KR101144817B1 - Manufacturing method of separator for fuel cell using surface treatment and separator for fuel cell manufactured by the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 분리판을 제공하는 단계; 및 상기 연료전지 분리판을 할로겐으로 표면처리하는 단계를 포함하는 연료전지 분리판의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 연료전지 분리판에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 할로겐을 이용한 표면처리에 의한 편리하고 단순한 방법으로 연료전지 분리판을 제조함으로써, 연료전지 분리판의 전지 특성, 및 물리적/화학적 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표면처리 과정은 탄소질 연료전지 분리판에 대하여 제한 없이 적용될 수 있으므로, 종래 이용되었던 탄소복합재 연료전지 분리판의 성능 향상에도 유용하게 이용될 수 있다.The present invention provides a fuel cell separator; And it relates to a method for producing a fuel cell separator comprising the surface treatment of the fuel cell separator with a halogen, and a fuel cell separator produced thereby. According to the present invention, by manufacturing the fuel cell separator in a convenient and simple manner by surface treatment using halogen, it is possible to improve the battery characteristics, physical and chemical properties of the fuel cell separator. In addition, since the surface treatment process according to the present invention can be applied to the carbonaceous fuel cell separator without limitation, it can be usefully used to improve the performance of the conventional carbon composite fuel cell separator.

Description

표면처리에 의한 연료전지 분리판의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 연료전지 분리판{MANUFACTURING METHOD OF SEPARATOR FOR FUEL CELL USING SURFACE TREATMENT AND SEPARATOR FOR FUEL CELL MANUFACTURED BY THE SAME}Method for manufacturing fuel cell separator plate by surface treatment and fuel cell separator plate manufactured by this process

본 발명은 연료전지 분리판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 할로겐을 이용한 표면처리에 의하여 전지 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 연료전지 분리판의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 연료전지 분리판에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a fuel cell separator, and more particularly, to a method for manufacturing a fuel cell separator and a fuel cell separator manufactured thereby, which can further improve battery characteristics by surface treatment using halogen. It is about.

연료전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접적으로 변환시키는 장치로서, 단위전지가 수십, 수백 개 적층된 스택으로 형성되며, 단위전지는 막전극 접합체(Membrane Electrode Assembly; MEA) 및 스택을 구성하기 위한 분리판(separator)로 이루어진다.A fuel cell is a device that directly converts chemical energy into electrical energy. A unit cell is formed of a stack of tens or hundreds of unit cells, and the unit cells are separated to form a membrane electrode assembly (MEA) and a stack. It consists of a separator.

연료전지 분리판은 막전극 접합체 양쪽에 설치되며, 막전극 접합체에 수소 및 산소를 공급하고, 촉매 반응에 의하여 발생된 전자를 이동시키는 통로 역할을 하고, 각 단위전지를 분리시키는 역할을 한다. 따라서, 연료전지 분리판에 대해서는 고전기전도도, 고강도, 경량성, 내화학성, 고청정성, 치수 정밀도, 경제성 등의 특성이 요구되고 있다.The fuel cell separator is installed at both sides of the membrane electrode assembly, serves to supply hydrogen and oxygen to the membrane electrode assembly, and serves as a passage for moving electrons generated by the catalytic reaction, and separates each unit cell. Therefore, the fuel cell separator is required to have characteristics such as high conductivity, high strength, light weight, chemical resistance, high cleanliness, dimensional accuracy, and economic efficiency.

종래 연료전지 분리판으로는, 높은 전기전도도 및 우수한 화학적 안정성을 갖는 흑연(graphite)이 이용되었다. 그러나, 흑연을 이용한 연료전지 분리판은 성형에 있어서 초고온 공정을 필요로 하여, 제조비용이 높아져 양산이 곤란하고, 파티클 발생으로 인한 물성 저하의 문제점을 갖고 있다.As a conventional fuel cell separator, graphite having high electrical conductivity and excellent chemical stability has been used. However, a fuel cell separator using graphite requires an ultra-high temperature step in molding, which increases production costs and makes mass production difficult, and has a problem of deterioration of physical properties due to particle generation.

이러한 문제점을 해결하고자 단순 프레싱 공정에 의하여 제조비용을 절감할 수 있는 흑연 분말과 폴리머의 소결체인 복합재를 이용하는 것이 제안되었다. 그러나, 이러한 흑연과 폴리머의 소결체의 경우, 전기전도도가 낮다는 문제점을 갖고 있으며, 이러한 문제를 해결하고자 흑연의 함량을 높일 경우에는 성형성이 나빠지고 강도가 저하되는 문제점을 갖고 있다.In order to solve this problem, it is proposed to use a composite material which is a sintered body of graphite powder and polymer which can reduce the manufacturing cost by a simple pressing process. However, in the case of the sintered body of graphite and polymer, there is a problem that the electrical conductivity is low, and in order to solve such a problem, when increasing the content of graphite, there is a problem that the moldability is deteriorated and the strength is lowered.

또한, 다른 대안으로, 표면에 내화학성 코팅을 갖는 금속판을 이용하는 것이 제안되었으나, 금속 고유의 고중량으로 인하여 적층시 하중에 대한 부담이 있으며, 내산화성 및 내부식성 문제를 갖고 있다.In addition, as another alternative, it is proposed to use a metal plate having a chemical resistant coating on the surface, but due to the inherent high weight of the metal, there is a load on the lamination, and there are problems of oxidation resistance and corrosion resistance.

따라서, 더욱 향상된 전지 특성, 및 물리적/화학적 특성을 갖는 연료전지 분리판에 대한 요구가 여전히 존재하는 실정이다.
Accordingly, there is still a need for fuel cell separators having more improved cell characteristics and physical / chemical properties.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 종래 이용되었던 흑연재나 수지 복합재 등의 연료전지 분리판에 대하여 용이하고 효율적으로 적용될 수 있으며, 전지 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 연료전지 분리판의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 연료전지 분리판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, can be easily and efficiently applied to the fuel cell separation plate such as graphite materials or resin composite materials that have been conventionally used, fuel cells that can further improve the battery characteristics It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a separator and a fuel cell separator prepared thereby.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 연료전지 분리판을 제공하는 단계; 및 상기 연료전지 분리판을 할로겐으로 표면처리하는 단계를 포함하는 연료전지 분리판의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention for solving the above problems is to provide a fuel cell separator; And it provides a method for producing a fuel cell separator comprising the step of surface-treating the fuel cell separator with a halogen.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 상기 방법에 의하여 제조된 연료전지 분리판을 제공한다.
In addition, another embodiment of the present invention provides a fuel cell separator manufactured by the above method.

본 발명에 따르면 할로겐을 이용한 표면처리에 의한 편리하고 단순한 방법으로 연료전지 분리판을 제조함으로써, 연료전지 분리판의 전지 특성, 및 물리적/화학적 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표면처리 과정은 흑연재, 수지 탄소복합재 등의 연료전지 분리판에 대하여 제한 없이 적용될 수 있으므로, 종래 이용되었던 연료전지 분리판의 성능 향상에도 유용하게 이용될 수 있다.
According to the present invention, by manufacturing the fuel cell separator in a convenient and simple manner by surface treatment using halogen, it is possible to improve the battery characteristics, physical and chemical properties of the fuel cell separator. In addition, since the surface treatment process according to the present invention can be applied without limitation to the fuel cell separator, such as graphite, resin carbon composite material, it can be usefully used to improve the performance of the conventional fuel cell separator.

도 1은 실시예 2에 따른 상온 무가습 조건에서의 전지특성 평가결과를 나타내는 그래프.
도 2는 실시예 2에 따른 80℃ 가습 조건에서의 전지특성 평가결과를 나타내는 그래프.1 is a graph showing the evaluation results of the battery characteristics at room temperature humidification conditions according to Example 2.
2 is a graph showing the results of evaluation of battery characteristics at 80 ° C. humidification conditions according to Example 2. FIG.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 분리판의 제조방법은 연료전지 분리판을 제공하는 단계; 및 상기 연료전지 분리판을 할로겐으로 표면처리하는 단계를 포함한다.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a fuel cell separator includes: providing a fuel cell separator; And surface treating the fuel cell separator with halogen.

본 발명에 따른 연료전지 제조방법은 연료전지 분리판 표면을 할로겐으로 표면처리하는 것을 특징으로 하므로, 다양한 재질, 예를 들어, 종래 이용되었던 흑연재나 수지 결합 탄소복합재 등으로 형성된 연료전지 분리판에 대하여 용이하게 적용될 수 있다.Since the fuel cell manufacturing method according to the present invention is characterized in that the surface of the fuel cell separator is treated with halogen, the fuel cell separator may be formed of various materials, for example, graphite or resin-bonded carbon composite materials. Can be easily applied.

일 실시예에서, 연료전지 분리판은 흑연으로 형성될 수 있다.In one embodiment, the fuel cell separator may be formed of graphite.

다른 일 실시예에서, 연료전지 분리판은 탄소계 충진제, 첨가제 및 수지 결합제를 포함하는 탄소복합재로 형성될 수 있다.In another embodiment, the fuel cell separator may be formed of a carbon composite material including a carbon-based filler, an additive, and a resin binder.

탄소계 충진제 또는 첨가제는 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 코크스, 탄소, 카본 블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그라핀(graphene) 및 그라핀 옥사이드(graphene oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Carbon-based fillers or additives are selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, coke, carbon, carbon black, carbon fiber, carbon nanotubes, graphene, and graphene oxide. It may be more than, but is not limited thereto.

수지 결합제는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다.The resin binder may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin.

연료전지 분리판 형성방법은 특히 제한되지 않으며, 당업계에 공지된 방법 및 추후 개발될 방법 중에서 적합한 방법을 선택하여 이용할 수 있다.The method of forming the fuel cell separator is not particularly limited, and a suitable method may be selected and used from methods known in the art and methods to be developed later.

일 실시예에서, 연료전지 분리판은 흑연 등의 탄소계 충진제, 페놀 수지 등의 수지 결합제, 및/또는 첨가제를 균일하게 혼합한 후, 연료전지 분리판 유로가 새겨진 금형 내에 충전하고, 압축성형하고, 경화시킴으로써 형성될 수 있다.In one embodiment, the fuel cell separator is a mixture of a carbon-based filler such as graphite, a resin binder such as a phenol resin, and / or additives uniformly, and then filled in a mold engraved with the fuel cell separator flow path, compression molding It can be formed by curing.

예를 들어, 혼합은 흑연 분말 70~95중량%, 페놀 수지 5~30중량%, 및 물성 향상을 위한 첨가제 적당량을 첨가하여 이루어질 수 있다.For example, the mixing may be performed by adding 70 to 95% by weight of graphite powder, 5 to 30% by weight of phenol resin, and an appropriate amount of an additive for improving physical properties.

압축성형시 성형 압력은 100~1000㎏/㎠, 바람직하게는 200~300㎏/㎠일 수 있다.Molding pressure during compression molding may be 100 ~ 1000kg / ㎠, preferably 200 ~ 300kg / ㎠.

경화 온도는 100~200℃의 범위, 바람직하게는 150~180℃의 범위일 수 있다.The curing temperature may be in the range of 100 to 200 ° C, preferably in the range of 150 to 180 ° C.

다른 일 실시예에서, 연료전지 분리판은 코크스 등의 충진제, 페놀 수지 등의 수지 결합제, 및 그라핀 또는 그라핀 옥사이드 등의 첨가제를 균일하게 혼합한 후, 열풍건조하고, 연료전지 분리판 유로가 새겨진 금형 내에 충전하여 성형하고, 열처리하여 탄화시킴으로써 형성될 수 있다.In another embodiment, the fuel cell separator is a mixture of a filler such as coke, a resin binder such as a phenol resin, and additives such as graphene or graphene oxide, and then hot-air-dried, and the fuel cell separator flow path It can be formed by filling into an engraved mold and molding, heat treatment and carbonization.

예를 들어, 코크스 75~95중량%, 페놀 수지 5~25중량%를 혼합하고, 이 혼합물 전체 중량을 기준으로 그라핀 또는 그라핀 옥사이드 0.5~10중량%를 혼합하고, 80~90℃의 온도에서 열풍건조한다.For example, 75 to 95% by weight of coke and 5 to 25% by weight of phenol resin are mixed, and 0.5 to 10% by weight of graphene or graphene oxide is mixed based on the total weight of the mixture, and a temperature of 80 to 90 ° C. Dry in hot air.

이후 금형 내에 충전하여 약 2000㎏f/㎠의 압력, 약 180℃의 온도에서 압축성형하고, 1100~1250℃에서 0.5~5시간 동안 열처리하여 탄화시킬 수 있다.After the filling in the mold and compression molding at a pressure of about 2000kgf / ㎠, a temperature of about 180 ℃, can be carbonized by heat treatment at 1100 ~ 1250 ℃ for 0.5 to 5 hours.

본 발명에 있어서, 흑연재, 또는 탄소복합재로 형성된 연료전지 분리판의 표면처리에 이용되는 할로겐은 불소, 염소, 브롬, 요오드 또는 그 혼합물일 수 있다.In the present invention, the halogen used for the surface treatment of the fuel cell separator formed of the graphite material or the carbon composite material may be fluorine, chlorine, bromine, iodine or a mixture thereof.

이와 같이, 연료전지 분리판을 할로겐으로 표면처리함으로써, 할로겐의 가교결합에 의하여 표면 구조가 치밀화되어, 연료전지 분리판의 전지 특성, 및 물리적/화학적 특성을 향상시킬 수 있다.In this way, by surface-treating the fuel cell separator with halogen, the surface structure is densified by crosslinking of the halogen, thereby improving battery characteristics and physical / chemical characteristics of the fuel cell separator.

할로겐에 의한 표면처리의 일 실시예는 상기 연료전지 분리판을 할로겐 용액에 침지시키거나, 또는 상기 연료전지 분리판 표면에 할로겐 용액을 코팅하는 단계; 및 열풍건조하는 단계를 포함한다.One embodiment of surface treatment with halogen may include immersing the fuel cell separator in a halogen solution or coating a halogen solution on the surface of the fuel cell separator; And hot air drying.

할로겐 용액은 할로겐의 수용액, 또는 할로겐의 알코올 용액일 수 있다. 예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 또는 그 혼합물의 수용액, 또는 요오드의 알코올 용액을 이용할 수 있다.The halogen solution may be an aqueous solution of halogen, or an alcohol solution of halogen. For example, an aqueous solution of fluorine, chlorine, bromine, or mixtures thereof, or an alcohol solution of iodine can be used.

이와 같은 할로겐 용액의 농도는 0.001중량% ~ 1중량%인 것이 바람직하고, 0.01 ~ 0.05중량%인 것이 더욱 바람직하다. 농도가 0.001중량% 미만인 경우에는 할로겐 표면처리에 의한 전지특성 향상의 효과를 발휘하기 곤란하고, 농도가 1중량% 를 초과하는 경우에는 더 이상의 전지특성 향상의 효과를 기대하기 어렵고, 오히려 물성이 저하될 우려가 있다.It is preferable that it is 0.001 weight%-1 weight%, and, as for the density | concentration of such a halogen solution, it is more preferable that it is 0.01 to 0.05 weight%. If the concentration is less than 0.001% by weight, it is difficult to exert the effect of improving the battery characteristics by halogen surface treatment. If the concentration is more than 1% by weight, it is difficult to expect further effects of improving the battery characteristics, but rather the physical properties are deteriorated. There is a concern.

침지시간은 6~12시간인 것이 바람직하다. 침지시간이 6시간 미만인 경우에는 표면처리가 불충분하게 이루어질 수 있고, 12시간을 초과하는 경우에는 더 이상의 효과 향상을 기대하기 어렵다.It is preferable that immersion time is 6 to 12 hours. If the immersion time is less than 6 hours may be insufficient surface treatment, if more than 12 hours it is difficult to expect further effect improvement.

코팅방법은 당업계에 공지된 방법 중 공정 조건에 따라 적합한 것을 선택하여 이용할 수 있다.The coating method may be used by selecting a suitable one according to the process conditions among the methods known in the art.

이후, 열풍건조 단계는 90~100℃에서 이루어지는 것이 바람직하다. 열풍건조 온도가 90℃ 미만인 경우에는 연료전지 분리판 표면의 할로겐을 고정화시키기 어려울 수 있고, 100℃를 초과하는 경우에는 오히려 물성 저하의 우려가 있다.Then, the hot air drying step is preferably made at 90 ~ 100 ℃. If the hot air drying temperature is less than 90 ℃ it may be difficult to immobilize the halogen on the surface of the fuel cell separator plate, if the temperature exceeds 100 ℃ there is a fear of physical property deterioration.

본 발명의 다른 일 실시예는 이와 같은 제조방법에 의하여 제조된 연료전지 분리판에 관한 것이다. 본 발명에 따른 연료전지 분리판은 할로겐 표면처리에 의하여 편리하고 용이한 방법으로 전지특성, 및 물리적/화학적 특성이 향상될 수 있다.
Another embodiment of the present invention relates to a fuel cell separator manufactured by such a manufacturing method. The fuel cell separator according to the present invention can improve battery characteristics and physical / chemical properties in a convenient and easy manner by halogen surface treatment.

[[ 실시예Example ]]

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, these examples are only for illustrating the present invention in more detail, the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예Example 1: 할로겐 표면처리된 연료전지 분리판 제조 1: Manufacture of Halogen Surface-treated Fuel Cell Separator

콜타르 피치(coal tar pitch; 연화점(S.P.): 100~120℃, 석탄화값(coking value): 48%, 비중 1.2)를 질소 분위기하에서, 125rpm으로 교반하면서 400~500℃로 1~3시간 동안 열처리하여, 휘발분 함량이 8~12중량%인 코크스를 형성하였다. 이 코크스 85중량%에 페놀 수지 15중량%를 배합하고, 그라핀 옥사이드를 혼합하여, 볼밀을 이용하여 분쇄 혼합하였다. 다음으로 혼합물을 80~90℃로 열풍건조하여, 혼합물을 제조하였다. 연료전지 분리판 유로가 새겨진 금형 내에 상기 혼합물을 충전하여, 2000㎏f/㎠의 압력 및 180℃의 온도 조건에서 가압성형하고, 튜브 전기로에서, 1℃/min의 속도로 승온한 후, 1100℃에서 1시간 동안 유지하여 탄화함으로써 탄소복합재를 제조하였으며, 이를 이용하여 연료전지 분리판을 형성하였다.Coal tar pitch (softening point (SP): 100-120 ° C., coking value: 48%, specific gravity 1.2) was heat-treated at 400-500 ° C. for 1-3 hours while stirring at 125 rpm in a nitrogen atmosphere. Thus, coke having a volatile content of 8 to 12% by weight was formed. 15 weight% of phenol resins were mix | blended with 85 weight% of this coke, graphene oxide was mixed, and it grind | mixed and mixed using the ball mill. Next, the mixture was hot-air dried at 80-90 ° C. to prepare a mixture. The mixture was charged into a mold engraved with a fuel cell separator flow path, press-molded at a pressure of 2000 kgf / cm 2 and a temperature of 180 ° C., and heated up at a rate of 1 ° C./min in a tube electric furnace, and then 1100 ° C. Carbon composites were prepared by carbonization by maintaining for 1 hour at, and used to form a fuel cell separator.

알코올에 요오드를 첨가하고, 60rpm으로 12~24시간 동안 교반하여 0.05중량% 농도의 요오드의 알코올 용액을 제조하였다. 이 용액에, 상기에서 형성된 연료전지 분리판을 6~12시간 동안 침지하였다. 이후 90~100℃에서 열풍건조함으로써, 할로겐 표면처리된 연료전지 분리판을 제조하였다.
Iodine was added to the alcohol, and stirred at 60 rpm for 12 to 24 hours to prepare an alcohol solution of iodine at a concentration of 0.05% by weight. In this solution, the fuel cell separator formed above was immersed for 6-12 hours. Then, by hot air drying at 90 ~ 100 ℃, a halogen surface treated fuel cell separator was prepared.

실시예Example 2: 할로겐 표면처리된 연료전지 분리판의 성능평가 2: Performance Evaluation of Halogen Surface-treated Fuel Cell Separator

상기 실시예 1에서 제조된 할로겐 표면처리 연료전지 분리판의 성능을 평가하기 위하여, 할로겐 표면처리를 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 제조된 그라핀 옥사이드 복합재 연료전지 분리판, 및 종래 일반적인 흑연재 연료전지 분리판에 대하여 상온 무가습 조건 및 80℃ 가습조건에서 전지특성을 평가하여 각각 도 1 및 2에 나타낸다.In order to evaluate the performance of the halogen surface-treated fuel cell separator prepared in Example 1, except for the halogen surface treatment, the graphene oxide composite fuel cell separator manufactured in the same manner as in Example 1, and the conventional general graphite material The fuel cell separators were evaluated for battery characteristics at room temperature unhumidified conditions and 80 ° C humidified conditions, and are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

도 1 및 2에서, Graphene oxide composite(surface treatment)는 상기 실시예 1에서 제조한 할로겐 표면처리된 그라핀 옥사이드 복합재 연료전지 분리판, graphite는 종래의 일반적인 흑연재 연료전지 분리판, 및 graphene oxide composite는 할로겐 표면처리를 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조된 그라핀 옥사이드 복합재 연료전지 분리판을 나타낸다.1 and 2, graphene oxide composite (surface treatment) is a halogen surface treated graphene oxide composite fuel cell separator prepared in Example 1, graphite is a conventional conventional graphite fuel cell separator, and graphene oxide composite Is a graphene oxide composite fuel cell separator prepared in the same manner as in Example 1 except for the halogen surface treatment.

도 1 및 2로부터 본 발명에 따른 할로겐 표면처리된 연료전지 분리판이 종래 일반적인 흑연재 연료전지 분리판, 또는 할로겐 표면처리되지 않은 연료전지 분리판에 비하여 각 조건에서 전지특성이 향상됨을 확인할 수 있다. 이러한 연료전지 분리판의 전지 특성, 및 물리적/화학적 특성을 향상은 할로겐에 의한 표면처리에 의하여 가교결합이 형성됨으로써, 연료전지 분리판의 표면구조가 치밀화되는 것에 기인하는 것으로 판단된다.
It can be seen from FIG. 1 and FIG. 2 that the characteristics of the battery are improved in each condition of the halogen surface-treated fuel cell separator according to the present invention as compared with the conventional graphite material fuel cell separator or the non-halogen surface-treated fuel cell separator. The improvement in battery characteristics and physical / chemical properties of the fuel cell separator is believed to be due to the densification of the surface structure of the fuel cell separator by the formation of crosslinks by surface treatment with halogen.

본 발명은 탄소질 연료전지 분리판의 전지 특성 향상을 위한 표면처리 방법으로서 연료전지 분리판 제조에 유용하게 적용될 수 있다.The present invention can be usefully applied to the production of fuel cell separators as a surface treatment method for improving battery characteristics of carbonaceous fuel cell separators.

Claims (11)

연료전지 분리판을 제공하는 단계; 및
상기 연료전지 분리판을 할로겐으로 표면처리하는 단계를 포함하며,
상기 표면처리 단계는,
상기 연료전지 분리판을 할로겐 용액에 침지시키거나, 또는 상기 연료전지 분리판 표면에 할로겐 용액을 코팅하는 단계; 및
열풍건조하는 단계를 포함하는
연료전지 분리판의 제조방법.
Providing a fuel cell separator; And
Surface treating the fuel cell separator with halogen;
The surface treatment step,
Immersing the fuel cell separator in a halogen solution or coating a halogen solution on the surface of the fuel cell separator; And
Hot-air drying comprising the
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 할로겐은 불소, 염소, 브롬, 요오드 또는 그 혼합물인
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The halogen is fluorine, chlorine, bromine, iodine or mixtures thereof;
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 할로겐 용액은 할로겐의 수용액 또는 알코올 용액인
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The halogen solution is an aqueous solution of halogen or an alcohol solution
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 할로겐 용액의 농도는 0.001 ~ 1중량%인
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The concentration of the halogen solution is 0.001 ~ 1% by weight
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 침지 시간은 6~12시간의 범위인
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The immersion time is in the range of 6 to 12 hours
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 열풍건조 단계는 90~100℃에서 이루어지는
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The hot air drying step is made at 90 ~ 100 ℃
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 연료전지 분리판은 흑연으로 이루어지는
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The fuel cell separator is made of graphite
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항에 있어서,
상기 연료전지 분리판은 탄소계 충진제 및 수지 결합제를 포함하는 탄소복합재로 이루어지는
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 1,
The fuel cell separator is made of a carbon composite material containing a carbon-based filler and a resin binder.
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제8항에 있어서,
상기 탄소계 충진제는 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 코크스, 탄소, 카본 블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그라핀(graphene) 및 그라핀 옥사이드(graphene oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이며,
상기 수지 결합제는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지인
연료전지 분리판의 제조방법.
The method of claim 8,
The carbon-based filler is at least one selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, coke, carbon, carbon black, carbon fiber, carbon nanotubes, graphene (graphene) and graphene oxide (graphene oxide) Is,
The resin binder is a thermoplastic resin or a thermosetting resin
Method for manufacturing a fuel cell separator.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조된 연료전지 분리판.A fuel cell separator produced by the method according to any one of claims 1 to 9. 삭제delete
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