JPH11354137A - 燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造方法 - Google Patents
燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造方法Info
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- JPH11354137A JPH11354137A JP11071780A JP7178099A JPH11354137A JP H11354137 A JPH11354137 A JP H11354137A JP 11071780 A JP11071780 A JP 11071780A JP 7178099 A JP7178099 A JP 7178099A JP H11354137 A JPH11354137 A JP H11354137A
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強
度等のセパレータ特性において優れ、優れた経済性と成
形性を有した燃料電池用セパレータ及びその製造方法並
びに電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等の
セパレータ特性において優れ、優れた経済性と成形性を
有した燃料電池用セパレータを有する、高性能な燃料電
池を提供する。 【解決手段】 密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張
黒鉛粉が樹脂中に分散されてなる燃料電池用セパレー
タ、密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉と融
点が３００℃以下である樹脂とを混合し成形することを
特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法及び前記燃
料電池用セパレータまたは前記の製造方法により製造さ
れる燃料電池用セパレータを有してなる燃料電池。
度等のセパレータ特性において優れ、優れた経済性と成
形性を有した燃料電池用セパレータ及びその製造方法並
びに電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等の
セパレータ特性において優れ、優れた経済性と成形性を
有した燃料電池用セパレータを有する、高性能な燃料電
池を提供する。 【解決手段】 密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張
黒鉛粉が樹脂中に分散されてなる燃料電池用セパレー
タ、密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉と融
点が３００℃以下である樹脂とを混合し成形することを
特徴とする燃料電池用セパレータの製造方法及び前記燃
料電池用セパレータまたは前記の製造方法により製造さ
れる燃料電池用セパレータを有してなる燃料電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池、燃料電池
用セパレータ及びその製造方法に関する。
用セパレータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料電池用セパレータは、黒鉛ブ
ロックから削り出す方法、天然りん片状黒鉛を強酸及び
酸化剤で処理後、熱処理して得られる膨張黒鉛、膨張黒
鉛シート等を高圧力下で成形する方法、前記成形体に液
状熱硬化性樹脂を含浸、硬化する方法などで製造されて
いた。
ロックから削り出す方法、天然りん片状黒鉛を強酸及び
酸化剤で処理後、熱処理して得られる膨張黒鉛、膨張黒
鉛シート等を高圧力下で成形する方法、前記成形体に液
状熱硬化性樹脂を含浸、硬化する方法などで製造されて
いた。
【０００３】しかし前記の各製造法では、何れも充分な
性能のセパレータが得られなかったり、製造工程が多く
コスト高となったり、重量の大きいものとなるという欠
点があった。これらを解決するものとして、国際公開番
号ＷＯ９７／０２６１２明細書では、特定の粒子径の膨
張黒鉛粉末を熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に分散させ
た燃料電池用セパレータが記載されている。しかしなが
ら、前記のような微粒子径の膨張黒鉛粉を用いた場合、
電気比抵抗や機械特性に劣り、要求特性を満足する燃料
電池用セパレータを供給できないという欠点がある。
性能のセパレータが得られなかったり、製造工程が多く
コスト高となったり、重量の大きいものとなるという欠
点があった。これらを解決するものとして、国際公開番
号ＷＯ９７／０２６１２明細書では、特定の粒子径の膨
張黒鉛粉末を熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に分散させ
た燃料電池用セパレータが記載されている。しかしなが
ら、前記のような微粒子径の膨張黒鉛粉を用いた場合、
電気比抵抗や機械特性に劣り、要求特性を満足する燃料
電池用セパレータを供給できないという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】請求項１〜３記載の発
明は、上記問題に鑑み、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤
性、機械的強度等のセパレータ特性において優れ、優れ
た経済性と成形性を有した燃料電池用セパレータ及びそ
の製造方法を提供するものである。請求項４〜５記載の
発明は、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度
等のセパレータ特性において優れ、優れた経済性と成形
性を有した燃料電池用セパレータを有する、高性能な燃
料電池を提供するものである。
明は、上記問題に鑑み、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤
性、機械的強度等のセパレータ特性において優れ、優れ
た経済性と成形性を有した燃料電池用セパレータ及びそ
の製造方法を提供するものである。請求項４〜５記載の
発明は、電気抵抗、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度
等のセパレータ特性において優れ、優れた経済性と成形
性を有した燃料電池用セパレータを有する、高性能な燃
料電池を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、密度が０．６
g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉が樹脂中に分散されて
なる燃料電池用セパレータに関する。また、本発明は、
燃料電池が固体高分子型である前記燃料電池用セパレー
タに関する。また、本発明は、密度が０．６g/cm3〜
１．８g/cm3の膨張黒鉛粉と融点が３００℃以下である
樹脂とを混合し成形することを特徴とする燃料電池用セ
パレータの製造方法に関する。また、本発明は、前記燃
料電池用セパレータを有してなる燃料電池に関する。さ
らに、本発明は、固体高分子型である前記燃料電池に関
する。
g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉が樹脂中に分散されて
なる燃料電池用セパレータに関する。また、本発明は、
燃料電池が固体高分子型である前記燃料電池用セパレー
タに関する。また、本発明は、密度が０．６g/cm3〜
１．８g/cm3の膨張黒鉛粉と融点が３００℃以下である
樹脂とを混合し成形することを特徴とする燃料電池用セ
パレータの製造方法に関する。また、本発明は、前記燃
料電池用セパレータを有してなる燃料電池に関する。さ
らに、本発明は、固体高分子型である前記燃料電池に関
する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明においては、密度が０．６
g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉を用いる。密度が０．
６g/cm3未満の膨張黒鉛粉を使用して燃料電池用セパレ
ータを製造した場合、黒鉛粉の構造が虫状形の膨張黒鉛
が複雑に絡み合った状態となり、粉粒子同士の絡み合い
も多くなりその結果成形時に樹脂から発生する内部ガス
（縮合水、ホルマリン等）が、系外に出にくくなり内部
ボイドの原因となる。一方、密度が１．８g/cm3を超え
る膨張黒鉛粉を使用した場合は、粉粒子が非常に硬くな
るため虫状形の膨張黒鉛の絡み合いがほとんど無く、成
形した燃料電池用セパレータの機械強度が低下する。好
ましい密度は０．７g/cm3〜１．７g/cm3である。なお、
ここでいう膨張黒鉛粉の密度とは真密度であり、その体
積と重量から計算され、例えば比重ビン等を用いて測定
できる。
g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉を用いる。密度が０．
６g/cm3未満の膨張黒鉛粉を使用して燃料電池用セパレ
ータを製造した場合、黒鉛粉の構造が虫状形の膨張黒鉛
が複雑に絡み合った状態となり、粉粒子同士の絡み合い
も多くなりその結果成形時に樹脂から発生する内部ガス
（縮合水、ホルマリン等）が、系外に出にくくなり内部
ボイドの原因となる。一方、密度が１．８g/cm3を超え
る膨張黒鉛粉を使用した場合は、粉粒子が非常に硬くな
るため虫状形の膨張黒鉛の絡み合いがほとんど無く、成
形した燃料電池用セパレータの機械強度が低下する。好
ましい密度は０．７g/cm3〜１．７g/cm3である。なお、
ここでいう膨張黒鉛粉の密度とは真密度であり、その体
積と重量から計算され、例えば比重ビン等を用いて測定
できる。
【０００７】膨張黒鉛粉は既に公知の方法、例えば次の
ようにして製造することができる。膨張黒鉛粉の原料と
なる黒鉛としては、天然黒鉛、キツシユ黒鉛、熱分解黒
鉛等の高度に結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして
挙げられる。得られる特性と経済性のバランスからは天
然黒鉛が好ましい。用いる天然黒鉛としては、特に制限
はなく、Ｆ４８Ｃ（日本黒鉛(株)製、商品名）、Ｈ−５
０（中越黒鉛(株)製、商品名）等の市販品を用いること
ができる。
ようにして製造することができる。膨張黒鉛粉の原料と
なる黒鉛としては、天然黒鉛、キツシユ黒鉛、熱分解黒
鉛等の高度に結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして
挙げられる。得られる特性と経済性のバランスからは天
然黒鉛が好ましい。用いる天然黒鉛としては、特に制限
はなく、Ｆ４８Ｃ（日本黒鉛(株)製、商品名）、Ｈ−５
０（中越黒鉛(株)製、商品名）等の市販品を用いること
ができる。
【０００８】黒鉛の処理に用いられる、酸成分として
は、硫酸、硝酸、硫酸と硝酸との混液などが挙げられ、
これらに過酸化水素を添加して処理することができる。
膨張黒鉛とするための処理法としては、例えば、前記黒
鉛を前記酸成分の溶液に浸漬処理して、黒鉛層間化合物
を生成させ、ついで、水洗してから急速加熱して、黒鉛
結晶のＣ軸方向を膨張処理する方法が挙げられる。これ
により、虫状形で圧縮特性を有する膨張黒鉛を得ること
ができる。
は、硫酸、硝酸、硫酸と硝酸との混液などが挙げられ、
これらに過酸化水素を添加して処理することができる。
膨張黒鉛とするための処理法としては、例えば、前記黒
鉛を前記酸成分の溶液に浸漬処理して、黒鉛層間化合物
を生成させ、ついで、水洗してから急速加熱して、黒鉛
結晶のＣ軸方向を膨張処理する方法が挙げられる。これ
により、虫状形で圧縮特性を有する膨張黒鉛を得ること
ができる。
【０００９】上記工程で得られた膨張黒鉛を圧縮成形、
ロール等でシート状に加工し、所望の密度になるように
調整した後、粉砕して密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3
の膨張黒鉛粉を得ることができる。
ロール等でシート状に加工し、所望の密度になるように
調整した後、粉砕して密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3
の膨張黒鉛粉を得ることができる。
【００１０】また、本発明においては、熱硬化性又は熱
可塑性の各種樹脂が使用されるが、融点が３００℃以下
である樹脂を使用することが好ましい。ここで、融点が
３００℃を超える樹脂を使用した場合、成形時の膨張黒
鉛との密着性が悪化し、良好な性能を示す燃料電池用セ
パレータが得られない。なお、ここで融点は環球法によ
り測定できる。
可塑性の各種樹脂が使用されるが、融点が３００℃以下
である樹脂を使用することが好ましい。ここで、融点が
３００℃を超える樹脂を使用した場合、成形時の膨張黒
鉛との密着性が悪化し、良好な性能を示す燃料電池用セ
パレータが得られない。なお、ここで融点は環球法によ
り測定できる。
【００１１】融点が３００℃以下である樹脂に特に制限
はなく、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は前記樹脂の混
合物などが使用できる。熱硬化性樹脂としては、例え
ば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂など
が使用でき、熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキ
シ樹脂、ポリカーボネート樹脂などが好ましいものとし
て挙げられる。これらの中で、コスト、成形性、成形品
の物性等を考慮するとフェノール樹脂が好ましい。ま
た、使用される上記樹脂の性状に特に制限はなく、粉
状、液状などで使用される。上記液状とは、水又は有機
溶剤に溶解した固形樹脂の溶液も含まれるが、この場合
一般的には、膨張黒鉛粉と混合後乾燥して脱溶剤し使用
される。
はなく、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は前記樹脂の混
合物などが使用できる。熱硬化性樹脂としては、例え
ば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂など
が使用でき、熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキ
シ樹脂、ポリカーボネート樹脂などが好ましいものとし
て挙げられる。これらの中で、コスト、成形性、成形品
の物性等を考慮するとフェノール樹脂が好ましい。ま
た、使用される上記樹脂の性状に特に制限はなく、粉
状、液状などで使用される。上記液状とは、水又は有機
溶剤に溶解した固形樹脂の溶液も含まれるが、この場合
一般的には、膨張黒鉛粉と混合後乾燥して脱溶剤し使用
される。
【００１２】密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒
鉛粉と融点が３００℃以下である樹脂との混合比率に特
に制限はないが、成形性、成形品の物性を考慮すると、
膨張黒鉛粉／樹脂＝９０／１０〜２０／８０（重量比）
の範囲が好ましく、膨張黒鉛粉／樹脂＝８５／１５〜３
０／７０の範囲が特に好ましい。混合する密度が０．６
g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉の量が、９０／１０を
超えると成形性が悪化し、樹脂不足により機械強度が急
激に低下する傾向にある。また、２０／８０未満の場
合、導電性が低下する傾向にある。
鉛粉と融点が３００℃以下である樹脂との混合比率に特
に制限はないが、成形性、成形品の物性を考慮すると、
膨張黒鉛粉／樹脂＝９０／１０〜２０／８０（重量比）
の範囲が好ましく、膨張黒鉛粉／樹脂＝８５／１５〜３
０／７０の範囲が特に好ましい。混合する密度が０．６
g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒鉛粉の量が、９０／１０を
超えると成形性が悪化し、樹脂不足により機械強度が急
激に低下する傾向にある。また、２０／８０未満の場
合、導電性が低下する傾向にある。
【００１３】密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張黒
鉛粉と樹脂との混合方法に制限はなく、無溶剤型の樹脂
と膨張黒鉛粉を混合する場合は、前記材料を容器に秤量
し、撹拌機で均一に混合する方法、水あるいは有機溶媒
に溶解した樹脂と膨張黒鉛粉を混合する場合は、前記方
法で混合した後、乾燥して脱溶剤する方法などがある。
また、粉末樹脂と膨張黒鉛粉の混合の場合は、簡便なド
ライブレンド（乾式混合）法がある。
鉛粉と樹脂との混合方法に制限はなく、無溶剤型の樹脂
と膨張黒鉛粉を混合する場合は、前記材料を容器に秤量
し、撹拌機で均一に混合する方法、水あるいは有機溶媒
に溶解した樹脂と膨張黒鉛粉を混合する場合は、前記方
法で混合した後、乾燥して脱溶剤する方法などがある。
また、粉末樹脂と膨張黒鉛粉の混合の場合は、簡便なド
ライブレンド（乾式混合）法がある。
【００１４】燃料電池用セパレータを成形する方法に特
に制限はなく、圧縮成形法、押し出し成形法、移送成形
法などが使用できる。成形条件は、樹脂の種類に応じて
選択することができ、通常、常温〜４００℃の温度を用
いることができる。また樹脂の種類に応じて、硬化の際
に発生する、縮合水等の不要物のガスを抜く工程を設け
ることもできる。更に、得られる成形物の硬化を更に進
めるために、成形後に熱処理を行ってもよい。
に制限はなく、圧縮成形法、押し出し成形法、移送成形
法などが使用できる。成形条件は、樹脂の種類に応じて
選択することができ、通常、常温〜４００℃の温度を用
いることができる。また樹脂の種類に応じて、硬化の際
に発生する、縮合水等の不要物のガスを抜く工程を設け
ることもできる。更に、得られる成形物の硬化を更に進
めるために、成形後に熱処理を行ってもよい。
【００１５】成形方法としては、所望のセパレータの形
状の金型等を使用する方法が直接にセパレータを成形で
きるので好ましいが、予め大きめの成形体を作成し、こ
れを切削して所望の形状と大きさのセパレータにするこ
ともできる。本発明により製造される燃料電池用セパレ
ータの大きさ、厚さ、形状等に特に制限はない。図１
に、本発明の燃料電池用セパレータの一例の斜視図を示
す。一般に、燃料電池用セパレータ１には、反応ガスの
流路を確保するため、図１に示されるようなリブが設け
られている。２はリブ部、３は溝部である。図１の
（ａ）は両面にリブが設けられているものであり、
（ｂ）は片面にリブが設けられているものである。
状の金型等を使用する方法が直接にセパレータを成形で
きるので好ましいが、予め大きめの成形体を作成し、こ
れを切削して所望の形状と大きさのセパレータにするこ
ともできる。本発明により製造される燃料電池用セパレ
ータの大きさ、厚さ、形状等に特に制限はない。図１
に、本発明の燃料電池用セパレータの一例の斜視図を示
す。一般に、燃料電池用セパレータ１には、反応ガスの
流路を確保するため、図１に示されるようなリブが設け
られている。２はリブ部、３は溝部である。図１の
（ａ）は両面にリブが設けられているものであり、
（ｂ）は片面にリブが設けられているものである。
【００１６】本発明により製造される燃料電池用セパレ
ータは、固体高分子型、固体酸化物型、溶融炭酸塩型、
アルカリ水溶液型、酸水溶液型等種々の型式の燃料電池
用セパレータとして使用可能である。
ータは、固体高分子型、固体酸化物型、溶融炭酸塩型、
アルカリ水溶液型、酸水溶液型等種々の型式の燃料電池
用セパレータとして使用可能である。
【００１７】燃料電池は、一般に、電解質層をはさんで
燃料極及び空気極の各電極層が存在し、その両側から挟
むセパレータを単位とするセルを含む。電解質として
は、アルカリ水溶液型の場合は水酸化カリウム等が用い
られ、酸水溶液型の場合はリン酸等が用いられ、固体高
分子型の場合はイオン交換膜等が用いられ、溶融炭酸塩
型の場合は炭酸リチウム等が用いられ、固体酸化物型の
場合は安定化ジルコニア等が用いられる。電極の基材と
しては、カーボン繊維等のカーボン材などが挙げられ、
必要に応じて、白金、パラジウム、銀、ニッケル等の触
媒層を表面に設けたものが用いられる。燃料ガスである
水素は、水の分解物や天然ガス、石油、石炭、メタノー
ルなどの原料を必要に応じて水素と反応させて水素リッ
チな改質ガスを取り出し、これを用いることにより供給
される。本発明のセパレータは中でも、固体高分子型燃
料電池用として、特に好適である。
燃料極及び空気極の各電極層が存在し、その両側から挟
むセパレータを単位とするセルを含む。電解質として
は、アルカリ水溶液型の場合は水酸化カリウム等が用い
られ、酸水溶液型の場合はリン酸等が用いられ、固体高
分子型の場合はイオン交換膜等が用いられ、溶融炭酸塩
型の場合は炭酸リチウム等が用いられ、固体酸化物型の
場合は安定化ジルコニア等が用いられる。電極の基材と
しては、カーボン繊維等のカーボン材などが挙げられ、
必要に応じて、白金、パラジウム、銀、ニッケル等の触
媒層を表面に設けたものが用いられる。燃料ガスである
水素は、水の分解物や天然ガス、石油、石炭、メタノー
ルなどの原料を必要に応じて水素と反応させて水素リッ
チな改質ガスを取り出し、これを用いることにより供給
される。本発明のセパレータは中でも、固体高分子型燃
料電池用として、特に好適である。
【００１８】図２に固体高分子型燃料電池の一例のセル
の構造を表す斜視図を示す。電池の反応を起こす最小単
位のセル４は、固体高分子電解質膜５、燃料極６、空気
極７の各層から構成される３層膜８と、それを両側から
挟むセパレータ９ａ、９ｂにより構成されている。この
ように構成されたセル３が図１に示すように数段積み重
ねられ、集合体としてのセルスタック１０が得られる。
の構造を表す斜視図を示す。電池の反応を起こす最小単
位のセル４は、固体高分子電解質膜５、燃料極６、空気
極７の各層から構成される３層膜８と、それを両側から
挟むセパレータ９ａ、９ｂにより構成されている。この
ように構成されたセル３が図１に示すように数段積み重
ねられ、集合体としてのセルスタック１０が得られる。
【００１９】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。以下、％は
重量％を意味する。 実施例１ （１）膨張黒鉛粉の製造 硫酸（濃度９９％）６００ｇと硝酸（濃度９９％）２０
０ｇを３リットルのガラスビーカに入れ、このものに黒
鉛Ｆ４８Ｃ（固体炭素数９９％以上、日本黒鉛(株)製、
商品名）４００ｇを配合しガラス羽ねを取り付けた撹拌
モータ（６０rpm）で５分間撹拌し、その後過酸化水素
（濃度３５％）３２ｇを添加し１５分間撹拌した。撹拌
終了後、減圧濾過で酸化黒鉛と酸成分を分離し、得られ
た酸化黒鉛を別容器に移し５リットルの水を加え１０分
間撹拌し、減圧濾過で水洗した酸化黒鉛と洗浄水を分離
した。
重量％を意味する。 実施例１ （１）膨張黒鉛粉の製造 硫酸（濃度９９％）６００ｇと硝酸（濃度９９％）２０
０ｇを３リットルのガラスビーカに入れ、このものに黒
鉛Ｆ４８Ｃ（固体炭素数９９％以上、日本黒鉛(株)製、
商品名）４００ｇを配合しガラス羽ねを取り付けた撹拌
モータ（６０rpm）で５分間撹拌し、その後過酸化水素
（濃度３５％）３２ｇを添加し１５分間撹拌した。撹拌
終了後、減圧濾過で酸化黒鉛と酸成分を分離し、得られ
た酸化黒鉛を別容器に移し５リットルの水を加え１０分
間撹拌し、減圧濾過で水洗した酸化黒鉛と洗浄水を分離
した。
【００２０】得られた洗浄酸化黒鉛をホーロー製のバッ
トに移し平らに均し、１１０℃に昇温した乾燥器に１時
間放置し水分を除去した。このものを更に８００℃に昇
温した加熱炉で５分間熱処理して、膨張黒鉛を得た。得
られた膨張黒鉛の密度は、０．０１g/cm3であった。前
記膨張黒鉛の一部をロールで圧延して密度が０．８g/cm
3のシートに加工し、得られたシートを粗粉砕機（ホソ
カワミクロン(株)製、ロートプレックス（商品名））で
粉砕後、微粉砕機（奈良機械社製、自由粉砕機Ｍ−３
（商品名））で粉砕し、密度が０．８g/cm3、平均粒径
１５０μｍの膨張黒鉛粉９０ｇを得た。
トに移し平らに均し、１１０℃に昇温した乾燥器に１時
間放置し水分を除去した。このものを更に８００℃に昇
温した加熱炉で５分間熱処理して、膨張黒鉛を得た。得
られた膨張黒鉛の密度は、０．０１g/cm3であった。前
記膨張黒鉛の一部をロールで圧延して密度が０．８g/cm
3のシートに加工し、得られたシートを粗粉砕機（ホソ
カワミクロン(株)製、ロートプレックス（商品名））で
粉砕後、微粉砕機（奈良機械社製、自由粉砕機Ｍ−３
（商品名））で粉砕し、密度が０．８g/cm3、平均粒径
１５０μｍの膨張黒鉛粉９０ｇを得た。
【００２１】（２）燃料電池用セパレータの製造 実施例１（１）で製造した膨張黒鉛粉５６ｇとレゾール
型フェノール樹脂粉末（ＴＤ２０４０Ｃ、大日本インキ
（株)製、商品名）２４ｇ（比率７０／３０）を、ビニ
ール袋に計り取り空気を入れて袋を膨らませた状態で３
０秒間ドライブレンドを行った。
型フェノール樹脂粉末（ＴＤ２０４０Ｃ、大日本インキ
（株)製、商品名）２４ｇ（比率７０／３０）を、ビニ
ール袋に計り取り空気を入れて袋を膨らませた状態で３
０秒間ドライブレンドを行った。
【００２２】前記ブレンド粉を、１８０℃に昇温した燃
料電池用セパレータ成形用金型に均一に充填し、前記温
度に昇温した圧縮成型機で、圧力５０kgf/cm2（ゲージ
圧力）、成形時間１０分（ガス抜き３回）の条件成形
し、外観良好の片面に２mm（高さ）のリブ状突起物を形
成した縦１４０mm、横１８０mmの、燃料電池用セパレー
タを製造した。このものを厚さ３mmの鉄板２枚で挟み、
２００℃に昇温した乾燥機に入れ３０分間熱処理した。
料電池用セパレータ成形用金型に均一に充填し、前記温
度に昇温した圧縮成型機で、圧力５０kgf/cm2（ゲージ
圧力）、成形時間１０分（ガス抜き３回）の条件成形
し、外観良好の片面に２mm（高さ）のリブ状突起物を形
成した縦１４０mm、横１８０mmの、燃料電池用セパレー
タを製造した。このものを厚さ３mmの鉄板２枚で挟み、
２００℃に昇温した乾燥機に入れ３０分間熱処理した。
【００２３】実施例２ （１）膨張黒鉛粉の製造 実施例１（１）で得た膨張黒鉛を密度が１．６g/cm3に
なるようロールで圧延しシートを作製し、以下実施例１
（１）と同様に粉砕し、密度が１．６g/cm3、平均粒径
１５０μｍの膨張黒鉛粉９０ｇを得た。 （２）燃料電池用セパレータの製造 上記膨張黒鉛粉を用いた以外は実施例１（２）同様にブ
レンド粉を作製し、同様に成形及び熱処理を行ない燃料
電池用セパレータ成形品を得た。
なるようロールで圧延しシートを作製し、以下実施例１
（１）と同様に粉砕し、密度が１．６g/cm3、平均粒径
１５０μｍの膨張黒鉛粉９０ｇを得た。 （２）燃料電池用セパレータの製造 上記膨張黒鉛粉を用いた以外は実施例１（２）同様にブ
レンド粉を作製し、同様に成形及び熱処理を行ない燃料
電池用セパレータ成形品を得た。
【００２４】比較例１ （１）膨張黒鉛粉の製造 実施例１（１）で得た膨張黒鉛の密度が、０．５g/cm3
になるようロールで圧延しシートを作製し、以下実施例
１（１）と同様に粉砕し、密度が０．５g/cm3の膨張黒
鉛粉９０ｇを得た。 （２）燃料電池用セパレータの製造 上記膨張黒鉛粉を用いた以外は実施例１（２）同様にブ
レンド粉を作製し、同様に成形及び熱処理を行ない燃料
電池用セパレータ成形品を得た。
になるようロールで圧延しシートを作製し、以下実施例
１（１）と同様に粉砕し、密度が０．５g/cm3の膨張黒
鉛粉９０ｇを得た。 （２）燃料電池用セパレータの製造 上記膨張黒鉛粉を用いた以外は実施例１（２）同様にブ
レンド粉を作製し、同様に成形及び熱処理を行ない燃料
電池用セパレータ成形品を得た。
【００２５】比較例２ （１）膨張黒鉛粉の製造 実施例１（１）で得た膨張黒鉛の密度が、２．０g/cm3
になるようロールで圧延しシートを作製し、以下実施例
１（１）と同様に粉砕し、密度が２．０g/cm3の膨張黒
鉛粉９０ｇを得た。 （２）燃料電池用セパレータの製造 上記膨張黒鉛粉を用いた以外は実施例１（２）同様にブ
レンド粉を作製し、同様に成形及び熱処理を行ない燃料
電池用セパレータ成形品を得た。
になるようロールで圧延しシートを作製し、以下実施例
１（１）と同様に粉砕し、密度が２．０g/cm3の膨張黒
鉛粉９０ｇを得た。 （２）燃料電池用セパレータの製造 上記膨張黒鉛粉を用いた以外は実施例１（２）同様にブ
レンド粉を作製し、同様に成形及び熱処理を行ない燃料
電池用セパレータ成形品を得た。
【００２６】上記実施例１、２及び比較例１、２で製造
した燃料電池用セパレータの外観と、各セパレータのリ
ブ部を平らに研磨し厚さ１．５mmの平板を作製し、曲げ
強さ及び電気抵抗を測定した。結果を表１に示す。
した燃料電池用セパレータの外観と、各セパレータのリ
ブ部を平らに研磨し厚さ１．５mmの平板を作製し、曲げ
強さ及び電気抵抗を測定した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【発明の効果】請求項１及び２記載の燃料電池用セパレ
ータは、電気抵抗が小さく、ガス透過性、液膨潤性、機
械的強度等のセパレータ特性においてバランスよく優
れ、成形性の良好なものである。請求項３記載の燃料電
池用セパレータの製造方法によれば、電気抵抗が小さ
く、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等のセパレータ
特性においてバランスよく優れ、成形性の良好な燃料電
池用セパレータを簡易な工程で安価に、かつ安定に生産
できる。請求項４〜５記載の燃料電池は、電気抵抗、ガ
ス透過性、液膨潤性、機械的強度等のセパレータ特性に
おいて優れ、優れた経済性と成形性を有した燃料電池用
セパレータを有する、高性能なをものである。
ータは、電気抵抗が小さく、ガス透過性、液膨潤性、機
械的強度等のセパレータ特性においてバランスよく優
れ、成形性の良好なものである。請求項３記載の燃料電
池用セパレータの製造方法によれば、電気抵抗が小さ
く、ガス透過性、液膨潤性、機械的強度等のセパレータ
特性においてバランスよく優れ、成形性の良好な燃料電
池用セパレータを簡易な工程で安価に、かつ安定に生産
できる。請求項４〜５記載の燃料電池は、電気抵抗、ガ
ス透過性、液膨潤性、機械的強度等のセパレータ特性に
おいて優れ、優れた経済性と成形性を有した燃料電池用
セパレータを有する、高性能なをものである。
【図１】本発明の燃料電池用セパレータの一例を示す斜
視図であり、（ａ）は両面にリブが存在するもの、
（ｂ）は片面にリブが存在するものである。
視図であり、（ａ）は両面にリブが存在するもの、
（ｂ）は片面にリブが存在するものである。
【図２】本発明の燃料電池の一例を示す斜視図である。
１ セパレータ ２ リブ部 ３ 溝部 ４ セル ５ 固体高分子電解質膜 ６ 燃料極 ７ 空気極 ８ ３層膜 ９ａ、９ｂ セパレータ １０ セルスタック
Claims (5)
- 【請求項１】 密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張
黒鉛粉が樹脂中に分散されてなる燃料電池用セパレー
タ。 - 【請求項２】 燃料電池が固体高分子型である請求項１
記載の燃料電池用セパレータ。 - 【請求項３】 密度が０．６g/cm3〜１．８g/cm3の膨張
黒鉛粉と融点が３００℃以下である樹脂とを混合し成形
することを特徴とする燃料電池用セパレータの製造方
法。 - 【請求項４】 請求項１若しくは２に記載されるか又は
請求項３記載の製造方法により製造される燃料電池用セ
パレータを有してなる燃料電池。 - 【請求項５】 固体高分子型である請求項４記載の燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07178099A JP3437935B2 (ja) | 1998-04-07 | 1999-03-17 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-94442 | 1998-04-07 | ||
| JP9444298 | 1998-04-07 | ||
| JP07178099A JP3437935B2 (ja) | 1998-04-07 | 1999-03-17 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354137A true JPH11354137A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3437935B2 JP3437935B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=26412881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07178099A Expired - Fee Related JP3437935B2 (ja) | 1998-04-07 | 1999-03-17 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3437935B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077081A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-03-14 | Hitachi Chem Co Ltd | 燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造方法 |
| JP2001325967A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Nisshinbo Ind Inc | 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
| WO2002001660A1 (fr) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Osaka Gas Company Limited | Composition conductrice pour separateur de pile a combustible de type a polymere solide, separateur de pile a combustible de type a polymere solide, pile a combustible de type a polymere solide et systeme de pile a combustible de type a polymere solide utilisant ce separateur |
| JP2004192878A (ja) * | 2002-12-10 | 2004-07-08 | Tokai Carbon Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用セパレータ材の製造方法 |
| EP2065956A1 (en) * | 2002-03-18 | 2009-06-03 | Ntn Corporation | Conductive resin molding |
-
1999
- 1999-03-17 JP JP07178099A patent/JP3437935B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077081A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-03-14 | Hitachi Chem Co Ltd | 燃料電池、燃料電池用セパレ―タ及びその製造方法 |
| JP2001325967A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Nisshinbo Ind Inc | 燃料電池セパレータの製造方法、燃料電池セパレータ及び固体高分子型燃料電池 |
| WO2002001660A1 (fr) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Osaka Gas Company Limited | Composition conductrice pour separateur de pile a combustible de type a polymere solide, separateur de pile a combustible de type a polymere solide, pile a combustible de type a polymere solide et systeme de pile a combustible de type a polymere solide utilisant ce separateur |
| US7049021B2 (en) | 2000-06-29 | 2006-05-23 | Osaka Gas Company Limited | Conductive composition for solid polymer type fuel cell separator, solid polymer type fuel cell separator, solid polymer type fuel cell and solid polymer type fuel cell system using the separator |
| EP2065956A1 (en) * | 2002-03-18 | 2009-06-03 | Ntn Corporation | Conductive resin molding |
| US7728066B2 (en) | 2002-03-18 | 2010-06-01 | Ntn Corporation | Conductive resin molding |
| JP2004192878A (ja) * | 2002-12-10 | 2004-07-08 | Tokai Carbon Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用セパレータ材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3437935B2 (ja) | 2003-08-18 |
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