JPS6247966A - Manufacture of fuel cell - Google Patents
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- JPS6247966A JPS6247966A JP60188152A JP18815285A JPS6247966A JP S6247966 A JPS6247966 A JP S6247966A JP 60188152 A JP60188152 A JP 60188152A JP 18815285 A JP18815285 A JP 18815285A JP S6247966 A JPS6247966 A JP S6247966A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は燃料電池に係り、特に電極の端部におけるガス
漏れを確実に防止し得るようにした燃料電池の製造方法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a fuel cell, and more particularly to a method for manufacturing a fuel cell that can reliably prevent gas leakage at the ends of electrodes.
[発明の技術的背景とその問題点]
従来、燃料の有している化学エネルギーを直接電気エネ
ルギーに変換する装置として燃料電池が知られている。[Technical Background of the Invention and Problems Therein] Fuel cells have conventionally been known as devices that directly convert chemical energy contained in fuel into electrical energy.
この燃料電池は通常、電解質層を挾んで一対の対向する
多孔質電極を配置するとともに、一方の電極の背面に水
素等の燃料ガスを接触させ、また他方の電極の背面に酸
素等の酸化剤ガスを接触させ、このとき起こる電気化学
反応を利用して、上記一対の電極間がら電気エネルギー
を取り出すようにしたものであり、前記燃料ガスと酸化
剤ガスが供給されている限り高い変換効率で電気エネル
ギーを取り出すことができるちりである。This fuel cell usually has a pair of porous electrodes placed opposite each other with an electrolyte layer in between, and a fuel gas such as hydrogen is brought into contact with the back surface of one electrode, and an oxidizing agent such as oxygen is brought into contact with the back surface of the other electrode. Electrical energy is extracted between the pair of electrodes by bringing gases into contact and utilizing the electrochemical reaction that occurs.As long as the fuel gas and oxidant gas are supplied, the conversion efficiency is high. It is dust from which electrical energy can be extracted.
第2図は、上記原理に基づく特にリン酸を電解質とした
、リブ付電極型の燃料電池における単位セルの構成例を
分解斜視図にて示したものである。FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of the structure of a unit cell in a ribbed electrode type fuel cell based on the above principle and using phosphoric acid as an electrolyte.
図において、1は電解質としてのリン酸をマトリックス
に含浸してなる電解質層、3a、3bはこの電解質層1
を挾んで配置された多孔質炭素材からなるアノード電極
、カソード電極であり、その電解質層1と接する側には
触媒2a、2bが夫々塗布され、かつ背面側にはリブ4
a、4bおよび燃料ガス、酸化剤ガスの流通する溝5a
、5bを夫々有している。ここで、燃料ガスの流通する
溝5aと酸化剤ガスの流通する溝5bとは、互いに直交
する方向に規則的に複数本平行に形成されている。以上
により単位セルが形成され、かかる単位セルをち密な炭
素質で作られたセパレータ 6を挾んで複数個積層する
ことにより単位セル積層体を構成している。In the figure, 1 is an electrolyte layer formed by impregnating a matrix with phosphoric acid as an electrolyte, and 3a and 3b are this electrolyte layer 1.
The anode electrode and the cathode electrode are made of porous carbon material and are placed between the electrodes, and the catalysts 2a and 2b are respectively coated on the side in contact with the electrolyte layer 1, and the rib 4 is applied on the back side.
a, 4b, and a groove 5a through which fuel gas and oxidizing gas flow.
, 5b, respectively. Here, the grooves 5a through which the fuel gas flows and the grooves 5b through which the oxidant gas flows are regularly formed in parallel in a direction orthogonal to each other. A unit cell is formed as described above, and a unit cell laminate is constructed by stacking a plurality of such unit cells with separators 6 made of dense carbon material sandwiched therebetween.
また、上記単位セル積層体は第3図に示す如く、その上
下端側に集電板7、絶縁板8締付板9、端子10を夫々
取(=iけ、適当な締付は圧でもって上下方向から締付
けるようにしている。さらに、かかる単位セル積層体の
側面側にはガスケット11を介して、燃料ガス、酸化剤
ガスを管16を通し供給および排出するための一対のマ
ニホールド12および13.14および15を夫々対向
して配置し、適当な圧力で締付は固定することにより燃
料電池を構成している。In addition, as shown in FIG. 3, the unit cell laminate has a current collecting plate 7, an insulating plate 8, a clamping plate 9, and a terminal 10 on its upper and lower ends, respectively. Furthermore, a pair of manifolds 12 for supplying and discharging fuel gas and oxidizing gas through pipes 16 are provided on the side surfaces of the unit cell stack through gaskets 11. A fuel cell is constructed by arranging 13, 14 and 15 facing each other and tightening them with appropriate pressure.
さてかかる構成の燃料電池において、アノード電極3a
、 カソード電極3bは通気性が必要であることから炭
素質の多孔性材料で作られる。したがって、その溝5a
を流通する燃料ガスがアノード電極3aの縁部17aの
内部を自由に通過して酸化剤ガス側のマニホールド14
および15室内に漏れたり、または溝5bを流通する酸
化剤ガスがカソード電極3bの縁部17bの内部を自由
に通過して燃料ガス側のマニホールド12および13室
内に漏れたりし、結果的に両ガスが混合することになり
非常に危険である。このため、アノード電極3aおよび
カソード電極3bの縁部17aおよび17bにはガス漏
れ防止策としてのシールを施すことが必要であり、縁部
17aおよび17bには樹脂やゴム材を含浸したり、あ
るいは耐熱、耐電解質性の樹脂フィルムをコの字状に巻
き付けたり、またはシリコンカーバイド粉末を塗布して
親水性を持たせ電解質と同じリン酸を含浸する、いわゆ
るウェットシール法等の端部シールが施されている。し
かし、最後のウェットシール法は簡便な方法ではあるも
のの、シール性能が不完全で信頼性に乏しい。Now, in the fuel cell having such a configuration, the anode electrode 3a
, The cathode electrode 3b is made of a carbonaceous porous material because it requires air permeability. Therefore, the groove 5a
The fuel gas flowing through the anode electrode 3a freely passes through the inside of the edge 17a of the anode electrode 3a and reaches the manifold 14 on the oxidizing gas side.
and 15 chambers, or the oxidant gas flowing through the groove 5b freely passes inside the edge 17b of the cathode electrode 3b and leaks into the manifolds 12 and 13 chambers on the fuel gas side, resulting in both This is extremely dangerous as the gases will mix. Therefore, it is necessary to seal the edges 17a and 17b of the anode electrode 3a and cathode electrode 3b to prevent gas leakage, and the edges 17a and 17b may be impregnated with resin or rubber material, or The edges are sealed using the so-called wet sealing method, which involves wrapping a heat-resistant and electrolyte-resistant resin film in a U-shape, or applying silicon carbide powder to make it hydrophilic and impregnating it with the same phosphoric acid as the electrolyte. has been done. However, although the last wet seal method is a simple method, its sealing performance is incomplete and its reliability is poor.
通常、電極端部への親水性材料の含浸処理は、親水性粉
末の水溶液中に電極端部を浸せきし、これを減圧して粉
末を含浸させ乾燥した後に電解質を保持させる方法がと
られるが、この場合かなり粒径の小さな親水性材料を用
いても、水溶液中においてはそれらが凝集して2次粒子
を形成しているため、電極端部の内部まではなかなか充
填されず表面層の極く近傍までしか含浸されない。その
ため、ここにリン酸を含浸させた場合そのシール性は充
分に確保されなかった。Normally, the electrode end is impregnated with a hydrophilic material by immersing the electrode end in an aqueous solution of hydrophilic powder, reducing the pressure to impregnate the powder, drying it, and then retaining the electrolyte. In this case, even if a hydrophilic material with a fairly small particle size is used, it aggregates in an aqueous solution and forms secondary particles, so it is difficult to fill the inside of the electrode end, and the surface layer becomes polarized. It is impregnated only up to the vicinity. Therefore, when phosphoric acid was impregnated here, the sealability was not sufficiently ensured.
そこで、最近では第4図にその斜視図を示したように、
電極端部Aをまず親水性材料にて含浸処理した後に、端
部のガス流通用の溝をペースト状の親水性材料で充填し
、その後に電解質を保持させてシールするような方法が
提案されてきている。Therefore, recently, as shown in the perspective view in Figure 4,
A method has been proposed in which the electrode end A is first impregnated with a hydrophilic material, and then the groove for gas flow at the end is filled with a paste-like hydrophilic material, and then the electrolyte is retained and sealed. It's coming.
この方法では、減圧含浸処理による親水性材料の充填は
ガス流通用溝の残肉部の比較的薄い部分のみ(約0.5
mm)であることから親水性祠料は充分に含浸され、さ
らにその上の加工溝B部にベーストが充填されているの
で、ここに電解質を保持させた場合にはそのシール性が
向上して、電極端部Aからのガス漏れを充分に防止する
ことができる。しかし、この方法においては電極端部A
からのガス漏れを充分に防止することができるものの、
溝B加工部に充填した親水性材料の積層面が而出しが充
分でないと、電極積層面からのガス漏れが大きくなって
しまうという問題がある。また、加工溝Bを親水性材料
で充填した後に乾燥、焼キ1qという操作を行なうと1
.充填した粉末の親水性材料に亀裂が生じてそこからガ
ス漏れが起こることがあり、このことは保持電解質が消
失してくる電池運転の後期において特に問題となる。さ
らに、この電極端部Aに保持させる電解質と電解質層に
保持させる電解質との液絡が充分にとられていないため
、電極端部人の電解質が比較的早く消失して長期にわた
るシール性を確保することができないという問題がある
。In this method, the hydrophilic material is filled only in a relatively thin part (approximately 0.5
mm), the hydrophilic abrasive material is sufficiently impregnated, and the processed groove B section above it is filled with baset, so if the electrolyte is retained here, its sealing performance is improved. , gas leakage from the electrode end A can be sufficiently prevented. However, in this method, the electrode end A
Although it is possible to sufficiently prevent gas leakage from
If the laminated surface of the hydrophilic material filled in the groove B processing portion is not sufficiently exposed, there is a problem in that gas leakage from the electrode laminated surface becomes large. In addition, if the process of drying and baking 1q is performed after filling the processed groove B with a hydrophilic material, 1
.. Cracks may form in the hydrophilic material of the filled powder and gas leakage may occur therethrough, which is a particular problem in the later stages of cell operation when the retention electrolyte is lost. Furthermore, because the liquid junction between the electrolyte held at the electrode end A and the electrolyte held in the electrolyte layer is not sufficiently established, the electrolyte at the electrode end disappears relatively quickly, ensuring long-term sealing performance. The problem is that it cannot be done.
[発明の目的]
本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は電極端部のシールを確実に行なって電
極端部の側面および電池積層面がらのガス漏れを防止す
ると共に、電極端部に保持された電解質を長期にわたっ
て安定に保持し信頼性の向上を図ることが可能な燃料電
池の製造方法を提供することにある。[Object of the Invention] The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to reliably seal the electrode end to prevent gas leakage from the side of the electrode end and the battery stack surface. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fuel cell, which can prevent such problems, stably hold the electrolyte held at the end of the electrode over a long period of time, and improve reliability.
[発明の概要]
上記目的を達成するために本発明では、ガス流通用の溝
を有する導電性の多孔質基体の片面に触媒層が塗着され
て成る一対の電極間に、電解質を含浸した電解質層を挟
んで構成される燃料電池の製造方法において、上記電極
の端部に(ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで)触
媒層側の面からシール用の溝加工を施す第1の工程と、
炭素粉末またはシリコンカーバイド粉末等の親水性粉末
を主成分とするスラリーを上記電極の端部に真空含浸し
て乾燥処理する第2の工程と、この第2の工程と同様の
親水性粉末でやや粘度の高いペースト状のものを上記電
極端部のシール用溝加工部に充填し、乾燥、焼成した後
に電解質を含浸処理する第3の工程とから成ることを特
徴とする。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides an electrolyte impregnated between a pair of electrodes, which is formed by coating a catalyst layer on one side of a conductive porous substrate having grooves for gas flow. In a method for manufacturing a fuel cell configured with an electrolyte layer in between, grooves for sealing are formed at the ends of the electrodes (with approximately the same width and depth as the gas flow grooves) from the catalyst layer side. a first step of applying;
A second step of vacuum impregnating the end of the electrode with a slurry mainly composed of hydrophilic powder such as carbon powder or silicon carbide powder and drying it; It is characterized by a third step of filling a highly viscous paste into the sealing grooved portion of the electrode end, drying and firing, and then impregnating it with an electrolyte.
[発明の実施例〕
まず、端部シールのためのウェットシール法の特徴は、
前述した樹脂やゴムを含浸する方法に比べて、電池が停
止時の常温から運転時の200℃を越える高温の間で材
料の膨張差による応力発生や積層圧力の変動が少ないこ
とであるが、弱点としてはシールの信頼性が低いことで
ある。このウェットシール法は、電極端部の溝部をシリ
コンカーバイドや炭素粉末等の親水性材料で充填せしめ
てこれにリン酸を含浸し、リン酸の表面張力により気体
の通過を防止しようとするものであることから、電極端
部の溝部に親水性粉末を如何に充填するかによりシール
性能の信頼性が決まると言える。[Embodiments of the invention] First, the characteristics of the wet sealing method for end sealing are as follows:
Compared to the above-mentioned method of impregnating resin or rubber, this method produces less stress and fluctuations in lamination pressure due to differences in material expansion between the room temperature when the battery is stopped and the high temperature exceeding 200°C during operation. The weak point is that the seal is unreliable. In this wet seal method, the groove at the end of the electrode is filled with a hydrophilic material such as silicon carbide or carbon powder, which is then impregnated with phosphoric acid to prevent gas from passing through due to the surface tension of the phosphoric acid. Therefore, it can be said that the reliability of the sealing performance is determined by how the hydrophilic powder is filled into the groove at the end of the electrode.
そして、この電極端部の溝部に親水性粉末を充填するに
は、粉末に水または溶剤など液体を混和したいわゆるス
ラリーを作ってこれを圧入するようにすれはよい。しか
しこの方法では、現在親水性材料の候補となり得るカー
ボン粉末、シリコンカーバイト等の粒子が厚手の多孔質
基体には充分に含浸されないことから、本発明では電極
端部にシール用の溝加工を施し、この溝加工を施した残
肉部に上記含浸処理を行ない、さらにこの溝部には含浸
液よりも粘性の高いペースト状の親水性材料を充填し、
乾燥、焼成した後に、ここに電解質を含浸保持させてシ
ール性を確保しようとするものである。In order to fill the groove of the electrode end with the hydrophilic powder, a so-called slurry made by mixing the powder with a liquid such as water or a solvent may be prepared and the slurry may be press-fitted. However, with this method, particles such as carbon powder and silicon carbide, which are currently candidates for hydrophilic materials, cannot be sufficiently impregnated into a thick porous substrate. The impregnating treatment is applied to the grooved remaining flesh, and the groove is filled with a paste-like hydrophilic material having a higher viscosity than the impregnating liquid.
After drying and firing, an electrolyte is impregnated and held there to ensure sealing performance.
以下、その具体的な一実施例について図面を参照して説
明する。本実施例では、次のようにして電極の端部シー
ルを施工する。Hereinafter, a specific example thereof will be described with reference to the drawings. In this example, the end seal of the electrode is constructed as follows.
すなわち、第1図にその斜視図を示すようにまず第1の
工程として、ガス流通用の溝を有する導電性の多孔質基
体の片面に触媒層が塗着されて成る電極の端部Aに、上
記ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで触媒層側の面
からダイヤモンドバーによりシール用の溝B加工を施す
。ここで多孔質基体としては、炭素繊維をフェノール樹
脂で接着し、1000℃以上の高温で炭化した材料が一
般的であり、例えば気孔率60〜75%、崇密度0.5
5程度のものを用いる。That is, as shown in the perspective view of FIG. 1, in the first step, a catalyst layer is coated on one side of a conductive porous substrate having grooves for gas flow. , Process a sealing groove B using a diamond bur from the surface on the catalyst layer side with approximately the same width and depth as the above-mentioned gas circulation groove. Here, the porous substrate is generally a material made by bonding carbon fibers with phenolic resin and carbonizing them at a high temperature of 1000°C or higher.
Use one of about 5.
次に第2の工程として、炭素粉末またはシリコンカーバ
イド粉末等の親水性粉末を主成分とするスラリーを、上
記電極の端部Aに真空減圧含浸して乾燥処理する。すな
わち、例えば電極の端部Aをスラリー中に浸せきし、真
空容器中において減圧−常圧の操作を2〜3回程度繰返
した後に、基体表面上の付着物を落として200℃で1
時間程度乾燥処理を行なう。この場合、真空乾燥器で真
空引きしながら乾燥するようにしてもよい。なお上記で
、含浸液としては例えば以下のような組成のものを用い
る。Next, as a second step, a slurry mainly composed of hydrophilic powder such as carbon powder or silicon carbide powder is impregnated into the end portion A of the electrode under reduced pressure and dried. That is, for example, the end A of the electrode is immersed in the slurry, and after repeating the operation between reduced pressure and normal pressure in a vacuum container about 2 to 3 times, the deposits on the substrate surface are removed and the electrode is heated at 200°C for 1 to 3 hours.
Dry for about an hour. In this case, the film may be dried while being evacuated using a vacuum dryer. In the above, the impregnating liquid used has the following composition, for example.
(その1)
Vulcan XC−72R(キャボット社)(平均
粒径30μm) ・・・30g純水
・・・420m1Tef Io
n 30−J (三井フロロケミカル社)
・・・5 m1Triton
X−100(Rhom &Hass社)(非イオン
性界面活性剤)・・・19m1
(その2)
SiC(昭和電工製)(平均粒径1μm)・・・120
g
純水 ・・・75m1Te
flon 30−J (三井フロロケミカル社)
・・・1.9gTriton
XX−100(Rho &Hass社)(非イオ
ン性界面活性剤)・・・8g
更に第3工程として、上記第2の工程と同様の親水性粉
末でやや粘度の高いペースト状のものを、上記゛18極
端部Aのシール用溝B加工部に充填し、乾燥、焼成した
後に電解質であるリン酸を含浸処理する。この場合、シ
ール用溝B加工部へのペースト充填の後に乾燥(200
℃、1時間)、焼成(320℃、6分)を行なうと、充
填されたペーストが収縮して充填物に亀裂か生じる恐れ
かあるので、少なくとも2回以上のペースト埋め一乾燥
の操作を行なうことが好ましい。そしてこの点からは、
親水性材料としてシリコンカーバイトを用いる方が、亀
裂が生じにくくより好ましいことが判明した。なお上記
で、溝埋め用の粘性の高いペースト状親水剤としては例
えば以下のような組成のものを用いる。(Part 1) Vulcan XC-72R (Cabot) (average particle size 30 μm) ...30g pure water
...420m1Tef Io
n 30-J (Mitsui Fluorochemical Company)
...5 m1Triton
X-100 (Rhom & Hass) (nonionic surfactant)...19m1 (Part 2) SiC (Showa Denko) (average particle size 1 μm)...120
g Pure water...75m1Te
flon 30-J (Mitsui Fluorochemical Co., Ltd.)
...1.9gTriton
XX-100 (Rho & Hass) (nonionic surfactant)...8g Furthermore, as a third step, a slightly viscous paste-like hydrophilic powder similar to the second step was added to the above 18 It is filled into the sealing groove B processed part of the extreme part A, dried and fired, and then impregnated with phosphoric acid as an electrolyte. In this case, after filling the sealing groove B with the paste, drying (200
℃, 1 hour) and baking (320℃, 6 minutes), the filled paste may shrink and cause cracks in the filling, so perform the paste filling and drying operations at least twice. It is preferable. And from this point,
It has been found that it is more preferable to use silicon carbide as the hydrophilic material because it is less likely to cause cracks. In the above, as the highly viscous paste-like hydrophilic agent for filling grooves, for example, one having the following composition is used.
(その1)
Vulcan XC−72R(キャボット社)・・・
30g
純水 ・・・300 m1Te
f Ion 30−J (三井フロロケミカル社)
・・・0.9m1Carb
opol (増粘剤)−0,45g(その2)
SiC・・・130g
純水 ・・・60m1Tef
ion 30−J (三井フロロケミカル社)
・・・3.5gCarbo
pol (増粘剤)・ 0.26gかかる方法により
、シリコンカーバイドを親水剤として含浸しシール加工
を施した電極を平板のインターコネクタに挟み、面圧2
kg / ciで締付けた後にマニホールドを取付け
て電極に一定圧の空気を封入し、電極端部Aの一方側を
閉じて相対する側からの空気の測れ速さを180°Cに
おいて測定したところ、シール長10cm当たり封入圧
10cmAqのところで3.7X10−4cc/sec
−cmAqであった。またこの漏れの速さは、空気の封
入圧を20cmHgまであげてもほとんと変化かなかっ
た。このことから、実際の電池運転時において供給ガス
圧が急上昇したような場合でも、電極端部Aからのガス
漏れは十分に阻止できることが明らかとなった。(Part 1) Vulcan XC-72R (Cabot)...
30g pure water...300 m1Te
f Ion 30-J (Mitsui Fluorochemical Company)
...0.9m1Carb
opol (thickener) -0.45g (Part 2) SiC...130g Pure water...60ml1Tef
ion 30-J (Mitsui Fluorochemical Company)
...3.5g Carbo
pol (thickener) - 0.26g By a method that requires 0.26g, electrodes impregnated with silicon carbide as a hydrophilic agent and sealed are sandwiched between flat interconnectors, and a surface pressure of 2
After tightening to kg/ci, attach the manifold, fill the electrode with air at a constant pressure, close one side of the electrode end A, and measure the air flow rate from the opposite side at 180°C. 3.7X10-4cc/sec at sealing pressure 10cmAq per seal length 10cm
-cmAq. Moreover, the rate of this leakage hardly changed even when the air sealing pressure was increased to 20 cmHg. From this, it has become clear that gas leakage from the electrode end A can be sufficiently prevented even when the supply gas pressure suddenly increases during actual battery operation.
上述したように本実施例においては、電極の端部Aにシ
ール用溝B加工を施し、残肉部を含めた電極端部Aを炭
素粉末またはシリコンカーバイト粉末等の親水性材料の
スラリーに浸せきして含浸処理したものに、さらにシー
ル用溝Bに親水性材料のペーストを充填するようにした
ので、電極端部Aのシールを確実に行なって電極端部A
のfti’1面からのガス漏れを完全に防止することか
できる。As described above, in this example, the end A of the electrode is processed with a sealing groove B, and the end A of the electrode, including the remaining thickness, is soaked in a slurry of a hydrophilic material such as carbon powder or silicon carbide powder. Since the sealing groove B is further filled with a paste of a hydrophilic material after being soaked and impregnated, the electrode end A can be reliably sealed.
It is possible to completely prevent gas leakage from one side of fti'.
また、このシール用溝B加工部は触媒層側の而の電解質
層に接する側に施すようにしているので、従来のように
溝加工した積層前からのガス漏4;れはなく、電極端部
Aに保持されている電解質で、bるリン酸と電解質層中
の液絡か充分にとられ、’i、ji F’j(端部Aに
も電解質かバランスよく長期にわたって供給され、信頼
性の高いウェットシールを1−1なうことか可能となる
。このことにより、かかる端部シールを施工した電極を
用いた燃料電池は、長門間にわたって極めて安定に作動
させることθ1できる。In addition, since the sealing groove B is formed on the side of the catalyst layer that is in contact with the electrolyte layer, there is no gas leakage from the grooved area before lamination, as in the conventional case, and there is no leakage at the electrode end. With the electrolyte held in part A, the liquid junction between the phosphoric acid and the electrolyte layer is sufficiently established, and 'i, ji F'j (electrolyte is also supplied to end part A in a well-balanced manner over a long period of time, making it reliable. As a result, a fuel cell using an electrode provided with such an end seal can operate extremely stably over a long period of time θ1.
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができるものである。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.
「発明の効用コ
以−1−説明[7たように本発明によれば、ガス流通用
の溝をaする導電性の多孔質基体の片面に触媒層か塗着
されて成る一対の電極間に、電解質を含浸した電解質層
を挟んで構成される燃料電池を製造する場合に、上記電
極の端部に(ガス流通用の溝と略同程度の幅、深さで)
触媒層側の面からシール用の溝加工を施し、次に炭素粉
末またはシリコンカーバイド粉末等の親水性粉末を主成
分とするスラリーを上記電極の端部に真空含浸して乾燥
処理し、しかる後に上記と同様の親水性粉末でやや粘度
の高いペースト状のものを上記電極端部のシール用溝加
工部に充填し、乾燥、焼成した後に″電解質を含浸処理
して電極の端部シールを施工するようにしたので、電極
端部のシールを確実に行なって電極端部の側面および電
池積層面からのガスん】れを防止すると共に、電極端部
に保持された電解質を長期にわたって安定に保持し信頼
性の向1=を図ることが可能な燃料電池の製造方法が提
供できる。"Effects of the Invention - 1 - Explanation [7] According to the present invention, between a pair of electrodes, a catalyst layer is coated on one side of an electrically conductive porous substrate forming a groove for gas circulation. In the case of manufacturing a fuel cell consisting of an electrolyte layer impregnated with an electrolyte on both sides, at the end of the electrode (with approximately the same width and depth as the gas flow groove)
A sealing groove is formed from the surface on the catalyst layer side, and then a slurry mainly composed of hydrophilic powder such as carbon powder or silicon carbide powder is vacuum impregnated into the end of the electrode and dried. The same hydrophilic powder as above in the form of a paste with a slightly higher viscosity is filled into the sealing groove at the end of the electrode, dried and fired, and then impregnated with electrolyte to seal the end of the electrode. As a result, the electrode end is reliably sealed to prevent gas leakage from the side of the electrode end and the battery stack surface, and the electrolyte held at the electrode end is stably maintained over a long period of time. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a fuel cell that can improve reliability.
第1図は本発明の一実施例により製造した電極を示す斜
視図、第2図はリブ付電極型の燃料電池の単位セルの構
成を示す分解斜視図、第3図は燃料電池の構成を示す分
解斜視図、第4図は従来の方法により製造した電極を示
す斜視図である。
A・・・電極端部、B・・・加工溝、1・・・電解質層
、2a、2b・・・触媒、3a・・・アノード電極、3
b・・・カソード電極、4a、4b・・・リブ、5a、
5b・・・溝、7・・・集電板、8・・・絶縁板、9・
・・締付板、11・・・ガスケット、12〜15・・・
マニホールド、16・・・酸化剤(空気)供給管、17
a、17b・・・縁部、21・・・端子。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
巳
第1図
第2図
第3図
B
第4図FIG. 1 is a perspective view showing an electrode manufactured according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of a unit cell of a ribbed electrode type fuel cell, and FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of a fuel cell. FIG. 4 is an exploded perspective view showing an electrode manufactured by a conventional method. A... Electrode end, B... Machining groove, 1... Electrolyte layer, 2a, 2b... Catalyst, 3a... Anode electrode, 3
b... Cathode electrode, 4a, 4b... Rib, 5a,
5b... Groove, 7... Current collector plate, 8... Insulating plate, 9...
...Tightening plate, 11...Gasket, 12-15...
Manifold, 16... Oxidizer (air) supply pipe, 17
a, 17b...edge, 21...terminal. Applicant's agent Patent attorney Takehikomi Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3 B Figure 4
Claims (3)
面に触媒層が塗着されて成る一対の電極間に、電解質を
含浸した電解質層を挟んで構成される燃料電池の製造方
法において、前記電極の端部に触媒層側の面からシール
用の溝加工を施す第1の工程と、親水性粉末を主成分と
するスラリーを前記電極の端部に真空含浸して乾燥処理
する第2の工程と、この第2の工程と同様の親水性粉末
でやや粘度の高いペースト状のものを前記電極端部のシ
ール用溝加工部に充填し、乾燥、焼成した後に電解質を
含浸処理する第3の工程とから成ることを特徴とする燃
料電池の製造方法。(1) A method for manufacturing a fuel cell in which an electrolyte layer impregnated with an electrolyte is sandwiched between a pair of electrodes, each of which has a catalyst layer coated on one side of a conductive porous substrate having grooves for gas flow. In this step, a first step of forming a sealing groove on the end of the electrode from the surface facing the catalyst layer, and vacuum impregnating the end of the electrode with a slurry mainly composed of hydrophilic powder and drying it. In the second step, a similar hydrophilic powder with a slightly higher viscosity in the form of a paste is filled into the sealing groove of the electrode end, dried and fired, and then impregnated with electrolyte. A method for manufacturing a fuel cell, comprising a third step of:
ーバイド粉末を用いるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の燃料電池の製造方法。(2) The method for manufacturing a fuel cell according to claim (1), wherein carbon powder or silicon carbide powder is used as the hydrophilic powder.
の幅、深さで施すようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項記載の燃料電池の製造方法。(3) A method for manufacturing a fuel cell according to claim (1), characterized in that the sealing grooves are formed to have approximately the same width and depth as the gas circulation grooves. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60188152A JPS6247966A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Manufacture of fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60188152A JPS6247966A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Manufacture of fuel cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6247966A true JPS6247966A (en) | 1987-03-02 |
Family
ID=16218657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60188152A Pending JPS6247966A (en) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | Manufacture of fuel cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6247966A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04154048A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | Fuel cell |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP60188152A patent/JPS6247966A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04154048A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Toshiba Corp | Fuel cell |
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