JPS614168A - 燃料電池の製造方法 - Google Patents
燃料電池の製造方法Info
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- JPS614168A JPS614168A JP59123647A JP12364784A JPS614168A JP S614168 A JPS614168 A JP S614168A JP 59123647 A JP59123647 A JP 59123647A JP 12364784 A JP12364784 A JP 12364784A JP S614168 A JPS614168 A JP S614168A
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- gas flow
- fuel cell
- separator
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池の製造方法に係シ、特にガス流路体内
に、一定の厚さの電極を形成することのできる燃料電池
の製造方法に関する。
に、一定の厚さの電極を形成することのできる燃料電池
の製造方法に関する。
従来、溶融炭酸塩型燃料電池は第１図に示すように、電
解質板３を間に挾んで一対の電極２を有し、セパレータ
１を電極２に接合することによって製造されている。
解質板３を間に挾んで一対の電極２を有し、セパレータ
１を電極２に接合することによって製造されている。
ところで、溶融炭酸塩型燃料電池のセパレータ１は金属
板、主としてステンレス金銅板にカス流路部を機械加工
等によシ形成したもので作られている。ガス流路部の加
工はフライス盤等でリプを削シ出したり、あるいはエツ
チング加工法等によっている。しかし、機械加工あるい
はエツチング法によるセパレータめ製作には多くの工数
と費用を要するという問題点があった。さらに、このセ
パレータは電池の作動状態における電極からの集電及び
電極の支持を、ガス流路を削り出した残シの部分で行な
うことになる。ガス流路の設計の仕方によっては作動状
態での支持が不十分であり、電極が陥没してガス流路を
閉塞したシ、電極および電解質板を破損させてしまうと
いう欠点があった。そこで電極部については金銅、に電
極用スラリーを塗布し、その後焼結し、これをセパレー
タ部に組込んで使用する場合が多いが、この場合は、セ
パレータ部と電極部の接触抵抗により電池性能の低下が
起こることが多かった。これらの問題を解決する目的で
、ガス流路に金属多孔体を用いた燃料電池の製造方法に
ついて、第２図に示すように発明者らが特開昭５８−１
３１６６４号において既に提案しているが、この方法は
セパレータ４に金属多孔体５を接着剤からなる接合層６
を用いて接合させ、金属多孔体内に金属粉末の電極用ス
ラリーを塗布して電極２を形成し、さらに電極７に電解
質板８を接合するものである。この方法においては、電
極部７は多孔体５にスラリーヲ塗布して形成されている
ため、電極７の厚さの制御が困４ １Ｍであ
シ、場合によっては多孔体内部深くまでスラリーが浸透
し、ガス流路部９を閉塞する欠点があった。そのため多
孔体内部へのスラリー浸透防止の目的でスラリーの粘度
、スラリーと多孔体のぬｎ性を正確に杷握し、管理する
必要があった。
板、主としてステンレス金銅板にカス流路部を機械加工
等によシ形成したもので作られている。ガス流路部の加
工はフライス盤等でリプを削シ出したり、あるいはエツ
チング加工法等によっている。しかし、機械加工あるい
はエツチング法によるセパレータめ製作には多くの工数
と費用を要するという問題点があった。さらに、このセ
パレータは電池の作動状態における電極からの集電及び
電極の支持を、ガス流路を削り出した残シの部分で行な
うことになる。ガス流路の設計の仕方によっては作動状
態での支持が不十分であり、電極が陥没してガス流路を
閉塞したシ、電極および電解質板を破損させてしまうと
いう欠点があった。そこで電極部については金銅、に電
極用スラリーを塗布し、その後焼結し、これをセパレー
タ部に組込んで使用する場合が多いが、この場合は、セ
パレータ部と電極部の接触抵抗により電池性能の低下が
起こることが多かった。これらの問題を解決する目的で
、ガス流路に金属多孔体を用いた燃料電池の製造方法に
ついて、第２図に示すように発明者らが特開昭５８−１
３１６６４号において既に提案しているが、この方法は
セパレータ４に金属多孔体５を接着剤からなる接合層６
を用いて接合させ、金属多孔体内に金属粉末の電極用ス
ラリーを塗布して電極２を形成し、さらに電極７に電解
質板８を接合するものである。この方法においては、電
極部７は多孔体５にスラリーヲ塗布して形成されている
ため、電極７の厚さの制御が困４ １Ｍであ
シ、場合によっては多孔体内部深くまでスラリーが浸透
し、ガス流路部９を閉塞する欠点があった。そのため多
孔体内部へのスラリー浸透防止の目的でスラリーの粘度
、スラリーと多孔体のぬｎ性を正確に杷握し、管理する
必要があった。
本発明の目的は、電極層の厚さが調整できるとともに、
ガス流路体が閉塞することのない燃料電池の製造方法を
提供することにある。
ガス流路体が閉塞することのない燃料電池の製造方法を
提供することにある。
ガス流路体内に電極用金属粉末を含む電極を形成する方
法について検討した結果、ガス流路体に電極用粉末を含
むグリーンシートを保持させると、前記目的が達成され
ることを見い出した。即ち、本発明は、セパレータ部に
多孔質のガス流路体が接合し、該ガス流路体に接する状
態で電極が配置された燃料電池の製造方法において、電
極用金属粉末を含むグリーンシートを前記多孔質のガス
流路体に接合した後、焼成して電極を形成することを特
徴とする燃料電池の製造方法である。
法について検討した結果、ガス流路体に電極用粉末を含
むグリーンシートを保持させると、前記目的が達成され
ることを見い出した。即ち、本発明は、セパレータ部に
多孔質のガス流路体が接合し、該ガス流路体に接する状
態で電極が配置された燃料電池の製造方法において、電
極用金属粉末を含むグリーンシートを前記多孔質のガス
流路体に接合した後、焼成して電極を形成することを特
徴とする燃料電池の製造方法である。
本発明で使用する多孔体は金属多孔体あるいは金銅等を
組み合わせて構成さｎるガス流路は、Ｎｉあるいはその
他燃料電池の作動条件下で耐熱あるいは耐食性等の点で
耐えられる材質のものが使用されるっまた、電極部材に
は電極として有効に作用する電極用原料粉末に樹脂、可
塑剤−および溶剤を加えグリーンシートにしたものを使
用する。
組み合わせて構成さｎるガス流路は、Ｎｉあるいはその
他燃料電池の作動条件下で耐熱あるいは耐食性等の点で
耐えられる材質のものが使用されるっまた、電極部材に
は電極として有効に作用する電極用原料粉末に樹脂、可
塑剤−および溶剤を加えグリーンシートにしたものを使
用する。
さらに、セパレータとガス流路体の接合には燃料電池の
作動条件下で耐熱および耐食性等の点で優れ、かつ、ガ
ス流路体とセパレータを接合し得る機能を有するロー材
あるいは金属粉末スラリー等を用いることもできる。こ
のような素材を用いて燃料電池は次のようにして製造さ
れる。まず、ガス流路体と電極部材用グリーンシートの
接合は、溶剤あるいは加温によジグリーンシートにより
ｉ軟性を与えガス流警体に圧着させる。なお、グリーン
シートの厚さが薄い場合は所定の厚さまで張シ合わせて
使用することもできる。ついでセパレータ内面に金属粉
末スラリーあるいはロー材等を塗布し、電極用グリーン
シートを圧着させたガス眸路体を置き接着させる。この
ようにして製造した電極部材を加熱焼成することによシ
目的とする電極部材を得る。なお、ガス流路体とグリー
ンシートの圧着あるいはガス流路体とセパレータの接着
の工程の順序については特にこだわらない。この工程に
よれば、電極部の製造工程および電池の積層の工程が簡
単になシ、さらに、電極部にスラリーを使用した場合に
は引けが１生するが、この補修が不必要となるため電池
の大聖化が図シ易くなる。
作動条件下で耐熱および耐食性等の点で優れ、かつ、ガ
ス流路体とセパレータを接合し得る機能を有するロー材
あるいは金属粉末スラリー等を用いることもできる。こ
のような素材を用いて燃料電池は次のようにして製造さ
れる。まず、ガス流路体と電極部材用グリーンシートの
接合は、溶剤あるいは加温によジグリーンシートにより
ｉ軟性を与えガス流警体に圧着させる。なお、グリーン
シートの厚さが薄い場合は所定の厚さまで張シ合わせて
使用することもできる。ついでセパレータ内面に金属粉
末スラリーあるいはロー材等を塗布し、電極用グリーン
シートを圧着させたガス眸路体を置き接着させる。この
ようにして製造した電極部材を加熱焼成することによシ
目的とする電極部材を得る。なお、ガス流路体とグリー
ンシートの圧着あるいはガス流路体とセパレータの接着
の工程の順序については特にこだわらない。この工程に
よれば、電極部の製造工程および電池の積層の工程が簡
単になシ、さらに、電極部にスラリーを使用した場合に
は引けが１生するが、この補修が不必要となるため電池
の大聖化が図シ易くなる。
次に本発明を図面に基づいて説明する。第３図は本発明
によって製造された燃料電池の構造を示す断面甲で６ｋ
、ガス流路体を形成する金属多孔体１θに電極用グリー
ンシート１１を圧着させ、金属多孔体と金属粉末スラリ
ーによって形成される接合層１２を介してセパレータ１
３と接合される。多孔体内にはガス流路部１４が形成さ
れている。
によって製造された燃料電池の構造を示す断面甲で６ｋ
、ガス流路体を形成する金属多孔体１θに電極用グリー
ンシート１１を圧着させ、金属多孔体と金属粉末スラリ
ーによって形成される接合層１２を介してセパレータ１
３と接合される。多孔体内にはガス流路部１４が形成さ
れている。
実施例１
第３図に示した本発明の燃料電池用を製作した。
電極部材用グリーンシートにはＮｉの微粉末を用いた。
このＮｉ微粉末１００ｇに対し樹脂分としてポリビニー
ルブチラールを５．９ｇ、可塑剤としてブチルフタリル
ブチルグリコレート２．４ｇを添加した。この混合物に
溶剤としてトリクレン３Ｑｍｌ、テトラクロルエチレン
６、５ ｍｌおよびｎ −ブチルアルコール８．７ ｍ
ｌをグリーンシート製造に適したスラリーになる量を添
加した。このスラリーを用いて厚さ約１６０簡のグリー
ンシートを製造した。
ルブチラールを５．９ｇ、可塑剤としてブチルフタリル
ブチルグリコレート２．４ｇを添加した。この混合物に
溶剤としてトリクレン３Ｑｍｌ、テトラクロルエチレン
６、５ ｍｌおよびｎ −ブチルアルコール８．７ ｍ
ｌをグリーンシート製造に適したスラリーになる量を添
加した。このスラリーを用いて厚さ約１６０簡のグリー
ンシートを製造した。
このグリーンシートの表面をエチルアルコールで湿らせ
、粘性が出た時点で金属多孔体表面に圧着した。このと
きグリーンシートの約０．５ｎｍは金属多孔体に含まれ
、残シの約０．５■は金属多孔体の表面に出るように圧
着した。一方、金属多孔体とセパレータの接着はＮｉ粉
末スラリー（Ｎｉ粉末１００重量部に対しカルボキシメ
チルセルローズ水溶液１００重量部を添加してスラリー
状にしたもの）をセパレータ内面に約０．５ｍ厚さに塗
布φ 後、金属多孔体を置き自然乾燥お
よび５０〜８０Ｃで乾燥させて接着させた。その後、水
素還元雰囲気中において８５０Ｃで焼成し、電極部（グ
リーンシート部）と金属多孔体、金属多孔体とセパレー
タを接合させ電池部材を得た。焼成後の電極部のＮｉグ
リーンシートの多孔体粒子構造の電子顕微鏡写真（倍率
１０００倍）を第４図に示す。この電池部材とりチウム
アルミネート（ＬｉＡｔＯｓ）の板に炭酸リチウム（Ｌ
ｉ２Ｃ０３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の混合炭酸
塩を含浸させた電解質材を組み合わせて電池を構成した
。
、粘性が出た時点で金属多孔体表面に圧着した。このと
きグリーンシートの約０．５ｎｍは金属多孔体に含まれ
、残シの約０．５■は金属多孔体の表面に出るように圧
着した。一方、金属多孔体とセパレータの接着はＮｉ粉
末スラリー（Ｎｉ粉末１００重量部に対しカルボキシメ
チルセルローズ水溶液１００重量部を添加してスラリー
状にしたもの）をセパレータ内面に約０．５ｍ厚さに塗
布φ 後、金属多孔体を置き自然乾燥お
よび５０〜８０Ｃで乾燥させて接着させた。その後、水
素還元雰囲気中において８５０Ｃで焼成し、電極部（グ
リーンシート部）と金属多孔体、金属多孔体とセパレー
タを接合させ電池部材を得た。焼成後の電極部のＮｉグ
リーンシートの多孔体粒子構造の電子顕微鏡写真（倍率
１０００倍）を第４図に示す。この電池部材とりチウム
アルミネート（ＬｉＡｔＯｓ）の板に炭酸リチウム（Ｌ
ｉ２Ｃ０３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の混合炭酸
塩を含浸させた電解質材を組み合わせて電池を構成した
。
実施例２
実施例１で使用した電極部材用Ｎｉグリーンシートを用
いて、ガス流路体にＮｉ金鋼を組み合わせて電池部材を
作成した。他の操作は実施例１と同様に行なった。
いて、ガス流路体にＮｉ金鋼を組み合わせて電池部材を
作成した。他の操作は実施例１と同様に行なった。
実施例３
第１図に示す従来方式による燃料電池、実施例１で製作
した燃料電池、実施例２で製作した燃料電池の発電試験
をカソード側には酸素と炭酸ガスの１：２の混合ガス、
アノード側には水素を温度６５０Ｃの条件下で供給して
行なった。この結果を第５図に示す。
した燃料電池、実施例２で製作した燃料電池の発電試験
をカソード側には酸素と炭酸ガスの１：２の混合ガス、
アノード側には水素を温度６５０Ｃの条件下で供給して
行なった。この結果を第５図に示す。
第５図の１は、実施例１で製造した燃料電池の電池性能
を示し、第５図の２および３はそれぞれ実施例２で製造
された燃料電池の電池性能、および第１図に示す従来方
式による燃料電池の電池性能を示す。電池性能は、実施
例１で製造した燃料電池の電池性能が最も高く、第１図
に県す従来方式による燃料電池の電池性能が最も低い。
を示し、第５図の２および３はそれぞれ実施例２で製造
された燃料電池の電池性能、および第１図に示す従来方
式による燃料電池の電池性能を示す。電池性能は、実施
例１で製造した燃料電池の電池性能が最も高く、第１図
に県す従来方式による燃料電池の電池性能が最も低い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ガス流路体内に電極層を形成する際に
、ガス流路部閉塞することはなく、ガス流路体およびセ
パレータが一体となっているため、各電池部材間の接触
抵抗を低減でき、電池性能を向上させることもできる。
、ガス流路部閉塞することはなく、ガス流路体およびセ
パレータが一体となっているため、各電池部材間の接触
抵抗を低減でき、電池性能を向上させることもできる。
第１図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の要部を示す斜視
図、第２図は従来の他の溶融炭酸塩製燃料電池の構造を
示す断面図、第３図は本発明の実施例によって製造され
た燃料電池の構造を示す断面図、第４図はＮｉグリーン
シートの多孔体粒子構造を示す図面に代る写真、第５図
は従来例と本発明の電池性能を示すグラフである。 １．４．１４・・・セパレータ、２．７・・・電極、３
゜８・・・電解質板、９．１３・・・ガス流路、５．１
０・・・金属体孔体、６・・・接合層、１１・・・電極
用グリーンシート、１２・・・接合層。 ゛ 特許出願人 工業技術院長 川田裕部手続補正書
（方式） 昭和ヴ年ｌσ月イノ日 特許庁長官 志 賀 学 殿 事件の表示 昭和５９年特許願第１２３６４７号 発明の名称 燃料電池の製造方法 補正をする者 以上
図、第２図は従来の他の溶融炭酸塩製燃料電池の構造を
示す断面図、第３図は本発明の実施例によって製造され
た燃料電池の構造を示す断面図、第４図はＮｉグリーン
シートの多孔体粒子構造を示す図面に代る写真、第５図
は従来例と本発明の電池性能を示すグラフである。 １．４．１４・・・セパレータ、２．７・・・電極、３
゜８・・・電解質板、９．１３・・・ガス流路、５．１
０・・・金属体孔体、６・・・接合層、１１・・・電極
用グリーンシート、１２・・・接合層。 ゛ 特許出願人 工業技術院長 川田裕部手続補正書
（方式） 昭和ヴ年ｌσ月イノ日 特許庁長官 志 賀 学 殿 事件の表示 昭和５９年特許願第１２３６４７号 発明の名称 燃料電池の製造方法 補正をする者 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セパレータ部に多孔状のガス流路体が接合し該ガス
流路体に接する状態で電極が配置された燃料電池の製造
方法において、電極用金属粉末を含むグリーンシートを
前記多孔状のガス流路体に接合した後、焼成して電極を
形成することを特徴とする燃料電池の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ガス流路体が
金属多孔体であることを特徴とする燃料電池の製造方法
。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記ガス流路体が
金網であることを特徴とする燃料電池の製造方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記ガス流路体が
金属多孔体あるいは金網の組み合わせであることを特徴
とする燃料電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123647A JPS614168A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59123647A JPS614168A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 燃料電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614168A true JPS614168A (ja) | 1986-01-10 |
Family
ID=14865770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59123647A Pending JPS614168A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS614168A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008153200A1 (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池 |
| JP2009009731A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池構成部材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60207253A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-10-18 | アメリカ合衆国 | 燃料電池用電極およびその電極を用いた燃料電池 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59123647A patent/JPS614168A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60207253A (ja) * | 1984-03-02 | 1985-10-18 | アメリカ合衆国 | 燃料電池用電極およびその電極を用いた燃料電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008153200A1 (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 燃料電池 |
| JP2009009731A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池構成部材 |
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