JPS63133459A - 端部シ−ル部付燃料電池用部材及びその製造方法 - Google Patents
端部シ−ル部付燃料電池用部材及びその製造方法Info
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- JPS63133459A JPS63133459A JP61281068A JP28106886A JPS63133459A JP S63133459 A JPS63133459 A JP S63133459A JP 61281068 A JP61281068 A JP 61281068A JP 28106886 A JP28106886 A JP 28106886A JP S63133459 A JPS63133459 A JP S63133459A
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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、リン酸型燃料電池用電極支持部材及びその製
造方法に係る。
造方法に係る。
より詳細には本発明は、セパレーター、セパレーターと
接合されて反応ガス孔道となる複数の溝を形成する多孔
性炭素質リブ部及び端部シール部から成り、前記リブ部
および端部シール部が直交して相対するようにセパレー
ターの両面に接合して形成した燃料電池用部材であって
、リブ部とセパレーターがフッ素樹脂ディスパージョン
により接合されていること、及び前記セパレーターのリ
ブ部を接合した面のリブ部に平行な各端部に端部シール
部がフッ素樹脂層を介して接合されていることを特徴と
する燃料電池用部材及びその製造方法に係る。
接合されて反応ガス孔道となる複数の溝を形成する多孔
性炭素質リブ部及び端部シール部から成り、前記リブ部
および端部シール部が直交して相対するようにセパレー
ターの両面に接合して形成した燃料電池用部材であって
、リブ部とセパレーターがフッ素樹脂ディスパージョン
により接合されていること、及び前記セパレーターのリ
ブ部を接合した面のリブ部に平行な各端部に端部シール
部がフッ素樹脂層を介して接合されていることを特徴と
する燃料電池用部材及びその製造方法に係る。
［発明の背景］
近年燃料電池は、クリーンなエネルギーの発生装置とし
て、あるいは火力または水力発電等の運転の平準化また
はエネルギー効率の向上等により、省資源に貢献し得る
開閉自在な発電装置として注目されており、燃料電池及
びその周辺システムの開発利用についての要望には高い
ものがある。
て、あるいは火力または水力発電等の運転の平準化また
はエネルギー効率の向上等により、省資源に貢献し得る
開閉自在な発電装置として注目されており、燃料電池及
びその周辺システムの開発利用についての要望には高い
ものがある。
特に最近の燃料電池の実用化及び量産化に伴い、燃料電
池としての性能のみならず電池寸法のコンパクト化、製
造上のコスト削減等に対する要求も高くなっている。
池としての性能のみならず電池寸法のコンパクト化、製
造上のコスト削減等に対する要求も高くなっている。
［従来の技術］
従来リン酸型燃料電池としては、不透過性の緻密質黒鉛
Ｗ＃薄板を機械的に溝加工して反応ガス孔道を形成した
セパレーターを用い、その上に電極基板としての炭素繊
維紙を介してリン酸マトリックスを配したものが公知で
あった。しかしながら、このような構造の燃料電池では
セパレーターの溝加工のコストが高く、さらにセパレー
ターリブ部は緻密炭素材であるためリン酸を貯留できな
いという問題を有していた。
Ｗ＃薄板を機械的に溝加工して反応ガス孔道を形成した
セパレーターを用い、その上に電極基板としての炭素繊
維紙を介してリン酸マトリックスを配したものが公知で
あった。しかしながら、このような構造の燃料電池では
セパレーターの溝加工のコストが高く、さらにセパレー
ターリブ部は緻密炭素材であるためリン酸を貯留できな
いという問題を有していた。
最近、緻密質炭素材のセパレーターに同様の炭素材のリ
ブ部を接合した構造のものが提案されているが、このよ
うな構造では上記のリン酸の貯留の問題が解決されない
ばかりではなく、接合条件によっては端部のガスシール
性に不安が残るという新たな問題を引き起している。
ブ部を接合した構造のものが提案されているが、このよ
うな構造では上記のリン酸の貯留の問題が解決されない
ばかりではなく、接合条件によっては端部のガスシール
性に不安が残るという新たな問題を引き起している。
［発明の目的］
本発明は、炭素質薄板の複雑な溝加工をすることなく極
めて容易に、従って安価に製造し得る端部シール部及び
リブ部を有するセパレーターである燃料電池用部材を提
供することを目的とする。
めて容易に、従って安価に製造し得る端部シール部及び
リブ部を有するセパレーターである燃料電池用部材を提
供することを目的とする。
本発明はまた、端部ガスシール性に極めて信頼のおける
燃料電池用部材を提供することを目的とする。
燃料電池用部材を提供することを目的とする。
本発明はまた、反応ガス孔道を形成するリブ部にリン酸
を貯留し得る燃料電池用部材を提供することを目的とす
る。
を貯留し得る燃料電池用部材を提供することを目的とす
る。
本発明はさらに、上記燃料電池用部材の製造方法を提供
することも目的とする。
することも目的とする。
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、セパレーター、セパレーターと接合されて反
応ガス孔道となる複数の溝を形成する多孔性炭素質リブ
部及び端部シール部から成り、前記リブ部および端部シ
ール部が直交して相対するようにセパレーターの両面に
接合して形成した燃料電池用部材であって、前記リブ部
とセパレーターがフッ素樹脂ディスパージョンにより接
合されていること、及び前記セパレーターのリブ部を接
合した面のリブ部に平行な各端部に端部シール部がフッ
素樹脂層を介して接合されていることを特徴とする燃料
電池用部材を提供する。
応ガス孔道となる複数の溝を形成する多孔性炭素質リブ
部及び端部シール部から成り、前記リブ部および端部シ
ール部が直交して相対するようにセパレーターの両面に
接合して形成した燃料電池用部材であって、前記リブ部
とセパレーターがフッ素樹脂ディスパージョンにより接
合されていること、及び前記セパレーターのリブ部を接
合した面のリブ部に平行な各端部に端部シール部がフッ
素樹脂層を介して接合されていることを特徴とする燃料
電池用部材を提供する。
また本発明は、セパレーター材の両面の端部シール部材
接合部を除く部分にフッ素樹脂ディスパージョンを塗布
し、乾燥後所定の位置に複数の多孔性炭素質リブ部材が
１つのセパレーター面では夫々が平行になるようにし、
セパレーターの両面では該リブ部が相互に直交するよう
に上記フッ素樹脂ディスパージョンにより該リブ部材を
接合し、前記リブ部を接合するセパレーター面のリブ部
に平行な各端部にフッ素樹脂のシートを介してガス不透
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
とからなる前記燃料電池用部材の製造方法も提供する。
接合部を除く部分にフッ素樹脂ディスパージョンを塗布
し、乾燥後所定の位置に複数の多孔性炭素質リブ部材が
１つのセパレーター面では夫々が平行になるようにし、
セパレーターの両面では該リブ部が相互に直交するよう
に上記フッ素樹脂ディスパージョンにより該リブ部材を
接合し、前記リブ部を接合するセパレーター面のリブ部
に平行な各端部にフッ素樹脂のシートを介してガス不透
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
とからなる前記燃料電池用部材の製造方法も提供する。
以下、添付の図面を参照して本発明の燃料電池用部材を
さらに詳しく説明する。
さらに詳しく説明する。
第１図は本発明の燃料電池用部材の斜視図である。尚、
図は誇張して描いたものであり実寸を表わすものではな
い。各部材の大きさ、特に厚みに関する適当な大きさ等
は当業者には明らかであろう。
図は誇張して描いたものであり実寸を表わすものではな
い。各部材の大きさ、特に厚みに関する適当な大きさ等
は当業者には明らかであろう。
本発明の燃料電池用部材は、セパレーター１と、該セパ
レーターと共に反応ガス孔道となる溝部を形成する複数
のリブ部２と、該リブ部に平行方向のセパレーター各端
部の端部シール部３とからなる構造を有している。
レーターと共に反応ガス孔道となる溝部を形成する複数
のリブ部２と、該リブ部に平行方向のセパレーター各端
部の端部シール部３とからなる構造を有している。
リブ部２及び端部シール部３の長さはセパレーター１の
辺長に等しい。図に示したようにリブ部２はセパレータ
ー１の両面に直交して相対するように所望の間隔をあけ
て接合されており、各面のリブ部２に平行なセパレータ
ーの両端部に端部シール部が両者の外端が一致するよう
に接合されている。セパレーター１とリブ部２はフッ素
樹脂ディスパージョンにより接合されており、またセパ
レーターと端部シール部３はフッ素樹脂シート４を介し
て接合されている。
辺長に等しい。図に示したようにリブ部２はセパレータ
ー１の両面に直交して相対するように所望の間隔をあけ
て接合されており、各面のリブ部２に平行なセパレータ
ーの両端部に端部シール部が両者の外端が一致するよう
に接合されている。セパレーター１とリブ部２はフッ素
樹脂ディスパージョンにより接合されており、またセパ
レーターと端部シール部３はフッ素樹脂シート４を介し
て接合されている。
第２図は第１図の本発明の燃料電池用部材の■−■にお
ける部分断面図である。
ける部分断面図である。
図に示したリブ部は断面形状が長方形であり、シールさ
れた端部に平行に直線的に伸びるものであるが、形成さ
れる反応ガス孔道が反応ガスを充分に供給し得るもので
あれば任意の形状とし得る。
れた端部に平行に直線的に伸びるものであるが、形成さ
れる反応ガス孔道が反応ガスを充分に供給し得るもので
あれば任意の形状とし得る。
また非直線的なものにすることもでき、この場合部材の
受ける応力の分散を計ることができ特に製造時等に有利
である。さらには反応ガス孔道を内部で連通させるよう
にリブ部を不連続のものとすることも可能であり、円、
楕円、長方形等の任意の形状のセパレーターとの接合面
を有する部材をセパレーターに直列、錯列、あるいは任
意に接合してもよい。燃料電池とした時に形成される反
応ガス孔道断面積に関してもセパレーターを挟んだ両側
において同一である必要はなく、供給反応ガスの条件等
により変更してもよい。もちろんこれ等の組み合せも可
能である。
受ける応力の分散を計ることができ特に製造時等に有利
である。さらには反応ガス孔道を内部で連通させるよう
にリブ部を不連続のものとすることも可能であり、円、
楕円、長方形等の任意の形状のセパレーターとの接合面
を有する部材をセパレーターに直列、錯列、あるいは任
意に接合してもよい。燃料電池とした時に形成される反
応ガス孔道断面積に関してもセパレーターを挟んだ両側
において同一である必要はなく、供給反応ガスの条件等
により変更してもよい。もちろんこれ等の組み合せも可
能である。
しかしながら上記リブ部の形状は、特に本発明の１つの
目的である容易な工程により製造し得る燃料電池用部材
を提供するという観点からは、当然図に示したような断
面が長方形の柱状の形状とするのが最も有利である。こ
の様な断面が長方形の形状のリブ部において、その大き
さは形成される燃料電池に所望のものとし得るが、高さ
０，４〜ｔ、ＳＳ、幅が１．０〜３．３馴が好ましく、
また接合する間隔は１〜３Ｍとするのが好ましい。
目的である容易な工程により製造し得る燃料電池用部材
を提供するという観点からは、当然図に示したような断
面が長方形の柱状の形状とするのが最も有利である。こ
の様な断面が長方形の形状のリブ部において、その大き
さは形成される燃料電池に所望のものとし得るが、高さ
０，４〜ｔ、ＳＳ、幅が１．０〜３．３馴が好ましく、
また接合する間隔は１〜３Ｍとするのが好ましい。
リブ部は、多孔性炭素質であり、８００℃以上での焼成
後において、平均嵩密度０．４〜０．８ ｇ／ｃｃ。
後において、平均嵩密度０．４〜０．８ ｇ／ｃｃ。
ガス透過率２００ｄ／ｃｄ−ｈｒ−１１１１ＡＱ以上、
及び電気抵抗１００ｍΩ・ＣＩ以下の特性を有し、気孔
の少なくとも８０％以上が開気孔であることが好ましい
。
及び電気抵抗１００ｍΩ・ＣＩ以下の特性を有し、気孔
の少なくとも８０％以上が開気孔であることが好ましい
。
本発明燃料電池用部材の多孔性炭素質リブ部材としては
、短炭素繊維、バインダー及び有機粒状物質の混合物を
加熱加圧成形したもの（例えば特開昭５９−６８１７０
号参照）、特に長さ２ｎ＋ｍ以下の短脚素繊ｌＩ２０〜
６０１４ｔ％、フェノール樹脂２０〜５０１４ｔ％およ
び有機粒状物質（ＩＩＩ孔調節材）２０〜５０旧％から
なる混合物を成形温度１００〜１８０℃、成形圧力２〜
１００ ｋＱｔ／ｃｄＧ 、圧力保持時間１〜６０分の
条件で成形し、８００℃以上で焼成したものが用いられ
る。
、短炭素繊維、バインダー及び有機粒状物質の混合物を
加熱加圧成形したもの（例えば特開昭５９−６８１７０
号参照）、特に長さ２ｎ＋ｍ以下の短脚素繊ｌＩ２０〜
６０１４ｔ％、フェノール樹脂２０〜５０１４ｔ％およ
び有機粒状物質（ＩＩＩ孔調節材）２０〜５０旧％から
なる混合物を成形温度１００〜１８０℃、成形圧力２〜
１００ ｋＱｔ／ｃｄＧ 、圧力保持時間１〜６０分の
条件で成形し、８００℃以上で焼成したものが用いられ
る。
上記のような炭素材前駆体混合物を一旦平板状に成型及
び焼成した後切断して所望大きさのリブ部材とすればよ
い。
び焼成した後切断して所望大きさのリブ部材とすればよ
い。
セパレーターは平均嵩密度１．４（＋／ＣＣ以上、ガス
透過率１０−７−／ｃｄ −ｈｒ−ｎ＋ｍＡＱ 以下、
電気抵抗１０ｍΩ・Ｃ１１１以下で厚さ２ｍｍ以下が好
ましく、２０００℃以上で焼成されたものがより好まし
い。
透過率１０−７−／ｃｄ −ｈｒ−ｎ＋ｍＡＱ 以下、
電気抵抗１０ｍΩ・Ｃ１１１以下で厚さ２ｍｍ以下が好
ましく、２０００℃以上で焼成されたものがより好まし
い。
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。
また端部シール部は平均嵩密度が１．４（］／ＣＣ以上
でガス透過率が１０−’ｄ ／ ｃｄ−ｈｒ −ｍｍＡ
ｑ以下の緻密炭素材であることが好ましい。
でガス透過率が１０−’ｄ ／ ｃｄ−ｈｒ −ｍｍＡ
ｑ以下の緻密炭素材であることが好ましい。
本発明において、多孔性炭素質リブ部材とセパレーター
材は、フッ素樹脂のディスパージョンにより接合する。
材は、フッ素樹脂のディスパージョンにより接合する。
使用できるフッ素樹脂としては、例えば四フッ化エチレ
ン樹脂（略称ＰＴＦＥ、！１点３２７℃、 ４．６ｋ
ＱｆｌｃｄＧ熱変形温度１２ｍｍ℃）、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℃、 ４．６ｋＯｆ／ｃｌｉＧ熱変形
温度７２℃）、フッ化アルコキシエチレン樹脂（略称Ｐ
ＦＡ、融点３００〜３１０℃、 ４．６ｋＱｆｌｃｄ
Ｇ熱変形瀉９７５℃）、フッ化エチレンプロピレン樹脂
（略称ＴＦＰ、融点２９０〜３００℃）などがある。こ
れらのフッ素樹脂は市販されている。
ン樹脂（略称ＰＴＦＥ、！１点３２７℃、 ４．６ｋ
ＱｆｌｃｄＧ熱変形温度１２ｍｍ℃）、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℃、 ４．６ｋＯｆ／ｃｌｉＧ熱変形
温度７２℃）、フッ化アルコキシエチレン樹脂（略称Ｐ
ＦＡ、融点３００〜３１０℃、 ４．６ｋＱｆｌｃｄ
Ｇ熱変形瀉９７５℃）、フッ化エチレンプロピレン樹脂
（略称ＴＦＰ、融点２９０〜３００℃）などがある。こ
れらのフッ素樹脂は市販されている。
前記フッ素樹脂ディスパージョンは、上記のようなフッ
素樹脂の１０〜１０重社％、例えば約６０重１％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。
素樹脂の１０〜１０重社％、例えば約６０重１％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。
上記フッ素樹脂ディスパージョンをセパレーター材の端
部シール部材を接合する部分を除いた部分に３〜７ ｒ
ＩＩｇ／ｍの塗布量で塗布した後、各リブ部材の接合面
をつき合わせ、１０〜６０ｋ（ｌｒ／Ｃｌｌ１Ｇ以上の
圧力、約３００〜４３０℃の温度、プレス時間１〜６０
分で融着接合する。
部シール部材を接合する部分を除いた部分に３〜７ ｒ
ＩＩｇ／ｍの塗布量で塗布した後、各リブ部材の接合面
をつき合わせ、１０〜６０ｋ（ｌｒ／Ｃｌｌ１Ｇ以上の
圧力、約３００〜４３０℃の温度、プレス時間１〜６０
分で融着接合する。
因みに、上記のようなフッ１素樹脂は非導電性物質であ
るが、多孔性炭素質リブ部とセパレーター間の導電性は
前記接合条件により充分に確保される。これは上記の接
合における圧着時にセパレーターに塗布されたフッ素樹
脂が熱変形し多孔性炭素質リブ部材中に含浸されるよう
な形で両部材が接合されるため、両部材が充分な強度で
接合されると同時に両部材の接触も充分に確保されるた
めと考えられる。
るが、多孔性炭素質リブ部とセパレーター間の導電性は
前記接合条件により充分に確保される。これは上記の接
合における圧着時にセパレーターに塗布されたフッ素樹
脂が熱変形し多孔性炭素質リブ部材中に含浸されるよう
な形で両部材が接合されるため、両部材が充分な強度で
接合されると同時に両部材の接触も充分に確保されるた
めと考えられる。
本発明で端部シール部材とセパレーター材の接合に使用
するフッ素樹脂は特に限定されないが、例えば前述のセ
パレーター材とリブ部材を接合するのに使用したフッ素
樹脂を使用することができ、これ等を、例えば厚さ１０
０μ程度のシートとして使用する。
するフッ素樹脂は特に限定されないが、例えば前述のセ
パレーター材とリブ部材を接合するのに使用したフッ素
樹脂を使用することができ、これ等を、例えば厚さ１０
０μ程度のシートとして使用する。
セパレーター材と端部シール部材の接合は、セパレータ
ー材の端部シール部材接合面とこれに接合させる端部シ
ール部材の面との間に上記フッ素樹脂のシートを挟持さ
せ、１ｋｏｆ／ｍＧ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ことによって行なう。
ー材の端部シール部材接合面とこれに接合させる端部シ
ール部材の面との間に上記フッ素樹脂のシートを挟持さ
せ、１ｋｏｆ／ｍＧ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ことによって行なう。
前記の多孔性炭素質リブ部とセパレーター材、及び上記
の端部シール部材とセパレーター材の接合は条件を適当
に選べば同時に又は別々に行なうことができる。
の端部シール部材とセパレーター材の接合は条件を適当
に選べば同時に又は別々に行なうことができる。
本発明の燃料電池用部材においては、接合部も含めて端
部シール部を通して外部に漏れるリーク量は、拡散が支
配的で圧力にはあまり影響されないが、本発明では５０
０ｍ１ｌｌＡ Ｑの差圧下で接合部周辺長あたりの単位
時間内リークガス量として［リークガス敞／（辺長）・
（差圧）］なる関係で表わすものとすると１０’ｄ ／
ｃｍ −ｈｒ −ｍｍＡｑ以下が好ましい。
部シール部を通して外部に漏れるリーク量は、拡散が支
配的で圧力にはあまり影響されないが、本発明では５０
０ｍ１ｌｌＡ Ｑの差圧下で接合部周辺長あたりの単位
時間内リークガス量として［リークガス敞／（辺長）・
（差圧）］なる関係で表わすものとすると１０’ｄ ／
ｃｍ −ｈｒ −ｍｍＡｑ以下が好ましい。
［発明の効果］
本発明の燃料電池用部材は、予め成形・焼成した所望の
物性を有する構成各部原材料を単に明所して金型内で加
熱・圧着して接合するだけでよいので、従来のような緻
密炭素材のセパレーターに？！雑な溝加工する必要がな
く、従来の緻密炭素板に溝加工した部材に比べて極めて
安価に製造できる。
物性を有する構成各部原材料を単に明所して金型内で加
熱・圧着して接合するだけでよいので、従来のような緻
密炭素材のセパレーターに？！雑な溝加工する必要がな
く、従来の緻密炭素板に溝加工した部材に比べて極めて
安価に製造できる。
また本発明の燃料電池用部材は端部シール部がフッ素樹
脂で一体的に接合形成されているため、端部の耐ガスリ
ーク性が極めて優れている。
脂で一体的に接合形成されているため、端部の耐ガスリ
ーク性が極めて優れている。
またリブ部に多孔質炭素材を使用したので、形成された
燃料電池の反応ガス孔道形成壁面にリン酸を貯留し得、
且つ反応ガスを拡散し得る。
燃料電池の反応ガス孔道形成壁面にリン酸を貯留し得、
且つ反応ガスを拡散し得る。
さらには、リブ部とセパレーター、また端部シール部と
セパレーターがフッ素樹脂で接合一体化されているため
耐リン酸性に優れている。
セパレーターがフッ素樹脂で接合一体化されているため
耐リン酸性に優れている。
［実施例］
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。
の実施例に限定されるものではない。
以下の材料を使用して燃料電池用部材を製造した。
■ リブ部材
予め８００℃以上で焼成された多孔性炭素質平板材料（
呉羽化学工業（株）製、商品名“Ｋ Ｅ Ｓ −４００
″、厚さ １．２ＩｎＩＲ）を厚さ０，１履のダイヤモ
ンドブレードで巾２＃１．長さ３００１！ｌ＋に切断し
たものを使用した。
呉羽化学工業（株）製、商品名“Ｋ Ｅ Ｓ −４００
″、厚さ １．２ＩｎＩＲ）を厚さ０，１履のダイヤモ
ンドブレードで巾２＃１．長さ３００１！ｌ＋に切断し
たものを使用した。
■ セパレーター材
昭和電工（株）製緻密炭素板（商品名
“５Ｇ−２”、厚さ０．６趨）を縦、横それぞれ３００
履に裁断してセパレーター材とした。
履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）製の緻密炭素板（嵩密度１．８５ｇ
／ｃｃ １厚さ１．１履、商品名゛トーカセパレーター
″）を縦３００履Ｘ横１５ｍ＋に裁断したものを４個作
り、端部シール部材とした。
／ｃｃ １厚さ１．１履、商品名゛トーカセパレーター
″）を縦３００履Ｘ横１５ｍ＋に裁断したものを４個作
り、端部シール部材とした。
■ フッ素樹脂ディスパージョン
水中にＰＴＦＥを６０重伍％含有するＰＴＦＥディスパ
ージョン（三井ｉユボンフロロケミカル（株）製、商品
名“Ｊ−３０”）を使用した。
ージョン（三井ｉユボンフロロケミカル（株）製、商品
名“Ｊ−３０”）を使用した。
■ フッ素樹脂
シートにチアス（株）製、商品名
“” ＴＯＨＢ０９００″、厚さ０．１． ）を端部シ
ール部材の縦、横の寸法に合わせて裁断したものを４枚
作って使用した。
ール部材の縦、横の寸法に合わせて裁断したものを４枚
作って使用した。
セパレーター材の両面の端部シール部材を接合しない部
分にＰＴＦＥディスパージョンを５η／ｄの塗布量で塗
布し、乾燥した。所定の金型内に所定数のリブ部材、セ
パレーター材、所定数のリブ部材の順で供給し、温度３
８０℃で圧力２０ｋｏｆ／ｍ 。
分にＰＴＦＥディスパージョンを５η／ｄの塗布量で塗
布し、乾燥した。所定の金型内に所定数のリブ部材、セ
パレーター材、所定数のリブ部材の順で供給し、温度３
８０℃で圧力２０ｋｏｆ／ｍ 。
圧力保持時間２０分により融着接合した。
次にセパレーターのリブ部に平行な端部面にＰＴＦＥシ
ートを介して端部シール部材を、各部材の外端がそろう
ようにセットし、上記と同様の条件で融着接合し、厚さ
３．０ａｍの部材を得た。
ートを介して端部シール部材を、各部材の外端がそろう
ようにセットし、上記と同様の条件で融着接合し、厚さ
３．０ａｍの部材を得た。
得られた部材を９５重量％のリン酸液中に１時間浸漬し
た後、滴り落ちる液を切って、重量を測定したところ、
重量増加は４１％であった。これに対して、緻密炭素材
（東海カーボン（株）製、嵩密度１．８５ｏ／ｃｃ、商
品名トーカセパレーター、厚さ３．０．）を溝加工して
上記部材と同一寸法の部材を作り、同様にリン酸液中に
浸漬したｆｉｌ増加は６％であった。このように本発明
の部材のリン酸液担持機は、リブ部が緻密炭素材からな
る部材に比して極めて優れたものであることがわかる。
た後、滴り落ちる液を切って、重量を測定したところ、
重量増加は４１％であった。これに対して、緻密炭素材
（東海カーボン（株）製、嵩密度１．８５ｏ／ｃｃ、商
品名トーカセパレーター、厚さ３．０．）を溝加工して
上記部材と同一寸法の部材を作り、同様にリン酸液中に
浸漬したｆｉｌ増加は６％であった。このように本発明
の部材のリン酸液担持機は、リブ部が緻密炭素材からな
る部材に比して極めて優れたものであることがわかる。
また得られた部材の電気抵抗を測定したところ３５ ｖ
ａΩ・ｄであった。これに対し、リブ部材とセパレータ
ー材を上記部材と同様に重ねてＰＴＦＥディスパージョ
ンで接合せずに電気抵抗を同様に測定したところ６０
ｍΩ・ｄであり、ＰＴＦＥディスパージョンを用いて接
合することにより、リブ部とセパレーター間の接触抵抗
を低減し得ることもわかった。
ａΩ・ｄであった。これに対し、リブ部材とセパレータ
ー材を上記部材と同様に重ねてＰＴＦＥディスパージョ
ンで接合せずに電気抵抗を同様に測定したところ６０
ｍΩ・ｄであり、ＰＴＦＥディスパージョンを用いて接
合することにより、リブ部とセパレーター間の接触抵抗
を低減し得ることもわかった。
添付の第１図は本発明の燃料電池用部材の斜視図であり
、第２図は本発明の燃料電池用部材の部分断面図である
。 １・・・・・・セパレーター、 ２・・・・・・リブ
部、３・・・・・・端部シール部、 ４・・・・・・
フッ素樹脂。 代理人弁理士 中 村 至 第１図 今 第２図
、第２図は本発明の燃料電池用部材の部分断面図である
。 １・・・・・・セパレーター、 ２・・・・・・リブ
部、３・・・・・・端部シール部、 ４・・・・・・
フッ素樹脂。 代理人弁理士 中 村 至 第１図 今 第２図
Claims (14)
- （１）セパレーター、セパレーターと接合されて反応ガ
ス孔道となる複数の溝を形成する多孔性炭素質リブ部及
び端部シール部から成り、前記リブ部および端部シール
部が直交して相対するようにセパレーターの両面に接合
して形成した燃料電池用部材であって、リブ部とセパレ
ーターがフッ素樹脂ディスパージョンにより接合されて
いること、及び前記セパレーターのリブ部を接合した面
のリブ部に平行な各端部に端部シール部がフッ素樹脂層
を介して接合されていることを特徴とする燃料電池用部
材。 - （２）多孔性炭素質リブ部が、０．４〜０．８ｇ／ｃｃ
の嵩密度、２００ｍｌ／ｃｍ＾２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以上
のガス透過率、および１００ｍΩ・ｃｍ以下の電気抵抗
を有する多孔性炭素材であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の燃料電池用部材。 - （３）セパレーターが１．４ｇ／ｃｃ以上の嵩密度、１
０＾−＾７ｍｌ／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緻密炭素材であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項に記載の燃料電池用
部材。 - （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緻密炭素材であ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燃料
電池用部材。 - （５）多孔性炭素質リブ部の多孔性炭素材の気孔の少な
くとも８０％以上が開気孔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燃料電池
用部材。 - （６）セパレーター材の両面の端部シール部材接合部を
除く部分にフッ素樹脂ディスパージョンを塗布し、乾燥
後所定の位置に複数の多孔性炭素質リブ部材が１つのセ
パレーター面では夫々が平行になるようにし、セパレー
ターの両面では該リブ部が相互に直交するように上記フ
ッ素樹脂ディスパージョンにより該リブ部材を接合し、
前記リブ部を接合するセパレーター面のリブ部に平行な
各端部にフッ素樹脂のシート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項に記載の燃料電池用部材の製造
方法。 - （７）多孔性炭素質リブ部材を、長さ２ｍｍ以下の短炭
素繊維２０〜６０重量％、バインダー２０〜５０重量％
および有機粒状物質２０〜５０重量％からなる混合物を
一体的に加熱加圧成形した成形部材を焼成して製造する
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の方法。 - （８）セパレーター材が、１．４ｇ／ｃｃ以上の嵩密度
、１０＾−＾７ｍｌ／ｃｍ＾２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以下の
ガス透過率、１０ｍΩ・ｃｍ以下の電気抵抗及び２ｍｍ
以下の厚さを有する緻密炭素板であることを特徴とする
特許請求の範囲第６項または第７項に記載の方法。 - （９）端部シール部材が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緻密炭素材であることを特徴とす
る特許請求の範囲第６項〜第８項のいずれかに記載の方
法。 - （１０）多孔性炭素質リブ部材が０．４〜０．８ｇ／ｃ
ｃの嵩密度、２００ｍｌ／ｃｍ＾２・ｈｒ・ｍｍＡｑ以
上のガス透過率、および１００ｍΩ・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６項〜第
９項のいずれかに記載の方法。 - （１１）リブ部材とセパレーター材のフッ素樹脂ディス
パージョンによる接合条件が、温度３００℃〜４３０℃
、プレス圧力１０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ＾２Ｇ以上、プレ
ス時間１〜６０分の範囲であることを特徴とする特許請
求の範囲第６項〜第１０項のいずれかに記載の方法。 - （１２）端部シール部材のフッ素樹脂層を介しての接合
条件が、圧力１ｋｇｆ／ｃｍ＾２Ｇ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６項〜第１１項のいずれかに記載の
方法。 - （１３）多孔性炭素質リブ部材の気孔の少なくとも８０
％以上が開気孔であることを特徴とする特許請求の範囲
第６項〜第１２項のいずれかに記載の方法。 - （１４）セパレーター板に多孔性炭素質リブ部材と端部
シール部材を同時に又は別々に接合することを特徴とす
る特許請求の範囲第６項〜第１３項のいずれかに記載の
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61281068A JPS63133459A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 端部シ−ル部付燃料電池用部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61281068A JPS63133459A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 端部シ−ル部付燃料電池用部材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63133459A true JPS63133459A (ja) | 1988-06-06 |
| JPH0477421B2 JPH0477421B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=17633864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61281068A Granted JPS63133459A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 端部シ−ル部付燃料電池用部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63133459A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234110A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2008123729A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | リン酸型燃料電池 |
-
1986
- 1986-11-26 JP JP61281068A patent/JPS63133459A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234110A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 |
| JP2008123729A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | リン酸型燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477421B2 (ja) | 1992-12-08 |
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