JPH0622142B2 - フッ素樹脂で端部シールした複合電極基板及びその製造方法 - Google Patents
フッ素樹脂で端部シールした複合電極基板及びその製造方法Info
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- JPH0622142B2 JPH0622142B2 JP61190960A JP19096086A JPH0622142B2 JP H0622142 B2 JPH0622142 B2 JP H0622142B2 JP 61190960 A JP61190960 A JP 61190960A JP 19096086 A JP19096086 A JP 19096086A JP H0622142 B2 JPH0622142 B2 JP H0622142B2
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- electrode substrate
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、リン酸型燃料電池用複合電極基板及びその製
造方法に係る。
造方法に係る。
［従来の技術］ 一般にリン酸型燃料電池による電極としての基板は片面
がリン酸マトリックスに接触して別の片面がセパレータ
ーにつきあわされて積層され、電極基板を積層して燃料
電池とするにはその端部にシール材を配置して電池電極
基板の側面から反応ガスが外部に拡散しないようにして
いる。
がリン酸マトリックスに接触して別の片面がセパレータ
ーにつきあわされて積層され、電極基板を積層して燃料
電池とするにはその端部にシール材を配置して電池電極
基板の側面から反応ガスが外部に拡散しないようにして
いる。
このような燃料電池基板用材料としては、炭素繊維材が
その素材としての耐熱性、耐触性、道電性、強度等の物
性から使用され、上記ガス拡散部には多孔性炭素材が、
シール材及びセパレーター材としては緻密炭素材が使用
されている。
その素材としての耐熱性、耐触性、道電性、強度等の物
性から使用され、上記ガス拡散部には多孔性炭素材が、
シール材及びセパレーター材としては緻密炭素材が使用
されている。
従って、部材点数が多く製造工程が複雑になるという欠
点があった。
点があった。
またこのような燃料電池において各部材間の接合は従来
はカーボンセメントを用いて行なわれていた。しかしカ
ーボンセメントはリン酸によって酸化されるため、部材
間の剥離を生じたり、接合部を通して反応ガスが漏れた
りする可能性があった。
はカーボンセメントを用いて行なわれていた。しかしカ
ーボンセメントはリン酸によって酸化されるため、部材
間の剥離を生じたり、接合部を通して反応ガスが漏れた
りする可能性があった。
［発明の課題］ 本発明は、多孔性炭素質電極部の端部がフッ素樹脂層で
シールされており、従来の端部シール部材を別に接合し
た複合電極基板よりも部材点数が少なく、極めて簡略化
された製造工程によって製造し得、従って安価に製造し
得る燃料電池用複合電極基板及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
シールされており、従来の端部シール部材を別に接合し
た複合電極基板よりも部材点数が少なく、極めて簡略化
された製造工程によって製造し得、従って安価に製造し
得る燃料電池用複合電極基板及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
本発明はまた、反応ガスの電池側面への漏出を防ぐため
の周辺シール部材を設ける必要のない燃料電池用複合電
極基板を提供することを目的とする。
の周辺シール部材を設ける必要のない燃料電池用複合電
極基板を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は耐リン酸性に有れたリン酸型燃料電
池用複合電極基板を提供することである。
池用複合電極基板を提供することである。
本発明はさらに他の目的および利点は以下の記載から当
業者には明らかであろう。
業者には明らかであろう。
［発明の構成］ 本発明は、緻密炭素材からなるセパレーター及び該セパ
レーターと接合されて反応ガス孔道を形成する複数の溝
を片面に備え他の一面は平板状である２の多孔性炭素質
電極部から成り、前記多孔性炭素電極部を反応ガス孔道
が直交して相対するようにセパレーターの両面に接合し
て形成した燃料電池用複合電極基板であって、前記多孔
性炭素質電極部が四フッ化エチレン樹脂ディスパージョ
ンにより前記セパレーターに接合されており、前記多孔
性炭素室電極部の反応ガス孔道に平行な周縁部の端部が
フッ素樹脂シートでつつまれシールされており、該端部
と前記セパレーターの間に介在する前記フッ素樹脂シー
トは該端部と該セパレーターを接合し接合面をシールし
ていることを特徴とする燃料電池用複合電極基板を提供
する。
レーターと接合されて反応ガス孔道を形成する複数の溝
を片面に備え他の一面は平板状である２の多孔性炭素質
電極部から成り、前記多孔性炭素電極部を反応ガス孔道
が直交して相対するようにセパレーターの両面に接合し
て形成した燃料電池用複合電極基板であって、前記多孔
性炭素質電極部が四フッ化エチレン樹脂ディスパージョ
ンにより前記セパレーターに接合されており、前記多孔
性炭素室電極部の反応ガス孔道に平行な周縁部の端部が
フッ素樹脂シートでつつまれシールされており、該端部
と前記セパレーターの間に介在する前記フッ素樹脂シー
トは該端部と該セパレーターを接合し接合面をシールし
ていることを特徴とする燃料電池用複合電極基板を提供
する。
本発明はまた、セパレーター材の両面に樹脂含有量１０
〜７０重量％の四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン
を厚さ０．０１〜０．５ｍｍで塗布し、反応ガス孔道を
形成する複数の溝を片面に備え、他の１面は平板状であ
る２枚の多孔性炭素質電極部材の溝に平行な周縁端部を
それぞれフッ素樹脂のシートで包み、上記セパレーター
材の１面に上記電極部材を各１枚、溝を有する側を該セ
パレーター材の所定の位置につき合わせ、１９９ｋＰａ
以上の圧力、２７０℃以上の温度、プレス時間１〜６０
分で融着接合することを特徴とする、緻密炭素材からな
るセパレーター及び該セパレーターと接合されて反応ガ
ス孔道を形成する複数の溝を片面に備え他の一面は平板
状である２つの多孔性炭素質電極部から成り、前記多孔
性炭素質電極部を反応ガス孔道が直交して相対するよう
にセパレーターの両面に接合して形成した燃料電池用複
合電極基板であって、前記多孔性炭素質電極部が四フッ
化エチレン樹脂ディスパージョンにより前記セパレータ
ーに接合されており、前記多孔性炭素質電極部の反応ガ
ス孔道に平行な周縁部の端部がフッ素樹脂シートでつつ
まれてシールされており、該端部と前記セパレーターの
間に介在する前記フッ素樹脂シートは該端部と該セパレ
ーターを接合し接合面をシールしている燃料電池用複合
電極基板の製造方法を提供する。
〜７０重量％の四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン
を厚さ０．０１〜０．５ｍｍで塗布し、反応ガス孔道を
形成する複数の溝を片面に備え、他の１面は平板状であ
る２枚の多孔性炭素質電極部材の溝に平行な周縁端部を
それぞれフッ素樹脂のシートで包み、上記セパレーター
材の１面に上記電極部材を各１枚、溝を有する側を該セ
パレーター材の所定の位置につき合わせ、１９９ｋＰａ
以上の圧力、２７０℃以上の温度、プレス時間１〜６０
分で融着接合することを特徴とする、緻密炭素材からな
るセパレーター及び該セパレーターと接合されて反応ガ
ス孔道を形成する複数の溝を片面に備え他の一面は平板
状である２つの多孔性炭素質電極部から成り、前記多孔
性炭素質電極部を反応ガス孔道が直交して相対するよう
にセパレーターの両面に接合して形成した燃料電池用複
合電極基板であって、前記多孔性炭素質電極部が四フッ
化エチレン樹脂ディスパージョンにより前記セパレータ
ーに接合されており、前記多孔性炭素質電極部の反応ガ
ス孔道に平行な周縁部の端部がフッ素樹脂シートでつつ
まれてシールされており、該端部と前記セパレーターの
間に介在する前記フッ素樹脂シートは該端部と該セパレ
ーターを接合し接合面をシールしている燃料電池用複合
電極基板の製造方法を提供する。
［詳細な説明］ 以下、添付の図面を参照して本発明の複合電極基板をさ
らに詳しく説明する。尚、図を誇張して描いたものであ
り実寸を表わすものではない。各部材の大きさ、特に厚
みに関する適当な大きさは当業者には明らかであろう。
らに詳しく説明する。尚、図を誇張して描いたものであ
り実寸を表わすものではない。各部材の大きさ、特に厚
みに関する適当な大きさは当業者には明らかであろう。
第１図は本発明の複合電極基板の斜視図である。
本発明の複合電極基板は、セパレーター1 と、該セパレ
ーターと共に反応ガス孔道4 を形成する溝を有し該セパ
レーターの両側に位置する２つの電極部2 と、該電極部
の反応ガス孔道4 に平行方向の端部をシールするフッ素
樹脂シート3 とからなる構造を有している。
ーターと共に反応ガス孔道4 を形成する溝を有し該セパ
レーターの両側に位置する２つの電極部2 と、該電極部
の反応ガス孔道4 に平行方向の端部をシールするフッ素
樹脂シート3 とからなる構造を有している。
第２図は第１図の本発明の複合電極基板のＡ−Ａ′にお
ける断面図の一部である。
ける断面図の一部である。
セパレーター1 と電極部2 は同等の大きさで、電極部の
反応ガス孔道に平行な方向の端部はフッ素樹脂シート3
で包まれてシールされている。電極部端部とセパレータ
ーの間に介在するフッ素樹脂シートは接合面をシール
し、且つその部分での両者を接合する機能を果してい
る。シールする幅は、電極部の端から10〜30mmでよい。
反応ガス孔道に平行な方向の端部はフッ素樹脂シート3
で包まれてシールされている。電極部端部とセパレータ
ーの間に介在するフッ素樹脂シートは接合面をシール
し、且つその部分での両者を接合する機能を果してい
る。シールする幅は、電極部の端から10〜30mmでよい。
第１図に示した本発明の複合電極基板では、セパレータ
ー1 と電極部2 は四フッ化エチレン樹脂ディスパージョ
ンにより接合されており、ガス孔道4 は電極部の溝及び
セパレーターで規定される。
ー1 と電極部2 は四フッ化エチレン樹脂ディスパージョ
ンにより接合されており、ガス孔道4 は電極部の溝及び
セパレーターで規定される。
反応ガス孔道に関し、図に示したものは断面形状が長方
形であり、一端から他端へシールされた電極端部に平行
に直線的に伸びるものであるが、多孔性炭素質電極に拡
散する反応ガスを充分に供給し得るものであれば任意の
形状とし得る。例えば、電極部の溝を形成するリブを断
面が梯形となるような形状としたり、溝を非直線的なも
のにすれば複合電極基板の受ける応力の分散を図ること
ができ、特に製造時等に有利である。
形であり、一端から他端へシールされた電極端部に平行
に直線的に伸びるものであるが、多孔性炭素質電極に拡
散する反応ガスを充分に供給し得るものであれば任意の
形状とし得る。例えば、電極部の溝を形成するリブを断
面が梯形となるような形状としたり、溝を非直線的なも
のにすれば複合電極基板の受ける応力の分散を図ること
ができ、特に製造時等に有利である。
反応ガス孔道断面積に関してもセパレーターを挟んだ両
側において同一である必要はなく、供給反応ガスの条件
等により異なった断面積を有していてもよい。
側において同一である必要はなく、供給反応ガスの条件
等により異なった断面積を有していてもよい。
本発明の複合電極基板においては、電極部は、多孔性炭
素質であり、平均嵩密度 0.3〜0.9 g/cc、ガス透過率 2
00ml／cm２・hr・mmＡq 以上、及び電気抵抗200mΩ・cm
以下の特性を有することが好ましい。
素質であり、平均嵩密度 0.3〜0.9 g/cc、ガス透過率 2
00ml／cm２・hr・mmＡq 以上、及び電気抵抗200mΩ・cm
以下の特性を有することが好ましい。
セパレーターは平均嵩密度 1.4g/cc以上、ガス透過率10
-6ml／cm２・hr・mmＡq 以下、電気抵抗10 mΩ・cm以下
で厚さ2mm 以下の緻密炭素材が好ましい。
-6ml／cm２・hr・mmＡq 以下、電気抵抗10 mΩ・cm以下
で厚さ2mm 以下の緻密炭素材が好ましい。
フッ素樹脂シートはガス透過率が10-4ml／cm２・hr・mm
Ａq 以下であることが好ましい。
Ａq 以下であることが好ましい。
上記の通り、本発明の燃料電池用複合電極基板において
は電極部の反応ガス孔道に平行な全ての端部がフッ素樹
脂シートでシールされているが、接合部も含めて端部シ
ール部を通して外部に漏れるリーク量は、本発明では 5
00mmＡq の差圧下で接合部周辺長あたりの単位時間内リ
ークガス量として［リークガス量／（辺長）・（差
圧）］なる関係で表わすものとする10-2ml／cm・hr・mm
Aq以下が好ましい。
は電極部の反応ガス孔道に平行な全ての端部がフッ素樹
脂シートでシールされているが、接合部も含めて端部シ
ール部を通して外部に漏れるリーク量は、本発明では 5
00mmＡq の差圧下で接合部周辺長あたりの単位時間内リ
ークガス量として［リークガス量／（辺長）・（差
圧）］なる関係で表わすものとする10-2ml／cm・hr・mm
Aq以下が好ましい。
以下に本発明の燃料電池用複合電極基板の製造方法につ
いて説明する。
いて説明する。
電極部材としては短炭素繊維、バインダー及び有機粒状
物質の混合物を加熱加圧成形したもの（例えば特開昭59
-68170号参照）を 800℃以上で焼成したもの、特に長さ
2mm以下の短炭素繊維20〜60重量％、フェノール樹脂20
〜50重量％および有機粒状物質（細孔調節材）20〜50重
量％からなる混合物を成形温度 100〜180 ℃、成形圧力
297〜9901 kpa(2〜100kgf／cm２G)、圧力保持時間 1〜
60分の条件で成形したものを 800℃以上で焼成したもの
が好ましい。
物質の混合物を加熱加圧成形したもの（例えば特開昭59
-68170号参照）を 800℃以上で焼成したもの、特に長さ
2mm以下の短炭素繊維20〜60重量％、フェノール樹脂20
〜50重量％および有機粒状物質（細孔調節材）20〜50重
量％からなる混合物を成形温度 100〜180 ℃、成形圧力
297〜9901 kpa(2〜100kgf／cm２G)、圧力保持時間 1〜
60分の条件で成形したものを 800℃以上で焼成したもの
が好ましい。
セパレーター材としては、2000℃で焼成したときの焼成
収縮率が 0.2以下の緻密炭素板が好ましい。
収縮率が 0.2以下の緻密炭素板が好ましい。
本発明で端部シールに使用するフッ素樹脂シートは一般
に融点が 200℃以上のフッ素樹脂からなり、フッ素樹脂
は特に限定されないが、例えば四フッ化エチレン樹脂
（略称ＰＴＦＥ、融点 327℃、45N/cm２熱変形温度 121
℃）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体
（略称ＦＥＰ、融点、 250〜280 ℃、 45N／cm２熱変形
温度72℃）、フッ化アルコキシエチレン樹脂（略称ＰＦ
Ａ、融点 300〜310 ℃、 45N／cm２熱変形温度75℃）、
フッ化エチレンプロピレン樹脂（略称ＴＦＰ、融点 290
〜300 ℃）などがある。これらのフッ素樹脂は市販され
ている。
に融点が 200℃以上のフッ素樹脂からなり、フッ素樹脂
は特に限定されないが、例えば四フッ化エチレン樹脂
（略称ＰＴＦＥ、融点 327℃、45N/cm２熱変形温度 121
℃）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体
（略称ＦＥＰ、融点、 250〜280 ℃、 45N／cm２熱変形
温度72℃）、フッ化アルコキシエチレン樹脂（略称ＰＦ
Ａ、融点 300〜310 ℃、 45N／cm２熱変形温度75℃）、
フッ化エチレンプロピレン樹脂（略称ＴＦＰ、融点 290
〜300 ℃）などがある。これらのフッ素樹脂は市販され
ている。
本発明においては上記フッ素樹脂を、たとえば厚さ30〜
200 μｍ、好ましくは 100μｍ程度のシートとして使用
する。
200 μｍ、好ましくは 100μｍ程度のシートとして使用
する。
四フッ化エチレン樹脂ディスパージョンは四フッ化エチ
レン樹脂（略称ＰＴＦＥ、融点 327℃、45N/cm２熱変形
温度 121℃）の１０〜７０重量％、例えば約６０重量％
の、例えば水中のディスパージョンとして使用する。こ
のディスパージョンには少量の界面活性剤を添加するこ
とができる。
レン樹脂（略称ＰＴＦＥ、融点 327℃、45N/cm２熱変形
温度 121℃）の１０〜７０重量％、例えば約６０重量％
の、例えば水中のディスパージョンとして使用する。こ
のディスパージョンには少量の界面活性剤を添加するこ
とができる。
本発明の複合電極基板を製造するには、セパレーター材
の両面のフッ素樹脂シートで接合される端部の面を除い
た面に、上記四フッ化エチレン樹脂ディスパージョンを
厚さ０．０１〜０．５mmで塗布する。次に反応ガス孔道
を形成する溝を片面に備え他の１面は平板状である多孔
性炭素質電極部材の溝に平行な両側の２つの周縁端部を
フッ素樹脂シートで包み上記セパレーター材の片面の所
定の位置に上記電極部材の溝がセパレーター材に接する
ように配置する。同様にして上記セパレーター材のもう
一方の面に電極部材を配置する。このときセパレーター
材を挟んだ両側の電極部材の溝は互いに直交するように
配置する。このようにして配置した部材を次に加熱プレ
スで 199 kpa(1kgf/cm２G)以上の圧力で、 270℃以上の
温度でプレス時間 1〜60分加熱加圧することによって、
セパレーター材と電極部材の溝を形成する突起部と四フ
ッ化エチレン樹脂ディスパージョンで、セパレーター材
と電極部材の周縁端部とフッ素樹脂シートで融着接合す
る。
の両面のフッ素樹脂シートで接合される端部の面を除い
た面に、上記四フッ化エチレン樹脂ディスパージョンを
厚さ０．０１〜０．５mmで塗布する。次に反応ガス孔道
を形成する溝を片面に備え他の１面は平板状である多孔
性炭素質電極部材の溝に平行な両側の２つの周縁端部を
フッ素樹脂シートで包み上記セパレーター材の片面の所
定の位置に上記電極部材の溝がセパレーター材に接する
ように配置する。同様にして上記セパレーター材のもう
一方の面に電極部材を配置する。このときセパレーター
材を挟んだ両側の電極部材の溝は互いに直交するように
配置する。このようにして配置した部材を次に加熱プレ
スで 199 kpa(1kgf/cm２G)以上の圧力で、 270℃以上の
温度でプレス時間 1〜60分加熱加圧することによって、
セパレーター材と電極部材の溝を形成する突起部と四フ
ッ化エチレン樹脂ディスパージョンで、セパレーター材
と電極部材の周縁端部とフッ素樹脂シートで融着接合す
る。
因みに、四フッ化エチレン樹脂は非導電性物質である
が、多孔性炭素質電極部材とセパレーター材間の導電性
は充分に確保される。これは上記の接合における圧着時
にセパレーター材に塗布された四フッ化エチレン樹脂が
多孔性炭素質電極部材中に含浸されるような形で両部材
が接合されるため、両部材が充分な強度で接合されると
同時に両部材の接触も充分に確保されるためと考えられ
る。
が、多孔性炭素質電極部材とセパレーター材間の導電性
は充分に確保される。これは上記の接合における圧着時
にセパレーター材に塗布された四フッ化エチレン樹脂が
多孔性炭素質電極部材中に含浸されるような形で両部材
が接合されるため、両部材が充分な強度で接合されると
同時に両部材の接触も充分に確保されるためと考えられ
る。
ガス孔道を形成する溝を有する多孔性炭素質電極部材の
成形は、原料混合物を所望形状の金型に充填してプレス
成形したり、一旦平板状に成形した後（さらには焼成し
た後）に溝を切削加工する等、任意の方法で成形し得る
が、生産性及び製品の均一性の点からは原料混合物を混
練押し出しし、ロールまたはスタンピングにより加圧成
形するのが好ましい。
成形は、原料混合物を所望形状の金型に充填してプレス
成形したり、一旦平板状に成形した後（さらには焼成し
た後）に溝を切削加工する等、任意の方法で成形し得る
が、生産性及び製品の均一性の点からは原料混合物を混
練押し出しし、ロールまたはスタンピングにより加圧成
形するのが好ましい。
［発明の効果］ 以上のようにして得られる本発明の燃料電池用複合電極
基板は、電極部の端部がフッ素樹脂シートでシールされ
ているため、通常の燃料電池で必要とされる反応ガスの
電池側面への漏出を防ぐための周辺シール部材を設ける
必要がない。
基板は、電極部の端部がフッ素樹脂シートでシールされ
ているため、通常の燃料電池で必要とされる反応ガスの
電池側面への漏出を防ぐための周辺シール部材を設ける
必要がない。
本発明の複合電極基板は、従来のもののように端部シー
ル部材を設ける必要がなく部材嵩を減じることができ、
従って製造工程を簡略化することができる。
ル部材を設ける必要がなく部材嵩を減じることができ、
従って製造工程を簡略化することができる。
また、電極部の溝を形成する突起部とセパレーターが四
フッ化エチレン樹脂ディスパージョンで接合されてお
り、電極部端部がフッ素樹脂シートで包まれてセパレー
ターに接合されているため耐リン酸性に優れ、リン酸型
燃料電池用電極基板として特に有用である。
フッ化エチレン樹脂ディスパージョンで接合されてお
り、電極部端部がフッ素樹脂シートで包まれてセパレー
ターに接合されているため耐リン酸性に優れ、リン酸型
燃料電池用電極基板として特に有用である。
［実施例］ 以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。
の実施例に限定されるものではない。
電極部材 予め 800℃以上で焼成された多孔性炭素質平板材料（呉
羽化学工業（株）製、商品名ＫＥＳ−400 、 690mm（タ
テ）×690mm （ヨコ）×1.47mm（厚さ））の相対する１
対の周縁から２５ｍｍ幅の平行な２つの周縁端部を除い
た部分に、巾２ｍｍ、深さ１ｍｍの長方形断面の複数の
溝を４ｍｍ間隔で上記周縁部に平行に切削加工したもの
２枚を使用した。
羽化学工業（株）製、商品名ＫＥＳ−400 、 690mm（タ
テ）×690mm （ヨコ）×1.47mm（厚さ））の相対する１
対の周縁から２５ｍｍ幅の平行な２つの周縁端部を除い
た部分に、巾２ｍｍ、深さ１ｍｍの長方形断面の複数の
溝を４ｍｍ間隔で上記周縁部に平行に切削加工したもの
２枚を使用した。
セパレーター材 昭和電工（株）製緻密炭素板（ＳＧ−２、厚さ0. 6mm）
をタテ、ヨコそれぞれ 690mmに裁断してセパレーター材
とした。
をタテ、ヨコそれぞれ 690mmに裁断してセパレーター材
とした。
フッ素樹脂シート 四フッ化エチレン樹脂シート（厚さ0.13mm、ニチアス
（株）製）を 690mm（タテ）×51mm（ヨコ）に裁断した
もの４枚を使用した。
（株）製）を 690mm（タテ）×51mm（ヨコ）に裁断した
もの４枚を使用した。
四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン分散媒とし
て水を使用した60重量％四フッ化エチレン樹脂ディスパ
ージョン（三井フロロケミカル（株）製）使用した。
て水を使用した60重量％四フッ化エチレン樹脂ディスパ
ージョン（三井フロロケミカル（株）製）使用した。
本発明の複合電極基板は以下のようにして製造する。
上記のセパレーター材の両面に１対の周縁から25mm巾の
部分を除いた部分に四フッ化エチレン樹脂ディスパージ
ョンを150 μｍの厚さで塗布した。この場合セパレータ
ーの両面での四フッ化エチレン樹脂を塗らない部分がお
互いに直交するようにする。次に電極部材の溝加工をし
ていない周縁端部を四フッ化エチレン樹脂シートで包
み、上記周縁端部がセパレーター材の四フッ化エチレン
樹脂ディスパージョンが塗布されていない部分と一致す
るようにセパレーター材の両面に配置する。次にこのと
き電極部材の溝がセパレーター材に接するように配置す
る。このように配置された部材を加熱プレスにより、 3
50℃、2061kpa(20kgf/cm２G)、圧力保持時間20分で全体
をプレスして電極部材の溝を形成する突起部とセパレー
ター材及び電極部材の周縁端部とセパレーター材をそれ
ぞれ四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン及び四フッ
化エチレン樹脂シートを介して接合した。
部分を除いた部分に四フッ化エチレン樹脂ディスパージ
ョンを150 μｍの厚さで塗布した。この場合セパレータ
ーの両面での四フッ化エチレン樹脂を塗らない部分がお
互いに直交するようにする。次に電極部材の溝加工をし
ていない周縁端部を四フッ化エチレン樹脂シートで包
み、上記周縁端部がセパレーター材の四フッ化エチレン
樹脂ディスパージョンが塗布されていない部分と一致す
るようにセパレーター材の両面に配置する。次にこのと
き電極部材の溝がセパレーター材に接するように配置す
る。このように配置された部材を加熱プレスにより、 3
50℃、2061kpa(20kgf/cm２G)、圧力保持時間20分で全体
をプレスして電極部材の溝を形成する突起部とセパレー
ター材及び電極部材の周縁端部とセパレーター材をそれ
ぞれ四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン及び四フッ
化エチレン樹脂シートを介して接合した。
上記により厚さ 3.5mmの燃料電池用複合電極基板を製造
した。
した。
複合電極基板のセパレーター電極部の溝を有する部分の
剥離強度を測定するため、試験片をエポキシ系接着剤で
測定治具に接着し引張試験を行ったところ、試験片は接
合部で剥離する前に試験片が破壊され、剥離強度を測定
することはできなかった。本測定より、得られた複合電
極基板は燃料電池用電極基板として実用に充分耐え得る
ものであるといえる。
剥離強度を測定するため、試験片をエポキシ系接着剤で
測定治具に接着し引張試験を行ったところ、試験片は接
合部で剥離する前に試験片が破壊され、剥離強度を測定
することはできなかった。本測定より、得られた複合電
極基板は燃料電池用電極基板として実用に充分耐え得る
ものであるといえる。
第１図は本発明の複合電極基板の斜視図であり、第２図
は第１図の本発明の複合電極基板のＡ−Ａ′における部
分断面図である。 １……セパレーター、 ２……電極部、 ３……フッ素樹脂シート、 ４……反応ガス孔道。
は第１図の本発明の複合電極基板のＡ−Ａ′における部
分断面図である。 １……セパレーター、 ２……電極部、 ３……フッ素樹脂シート、 ４……反応ガス孔道。
Claims (7)
- 【請求項１】緻密炭素材からなるセパレーター及び該セ
パレーターと接合されて反応ガス孔道を形成する複数の
溝を片面に備え他の一面は平板状である２つの多孔性炭
素質電極部から成り、前記多孔性炭素質電極部を反応ガ
ス孔道が直交して相対するようにセパレーターの両面に
接合して形成した燃料電池用電極基板であって、前記多
孔性炭素質電極部が四フッ化エチレン樹脂ディスパージ
ョンにより前記セパレーターに接合されており、前記多
孔性炭素質電極部の反応ガス孔道に平行な周縁部の端部
がフッ素樹脂シートでつつまれてシールされており、該
端部と前記セパレーターの間に介在する前記フッ素樹脂
シートは該端部と該セパレーターを接合し接合面をシー
ルしていることを特徴とする燃料電池用複合電極基板。 - 【請求項２】多孔性炭素質電極部が、０．３〜０．９ｇ
／ｃｃの嵩密度、２００ｍｌ／ｃｍ２・ｈｒ・ｍｍＡｑ
以上のガス透過率、および２００ｍΩ・ｃｍ以下の電気
抵抗を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の燃料電池用複合電極基板。 - 【請求項３】セパレーターが１．４ｇ／ｃｃ以上の嵩密
度、１０-6ｍｌ／ｃｍ２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以下のガス透
過率、１０ｍΩ・ｃｍ以下の電気抵抗、および２ｍｍ以
下の厚さを有する緻密炭素材であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項に記載の燃料電池用複合
電極基板。 - 【請求項４】フッ素樹脂シートが２００℃以上の融点を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項
のいずれかに記載の燃料電池用複合電極基板。 - 【請求項５】フッ素樹脂シートが厚さ３０〜２００μｍ
の四フッ化エチレン樹脂シートであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の燃料
電池用複合電極基板。 - 【請求項６】セパレーター材の両面に樹脂含有量１０〜
７０重量％の四フッ化エチレン樹脂ディスパージョンを
厚さ０．０１〜０．５ｍｍで塗布し、反応ガス孔道を形
成する複数の溝を片面に備え他の１面は平板状である２
枚の多孔性炭素質電極部材の溝に平行な周縁端部をそれ
ぞれフッ素樹脂のシートで包み、上記セパレーター材の
１面に上記電極部材を各１枚、溝を有する側を該セパレ
ーター材の所定の位置につき合わせ、１９９ｋＰａ以上
の圧力、２７０℃以上の温度、プレス時間１〜６０分で
融着接合することを特徴とする、緻密炭素材からなるセ
パレーター及び該セパレーターと接合されて反応ガス孔
道を形成する複数の溝を片面に備え他の一面は平板状で
ある２つの多孔性炭素質電極部から成り、前記多孔性炭
素質電極部を反応ガス孔道が直交して相対するようにセ
パレーターの両面に接合して形成した燃料電池用電極基
板であって、前記多孔性炭素質電極部が四フッ化エチレ
ン樹脂ディスパージョンにより前記セパレーターに接合
されており、前記多孔性炭素質電極部の反応ガス孔道に
平行な周縁部の端部がフッ素樹脂シートでつつまれてシ
ールされており、該端部と前記セパレーターの間に介在
する前記フッ素樹脂シートは該端部と該セパレーターを
接合し接合面をシールしている燃料電池用複合電極基板
の製造方法。 - 【請求項７】多孔性炭素質電極部材を短炭素繊維、バイ
ンダー及び有機粒状物質の混合物を一体的に加熱加圧成
形した成形部材を焼成して製造することを特徴とする特
許請求の範囲第６項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61190960A JPH0622142B2 (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | フッ素樹脂で端部シールした複合電極基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61190960A JPH0622142B2 (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | フッ素樹脂で端部シールした複合電極基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348767A JPS6348767A (ja) | 1988-03-01 |
| JPH0622142B2 true JPH0622142B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=16266537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190960A Expired - Lifetime JPH0622142B2 (ja) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | フッ素樹脂で端部シールした複合電極基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622142B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5504584B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2014-05-28 | 富士電機株式会社 | 燃料電池、端部シール部材および端部シール部材の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59132572A (ja) * | 1983-01-20 | 1984-07-30 | Toshiba Corp | 燃料電池 |
| JPS6020471A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-01 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 燃料電池用部材の製造法 |
| JPS60236460A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-11-25 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP61190960A patent/JPH0622142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348767A (ja) | 1988-03-01 |
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