JPS62272465A - 燃料電池用セパレ−タ - Google Patents
燃料電池用セパレ−タInfo
- Publication number
- JPS62272465A JPS62272465A JP61115317A JP11531786A JPS62272465A JP S62272465 A JPS62272465 A JP S62272465A JP 61115317 A JP61115317 A JP 61115317A JP 11531786 A JP11531786 A JP 11531786A JP S62272465 A JPS62272465 A JP S62272465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- carbon plate
- fuel cell
- contact resistance
- molded
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 abstract description 6
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 abstract description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 4
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、燃料電池用セパレータに関する。
（従来の技術）
従来、燃料電池用セパレータは、樹脂含浸黒鉛材、ガラ
ス状カーボン材などの硬い材料が使用されていた。樹脂
含浸黒鉛材はコークス粉、黒鉛粉。
ス状カーボン材などの硬い材料が使用されていた。樹脂
含浸黒鉛材はコークス粉、黒鉛粉。
油煙などの骨材をピッチや炭化収率の高いフェノール樹
脂などのバインダーにより加熱混練したものを成形し、
焼成及び黒鉛化し９次いで耐熱耐食性を有するフェノー
ル樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸し、約２
００℃で硬化処理したものである。ガラス状カーボンは
、フェノール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を成
形し。
脂などのバインダーにより加熱混練したものを成形し、
焼成及び黒鉛化し９次いで耐熱耐食性を有するフェノー
ル樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸し、約２
００℃で硬化処理したものである。ガラス状カーボンは
、フェノール樹脂、フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を成
形し。
１２００℃以上の温度で焼成したものである。
（発明が解決しようとする問題点）
前記樹脂含浸黒鉛材やガラス状カーボンは、硬度が高く
ぜい性材料であるので、燃料電池として組みこんだとき
電極との接触抵抗が高く、セルを締めつける圧力を１０
ｋｇ ／ ｃｍ２程度に大きくすることが必要である
。このため、セパレータがしばしばぜい性破壊する欠点
があった。
ぜい性材料であるので、燃料電池として組みこんだとき
電極との接触抵抗が高く、セルを締めつける圧力を１０
ｋｇ ／ ｃｍ２程度に大きくすることが必要である
。このため、セパレータがしばしばぜい性破壊する欠点
があった。
本発明は、上記の欠点’ｉｓ決し、低面圧で低い接触抵
抗を有する燃料電池用のセパレータを提供することを目
的とする。
抗を有する燃料電池用のセパレータを提供することを目
的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、剛体材からなる炭素板の表面に膨張黒鉛の層
を形成してなる燃料電池用セパレータに関する。
を形成してなる燃料電池用セパレータに関する。
剛体材からなる炭素板は、剛体であればその材質は黒鉛
質炭素材、樹脂結合質炭素材、ガラス状カーボンなど何
れでもよい。該炭素板の表面には圧着などにより膨張黒
鉛の層を形成する。従って炭素板の表面はサンドブラス
トラかけることが望ましい。
質炭素材、樹脂結合質炭素材、ガラス状カーボンなど何
れでもよい。該炭素板の表面には圧着などにより膨張黒
鉛の層を形成する。従って炭素板の表面はサンドブラス
トラかけることが望ましい。
樹脂結合質炭素材の板表面に膨張黒鉛の層を圧着により
形成する場合は１００’〜２５０℃程度に加熱すること
が望ましい。
形成する場合は１００’〜２５０℃程度に加熱すること
が望ましい。
膨張黒鉛の層は、膨張黒鉛シート又は膨張黒鉛の粉末を
使用する。粉末を使用する場合は、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂又はフッ素樹脂などを混合してもよい。前記樹
脂混合膨張黒鉛を炭素板に圧着する場合は１００’〜４
００℃程度に加熱することが望ましい。膨張黒鉛の層の
厚みは、Ｏ，ＯＳ〜０．２ ｍｍが好ましい。
使用する。粉末を使用する場合は、フェノール樹脂、フ
ラン樹脂又はフッ素樹脂などを混合してもよい。前記樹
脂混合膨張黒鉛を炭素板に圧着する場合は１００’〜４
００℃程度に加熱することが望ましい。膨張黒鉛の層の
厚みは、Ｏ，ＯＳ〜０．２ ｍｍが好ましい。
（作用）
表面の膨張黒鉛の層は、柔構造であり、電極との間の接
触抵抗を小さくすることができ、さらに低面圧で安定し
た接触抵抗にすることができる。
触抵抗を小さくすることができ、さらに低面圧で安定し
た接触抵抗にすることができる。
炭素板は剛体材を用いるので機械的強度を保持する。
（実施例）
次に本発明の詳細な説明する。
実施例１
人造黒鉛粉末５０重量部とアセチレンブラック５０１ｉ
量部をノボラック系フェノール樹脂フエス（ＶＰ−１１
Ｎ、日立化成工業■製画品名）３０重量部を結合剤とし
て混合しｆ？−後１３０℃で成形して、板厚１ｍｍの第
１図に示す樹脂結合質炭素板２を得た。この板２０両面
に厚さ０．２ｍｍ４ＤＩｍ張黒鉛シート（カーボッイツ
ト１日立化成工業■製商品名）１をはさみ、１７０℃で
成形圧１００に９／ｄで成形して第１図に示す燃料電池
用セパレータ（以下セパレータ）を得た。
量部をノボラック系フェノール樹脂フエス（ＶＰ−１１
Ｎ、日立化成工業■製画品名）３０重量部を結合剤とし
て混合しｆ？−後１３０℃で成形して、板厚１ｍｍの第
１図に示す樹脂結合質炭素板２を得た。この板２０両面
に厚さ０．２ｍｍ４ＤＩｍ張黒鉛シート（カーボッイツ
ト１日立化成工業■製商品名）１をはさみ、１７０℃で
成形圧１００に９／ｄで成形して第１図に示す燃料電池
用セパレータ（以下セパレータ）を得た。
実施例２
黒鉛質炭素材（ＰＤ−１１，日立化成工業■製画品名）
を、板厚ｌ柵に切削加工した彼２表面をサンドブラスト
し炭素板を得た。天然黒鉛を硫酸と硝酸の混合液中で処
理し９次いで乾燥させた後。
を、板厚ｌ柵に切削加工した彼２表面をサンドブラスト
し炭素板を得た。天然黒鉛を硫酸と硝酸の混合液中で処
理し９次いで乾燥させた後。
８００℃に急熱して膨張黒鉛を得た。これにフッ素樹脂
粉末（ルブロン、ダイキン製商品名）を５重量％混合し
た後、密度０．３ｇ／ｃｍ’、板厚０．１ ｗｎに成形
し、膨張黒鉛シートを得た。前記炭素板を膨張黒鉛シー
トではさみ、室温で成形圧１００ｋｇ／ｃｍ”で成形し
た。次いで該成形品とステンレス鏡板ではさんで１ ｋ
Ｂ／ ｃｍ”の圧力をかけ、３５０℃で１０分間熱処理
しセパレータを得た。
粉末（ルブロン、ダイキン製商品名）を５重量％混合し
た後、密度０．３ｇ／ｃｍ’、板厚０．１ ｗｎに成形
し、膨張黒鉛シートを得た。前記炭素板を膨張黒鉛シー
トではさみ、室温で成形圧１００ｋｇ／ｃｍ”で成形し
た。次いで該成形品とステンレス鏡板ではさんで１ ｋ
Ｂ／ ｃｍ”の圧力をかけ、３５０℃で１０分間熱処理
しセパレータを得た。
実施例３
実施例１の樹脂結合質炭素板成形用の成形粉を用い１３
０℃で第２図に示す両面リブ付炭素板３を成形し、実施
例１と同じ方法で膨張黒鉛シート１を接着し第２図に示
す両面リブ付セパレータを得た。
０℃で第２図に示す両面リブ付炭素板３を成形し、実施
例１と同じ方法で膨張黒鉛シート１を接着し第２図に示
す両面リブ付セパレータを得た。
比較例１
実施例１の炭素板２をそのままでセパレータとした。
比較例２
実施例２の炭素板をそのままでセパレータとした。
比較例３
実施例３の両面リブ付炭素板３をそのままでセパレータ
とした。
とした。
上記セパレータとカーボンフェルト電極とを積層し、積
層圧力と電気抵抗の関係を測定した。
層圧力と電気抵抗の関係を測定した。
第３図にセパレータ５枚と電極４枚をそれぞれ交互に積
層し、交流四瑞子法にエリ電気抵抗を測定した結果を示
す。尚セパレータおよび電極は６０ＩＸ１００叫の大き
さである。
層し、交流四瑞子法にエリ電気抵抗を測定した結果を示
す。尚セパレータおよび電極は６０ＩＸ１００叫の大き
さである。
第３図から、膨張黒鉛の層が表面にある場合は低い積層
圧力（ｉｆｆｉ付圧力）で電気抵抗が安定することが示
される。
圧力（ｉｆｆｉ付圧力）で電気抵抗が安定することが示
される。
（発明の効果）
本発明によれば、セパレータを破壊することなく電極と
セパレータとを小さい締付圧力で積層することが可能と
なる。
セパレータとを小さい締付圧力で積層することが可能と
なる。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す燃料電池用
セパレータの断面図、第３図は積層圧力と電気抵抗との
関係を示すグラフである。 符号の説明 １・・・膨張黒鉛シート ２・・・炭素板３・・・
両面リブ付炭素板 一＼
セパレータの断面図、第３図は積層圧力と電気抵抗との
関係を示すグラフである。 符号の説明 １・・・膨張黒鉛シート ２・・・炭素板３・・・
両面リブ付炭素板 一＼
Claims (1)
- １、剛体材からなる炭素板の表面に膨張黒鉛の層を形成
してなる燃料電池用セパレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61115317A JPS62272465A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 燃料電池用セパレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61115317A JPS62272465A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 燃料電池用セパレ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62272465A true JPS62272465A (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=14659610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61115317A Pending JPS62272465A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 燃料電池用セパレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62272465A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933825A3 (en) * | 1998-01-19 | 1999-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for fuel cell and manufacturing method for the same |
| WO2002027842A1 (fr) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Separateur de pile a combustible, procede de fabrication de ce separateur et pile a combustible a polymere solide mettant en oeuvre ce separateur |
| US6544680B1 (en) * | 1999-06-14 | 2003-04-08 | Kawasaki Steel Corporation | Fuel cell separator, a fuel cell using the fuel cell separator, and a method for making the fuel cell separator |
| US6884538B2 (en) * | 2001-03-27 | 2005-04-26 | Nichias Corporation | Fuel cell separator and method for manufacturing the same |
| JP2005209641A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Showa Denko Kk | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2008525982A (ja) * | 2004-12-29 | 2008-07-17 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 燃料電池セパレータプレートアッセンブリ |
| JP2008311176A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Dic Corp | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池 |
| CN103633336A (zh) * | 2012-08-29 | 2014-03-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种液流储能电池用双极板及其制备方法 |
-
1986
- 1986-05-20 JP JP61115317A patent/JPS62272465A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933825A3 (en) * | 1998-01-19 | 1999-09-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for fuel cell and manufacturing method for the same |
| US7172830B2 (en) | 1998-01-19 | 2007-02-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Separator for fuel cell and manufacturing method for the same |
| US6544680B1 (en) * | 1999-06-14 | 2003-04-08 | Kawasaki Steel Corporation | Fuel cell separator, a fuel cell using the fuel cell separator, and a method for making the fuel cell separator |
| WO2002027842A1 (fr) * | 2000-09-29 | 2002-04-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Separateur de pile a combustible, procede de fabrication de ce separateur et pile a combustible a polymere solide mettant en oeuvre ce separateur |
| US6797424B2 (en) | 2000-09-29 | 2004-09-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Separator for fuel cell, production process thereof, and solid polymer fuel cell using the separator |
| DE10196698B3 (de) * | 2000-09-29 | 2013-01-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Brennstoffzellenseparator, Herstellungsverfahren desselben, und den Separator verwendende Feststoffpolymerbrennstoffzelle |
| US6884538B2 (en) * | 2001-03-27 | 2005-04-26 | Nichias Corporation | Fuel cell separator and method for manufacturing the same |
| JP2005209641A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Showa Denko Kk | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2008525982A (ja) * | 2004-12-29 | 2008-07-17 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 燃料電池セパレータプレートアッセンブリ |
| JP2008311176A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Dic Corp | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法、ならびに燃料電池 |
| CN103633336A (zh) * | 2012-08-29 | 2014-03-12 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种液流储能电池用双极板及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4755429A (en) | Composite graphite separator plate for fuel cell stack | |
| US6413663B1 (en) | Fluid permeable flexible graphite fuel cell electrode | |
| JPS62272465A (ja) | 燃料電池用セパレ−タ | |
| JP4037955B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池セパレータ部材の製造方法 | |
| JPS61270268A (ja) | 複合炭素材及びその製造方法 | |
| JPS5926907A (ja) | 黒鉛製薄板及びその製造法 | |
| JPH03248838A (ja) | 断熱材 | |
| JPH03138865A (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
| JPS6065781A (ja) | 不浸透性膨張黒鉛成形体 | |
| JP3097305B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 | |
| JPS59195514A (ja) | 不透過性炭素成形体及びその製造方法 | |
| JPS63142085A (ja) | 導電性シ−ト状接着剤の製造法 | |
| JP2002075394A (ja) | 燃料電池用セパレータ部材 | |
| JPH01266223A (ja) | 異方性多孔質炭素成形体の製造方法 | |
| JPH06190962A (ja) | 成型断熱材 | |
| JPS62154470A (ja) | 燃料電池用炭素質部材の製造方法 | |
| JP2524820B2 (ja) | 燃料電池用炭素質複合基材の製造方法 | |
| JPS62126563A (ja) | 燃料電池用カ−ボン部材の製造法 | |
| JP2674317B2 (ja) | 多孔質炭素板およびその製造法 | |
| JP2603138B2 (ja) | 燃料電池用炭素質複合部材の製造方法 | |
| JP3240062B2 (ja) | 端部シール付燃料電池セパレータの製造方法 | |
| JPS60150559A (ja) | 燃料電池用炭素薄板及びその製造法 | |
| JPH0430042Y2 (ja) | ||
| JPS6151767A (ja) | 燃料電池用複合炭素材 | |
| JP3159754B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ |