JPH0963621A - 燃料電池の製造方法および装置 - Google Patents
燃料電池の製造方法および装置Info
- Publication number
- JPH0963621A JPH0963621A JP7218912A JP21891295A JPH0963621A JP H0963621 A JPH0963621 A JP H0963621A JP 7218912 A JP7218912 A JP 7218912A JP 21891295 A JP21891295 A JP 21891295A JP H0963621 A JPH0963621 A JP H0963621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid polymer
- polymer electrolyte
- electrolyte membrane
- electrodes
- fuel cell
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】固体高分子電解質膜からの水分の蒸発を防止す
るとともに、この固体高分子電解質膜の両面に電極を確
実に接合することを可能にする。 【解決手段】略中央部にカーボンペーパー１４ａ、１４
ｂに対応する開口部１６ａ、１６ｂが形成された第１お
よび第２枠体１８ａ、１８ｂと、この第１および第２枠
体１８ａ、１８ｂを固体高分子電解質膜１２を挟持した
状態で一体的に固定する固定手段２０と、前記第１およ
び第２枠体１８ａ、１８ｂのそれぞれの開口部１６ａ、
１６ｂに前記カーボンペーパー１４ａ、１４ｂを挿入し
た状態で、前記開口部１６ａ、１６ｂのみから前記カー
ボンペーパー１４ａ、１４ｂを加熱および加圧する加熱
プレス手段２２とを備える。
るとともに、この固体高分子電解質膜の両面に電極を確
実に接合することを可能にする。 【解決手段】略中央部にカーボンペーパー１４ａ、１４
ｂに対応する開口部１６ａ、１６ｂが形成された第１お
よび第２枠体１８ａ、１８ｂと、この第１および第２枠
体１８ａ、１８ｂを固体高分子電解質膜１２を挟持した
状態で一体的に固定する固定手段２０と、前記第１およ
び第２枠体１８ａ、１８ｂのそれぞれの開口部１６ａ、
１６ｂに前記カーボンペーパー１４ａ、１４ｂを挿入し
た状態で、前記開口部１６ａ、１６ｂのみから前記カー
ボンペーパー１４ａ、１４ｂを加熱および加圧する加熱
プレス手段２２とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子電解質
膜の両面に電極を接合するための燃料電池の製造方法お
よび装置に関する。
膜の両面に電極を接合するための燃料電池の製造方法お
よび装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、固体高分子電解質膜を挟んでア
ノード側電極とカソード側電極とを対設した燃料電池構
造体をセパレータによって挟持して複数積層することに
より構成された燃料電池が開発され、種々の用途に実用
化されつつある。
ノード側電極とカソード側電極とを対設した燃料電池構
造体をセパレータによって挟持して複数積層することに
より構成された燃料電池が開発され、種々の用途に実用
化されつつある。
【０００３】この種の燃料電池は、例えば、メタノール
の水蒸気改質により生成された水素ガス（燃料ガス）を
アノード側電極に供給するとともに、酸化剤ガス（空
気）をカソード側電極に供給することにより、前記水素
ガスがイオン化して固体高分子電解質膜内を流れ、これ
により外部に電気エネルギが得られるように構成されて
いる。
の水蒸気改質により生成された水素ガス（燃料ガス）を
アノード側電極に供給するとともに、酸化剤ガス（空
気）をカソード側電極に供給することにより、前記水素
ガスがイオン化して固体高分子電解質膜内を流れ、これ
により外部に電気エネルギが得られるように構成されて
いる。
【０００４】ところで、上記の燃料電池では、固体高分
子電解質膜を２枚の触媒電極（ガス拡散電極）で挟持し
た状態で、これを加熱および加圧することにより一体化
する作業が行われている。例えば、図６に示す従来の製
造装置では、固体高分子電解質膜２の両面に触媒電極４
ａ、４ｂが配設された後、この触媒電極４ａ、４ｂがゴ
ムシート６ａ、６ｂを介してプレス型８ａ、８ｂにより
加熱および加圧される。
子電解質膜を２枚の触媒電極（ガス拡散電極）で挟持し
た状態で、これを加熱および加圧することにより一体化
する作業が行われている。例えば、図６に示す従来の製
造装置では、固体高分子電解質膜２の両面に触媒電極４
ａ、４ｂが配設された後、この触媒電極４ａ、４ｂがゴ
ムシート６ａ、６ｂを介してプレス型８ａ、８ｂにより
加熱および加圧される。
【０００５】この場合、上記の装置では、加熱時に固体
高分子電解質膜２とゴムシート６ａ、６ｂの間隙からこ
の固体高分子電解質膜２内の水分が蒸発し易い。これに
より、固体高分子電解質膜２が変質してしまうという不
具合が指摘されている。
高分子電解質膜２とゴムシート６ａ、６ｂの間隙からこ
の固体高分子電解質膜２内の水分が蒸発し易い。これに
より、固体高分子電解質膜２が変質してしまうという不
具合が指摘されている。
【０００６】そこで、特開平３−２９５１７１号公報等
に開示されている製造方法が採用されている。この製造
方法では、図７に示すように、触媒電極４ａ、４ｂに対
応する開口部３ａ、３ｂが形成されたスペーサ５ａ、５
ｂが用意され、このスペーサ５ａ、５ｂが固体高分子電
解質膜２とゴムシート６ａ、６ｂの間に介装されてい
る。このため、プレス型８ａ、８ｂを介して触媒電極４
ａ、４ｂを固体高分子電解質膜２の両面に接合する際、
この固体高分子電解質膜２から水分が蒸発することをス
ペーサ５ａ、５ｂによって確実に阻止することができ
る。
に開示されている製造方法が採用されている。この製造
方法では、図７に示すように、触媒電極４ａ、４ｂに対
応する開口部３ａ、３ｂが形成されたスペーサ５ａ、５
ｂが用意され、このスペーサ５ａ、５ｂが固体高分子電
解質膜２とゴムシート６ａ、６ｂの間に介装されてい
る。このため、プレス型８ａ、８ｂを介して触媒電極４
ａ、４ｂを固体高分子電解質膜２の両面に接合する際、
この固体高分子電解質膜２から水分が蒸発することをス
ペーサ５ａ、５ｂによって確実に阻止することができ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来方法では、プレス型８ａ、８ｂによる加圧力が触媒
電極４ａ、４ｂの他、スペーサ５ａ、５ｂ側にも分散し
てしまう。これにより、触媒電極４ａ、４ｂに付与され
る加圧力が低下し、この触媒電極４ａ、４ｂと固体高分
子電解質膜２の融着不良が惹起されるという問題があ
る。その際、加圧時間を長くして触媒電極４ａ、４ｂと
固体高分子電解質膜２の融着不良を回避しようとする工
夫がなされているが、これによって、サイクルタイムが
長尺化するとともに、品質低下が発生するという問題が
指摘されている。
従来方法では、プレス型８ａ、８ｂによる加圧力が触媒
電極４ａ、４ｂの他、スペーサ５ａ、５ｂ側にも分散し
てしまう。これにより、触媒電極４ａ、４ｂに付与され
る加圧力が低下し、この触媒電極４ａ、４ｂと固体高分
子電解質膜２の融着不良が惹起されるという問題があ
る。その際、加圧時間を長くして触媒電極４ａ、４ｂと
固体高分子電解質膜２の融着不良を回避しようとする工
夫がなされているが、これによって、サイクルタイムが
長尺化するとともに、品質低下が発生するという問題が
指摘されている。
【０００８】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、固体高分子電解質膜からの水分の蒸発を防止する
とともに、この固体高分子電解質膜の両面に電極を確実
に接合することが可能な燃料電池の製造方法および装置
を提供することを目的とする。
あり、固体高分子電解質膜からの水分の蒸発を防止する
とともに、この固体高分子電解質膜の両面に電極を確実
に接合することが可能な燃料電池の製造方法および装置
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、第１および第２枠体で固体高分子電解
質膜が挟持されるとともに、この第１および第２枠体に
形成された開口部に電極が挿入された状態で前記開口部
のみから加熱および加圧処理が施され、前記固体高分子
電解質膜の両面に前記電極が接合される。このように、
固体高分子電解質膜が第１および第２枠体で挟持される
ため、加熱処理時にこの固体高分子電解質膜から水分が
蒸発することを阻止できる。
めに、本発明は、第１および第２枠体で固体高分子電解
質膜が挟持されるとともに、この第１および第２枠体に
形成された開口部に電極が挿入された状態で前記開口部
のみから加熱および加圧処理が施され、前記固体高分子
電解質膜の両面に前記電極が接合される。このように、
固体高分子電解質膜が第１および第２枠体で挟持される
ため、加熱処理時にこの固体高分子電解質膜から水分が
蒸発することを阻止できる。
【００１０】しかも、加熱および加圧処理が開口部のみ
から電極に対して施されるため、この電極以外に加圧力
が分散されることがなく、該電極に所望の加圧力を確実
に付与することが可能になる。さらに、電極が第１およ
び第２枠体の開口部に挿入されることにより、この電極
を固体高分子電解質膜に対して正確に位置決めすること
ができる。
から電極に対して施されるため、この電極以外に加圧力
が分散されることがなく、該電極に所望の加圧力を確実
に付与することが可能になる。さらに、電極が第１およ
び第２枠体の開口部に挿入されることにより、この電極
を固体高分子電解質膜に対して正確に位置決めすること
ができる。
【００１１】また、固体高分子電解質膜と第１および第
２枠体の間に第１および第２樹脂シートが介装されるた
め、この第１および第２枠体が金属材料で形成される
際、金属イオンが前記固体高分子電解質膜に入り込むこ
とを阻止することができる。さらにまた、電極と同一形
状の離型用樹脂シートを備えることにより、加熱および
加圧後の電極を加熱プレス手段から円滑に分離させるこ
とが可能になる。
２枠体の間に第１および第２樹脂シートが介装されるた
め、この第１および第２枠体が金属材料で形成される
際、金属イオンが前記固体高分子電解質膜に入り込むこ
とを阻止することができる。さらにまた、電極と同一形
状の離型用樹脂シートを備えることにより、加熱および
加圧後の電極を加熱プレス手段から円滑に分離させるこ
とが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本実施形態に係る燃料電
池の製造装置１０の分解斜視図を示す。この製造装置１
０は、固体高分子電解質膜１２の両面に、触媒が予め塗
布されたカーボンペーパー（電極）１４ａ、１４ｂを接
合するためのものであり、略中央部にこのカーボンペー
パー１４ａ、１４ｂの寸法に対応する開口部１６ａ、１
６ｂが形成された第１および第２枠体１８ａ、１８ｂ
と、この第１および第２枠体１８ａ、１８ｂを前記固体
高分子電解質膜１２を挟持した状態で一体的に固定する
固定手段２０と、前記開口部１６ａ、１６ｂに前記カー
ボンペーパー１４ａ、１４ｂが挿入された状態で該開口
部１６ａ、１６ｂのみから前記カーボンペーパー１４
ａ、１４ｂを加熱および加圧して該固体高分子電解質膜
１２の両面に該カーボンペーパー１４ａ、１４ｂを接合
する加熱プレス手段２２とを備える。
池の製造装置１０の分解斜視図を示す。この製造装置１
０は、固体高分子電解質膜１２の両面に、触媒が予め塗
布されたカーボンペーパー（電極）１４ａ、１４ｂを接
合するためのものであり、略中央部にこのカーボンペー
パー１４ａ、１４ｂの寸法に対応する開口部１６ａ、１
６ｂが形成された第１および第２枠体１８ａ、１８ｂ
と、この第１および第２枠体１８ａ、１８ｂを前記固体
高分子電解質膜１２を挟持した状態で一体的に固定する
固定手段２０と、前記開口部１６ａ、１６ｂに前記カー
ボンペーパー１４ａ、１４ｂが挿入された状態で該開口
部１６ａ、１６ｂのみから前記カーボンペーパー１４
ａ、１４ｂを加熱および加圧して該固体高分子電解質膜
１２の両面に該カーボンペーパー１４ａ、１４ｂを接合
する加熱プレス手段２２とを備える。
【００１３】固体高分子電解質膜１２と第１および第２
枠体１８ａ、１８ｂの間には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）等で形成される第１および第２樹脂シ
ート２４ａ、２４ｂが介装されるとともに、この第１お
よび第２樹脂シート２４ａ、２４ｂの略中央には、カー
ボンペーパー１４ａ、１４ｂの寸法に対応する開口部２
６ａ、２６ｂが形成される。第１および第２枠体１８
ａ、１８ｂの開口部１６ａ、１６ｂには、カーボンペー
パー１４ａ、１４ｂを内側にしてこのカーボンペーパー
１４ａ、１４ｂと同一形状のＰＴＦＥ等の樹脂材料で形
成される離型用樹脂シート２８ａ、２８ｂが挿入され
る。
枠体１８ａ、１８ｂの間には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）等で形成される第１および第２樹脂シ
ート２４ａ、２４ｂが介装されるとともに、この第１お
よび第２樹脂シート２４ａ、２４ｂの略中央には、カー
ボンペーパー１４ａ、１４ｂの寸法に対応する開口部２
６ａ、２６ｂが形成される。第１および第２枠体１８
ａ、１８ｂの開口部１６ａ、１６ｂには、カーボンペー
パー１４ａ、１４ｂを内側にしてこのカーボンペーパー
１４ａ、１４ｂと同一形状のＰＴＦＥ等の樹脂材料で形
成される離型用樹脂シート２８ａ、２８ｂが挿入され
る。
【００１４】固体高分子電解質膜１２は、その四隅が切
り欠かれている。第１枠体１８ａの四隅近傍にそれぞれ
ねじ孔３０が形成される一方、第２枠体１８ｂの四隅近
傍には、各ねじ孔３０に同軸的な複数の孔部３２が形成
される。第１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂの四
隅近傍には、同様に、ねじ孔３０に一致する複数の孔部
３４ａ、３４ｂが形成される。
り欠かれている。第１枠体１８ａの四隅近傍にそれぞれ
ねじ孔３０が形成される一方、第２枠体１８ｂの四隅近
傍には、各ねじ孔３０に同軸的な複数の孔部３２が形成
される。第１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂの四
隅近傍には、同様に、ねじ孔３０に一致する複数の孔部
３４ａ、３４ｂが形成される。
【００１５】固定手段２０は、４本の止めねじ３６を備
え、この止めねじ３６が第２枠体１８ｂの孔部３２と第
１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂの孔部３４ａ、
３４ｂに挿通され、その先端部が第１枠体１８ａのねじ
孔３０に螺入される。これにより、固体高分子電解質膜
１２は、第１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂを介
して第１枠体１８ａと第２枠体１８ｂの間に一体的に挟
持固定される（図２および図３参照）。
え、この止めねじ３６が第２枠体１８ｂの孔部３２と第
１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂの孔部３４ａ、
３４ｂに挿通され、その先端部が第１枠体１８ａのねじ
孔３０に螺入される。これにより、固体高分子電解質膜
１２は、第１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂを介
して第１枠体１８ａと第２枠体１８ｂの間に一体的に挟
持固定される（図２および図３参照）。
【００１６】加熱プレス手段２２は、下型３８と上型４
０とを備え、この下型３８およびこの上型４０には、図
示しないヒータ等の加熱手段が配設されている。下型３
８と上型４０には、互いに対向して下型プレス部４２と
上型プレス部４４が突出形成されている。図４に示すよ
うに、下型プレス部４２と上型プレス部４４を介してカ
ーボンペーパー１４ａ、１４ｂを固体高分子電解質膜１
２に加圧する際、第２枠体１８ｂと上型４０との間に所
定の間隙Ｈが形成されている。
０とを備え、この下型３８およびこの上型４０には、図
示しないヒータ等の加熱手段が配設されている。下型３
８と上型４０には、互いに対向して下型プレス部４２と
上型プレス部４４が突出形成されている。図４に示すよ
うに、下型プレス部４２と上型プレス部４４を介してカ
ーボンペーパー１４ａ、１４ｂを固体高分子電解質膜１
２に加圧する際、第２枠体１８ｂと上型４０との間に所
定の間隙Ｈが形成されている。
【００１７】より詳細には、図５に示すように、下型プ
レス部４２の高さＡ１と離型用シート２８ａの厚さＢ１
とカーボンペーパー１４ａの厚さＣ１との和が、第１枠
体１８ａの厚さＡ２と第１樹脂シート２４ａの厚さＢ２
との和に等しい（Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１＝Ａ２＋Ｂ２）。一
方、上型プレス部４４の高さＡ３と離型用樹脂シート２
８ｂの厚さＢ３とカーボンペーパー１４ｂの厚さＣ３と
の和が、第２枠体１８ｂの厚さＡ４と第２樹脂シート２
４ｂの厚さＢ４との和よりも大となる（Ａ３＋Ｂ３＋Ｃ
３＞Ａ４＋Ｂ４）ように設定されている。
レス部４２の高さＡ１と離型用シート２８ａの厚さＢ１
とカーボンペーパー１４ａの厚さＣ１との和が、第１枠
体１８ａの厚さＡ２と第１樹脂シート２４ａの厚さＢ２
との和に等しい（Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１＝Ａ２＋Ｂ２）。一
方、上型プレス部４４の高さＡ３と離型用樹脂シート２
８ｂの厚さＢ３とカーボンペーパー１４ｂの厚さＣ３と
の和が、第２枠体１８ｂの厚さＡ４と第２樹脂シート２
４ｂの厚さＢ４との和よりも大となる（Ａ３＋Ｂ３＋Ｃ
３＞Ａ４＋Ｂ４）ように設定されている。
【００１８】このように構成される製造装置１０の動作
について、本実施形態に係る製造方法との関連で説明す
る。
について、本実施形態に係る製造方法との関連で説明す
る。
【００１９】先ず、固体高分子電解質膜１２が第１およ
び第２樹脂シート２４ａ、２４ｂにより挟持された後、
この第１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂおよび前
記固体高分子電解質膜１２が第１および第２枠体１８
ａ、１８ｂに挟持される。ここで、第１および第２樹脂
シート２４ａ、２４ｂの開口部２６ａ、２６ｂが第１お
よび第２枠体１８ａ、１８ｂの開口部１６ａ、１６ｂに
位置するように位置決めされた状態で、前記第１および
第２枠体１８ａ、１８ｂが固定手段２０を介して一体的
に固定される。
び第２樹脂シート２４ａ、２４ｂにより挟持された後、
この第１および第２樹脂シート２４ａ、２４ｂおよび前
記固体高分子電解質膜１２が第１および第２枠体１８
ａ、１８ｂに挟持される。ここで、第１および第２樹脂
シート２４ａ、２４ｂの開口部２６ａ、２６ｂが第１お
よび第２枠体１８ａ、１８ｂの開口部１６ａ、１６ｂに
位置するように位置決めされた状態で、前記第１および
第２枠体１８ａ、１８ｂが固定手段２０を介して一体的
に固定される。
【００２０】すなわち、固定手段２０を構成する各止め
ねじ３６は、第２枠体１８ｂの孔部３２、第２樹脂シー
ト２４ｂの孔部３４ｂおよび第１樹脂シート２４ａの孔
部３４ａに挿入されてそれぞれの先端部が第１枠体１８
ａのねじ孔３０に螺入される。これにより、第１および
第２枠体１８ａ、１８ｂ、第１および第２樹脂シート２
４ａ、２４ｂ並びに固体高分子電解質膜１２が一体的に
固定される（図２および図３参照）。
ねじ３６は、第２枠体１８ｂの孔部３２、第２樹脂シー
ト２４ｂの孔部３４ｂおよび第１樹脂シート２４ａの孔
部３４ａに挿入されてそれぞれの先端部が第１枠体１８
ａのねじ孔３０に螺入される。これにより、第１および
第２枠体１８ａ、１８ｂ、第１および第２樹脂シート２
４ａ、２４ｂ並びに固体高分子電解質膜１２が一体的に
固定される（図２および図３参照）。
【００２１】次いで、第１枠体１８ａの開口部１６ａに
は、予め触媒が塗布されたカーボンペーパー１４ａと離
型用樹脂シート２８ａが挿入される。一方、第２枠体１
８ｂの開口部１６ｂには、同様に、予め触媒が塗布され
たカーボンペーパー１４ｂと離型用樹脂シート２８ｂが
挿入され、前記カーボンペーパー１４ａ、１４ｂにより
固体高分子電解質膜１２が挟持される。
は、予め触媒が塗布されたカーボンペーパー１４ａと離
型用樹脂シート２８ａが挿入される。一方、第２枠体１
８ｂの開口部１６ｂには、同様に、予め触媒が塗布され
たカーボンペーパー１４ｂと離型用樹脂シート２８ｂが
挿入され、前記カーボンペーパー１４ａ、１４ｂにより
固体高分子電解質膜１２が挟持される。
【００２２】そこで、図４に示すように、加熱プレス手
段２２を構成する下型３８と上型４０とが互いに近接す
る方向に変位され、下型プレス部４２と上型プレス部４
４で電極部であるカーボンペーパー１４ａ、１４ｂと固
体高分子電解質膜１２が離型用樹脂シート２８ａ、２８
ｂを介装して挟持される。そして、図示しない加熱手段
により１００℃〜１５０℃に加熱されるとともに、加圧
処理が施される。
段２２を構成する下型３８と上型４０とが互いに近接す
る方向に変位され、下型プレス部４２と上型プレス部４
４で電極部であるカーボンペーパー１４ａ、１４ｂと固
体高分子電解質膜１２が離型用樹脂シート２８ａ、２８
ｂを介装して挟持される。そして、図示しない加熱手段
により１００℃〜１５０℃に加熱されるとともに、加圧
処理が施される。
【００２３】この場合、本実施形態では、図４に示すよ
うに、固体高分子電解質膜１２の全面が第１および第２
樹脂シート２４ａ、２４ｂを介して第１および第２枠体
１８ａ、１８ｂに挟持されている。このため、加熱プレ
ス手段２２により加熱および加圧処理が施される際に、
固体高分子電解質膜１２から水分が蒸発することを阻止
することができる。
うに、固体高分子電解質膜１２の全面が第１および第２
樹脂シート２４ａ、２４ｂを介して第１および第２枠体
１８ａ、１８ｂに挟持されている。このため、加熱プレ
ス手段２２により加熱および加圧処理が施される際に、
固体高分子電解質膜１２から水分が蒸発することを阻止
することができる。
【００２４】しかも、固体高分子電解質膜１２と第１お
よび第２枠体１８ａ、１８ｂの間に第１および第２樹脂
シート２４ａ、２４ｂが介装されるため、この第１およ
び第２枠体１８ａ、１８ｂが金属材料で構成される際
に、金属イオンが前記固体高分子電解質膜１２内に入り
込むことを防止することが可能になる。なお、第１およ
び第２枠体１８ａ、１８ｂを樹脂系材料、例えば、ＰＴ
ＦＥで構成すれば、前記第１および第２樹脂シート２４
ａ、２４ｂを用いる必要はない。
よび第２枠体１８ａ、１８ｂの間に第１および第２樹脂
シート２４ａ、２４ｂが介装されるため、この第１およ
び第２枠体１８ａ、１８ｂが金属材料で構成される際
に、金属イオンが前記固体高分子電解質膜１２内に入り
込むことを防止することが可能になる。なお、第１およ
び第２枠体１８ａ、１８ｂを樹脂系材料、例えば、ＰＴ
ＦＥで構成すれば、前記第１および第２樹脂シート２４
ａ、２４ｂを用いる必要はない。
【００２５】さらに、加熱プレス手段２２による加圧時
に、上型４０と第２枠体１８ｂの間に間隙Ｈが形成され
ている。これにより、下型プレス部４２と上型プレス部
４４は、第１および第２枠体１８ａ、１８ｂの開口部１
６ａ、１６ｂのみからカーボンペーパー１４ａ、１４ｂ
を加圧し、前記第１および第２枠体１８ａ、１８ｂ側に
加圧力（プレス力）が分散されることはない。従って、
カーボンペーパー１４ａ、１４ｂに対し所望の加圧力を
確実に付与することができ、前記カーボンペーパー１４
ａ、１４ｂと固体高分子電解質膜１２の融着不良を防止
することが可能になる。これによって、高品質な燃料電
池を迅速かつ効率的に得ることができるという効果があ
る。
に、上型４０と第２枠体１８ｂの間に間隙Ｈが形成され
ている。これにより、下型プレス部４２と上型プレス部
４４は、第１および第２枠体１８ａ、１８ｂの開口部１
６ａ、１６ｂのみからカーボンペーパー１４ａ、１４ｂ
を加圧し、前記第１および第２枠体１８ａ、１８ｂ側に
加圧力（プレス力）が分散されることはない。従って、
カーボンペーパー１４ａ、１４ｂに対し所望の加圧力を
確実に付与することができ、前記カーボンペーパー１４
ａ、１４ｂと固体高分子電解質膜１２の融着不良を防止
することが可能になる。これによって、高品質な燃料電
池を迅速かつ効率的に得ることができるという効果があ
る。
【００２６】さらにまた、カーボンペーパー１４ａ、１
４ｂは、第１および第２枠体１８ａ、１８ｂの開口部１
６ａ、１６ｂと第１および第２樹脂シート２４ａ、２４
ｂの開口部２６ａ、２６ｂを介して固体高分子電解質膜
１２の両面に位置決めされる。このため、カーボンペー
パー１４ａ、１４ｂと固体高分子電解質膜１２の相対的
な位置決め作業が高精度かつ容易に遂行されるという利
点が得られる。
４ｂは、第１および第２枠体１８ａ、１８ｂの開口部１
６ａ、１６ｂと第１および第２樹脂シート２４ａ、２４
ｂの開口部２６ａ、２６ｂを介して固体高分子電解質膜
１２の両面に位置決めされる。このため、カーボンペー
パー１４ａ、１４ｂと固体高分子電解質膜１２の相対的
な位置決め作業が高精度かつ容易に遂行されるという利
点が得られる。
【００２７】
【発明の効果】本発明に係る燃料電池の製造方法および
装置では、固体高分子電解質膜が第１および第２枠体で
挟持されるため、加熱処理時にこの固体高分子電解質膜
から水分が蒸発することを阻止できる。しかも、加熱お
よび加圧処理が第１および第２枠体の開口部のみから電
極に対して施されるため、この電極以外に加圧力が分散
されることがなく、該電極に所望の加圧力を確実に付与
することが可能になる。さらに、電極は、第１および第
２枠体の開口部を介して固体高分子電解質膜に対し正確
に位置決めされる。
装置では、固体高分子電解質膜が第１および第２枠体で
挟持されるため、加熱処理時にこの固体高分子電解質膜
から水分が蒸発することを阻止できる。しかも、加熱お
よび加圧処理が第１および第２枠体の開口部のみから電
極に対して施されるため、この電極以外に加圧力が分散
されることがなく、該電極に所望の加圧力を確実に付与
することが可能になる。さらに、電極は、第１および第
２枠体の開口部を介して固体高分子電解質膜に対し正確
に位置決めされる。
【００２８】また、固体高分子電解質膜と第１および第
２枠体の間に第１および第２樹脂シートが介装されるた
め、この第１および第２枠体が金属材料で形成される
際、金属イオンが前記固体高分子電解質膜に入り込むこ
とを阻止することができる。さらにまた、電極と同一形
状の離型用樹脂シートを備えることにより、加熱および
加圧後の電極を加熱プレス手段から円滑に分離させるこ
とが可能になる。
２枠体の間に第１および第２樹脂シートが介装されるた
め、この第１および第２枠体が金属材料で形成される
際、金属イオンが前記固体高分子電解質膜に入り込むこ
とを阻止することができる。さらにまた、電極と同一形
状の離型用樹脂シートを備えることにより、加熱および
加圧後の電極を加熱プレス手段から円滑に分離させるこ
とが可能になる。
【図１】本発明に係る製造装置の分解斜視図である。
【図２】前記製造装置の一部分解斜視図である。
【図３】図２の縦断面図である。
【図４】前記製造装置の動作時の縦断面図である。
【図５】図４の一部拡大説明図である。
【図６】従来技術に係る製造方法の説明図である。
【図７】従来技術に係る別の製造方法の説明図である。
１０…製造装置 １２…固体高分子
電解質膜 １４ａ、１４ｂ…カーボンペーパー １６ａ、１６ｂ…
開口部 １８ａ、１８ｂ…枠体 ２０…固定手段 ２２…加熱プレス手段 ２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ…樹脂シート ３６…止めねじ ３８…下型 ４０…上型 ４２…下型プレス
部 ４４…上型プレス部
電解質膜 １４ａ、１４ｂ…カーボンペーパー １６ａ、１６ｂ…
開口部 １８ａ、１８ｂ…枠体 ２０…固定手段 ２２…加熱プレス手段 ２４ａ、２４ｂ、２８ａ、２８ｂ…樹脂シート ３６…止めねじ ３８…下型 ４０…上型 ４２…下型プレス
部 ４４…上型プレス部
Claims (4)
- 【請求項１】固体高分子電解質膜の両面に電極を接合す
るための燃料電池の製造方法であって、 略中央部に前記電極の寸法に対応する開口部が形成され
た第１および第２枠体で前記固体高分子電解質膜を挟持
するとともに、前記第１および第２枠体を一体的に固定
する工程と、 前記第１および第２枠体のそれぞれの開口部に前記電極
を挿入し、該固体高分子電解質膜を該電極で挟持する工
程と、 前記開口部からのみ前記電極を加熱および加圧して前記
固体高分子電解質膜の両面に前記電極を接合する工程
と、 を有することを特徴とする燃料電池の製造方法。 - 【請求項２】固体高分子電解質膜の両面に電極を接合す
るための燃料電池の製造装置であって、 略中央部に前記電極の寸法に対応する開口部が形成され
た第１および第２枠体と、 前記第１および第２枠体を、前記固体高分子電解質膜を
挟持した状態で一体的に固定する固定手段と、 前記第１および第２枠体のそれぞれの開口部に前記電極
を挿入して該固体高分子電解質膜を該電極で挟持した状
態で、前記開口部からのみ前記電極を加熱および加圧し
て前記固体高分子電解質膜の両面に前記電極を接合する
加熱プレス手段と、 を備えることを特徴とする燃料電池の製造装置。 - 【請求項３】請求項１記載の製造装置において、前記固
体高分子電解質膜と前記第１および第２枠体の間に介装
される第１および第２樹脂シートを備えるとともに、 前記第１および第２樹脂シートの略中央部に前記電極の
寸法に対応する開口部が形成されることを特徴とする燃
料電池の製造装置。 - 【請求項４】請求項１または２記載の製造装置におい
て、前記第１および第２枠体のそれぞれの開口部に前記
電極を内側にして挿入され、かつ該電極と同一形状の離
型用樹脂シートを備えることを特徴とする燃料電池の製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21891295A JP3461410B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 燃料電池の製造方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21891295A JP3461410B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 燃料電池の製造方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963621A true JPH0963621A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3461410B2 JP3461410B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=16727272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21891295A Expired - Fee Related JP3461410B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 燃料電池の製造方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461410B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147231A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 |
| JP2006156036A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 |
| JP2006164887A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用積層体の形成装置及び燃料電池用積層体の形成方法 |
| JP2007173240A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Gm Global Technology Operations Inc | 触媒被覆拡散媒体 |
| US7276310B2 (en) | 2003-04-02 | 2007-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolyte membrane for a fuel cell, electrolyte membrane electrode assembly for a fuel cell, and a fuel cell |
| JP2010504618A (ja) * | 2006-09-22 | 2010-02-12 | キャボット コーポレイション | 触媒コーティング膜及び膜電極アセンブリを形成するための方法、フレームに据えた膜及びマスク |
| JP2011192655A (ja) * | 2011-05-31 | 2011-09-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用マスクフィルム付き電解質膜−電極接合体及びその製造方法 |
| CN103887519A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种膜电极压合模具及其操作方法 |
| CN110834283A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-25 | 浙江锋源氢能科技有限公司 | 一种五合一膜电极封装夹具和质子交换膜燃料电池 |
| WO2023211220A1 (ko) * | 2022-04-28 | 2023-11-02 | 삼성에스디아이(주) | 이차 전지용 가압 장치 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21891295A patent/JP3461410B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7276310B2 (en) | 2003-04-02 | 2007-10-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolyte membrane for a fuel cell, electrolyte membrane electrode assembly for a fuel cell, and a fuel cell |
| JP2006147231A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 |
| JP2006156036A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 |
| JP2006164887A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用積層体の形成装置及び燃料電池用積層体の形成方法 |
| JP2007173240A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Gm Global Technology Operations Inc | 触媒被覆拡散媒体 |
| JP2010504618A (ja) * | 2006-09-22 | 2010-02-12 | キャボット コーポレイション | 触媒コーティング膜及び膜電極アセンブリを形成するための方法、フレームに据えた膜及びマスク |
| JP2011192655A (ja) * | 2011-05-31 | 2011-09-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用マスクフィルム付き電解質膜−電極接合体及びその製造方法 |
| CN103887519A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种膜电极压合模具及其操作方法 |
| CN110834283A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-25 | 浙江锋源氢能科技有限公司 | 一种五合一膜电极封装夹具和质子交换膜燃料电池 |
| WO2023211220A1 (ko) * | 2022-04-28 | 2023-11-02 | 삼성에스디아이(주) | 이차 전지용 가압 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3461410B2 (ja) | 2003-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4882541B2 (ja) | 燃料電池用電解質膜および膜電極接合体の製造方法 | |
| JP4736787B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池における膜電極接合体および補強型電解質膜の製造方法 | |
| JP3461410B2 (ja) | 燃料電池の製造方法および装置 | |
| US11462748B2 (en) | Method of manufacturing fuel cell separator | |
| WO2006043505A1 (ja) | 燃料電池スタック及びセパレータの接合方法 | |
| JP2019071174A (ja) | 燃料電池の単セルの製造方法 | |
| WO2000039872A1 (fr) | Pile a combustible, separateur de pile a combustible, et procede de fabrication de celui-ci | |
| CN110277570B (zh) | 燃料电池组的制造方法 | |
| JP3524274B2 (ja) | 固体高分子電解質膜の両面に電極を配設した組立体の製造方法および装置 | |
| JP5254878B2 (ja) | 燃料電池の製造方法 | |
| JP2007179815A (ja) | 燃料電池モジュール、燃料電池スタック及び燃料電池モジュールの作製方法 | |
| CN101218699B (zh) | 电解质膜及其制造方法 | |
| WO2004010524A1 (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法及び該セパレータと電極拡散層の接合方法 | |
| JP2019096389A (ja) | 燃料電池セルの製造方法 | |
| JP2006147231A (ja) | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 | |
| JP2006134644A (ja) | 燃料電池組み立て方法 | |
| JP2008243445A (ja) | 膜電極接合体（ｍｅａ）の製造法及び該膜電極接合体（ｍｅａ）を備えた固体高分子型燃料電池 | |
| JP7322814B2 (ja) | 燃料電池セルの製造方法 | |
| JP2020061250A (ja) | 燃料電池セル | |
| JP4784077B2 (ja) | 膜電極接合体の接合装置及び膜電極接合体の接合方法 | |
| JP7031526B2 (ja) | 燃料電池セルの製造装置 | |
| JP2020173899A (ja) | 燃料電池の製造方法 | |
| JP4164808B2 (ja) | 膜−電極接合体の製造方法および固体高分子膜・電極膜の加熱圧着装置。 | |
| JP6224675B2 (ja) | 燃料電池スタックの製造方法 | |
| JP2022150046A (ja) | 燃料電池セルの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080815 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090815 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100815 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140815 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |