときほど明確に確認できない。

第２図は、各面に互いに並行する多数の溝３ａ。

３ａｓ・・・・・・を有する非ガス透過性導電板３と、
その各面にそれぞれ接合された平板状ガス透過性多孔質
炭素質板４．４とからなる導電性複合基材で構成した、
やはり燃料電池用の電極材ユニットを示すものである。

非ガス透過性導電板３の一面に形成された溝３ａｓ３ａ
ｓ・・・・・・と、他面に形成された溝３ａｓ３ａｓ・
・・・・・とは、やはり直交している。この態様の電極
材ユニットは、非ガス透過性導電板３が燃料ガスと酸化
性ガスとの分離板として作用し、一方のガス透過性多孔
質炭素質板４が燃料ガスの拡散電極として作用し、他方
のガス透過性多孔質炭素質板４が酸化性ガスの拡散電極
として作用する。

第３図は、平板状非ガス透過性導電板１と、その各面に
接合された、片面に互いに並行する多数の溝２ａｓ２ａ
ｓ・・・・・・を有するガス透過性多孔質炭素質板２．
２とからなる導電性複合基材で構成した、燃料電池用の
燃料ガス分配ユニットを示すものである。この燃料ガス
分配ユニットは、ガス透過性多孔質炭素質板２．２の配
置が、第１図に示したものとは表裏が逆になっている。

第４図は、平板状非ガス透過性導電板１と、その片面゛
に接合された、片面に互いに並行する多数のＵ字状の溝
５ａｑ５ａｓ・・・・・・を有するガス透過性多孔質炭
素質板５とからなる導電性複合基材で構成した、燃料電
池用の冷却ユニットを示すものである。使用に際しては
、溝５ａ％　５ａ　ｓ・・・・・・内に冷却媒体を流す
ための管が配置される。このような冷却ユニットは、燃
料電池の組み立てに際して、数セルユニットごとにセル
ユニット間に介在せしめられ、電気化学的反応によって
生じる熱を外部に放出させるために使用されるものであ
る。

第５図は、上述した、炭素質短繊維を２次元平面内にお
いてランダムに分散せしめてなるガス透過性多孔質炭素
質板と、３次元的にランダムに分散せしめてなるガス透
過性多孔質炭素質板とを併用してなる導電性複合基材で
構成した、燃料電池用の電極材ユニットを示すものであ
る。平板状非ガス透過性導電板１の各面に、それぞれ、
炭素質短繊維が２次元平面内においてランダムに分散せ
しめられているガス透過性多孔質炭素質板６を介して、
炭素質短繊維が３次元的にランダムに分散せしめられて
いる、互いに並行する多数の溝７ａ。

７ａ、・・・・・・を有するガス透過性多孔質炭素質板
７が接合されている。非ガス透過性導電板１とガス透過
性多孔質炭素質板６とが、第１図において説明したよう
に接合されていることはもちろんであるが、ガス透過性
多孔質炭素質板６と７との接合も、やはり同様に行われ
ているものである。

（実　施　例）実施例１東し株式会社製ポリアクリロニトリル系炭素質繊維“ト
レカ”Ｔａ２Ｏ（平均単糸径ニアμｍ１単糸数：　６０
００本）を長さ１２ｍｍに切断し、ポリビニルアルコー
ルを抄造用バインダとする抄造媒体と混合、撹拌した後
、抄造し、中間基材を得た。

次に、上記中間基材にフェノール樹脂の１０重量％メタ
ノール溶液を含浸して中間基材１００重量部に対してフ
ェノール樹脂を１５０重量部付着せしめ、９０℃で乾燥
した後、５ｋｇｆ　７ｃｍ”の圧カニに１７０℃で１５
分間加熱し、フェノール樹脂を硬化させた。

次に、フェノール樹脂が硬化した上記中間基材を、窒素
雰囲気中にて２５００℃で焼成してフェノール樹脂を炭
化し、厚みが２ｍｍのガス透過性多孔質炭素質板を得た
。このガス透過性多孔質炭素質板は、平均気孔径が約４
０μｍで、気孔率は約７２％であり、厚み方向の電気抵
抗は１１．１ｍΩであった。厚み方向の電気抵抗は、特
に断わらない限り、以下におけるガス透過性多孔質炭素
質板および非ガス透過性導電板の厚み方向の電気抵抗の
、測定においても同様であるが、ガス透過性多孔質炭素
質板を水銀電極で挟み、電極間に１０ｍ２あたり１００
ｍＡの電流を流したときの、その１０ｍ２あたりの電圧
降下から求めた。

次に、２枚の上記ガス透過性多孔質炭素質板の間に、東
し合成フィルム株式会社製ＰＦＡフィルム“トヨフロン
”５０Ｐ（厚み：５０μｍ）ヲ介シて、非ガス透過性導
電板たる神戸製鋼株式会社製グラッシーカーボン板０Ｃ
Ｒ−１０１（厚み：１゜５　ｍｍ、厚み方向の電気抵抗
：１．２２ｍΩ）を挟み、３１０℃の温度下に１０ｋｇ
ｆ／ａｍ２で加圧してガス透過性多孔質炭素質板とグラ
ッシーカーボン板とを一体に接合し、第３図に示したよ
うな燃料電池用燃料ガス分配ユニットを得た。もっとも
、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの、上述した方法による
厚み方向の電気抵抗は２３．　５ｍΩで、ガス透過性多
孔質炭素質板とグラッシーカーボン板との合計抵抗２３
．　４ｍΩとほとんど変わらなかった。また、得られた
燃料ガス分配ユニットにどれほどのリン酸を含浸し得る
かを調べたところ、０゜２４８ｇ／ｃｍ２のリン酸を含
浸することができ、リン酸型燃料電池の燃料ガス分配ユ
ニットとして極めて好適であることがわかった。

実施例２実施例１で使用したガス透過性多孔質炭素質板の片面に
、幅’；２　ｍｍ、深さ１ｍｍの、２ｍｍピッチで互い
に並行する多数の溝を加工した。このガス透過性多孔質
炭素質板の厚み方向の電気抵抗は、１６゜６ｍΩであっ
た。なお、電気抵抗は、ガス透過性多孔質炭素質板を炭
素質電極で挟み、５ｋｇ［／ｃｍ２の加圧下に両電極間
にｌ　０ｍ２あたり１００ｍＡの電流を流したときの、
その１０ｍ２あたりの電圧降下から、ガス透過性多孔質
炭素質板と炭素質電極との接触面で生ずる電圧降下分を
差しり目Ａで求めた。

以下、実施例１と同様にして第１図に示したような燃料
電池用電極材ユニットを得た。

得られた電極材ユニットの厚み方向の電気抵抗は３４．
６ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグラッシ
ーカーボン板との合計抵抗３４．４ｍΩとほとんど変わ
らなかった。

実施例３実施例１と同様にして、２枚の、厚みが０．　４ｍｍで
、厚み方向の電気抵抗が２．　２０ｍΩであるガス透過
性多孔質炭素質板を用意した。一方、非ガス透過性導電
板として、株式会社東海カーボン製黒鉛板Ｔ２１７２　
（厚み：５ｍｍ）を用意し、ソノ両面に実施例２と同様
の溝加工を施した。この溝付黒鉛板の厚み方向の電気抵
抗は、０．　８０ｍΩであった。

次に、上記ガス透過性多孔質炭素質板と溝付黒鉛板とを
実施例１と同様にして接合し、第２図に示したような燃
料電池用電極材ユニットを得た。

得られた電極材ユニットの厚み方向の電気抵抗は５．５
０ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板と黒鉛板と
の合計抵抗５．　２０ｍΩとほとんど変わらなかった。

実施例４米国ユニオンカーバイド社製ピッチ系炭素質繊維（平均
単糸径：１２μｍ）を長さ６ｍｍに切断し、以下実施例
１と同様にして、厚みが２ｍｍのガス透過性多孔質炭素
質板を用意した。このガス透過性多孔質炭素質板は、平
均気孔径が約９０μｍ１気孔率が約７５％で、厚み方向
の電気抵抗は１３．８ｍΩであった。

次に、上記ガス透過性多孔質炭素質板を用いて、実施例
１と同様にして燃料電池用電極材ユニットを得た。もっ
とも、溝加工は施していない。

得られた電極材ユニットの厚み方向の電気抵抗は３０．
９ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグラッシ
ーカーボン板との合計抵抗２８．８ｍΩとそれほど変わ
らなかった。

実施例５実施例４で使用した炭素質繊維を１ｍｍ以下に粉砕し、
これをメタノール１００重量部にフェノール樹脂４５重
量部を溶解した液中に分散、混合し、濾過し、さらに７
０°Ｃで乾燥した。

次に、上記混合物を粉砕し、その１００重量部に、１５
０〜２５０メツシユにふるい分けした粒状砂糖を６０重
量部添加し、混合した後、その混合物を金型に入れ、１
４０℃の温度下に７０ｋｇ１／ｃｍ”で加圧して成形し
、さらに８０℃の温水中に４時間放置し、その後２５０
０℃で焼成してガス透過性多孔質炭素質板を得た。

得られたガス透過性多孔質炭素質板は、炭素質短繊維が
３次元的にランダムに分散しており、厚みは２．　２ｍ
ｍ、平均気孔径は５０μｍ１気孔率は６３％であった。

次に、上記ガス透過性多孔質炭素質板の片面に、幅２ｎ
ｖ＋、深さ１．１ｍｍの、２ｍｍピッチで互いに並行す
る多数の溝を加工した。この溝付ガス透過性多孔質炭素
質板の厚み方向の電気抵抗は、１８゜１ｍΩであった。

以下、上記溝付ガス透過性多孔質炭素質板を用い、実施
例１と同様にして燃料電池用電極材ユニットを得た。

得られた電極材ユニットの厚み方向の電気抵抗は４０．
　７ｍΩであった。なお、ガス透過性多孔質炭素質板と
グラッシーカーボン板との合計抵抗は、３７．４ｍΩで
ある。

実施例６実施例１と同様にして得た、厚みが０．１ｍｍのガス透
過性多孔質炭素質板（厚み方向の電気抵抗二〇、５５ｍ
Ω）と、実施例５で使用したガス透過性多孔質炭素質板
とを用い、実施例１と同様にして、第５図に示したよう
な燃料電池用電極材ユニットを得た。

得られた電極材ユニットの厚み方向の電気抵抗は４２．
０ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグラッシ
ーカーボン板との合計抵抗３８．５ｍΩとほとんど変わ
らなかった。

実施例７ＰＦＡフィルムを厚みが１００μｍのものに変えたほか
は実施例１と同様にして、第４図に示したよ゛うな燃料
電池用冷却ユニットを得た。

得られた冷却ユニットの厚み方向の・電気抵抗は２３、
　４ｍΩで、実施例１の場合と変わらなかった。

実施例８ＰＦＡフィルムに代えて、東し合成フィルム株式会社製
ＰＦ”ＥＰフィルム“トヨフロン”５０Ｆ（厚み２５０
８ｍ）を用い、３２０℃の温度下に１０ｋｇｆ　７０ｍ
２で加圧、接合を行ったほかは実施例１と同様にして、
第３図に示したような燃料電池用燃料ガス分配ユニット
を得た。もっとも、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２４．６ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグ
ラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩとほとん
ど変わらなかった。

実施例９ＰＦＡフィルムに代えて三井東圧化学株式会社製ＰＥＳ
フィルム“ＴＡＬＰＡ”　１０００　（厚み：５０　μ
ｍ）を用い、３５０℃の温度下に１０ｋｇｆ／ｃｍ２で
加圧、接合を行ったほかは実施例１と同様にして、第３
図に示したような燃料電池用燃料ガス分配ユニットを得
た。もっとも、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２４゜１ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグ
ラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩとほとん
ど変わらなかった。

実施例１０厚みが２５μｍのＰＦＡフィルムを用い、３５０℃の温
度下に１０ｋｇｆ／ｃｍ２で加圧、接合を行ったほかは
実施例１と同様にして、第３図に示したような燃料電池
用燃料ガス分配ユニットを得た。

もっとも、溝加工は施していない。

得られたガス燃料分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２３．４ｍΩで、ガス透過性多孔質炭素質板とグラッシ
ーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩと変わらなかっ
た。

実施例１１ＰＦＡフィルムに代えて、東し合成フィルム株式会社製
ポリプロピレンフィルム“トレファン”＃３３００　（
厚み：５０／１１１１）を用い、１８０℃の温度下に１
５　ｋｇｌ　７ｃｍ２で加圧、接合を行ったほかは実施
例１と同様にして、第３図に示したような燃料電池用燃
料ガス分配ユニットを得た。もっとも、溝加工は施して
いない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２４．７ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグ
ラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩとほとん
ど変わらなかった。

実施例１２ＰＦＡフィルムに代えて、三共ポリエチレン株式会社製
ポリエチレンフィルム（厚み＝５０μｍ）を用い、２０
０℃の温度下に１５　ｋｇｆ　／　ｃ＋ｎ２で加圧、接
合を行ったほかは実施例１と同様にして、第３図に示し
たような燃料電池用燃料ガス分配ユニットを得た。もっ
とも、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２３．６ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板とグ
ラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩとほとん
ど変わらなかった。

実施例１３ＰＦＡフィルムに代えて、呉羽化学工業株式会社製ポリ
フッ化ビニリデンフィルムＫＦ　　５ＨＥＥＴＰ２０（
厚み２５０μｍ）を用い、２５０°Ｃの温度下に１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ２で加圧、接合を行ったほかは実施例１と同
様にして、第３図に示したような燃料電池用燃料ガス分
配ユニットを得た。もっとも、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２３．９＋ｎＱで、やはりガス透過性多孔質炭素質板と
グラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩとほと
んど変わらなかった。

実施例１４２枚の、実施例１で使用したガス透過性多孔質炭素質板
の間に、東し合成フィルム株式会社製ポリプロピレンフ
ィルム“トレファン”＃３３００（厚み：２５μｍ）を
介して、非ガス透過性導電板たる、三井金属鉱業株式会
社製電解銅箔ＤＴ−７０（厚みニア０μｍ１厚み方向の
電気抵抗：０．０１ｍΩ）を挟み込み、１８０℃の温度
下に１５ｋｇｆ／ｃｍ２で加圧、接合を行ったほかは実
施例１と同様にして、第３図に示したような燃料電池用
燃料ガス分配ユニットを得た。もっとも、溝加工は施し
ていない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２３．８ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板と電
解銅箔との合計抵抗２２．２ｍΩとほとんど変わらなか
った。

実施例１５ＰＦＡフィルムに代えて、東し合成フィルム株式会社製
ポリアミドフィルム“デイファン″Ｔ１４０１＃５０　
（厚み２５０μｍ）を用い、２５０℃の温度下に１０ｋ
ｇ［７ｃｍ２で加圧、接合を行ったほかは実施例１と同
様にして、第３図に示したような燃料電池用燃料ガス分
配ユニットを得た。もっとも、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２４．　８ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板と
グラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍΩとほと
んど変わらなかった。

実施例１６ＰＦＡフィルムに代えて、東し株式会社製ポリエステル
フィルム“ルミラー”＃２５Ｔ７０（ｆｆみ：２５μｍ
）を使用し、２５０℃の温度下に１０ｋｇｆ　／ｃｒｎ
２で加圧、接合を行ったほかは実施例１と同様にして、
第３図に示したような燃料電池用燃料ガス分配ユニット
を得た。もっとも、溝加工は施していない。

得られた燃料ガス分配ユニットの厚み方向の電気抵抗は
２４．　５ｍΩで、やはりガス透過性多孔質炭素質板と
グラッシーカーボン板との合計抵抗２３．４ｍＱとほと
んど変わらなかった。

実施例１７ＰＦＡフィルムに代えて、三井東圧化学株式会社製ポリ
エーテルエーテルケトンフィルム“ＴＡＬＰＡ”　２０
００　（厚み：５０ａｍ）を用い、２５０℃の温度下に
ＩＱｋｇｌ／ｃｍ２で加圧、接合を行ったほかは実施例
１と同様にして、第３図に示したような燃料電池用燃料
ガス分配ユニットを得た。

もっとも、溝加工は施していない。

（発明の効果）この発明の導電性複合基材は、ガス透過性多孔質炭素質
板と非ガス透過性導電板とを一体に接合してなるが、そ
の接合が、特定の熱可塑性樹脂により、しかも、実質的
にガス透過性多孔質炭素質板の孔内にのみ存在する熱可
塑性樹脂によって行われているから、実施例にも示した
ように、接合面における電気抵抗が大変低い。そのため
、燃料電池の電極材ユニット、燃料ガス分配ユニット、
冷却ユニット等の機能素子や、電解液流通型二次電池の
電極材ユニット等の機能素子として極めて好適である。

また、そのような基材は、ガス透過性多孔質炭素質板と
非ガス透過性導電板との間に熱可塑性樹脂のフィルムを
挟んで加熱、加圧することによって簡単に製造すること
ができ、上述した従来の方法のように接合後の焼成等を
必要としないから、製造コストを安くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、この発明の、それぞれ異なる導電性
複合基材を使用した燃料電池用機能素子を示す概略斜視
図である。に非ガス透過性導電板２：ガス透過性多孔質炭素質板３：非ガス透過性導電板４：ガス透過性多孔質炭素質板５：ガス透過性多孔質炭素質板６：ガス透過性多孔質炭素質板７：ガス透過性多孔質炭素質板

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス透過性導電板
との層状構成を有し、かつ、それらガス透過性多孔質炭
素質板と非ガス透過性導電板とが、実質的に上記ガス透
過性多孔質炭素質板の孔内にのみ存在する熱可塑性樹脂
によって一体に接合されていることを特徴とする導電性
複合基材。
（２）ガス透過性多孔質炭素質板と非ガス透過性導電板
との層状構成を有し、かつ、それらガス透過性多孔質炭
素質板と非ガス透過性導電板とが、下記の群から選ばれ
た樹脂によって一体に接合されていることを特徴とする
導電性複合基材。テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニル
エーテルとの共重合体テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンと
の共重合体ポリエーテルスルホンポリ塩化ビニルポリ塩化ビニリデンポリエチレンポリプロピレンポリアミドポリスルホンポリエステルポリフェニレンスルファイドポリエーテルエーテルケトンポリフッ化ビニリデン含フッ素ポリエステル含フッ素アクリル
（３）請求項（１）または（２）の導電性複合基材を有
する燃料電池用機能素子。