JPS6298570A - 端部シ−ル部付燃料電池用電極基板及びその製造方法 - Google Patents
端部シ−ル部付燃料電池用電極基板及びその製造方法Info
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- JPS6298570A JPS6298570A JP60238684A JP23868485A JPS6298570A JP S6298570 A JPS6298570 A JP S6298570A JP 60238684 A JP60238684 A JP 60238684A JP 23868485 A JP23868485 A JP 23868485A JP S6298570 A JPS6298570 A JP S6298570A
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、一般にリン酸型燃料電池用電極基板に係り、
より詳細には、反応ガス流路を備えた多孔性炭素質電極
部が可撓性黒鉛シートを介してセパレーターの両面に該
反応ガス流路が直交して相対するように接合されており
、かつ該電極部の該反応ガス流路に平行な周縁部に隣接
して１対の端部シール部が配置されており、このガス不
透過性の緻密炭素材からなる端部シール部がフッ素樹脂
電極基板に係る。
より詳細には、反応ガス流路を備えた多孔性炭素質電極
部が可撓性黒鉛シートを介してセパレーターの両面に該
反応ガス流路が直交して相対するように接合されており
、かつ該電極部の該反応ガス流路に平行な周縁部に隣接
して１対の端部シール部が配置されており、このガス不
透過性の緻密炭素材からなる端部シール部がフッ素樹脂
電極基板に係る。
本発明の端部シール部付燃料電池用電極基板は、セパレ
ーターと電極部が可撓性黒鉛シートを介して接合されか
つ焼成されてカーボンとして−・体化しており、端部シ
ール部とセパレーターがフッ素樹脂によって接合されて
いるため特に耐リン酸性に優れると共に、基板の周辺端
部に端部シール部材がセパレーターを挟んで両側に交錯
して均等に配置接合されているため補強効果があり、そ
の為ハンドリング性に優れている。
ーターと電極部が可撓性黒鉛シートを介して接合されか
つ焼成されてカーボンとして−・体化しており、端部シ
ール部とセパレーターがフッ素樹脂によって接合されて
いるため特に耐リン酸性に優れると共に、基板の周辺端
部に端部シール部材がセパレーターを挟んで両側に交錯
して均等に配置接合されているため補強効果があり、そ
の為ハンドリング性に優れている。
［従来の技術１
一般にリン酸型燃料電池における電極としての基板は片
面がリン酸マトリックスに接触しτ別の片面がセパレー
ターにつきあわされて積層される。
面がリン酸マトリックスに接触しτ別の片面がセパレー
ターにつきあわされて積層される。
また、電極基板を積層して燃料電池とするにはその端部
にシール材を配置して電池電極基板の側面から反応ガス
が外部に拡散しないようにしている。
にシール材を配置して電池電極基板の側面から反応ガス
が外部に拡散しないようにしている。
このような燃料電池において従来は各部材間の接合はカ
ーボンセメントを用いて行なわれていた。
ーボンセメントを用いて行なわれていた。
しかしカーボンセメントはリン酸によつ（酸化されるた
め、部材間の剥離を生じたり、接合部を通して反応ガス
が漏れたりする可能性があった。
め、部材間の剥離を生じたり、接合部を通して反応ガス
が漏れたりする可能性があった。
さらに、通常電極基板は薄板状であるため、特に基板面
積が大ぎいような場合には取り扱い時に割れたりすると
いう機械的強度の面での問題があった。
積が大ぎいような場合には取り扱い時に割れたりすると
いう機械的強度の面での問題があった。
［発明の課題］
本発明は周辺のガスシール部がセパレーターに接合され
て−・体化されている端部シール部刊燃料電池用電極基
板を提供することを目的とする。
て−・体化されている端部シール部刊燃料電池用電極基
板を提供することを目的とする。
本発明の別の目的は耐リン酸性に優れたリン酸型燃料電
池用電極基板を提供することである。
池用電極基板を提供することである。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の記載から当
業者には明らかであろう。
業者には明らかであろう。
［発明の構成］
本発明は、反応ガス流路を備えた多孔性炭素質電極部が
可撓性黒鉛シートを介してセパレーターの両面に該反応
ガス流路が直交して相対するように接合されでおり、か
つ該電極部の該反応ガス流路に平行な周縁部に隣接して
１対のガス不透過性の緻密炭素材からなる端部シール部
がフッ素樹脂層を介して該セパレーターに接合されてい
ることを特徴とする端部シール部イ・１燃料電池用電極
基板およびその製造方法を提供する。
可撓性黒鉛シートを介してセパレーターの両面に該反応
ガス流路が直交して相対するように接合されでおり、か
つ該電極部の該反応ガス流路に平行な周縁部に隣接して
１対のガス不透過性の緻密炭素材からなる端部シール部
がフッ素樹脂層を介して該セパレーターに接合されてい
ることを特徴とする端部シール部イ・１燃料電池用電極
基板およびその製造方法を提供する。
［詳細な説明］
以下、添付の図面を参照して本発明の電極基板をさらに
詳しく説明りる。
詳しく説明りる。
図は本発明の電極基板の斜視図である。尚、図は誇張し
て描いたもので必り実寸を表わすものではない。各部材
の大きざ、特に厚みに関づる適当な大きさは当業者には
明らかであろう。
て描いたもので必り実寸を表わすものではない。各部材
の大きざ、特に厚みに関づる適当な大きさは当業者には
明らかであろう。
本発明の電極基板は、反応ガス流路６を有する２つの電
極部１と、その２つの電極部の間に位置するセパレータ
ー２と、該電極部の反応ガス流路６に垂直方向の端部の
端部シール部３とからなる構造を有している。
極部１と、その２つの電極部の間に位置するセパレータ
ー２と、該電極部の反応ガス流路６に垂直方向の端部の
端部シール部３とからなる構造を有している。
セパレーター２は電極部１より大きく、図に示したよう
に１方の電極部の反応ガス流路Ｇに平行な縁部に沿って
この電極部周縁より外方に伸延しており（この伸延部の
外端は他方の電極部の外端に一致している）、この伸延
部に端部シール部３が接合されている。セパレーター２
と電極部１の間には可撓性黒鉛シート４が介在されてお
り、外方に伸延しているセパレーター周′Ｉｌ端部と端
部シール部３はそれぞれフッ素樹脂５を介して接合され
Ｃいる。
に１方の電極部の反応ガス流路Ｇに平行な縁部に沿って
この電極部周縁より外方に伸延しており（この伸延部の
外端は他方の電極部の外端に一致している）、この伸延
部に端部シール部３が接合されている。セパレーター２
と電極部１の間には可撓性黒鉛シート４が介在されてお
り、外方に伸延しているセパレーター周′Ｉｌ端部と端
部シール部３はそれぞれフッ素樹脂５を介して接合され
Ｃいる。
電極部は、多孔性炭素質ひあり、１０００℃以上での焼
成歪において、平均嵩密度０．３〜０．９ ｇ／ｃｃ、
ガス透過率２００ｍｆ！ ／ ｃｉ−ｈｒ ・ｍｍＡ
ｑ以上、及び電気抵抗２００ｍΩ・ｃｍ以下の特性を有
することが好ましい。
成歪において、平均嵩密度０．３〜０．９ ｇ／ｃｃ、
ガス透過率２００ｍｆ！ ／ ｃｉ−ｈｒ ・ｍｍＡ
ｑ以上、及び電気抵抗２００ｍΩ・ｃｍ以下の特性を有
することが好ましい。
セパレーターは平均嵩密度１．４ａ／ｃｃ以上、ガス透
過率１０−６ｍ ／ ｃｉ ・ｈｒ −１１１１１１Ａ
Ｑ以下、電気抵抗１０ｍΩ・ｃｍ以下で厚さ２ＪＤ以
下が好ましい。
過率１０−６ｍ ／ ｃｉ ・ｈｒ −１１１１１１Ａ
Ｑ以下、電気抵抗１０ｍΩ・ｃｍ以下で厚さ２ＪＤ以
下が好ましい。
上述の端部シール部は平均嵩密度が１．４ｇ／ｃｃ以上
でガス透過率が１０”’ｍｆ！ ／ ｃｉ ・ｈｒ −
１１１ｍＡ ｑ以下であることが好ましい。
でガス透過率が１０”’ｍｆ！ ／ ｃｉ ・ｈｒ −
１１１ｍＡ ｑ以下であることが好ましい。
既に述べたように、本発明の燃料司池用電穫基板におい
ては全ての端部シール部とセパレーターとがフッ素樹脂
を介して接合されているが、接合部も含めて端部シール
部を通して外部ｔご漏れるリ一り沿は、拡散が支配的で
圧力にはあまり影響されないが、本発明ひは５００ｍｍ
Ａ Ｑの差圧下で接合部周辺長あたりの単位時間内リー
クガスけとして［リークガス爪／り辺長）・（差圧）コ
なる関係で表わすものとすると１０’ｍｉ２ ／ ｃｓ
−ｈｒ−ｍｍＡｑ以下が好ましい。
ては全ての端部シール部とセパレーターとがフッ素樹脂
を介して接合されているが、接合部も含めて端部シール
部を通して外部ｔご漏れるリ一り沿は、拡散が支配的で
圧力にはあまり影響されないが、本発明ひは５００ｍｍ
Ａ Ｑの差圧下で接合部周辺長あたりの単位時間内リー
クガスけとして［リークガス爪／り辺長）・（差圧）コ
なる関係で表わすものとすると１０’ｍｉ２ ／ ｃｓ
−ｈｒ−ｍｍＡｑ以下が好ましい。
本発明で使用するフッ素樹脂は一般に融点が２００℃以
上のフッ素樹脂であり、特に限定されないが、たとえば
四ソッ化エチレン樹脂（略称Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 、融点３
２７℃，４，６Ｋｇｆ／ｃｆｆｌ熱変形温度１２１℃）
、四フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重合樹脂（
略称ＦＥＰ、融点２５０〜２８０℃。
上のフッ素樹脂であり、特に限定されないが、たとえば
四ソッ化エチレン樹脂（略称Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 、融点３
２７℃，４，６Ｋｇｆ／ｃｆｆｌ熱変形温度１２１℃）
、四フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重合樹脂（
略称ＦＥＰ、融点２５０〜２８０℃。
４．６にｇ ｆ ／ ｃｉ熱変形温度７２℃）、フッ化
アル〕キシエヂレン樹脂（略称ＰＦ△、融点３００〜３
１０℃。
アル〕キシエヂレン樹脂（略称ＰＦ△、融点３００〜３
１０℃。
４．６Ｋｇｆ／Ｃｆｆ１熱変形温度７５℃）、フッ化エ
チレンプロピレン樹脂（略称ＴＦＰ、融点２９０〜３０
０℃）などがある。これらのフッ素樹脂は市販されてい
る。
チレンプロピレン樹脂（略称ＴＦＰ、融点２９０〜３０
０℃）などがある。これらのフッ素樹脂は市販されてい
る。
本発明においては上記フッ素樹脂を、たとえば厚さ５０
μ程度のシートまたは約６０重量％のディスパージョン
として使用する。このディスパージョンには少量の界面
活性剤を添加することができる。
μ程度のシートまたは約６０重量％のディスパージョン
として使用する。このディスパージョンには少量の界面
活性剤を添加することができる。
本発明の端部シール部付燃料電池用電１４１板を製造づ
るには電極部材とセパレーター材との間に可撓性黒鉛シ
ートを挟んでその両側を接着剤を介゛して１６合し、さ
らに約１，０００℃以−にで焼成し、その後、電極部周
縁より外方に伸延しているレバレータ−材の伸延部分と
端部シール部材とをフッ素樹脂のシートまたはディスパ
ージョンを介在させＣ接合する。
るには電極部材とセパレーター材との間に可撓性黒鉛シ
ートを挟んでその両側を接着剤を介゛して１６合し、さ
らに約１，０００℃以−にで焼成し、その後、電極部周
縁より外方に伸延しているレバレータ−材の伸延部分と
端部シール部材とをフッ素樹脂のシートまたはディスパ
ージョンを介在させＣ接合する。
本発明電極基板の電極部材としては次のものが用いられ
る。
る。
■ 短炎素繊維、バインダー及び有礪粒状物質の浪合物
を加熱加圧成形したもの（例えば特開明５９−６８１７
０号参照）。特に長さ２ｍｍ以下の短炭素ｍ維２０〜６
０ｗｔ％、フェノール樹脂２０〜５０ｗｔ％および有機
粒状物質（細孔調節材）２０〜５０ｗｔ％からなる混合
物を成形温度１００〜１８０℃、成形圧力２〜１００に
（Ｊｆ／ｃｉ、圧力保持時間１〜６０分の条件で成形し
たもの。
を加熱加圧成形したもの（例えば特開明５９−６８１７
０号参照）。特に長さ２ｍｍ以下の短炭素ｍ維２０〜６
０ｗｔ％、フェノール樹脂２０〜５０ｗｔ％および有機
粒状物質（細孔調節材）２０〜５０ｗｔ％からなる混合
物を成形温度１００〜１８０℃、成形圧力２〜１００に
（Ｊｆ／ｃｉ、圧力保持時間１〜６０分の条件で成形し
たもの。
■ 上記［１］の成形部材を１，０００℃以上で焼成し
たもの。
たもの。
■ 長さ２０１１１１１１以下の炭素繊維とバルブ、再
生セルロースｍ維およびポリアクリロニトリル繊維等か
ら選ばれた少なくとも１種の有機繊維を抄紙用バインダ
ー（ポリビニルアルコール繊維等）とともに混合抄紙し
て得られた混抄紙にフェノール樹脂の溶液を含浸した抄
造紙（例えば特公昭５３−１８６０３号参照）をガス拡
散部とし、−り記［１］の原料を使ってリブ部を形成し
た成形品。
生セルロースｍ維およびポリアクリロニトリル繊維等か
ら選ばれた少なくとも１種の有機繊維を抄紙用バインダ
ー（ポリビニルアルコール繊維等）とともに混合抄紙し
て得られた混抄紙にフェノール樹脂の溶液を含浸した抄
造紙（例えば特公昭５３−１８６０３号参照）をガス拡
散部とし、−り記［１］の原料を使ってリブ部を形成し
た成形品。
■ 上記［３］の成形品を１ 、０００℃以上で焼成し
たもの。
たもの。
本発明で使用するセパレーター材としては２．０００℃
で焼成したときの焼成収縮率が０．２％以下の緻密炭素
板が好ましい。
で焼成したときの焼成収縮率が０．２％以下の緻密炭素
板が好ましい。
本発明で使用する膨張黒鉛粒子を圧縮して作った可撓性
黒鉛シートは、粒径５ＩｌｌＩ！１以下の黒鉛粒子を酸
処理し更に加熱して得た膨張黒鉛粒子を圧縮して作った
ものであって、厚さが１ｍｍ以下Ｃ１嵩密度１．０〜１
．５ （１／ＣＣ，圧縮歪率（すなわ”ち、圧縮荷重１
に’Ｊｆ／ｃＩｌｉに対する歪率）が０．３５ｘ １０
−２ｒｆｆｌ／にｇｒ以下であり、曲率半径が２０ｍｍ
まで曲げても折れないという可撓性を有するものが好ま
しく、市販のものではＵＣＣ！！Ｉグラフオイル■が好
適な例である。
黒鉛シートは、粒径５ＩｌｌＩ！１以下の黒鉛粒子を酸
処理し更に加熱して得た膨張黒鉛粒子を圧縮して作った
ものであって、厚さが１ｍｍ以下Ｃ１嵩密度１．０〜１
．５ （１／ＣＣ，圧縮歪率（すなわ”ち、圧縮荷重１
に’Ｊｆ／ｃＩｌｉに対する歪率）が０．３５ｘ １０
−２ｒｆｆｌ／にｇｒ以下であり、曲率半径が２０ｍｍ
まで曲げても折れないという可撓性を有するものが好ま
しく、市販のものではＵＣＣ！！Ｉグラフオイル■が好
適な例である。
上記の電極部材とセパレーター材を可撓性黒鉛シートを
介して接合する際の各接合面で使用する接盾剤としては
、通常炭素材の接着に用いられる接着剤でよいが、特に
、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、及びフラン樹脂等か
ら選択されに：熱硬化性樹脂Ｃあることが好ましい。
介して接合する際の各接合面で使用する接盾剤としては
、通常炭素材の接着に用いられる接着剤でよいが、特に
、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、及びフラン樹脂等か
ら選択されに：熱硬化性樹脂Ｃあることが好ましい。
この接着剤層の厚みは特に限定されるものではないが、
一般に０．５ｍｍ以下で均一に塗布するのが好ましい。
一般に０．５ｍｍ以下で均一に塗布するのが好ましい。
また、前記接着剤による接合は、温瓜１００°〜１８０
℃、プレス圧力 １，５へ・５０にｇｆ／Ｃｆｆ１．プ
レス時間１〜１２０分の範囲で行なうことができる。
℃、プレス圧力 １，５へ・５０にｇｆ／Ｃｆｆ１．プ
レス時間１〜１２０分の範囲で行なうことができる。
以上のようにして電極部材を可撓性黒鉛シートを介して
けパレータ−材に接合した後、約１ 、０００℃以上の
温度で焼成する。
けパレータ−材に接合した後、約１ 、０００℃以上の
温度で焼成する。
その後、セパレーター材の伸延部分とこれに接合さゼる
端部シール部材の面との間にフッ素樹脂のシートまたは
デイスパージヨンを挾持まＩζは塗布し、２Ｋ（ｌｆ／
ｃｆｆ１以上の圧力で該樹脂の（融点−５０℃）以上の
温度で融着接合する。
端部シール部材の面との間にフッ素樹脂のシートまたは
デイスパージヨンを挾持まＩζは塗布し、２Ｋ（ｌｆ／
ｃｆｆ１以上の圧力で該樹脂の（融点−５０℃）以上の
温度で融着接合する。
端部シール部材としては２，０００℃で焼成したときの
焼成収縮率が０．２％以下の緻密炭素材が好ましい。
焼成収縮率が０．２％以下の緻密炭素材が好ましい。
［発明の効果］
以上のようにして得られる本発明の端部シール部付燃Ｆ
ｌ電池用電極其板は端部シール部が一体的に接合形成さ
れているため、通常の燃料電池で必要とされる反応ガス
の電池側面への漏出を防ぐための周辺シール部材を設け
ることはもらろん２必要ないばかりでなく次のような効
果を奏づる。
ｌ電池用電極其板は端部シール部が一体的に接合形成さ
れているため、通常の燃料電池で必要とされる反応ガス
の電池側面への漏出を防ぐための周辺シール部材を設け
ることはもらろん２必要ないばかりでなく次のような効
果を奏づる。
すなわち、電極部とレバレータ−が可撓性黒鉛シートで
、また端部シール部とセパレーターがフッ素樹脂で接合
−・体化されているため耐リン酸性に優れ、リン酸型燃
料電池用電極基板として特に有用である。また薄片状の
電極基板の周囲に端部シール部がセパレーターを挟んで
両側に交錯して均′８に配置接合されているためこれに
よる補強効果があり、その結果燃料電池製造時などのノ
＼ンドリング性に優れている。
、また端部シール部とセパレーターがフッ素樹脂で接合
−・体化されているため耐リン酸性に優れ、リン酸型燃
料電池用電極基板として特に有用である。また薄片状の
電極基板の周囲に端部シール部がセパレーターを挟んで
両側に交錯して均′８に配置接合されているためこれに
よる補強効果があり、その結果燃料電池製造時などのノ
＼ンドリング性に優れている。
［実施（Ｉ１１１］
以下、本発明を実施例により詳述するが、本発明は以下
の実施例に限定されるものではな（１゜友庭盟ユ ■ 電極部材 短炎素繊維（県別化学工業（株）製、商品名ＩＶｌ−２
０４８、平均直径１４１Ｊ！Ｒ１平均長さ４００７ｍ）
３５ｗｔ％、フェノール樹脂（旭右磯材（株）顎、商
品名ＲＭ−２１０） ３０ｗｔ％、及びポリビニルアル
コール粒子（日本合成化学（株）製、平均粒径１８０１
ｉＩｎ） ３５ｗｔ％を混合後、所定の金型に供給し、
成形温度１３５℃、成形圧３５にＱ ｆ ／ ｃｍ、圧
ノｊ保持時間２０分の条件で成形して、６００ｍｍ （
タテ） ｘ７２０ｍｍ 、（Ｅ ７Ｊ ） Ｘｌ、５ｍ
ｍ（厚）の大きざのリブ付電極部材を製造した。リブ部
属は１．０ｍｍ、ガス拡散部属は０６５１１１ｍテアツ
タ。
の実施例に限定されるものではな（１゜友庭盟ユ ■ 電極部材 短炎素繊維（県別化学工業（株）製、商品名ＩＶｌ−２
０４８、平均直径１４１Ｊ！Ｒ１平均長さ４００７ｍ）
３５ｗｔ％、フェノール樹脂（旭右磯材（株）顎、商
品名ＲＭ−２１０） ３０ｗｔ％、及びポリビニルアル
コール粒子（日本合成化学（株）製、平均粒径１８０１
ｉＩｎ） ３５ｗｔ％を混合後、所定の金型に供給し、
成形温度１３５℃、成形圧３５にＱ ｆ ／ ｃｍ、圧
ノｊ保持時間２０分の条件で成形して、６００ｍｍ （
タテ） ｘ７２０ｍｍ 、（Ｅ ７Ｊ ） Ｘｌ、５ｍ
ｍ（厚）の大きざのリブ付電極部材を製造した。リブ部
属は１．０ｍｍ、ガス拡散部属は０６５１１１ｍテアツ
タ。
■ セパレーター材
昭和電工（株）製緻密炭素板（厚０．８ｍｍ）をタテ、
ヨコそれぞれ７２０ｍｍに裁断してセパレーター材とし
た。
ヨコそれぞれ７２０ｍｍに裁断してセパレーター材とし
た。
■ 端部シール部材
東海カーボン（株）製（嵩密度１ 、８５ｇ／ｃｃ、厚
１．５ｎ＋ｍ）の緻密炭素板をタテ６０ｍｍｘヨコ７２
０ｍｍｍ （４個）に裁断して、端部シール部材とし
た。
１．５ｎ＋ｍ）の緻密炭素板をタテ６０ｍｍｘヨコ７２
０ｍｍｍ （４個）に裁断して、端部シール部材とし
た。
■ テフロン■
テフロンシート（厚さｏ、 ０５ｍｍ、ニチアス（株）
製）を使用１ノだ。
製）を使用１ノだ。
■ 可撓性黒鉛シート
グラフオイル■（ＩＪｃｃ製、嵩密度
１、１０１／ｃｃ、厚さ０．１３ｍｍ）を接合面寸法に
合わせて適当に裁断し℃用いた。
合わせて適当に裁断し℃用いた。
上記ロバレータ−材の両面とグラフオイルの片面【ごフ
ェノール樹脂系接着剤を塗布した後、乾燥した。その後
１３５℃、１０にｇ ｆ ／ （：ｔｉ、２０分の条件
で接合した。
ェノール樹脂系接着剤を塗布した後、乾燥した。その後
１３５℃、１０にｇ ｆ ／ （：ｔｉ、２０分の条件
で接合した。
次いでＬ配接合物のグラフオイル面に上記接着剤を塗イ
５ シ乾燥した。同様に上記電極部材のリブ部面に上記
接着剤を塗布して乾燥した。その侵１３５℃１１０Ｋ（
Ｊｆ／ｃＡ、 ２０分の条件で接合し、さらに２、００
０℃で焼成した。
５ シ乾燥した。同様に上記電極部材のリブ部面に上記
接着剤を塗布して乾燥した。その侵１３５℃１１０Ｋ（
Ｊｆ／ｃＡ、 ２０分の条件で接合し、さらに２、００
０℃で焼成した。
次に、端部シール部材とセパレーター材の接合面に１−
ノロンシートを挟持した。その後３６０℃。
ノロンシートを挟持した。その後３６０℃。
２０ＫＯｆ／ｃｆｆｌで溶融圧着した。
溶融圧着面の剥離強度を測定するため、試験片をエポキ
シ系接着剤で測定治具に接着し引張試験を行った。テフ
ロンシートの接合部で剥離ｕずエポキシ系接着剤のとこ
ろで剥離したことから、剥離強度は９０Ｋｇｆ／ｃｍ以
上と推定された。この９０Ｋｑ １７０１１１以上の剥
離強度は通常の炭素材間トを熱硬化性樹脂溶液接ｒ１剤
で接着した時の剥離強度３Ｋｇｆ／ＣｒＡに比して実に
３０倍の接着強度となっている。
シ系接着剤で測定治具に接着し引張試験を行った。テフ
ロンシートの接合部で剥離ｕずエポキシ系接着剤のとこ
ろで剥離したことから、剥離強度は９０Ｋｇｆ／ｃｍ以
上と推定された。この９０Ｋｑ １７０１１１以上の剥
離強度は通常の炭素材間トを熱硬化性樹脂溶液接ｒ１剤
で接着した時の剥離強度３Ｋｇｆ／ＣｒＡに比して実に
３０倍の接着強度となっている。
支五旦ユ
実施例１のデフロンシートの代りにテフロンディスパー
ジョン（三井フロ［１ケミカルｌ） ’ｆｆｌ。
ジョン（三井フロ［１ケミカルｌ） ’ｆｆｌ。
略称ＰＴＦＥ、６０重量％を含む水溶液）を使用し、端
部シール部材とセパレーター材の接合面にムラなく塗布
し、空気中で乾燥した。その後、３６０℃。
部シール部材とセパレーター材の接合面にムラなく塗布
し、空気中で乾燥した。その後、３６０℃。
２０にｇ ｆ ／ ｃｒ？ｒで溶融圧着した。
剥離強度は実施例１と同様であった。
添付の図は本発明の電極基板の斜視図である。
１・・・・・・電極部、２・・・・・・セパレーター、
３・・・・・・端部シール部、４・・・・・・可撓性黒
鉛シート、５・・・・・・フッ素樹脂、６・・・・・・
反応ガス流路。
３・・・・・・端部シール部、４・・・・・・可撓性黒
鉛シート、５・・・・・・フッ素樹脂、６・・・・・・
反応ガス流路。
Claims (17)
- （１）反応ガス流路を備えた多孔性炭素質電極部が、可
撓性黒鉛シートを介してセパレーターの両面に該反応ガ
ス流路が直交して相対するように接合されており、かつ
該電極部の該反応ガス流路に平行な周縁部に隣接して１
対の端部シール部が配置されており、該端部シール部が
フッ素樹脂層を介して該セパレーターの伸延部分に接合
されていることを特徴とする端部シール部付燃料電池用
電極基板。 - （２）多孔性炭素質電極部が、１，０００℃以上で焼成
されたとき、０．３〜０．９ｇ／ｃｃの嵩密度、２００
ｍｌ／ｃｍ＾２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以上のガス透過率、お
よび２００ｍΩ・ｃｍ以下の電気抵抗を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の端部シール部付
燃料電池用電極基板。 - （３）セパレーターが１．４ｇ／ｃｃ以上の嵩密度、１
０＾−＾６ｍｌ／ｃｍ＾２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以下のガス
透過率、１０ｍΩ・ｃｍ以下の電気抵抗、および２ｍｍ
以下の厚さを有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の端部シール部付燃料電池用電
極基板。 - （４）端部シール部が１．４ｇ／ｃｃ以上の嵩密度およ
び１０＾−＾４ｍｌ／ｃｍ＾２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以下の
ガス透過率を有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項〜第３項のいずれかに記載の端部シール部付燃料電
池用電極基板。 - （５）可撓性黒鉛シートが膨張黒鉛粒子を圧縮して製造
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項〜第４項のいずれかに記載の端部シール部付燃料電池
用電極基板。 - （６）可撓性黒鉛シートが粒径５ｍｍ以下の黒鉛粒子を
酸処理し更に加熱して得た膨張黒鉛粒子を圧縮して製造
されたものであって、厚さが１ｍｍ以下で、嵩密度が１
．０〜１．５ｇ／ｃｃ、圧縮歪率が０．３５×１０＾−
＾２ｃｍ＾２／Ｋｇｆ以下であり、曲率半径が２０ｍｍ
まで曲げても折れないような可撓性を有することを特徴
とする特許請求の範囲第５項に記載の端部シール部付燃
料電池用電極基板。 - （７）フッ素樹脂が２００℃以上の融点を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに
記載の端部シール部付燃料電池用電極基板。 - （８）セパレーター材の両面に反応ガス流路用通路を備
えた多孔性炭素質電極部材を該反応ガス流路が直交して
相対するように配置して、該電極部材と該セパレーター
材の間に可撓性黒鉛シートを介在させて接着剤によって
接合し、さらに約１，０００℃以上で焼成して燃料電池
用電極基板部を製造した後、直交する該反応ガス流路に
平行な１対の電極部材周縁端部に隣接して該電極部周縁
より外方に伸延しているセパレーター材の伸延部分にフ
ッ素樹脂のシートまたはディスパージョンを介してガス
不透過性の緻密炭素材からなる端部シール部材を接合す
ることからなる、特許請求の範囲第１項に記載の端部シ
ール部付燃料電池用電極基板の製造方法。 - （９）多孔性炭素質電極部材を、 ［１］短炭素繊維、バインダーおよび有機粒状物質の混
合物を一体内に加熱加圧成形した成形部材、 ［２］前記［１］の成形部材を焼成した焼成部材、 ［３］炭素繊維とパルプ、再生セルロース繊維およびポ
リアクリロニトリル繊維から選ばれた少なくとも１種の
有機繊維を抄紙用バインダー（ポリビニルアルコール繊
維等）と共に混合抄紙して得られた混抄紙にフェノール
樹脂の溶液を含浸した抄造紙をガス拡散部とし、前記［
１］の混合物からリブ部を形成した成形部材、ならびに ［４］前記［３］の成形部材を焼成した焼成部材から選
択することを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
方法。 - （１０）セパレーター材が、２，０００℃で焼成したと
きの焼成収縮率が０．２％以下の緻密炭素板であること
を特徴とする特許請求の範囲第８項または第９項に記載
の方法。 - （１１）可撓性黒鉛シートが膨張黒鉛粒子を圧縮して製
造したものであることを特徴とする特許請求の範囲第８
項〜第１０項のいずれかに記載の方法。 - （１２）可撓性黒鉛シートが粒径５ｍｍ以下の黒鉛粒子
を酸処理し更に加熱して得た膨張黒鉛粒子を圧縮して製
造したものであって、厚さが１ｍｍ以下で、嵩密度が１
．０〜１．５ｇ／ｃｃ、圧縮歪率が０．３５×１０＾−
＾２ｃｍ＾２／Ｋｇｆ以下であり、曲率半径が２０ｍｍ
まで曲げても折れないような可撓性を有することを特徴
とする特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 - （１３）可撓性黒鉛シートの接着剤が、フェノール樹脂
、エポキシ樹脂及びフラン樹脂から選択された熱硬化性
樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第８項〜第
１２項のいずれかに記載の方法。 - （１４）電極部材とセパレーター材の接合条件が、温度
１００〜１８０℃、プレス圧力１．５〜５０Ｋｇｆ／ｃ
ｍ＾２、プレス時間１〜１２０分の範囲であることを特
徴とする特許請求の範囲第８項〜第１３項のいずれかに
記載の方法。 - （１５）端部シール部材が、２，０００℃で焼成したと
きの焼成収縮率が０．２％以下の緻密炭素材であること
を特徴とする特許請求の範囲第８項〜第１４項のいずれ
かに記載の方法。 - （１６）フッ素樹脂が２００℃以上の融点を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第８項〜第１５項のいずれ
かに記載の方法。 - （１７）端部シール部材の接合条件が、圧力２ｋｇｆ／
ｃｍ＾２以上で前記フッ素樹脂の（融点−５０℃）以上
の温度であることを特徴とする特許請求の範囲第８項〜
第１６項のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238684A JPS6298570A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 端部シ−ル部付燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
| US06/907,977 US4818640A (en) | 1985-09-25 | 1986-09-16 | Carbonaceous composite product produced by joining carbonaceous materials together by tetrafluoroethylene resin, and process for producing the same |
| DE19863632651 DE3632651A1 (de) | 1985-09-25 | 1986-09-23 | Zusammengesetztes kohlenstoffprodukt, das durch verbinden kohlenstoffhaltiger materialien mittels tetrafluorethylenharz hergestellt ist, sowie verfahren zu dessen herstellung |
| FR8613424A FR2587696B1 (fr) | 1985-09-25 | 1986-09-25 | Produit composite carbone produit par la jonction de matieres carbonees avec une resine tetrafluoroethylene, et procede pour produire celui-ci |
| GB8623043A GB2181422B (en) | 1985-09-25 | 1986-09-25 | Carbonaceous composite product and process for producing it |
| CA000519756A CA1273991A (en) | 1985-10-04 | 1986-10-03 | Composite electrode substrate for a fuel cell and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238684A JPS6298570A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 端部シ−ル部付燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6298570A true JPS6298570A (ja) | 1987-05-08 |
| JPH0582714B2 JPH0582714B2 (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=17033765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60238684A Granted JPS6298570A (ja) | 1985-09-25 | 1985-10-25 | 端部シ−ル部付燃料電池用電極基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6298570A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6326958A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-04 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 燃料電池用複合電極基板及びその製造方法 |
| JPH01137565A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-30 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| JPH01140559A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Hitachi Ltd | 燃料電池 |
| JPH01151161A (ja) * | 1987-12-08 | 1989-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池 |
| KR100889266B1 (ko) * | 2007-07-30 | 2009-03-19 | 한국과학기술원 | 고체산화물 연료전지의 단전지 및 분리판간 결합구조 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812267A (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池のガス分離板 |
| JPS6010564A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 燃料電池のシ−ル構造 |
| JPS6023975A (ja) * | 1983-04-11 | 1985-02-06 | エンゲルハ−ド・コ−ポレ−シヨン | 燃料電池用双極性ガス分離板およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60238684A patent/JPS6298570A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5812267A (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池のガス分離板 |
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| KR100889266B1 (ko) * | 2007-07-30 | 2009-03-19 | 한국과학기술원 | 고체산화물 연료전지의 단전지 및 분리판간 결합구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582714B2 (ja) | 1993-11-22 |
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