KR101698583B1 - Separator for fuel cell, method for manufacturing the same and fuel cell comprising the same - Google Patents

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KR101698583B1 KR1020140164675A KR20140164675A KR101698583B1 KR 101698583 B1 KR101698583 B1 KR 101698583B1 KR 1020140164675 A KR1020140164675 A KR 1020140164675A KR 20140164675 A KR20140164675 A KR 20140164675A KR 101698583 B1 KR101698583 B1 KR 101698583B1
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Abstract

본 발명은 연료전지용 분리판 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것으로, 상기 연료전지용 분리판은 내부지지체, 및 상기 내부지지체의 외측을 감싸며 형성되고, 적어도 하나의 외측면에 유로를 포함하는 외피재를 포함하고, 상기 내부지지체는 전도성 고분자, 전도성 무기물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 구조체를 포함하고, 상기 외피재는 전도성 충진제 및 고분자 수지를 포함함으로써 두께가 얇으면서도 우수한 기계적 강도 및 기체 밀폐도를 나타낼 수 있다. Disclosed is a separator for a fuel cell and a fuel cell including the separator. The separator for a fuel cell includes an inner support and a sheath formed around the outer periphery of the inner support and including at least one outer surface, Wherein the inner support comprises a conductive structure selected from the group consisting of a conductive polymer, a conductive inorganic material, and combinations thereof, the outer material including a conductive filler and a polymeric resin, wherein the inner material has a low thickness and excellent mechanical strength and gas tightness Lt; / RTI >

Description

연료전지용 분리판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 연료전지{SEPARATOR FOR FUEL CELL, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND FUEL CELL COMPRISING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a separator for a fuel cell, a method of manufacturing the same, and a fuel cell including the separator,

본 발명은 두께가 얇으면서도 우수한 기계적 강도 및 기체 밀폐도를 나타낼 수 있는 연료전지용 분리판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a fuel cell, which can exhibit excellent mechanical strength and gas tightness while being thin, a method for producing the same, and a fuel cell including the same.

에너지 자원의 고갈에 따른 대체에너지에 대한 중요성이 부각됨에 따라 연료전지는 신재생 에너지의 한 분야로 주목 받고 있다. 특히 연료전지는 고효율 및 환경친화적이라는 장점으로 인해 집중 연구되고 있다.Fuel cells are attracting attention as one of the renewable energy sources as the importance of alternative energy due to depletion of energy resources is highlighted. In particular, fuel cells have been intensively studied due to their advantages of high efficiency and environmental friendliness.

연료전지 시스템의 주요부품인 스택은 적층된 단위 셀들의 집합으로, 하나의 셀은 막 전극 접합체(membrane electrode assembly: MEA)와 분리판(bipolar plate 또는 separator)으로 구성되어 있다. 분리판은 스택 제조시 가장 많은 수량이 사용되고 있으며, 분리판의 형태에 따라 스택의 구조가 결정된다.The stack, which is a main part of the fuel cell system, is a set of stacked unit cells, and one cell is composed of a membrane electrode assembly (MEA) and a bipolar plate or separator. In the case of separator plates, the largest quantity is used in manufacturing the stack, and the structure of the stack is determined according to the shape of the separator plate.

분리판은 음극과 양극에 대해 각각 수소와 산소를 공급하고, 공급된 가스의 혼합을 방지하며, 전극 반응시 생성된 전자를 이동시키고 양극에서 생성된 물을 밖으로 배출하는 등의 다양한 기능을 수행한다. 이에 따라 분리판은 전자의 이동이 용이하도록 우수한 전자 전도성을 가져야 하고, 양극에서 생성된 물이 원활 하게 배출될 수 있도록 적절한 표면 특성을 가져야 한다. 또한 음극 및 양극으로 공급되는 가스의 혼합을 방지하기 위해서는 우수한 가스 밀폐도를 가져야 하며, 그 외 연료전지의 작동환경과 운전조건에 따른 적절한 내식성 및 강도 특성을 가져야 한다. 또, 가정용을 비롯하여 자동차용, 휴대용 등 다양한 분야로의 접근이 용이하도록 얇고 가공성이 좋아야 한다.The separator performs various functions such as supplying hydrogen and oxygen to the cathode and the anode respectively, preventing mixing of the supplied gases, transferring the generated electrons during the electrode reaction and discharging the water generated in the anode to the outside . Accordingly, the separator plate should have excellent electron conductivity for facilitating the movement of electrons, and have appropriate surface characteristics so that the water generated from the anode can be discharged smoothly. Further, in order to prevent mixing of the gas supplied to the cathode and the anode, it is required to have an excellent gas tightness and have proper corrosion resistance and strength characteristics according to the operating environment and operating conditions of the fuel cell. In addition, it should be thin and easy to process in order to access various fields such as home, automobile, and portable.

현재 개발 및 상용되고 있는 연료전지 분리판의 소재는 흑연, 흑연과 수지의 복합재, 또는 스테인리스 스틸이나 알루미늄 등의 금속 소재이다. 그러나, 흑연을 사용하여 분리판을 제조하는 경우, 기계 가공에 의한 유로 가공 비용이 높을 뿐만 아니라 기계 가공에 소요되는 시간이 길어 생산성이 매우 낮은 문제가 있다. 또, 금속 기재의 분리판을 제조하는 경우 가공성 및 치수 정밀도는 좋은 반면 부식되기 쉽다는 단점이 있다. 또한 흑연과 수지의 복합재료를 이용하여 분리판을 제조하는 경우 상기한 문제점들을 모두 해결할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 소재 제조 환경 및 소재 보관의 어려움이 있고, 제품의 치수 정밀도가 낮으며, 박판화가 용이하지 않다. 또, 흑연과 수지의 복합재료를 박판화하여 사용할 경우 연료전지의 스택의 부피를 줄일 수 있기 때문에 가정용을 비롯하여 자동차용, 휴대용 등 다양한 분야로의 접근이 용이하지만, 전지의 작동환경 및 운전 조건에 따른 굴곡강도와 기체 밀폐도가 저하되는 문제점이 있다. The material of the fuel cell separator that is currently being developed and used is a composite material of graphite, graphite and resin, or a metal material such as stainless steel or aluminum. However, in the case of producing a separator using graphite, there is a problem in that not only the flow cost of machining is high but also the time required for machining is long and the productivity is very low. In addition, when a separator of a metal base is manufactured, there is a disadvantage that it is easy to corrode while having good processability and dimensional accuracy. In addition, in the case of producing a separator using a composite material of graphite and resin, the above problems can be solved. However, it is difficult to store the material manufacturing environment and material, the dimensional precision of the product is low, It is not easy. In addition, when the composite material of graphite and resin is used as a thin plate, it is possible to reduce the volume of the fuel cell stack. Therefore, it is easy to access various fields such as home use, automobile, and portable. However, The bending strength and gas tightness are lowered.

한국특허공개 제2012-0128172호(2012년 11월 27일 공개)Korean Patent Publication No. 2012-0128172 (published on November 27, 2012) 한국특허공개 제2012-0093701호(2012년 8월 23일 공개)Korean Patent Publication No. 2012-0093701 (published on August 23, 2012)

본 발명의 목적은 두께가 얇으면서도 우수한 기계적 강도 및 기체 밀폐도를 나타낼 수 있는 연료전지용 분리판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a separator for a fuel cell and a method of manufacturing the same, which can exhibit excellent mechanical strength and gas tightness while being thin.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 연료전지용 분리판을 포함하여 개선된 전지특성을 나타내는 연료전지를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a fuel cell including the separator for a fuel cell, which exhibits improved battery characteristics.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은 내부지지체, 및 상기 내부지지체의 외측을 감싸며 형성되고, 적어도 하나의 외측면에 유로를 포함하는 외피재를 포함하고, 상기 내부지지체는 전도성 고분자, 전도성 무기물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 구조체를 포함하고, 상기 외피재는 전도성 충진제 및 고분자 수지를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell separator comprising an inner support and a sheath surrounding the outer periphery of the inner support, the outer sheath including at least one outer surface of the outer sheath, The inner support includes a conductive structure selected from the group consisting of a conductive polymer, a conductive inorganic material, and a combination thereof, and the outer material includes a conductive filler and a polymer resin.

상기 연료전지용 분리판에 있어서, 상기 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜)-폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리파라페닐렌(Polyparaphenylene) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.In the separator for a fuel cell, the conductive polymer may be selected from the group consisting of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS), polypyrrole, polythiophene, Polyparaphenylene, and mixtures thereof. The term " polyparaphenylene "

또, 상기 전도성 무기물은 도핑된 산화 인듐, 안티몬이 도핑된 산화 주석, 안티몬이 도핑된 산화 아연, 산화 주석, 산화 아연, 그라펜, 카본나노튜브, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The conductive inorganic material may be one selected from the group consisting of doped indium oxide, antimony doped tin oxide, antimony doped zinc oxide, tin oxide, zinc oxide, graphene, carbon nanotube, graphite and mixtures thereof .

또, 상기 전도성 구조체는 전도성 고분자 및 전도성 무기물 중 적어도 하나를 포함하는 단층 구조체이거나, 또는 2층 이상의 다층 구조체일 수 있다.The conductive structure may be a single-layer structure including at least one of a conductive polymer and a conductive inorganic material, or may be a multi-layer structure of two or more layers.

또, 상기 전도성 충진제는 탄소 분말, 흑연 분말, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 수퍼 P, 활성 탄소, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버, 카본 나노 와이어, 카본 나노 혼, 카본 나노 링 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.The conductive filler may be at least one selected from the group consisting of carbon powder, graphite powder, carbon black, acetylene black, ketjen black, denka black, super P, activated carbon, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanowire, And mixtures thereof.

또, 상기 전도성 충진제는 1 내지 200㎛의 평균 입자 직경을 갖는 것일 수 있다.In addition, the conductive filler may have an average particle diameter of 1 to 200 mu m.

그리고 상기 전도성 충진제는 고분자 수지 100중량부에 대하여 500 내지 2500중량부로 포함될 수 있다.The conductive filler may be included in an amount of 500 to 2500 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.

또, 상기 고분자 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지일 수 있다. The polymer resin may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

상기 연료전지용 분리판은 50MPa 내지 120MPa의 굴곡강도, 0.8g/mL 내지 2.2 g/mL의 밀도 및 80S/cm 내지 250S/cm의 전기전도도를 갖는 것일 수 있다. The separator for a fuel cell may have a flexural strength of 50 MPa to 120 MPa, a density of 0.8 g / mL to 2.2 g / mL, and an electrical conductivity of 80 S / cm to 250 S / cm.

또, 상기 연료전지용 분리판은 0.8mm 내지 1.5mm의 두께에서 2 X 10-6 cm3/cm2sec 이하의 기체 투과도를 갖는 것일 수 있다. The separator for fuel cells may have a gas permeability of 2 X 10 -6 cm 3 / cm 2 sec or less at a thickness of 0.8 mm to 1.5 mm.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판의 제조방법은, 전도성 충진제 및 고분자 수지를 혼합하여 외피재 형성용 복합소재를 제조하는 단계, 및 상기 외피재 형성용 복합소재 사이에 내부지지체를 삽입한 후 성형하는 단계를 포함하며, 상기 내부지지체는 전도성 고분자, 전도성 무기물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 구조체를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a separator for a fuel cell, comprising: preparing a composite material for forming a shell material by mixing a conductive filler and a polymer resin; Wherein the inner support comprises a conductive structure selected from the group consisting of a conductive polymer, a conductive inorganic material, and combinations thereof.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연료전지는 상기 연료전지용 분리판을 포함한다.
The fuel cell according to another embodiment of the present invention includes the separator for the fuel cell.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판은, According to another aspect of the present invention, there is provided a separation plate for a fuel cell,

내부지지체, 및 An inner support, and

상기 내부지지체의 외측을 감싸며 형성되고, 적어도 하나의 외측면에 유로를 포함하는 외피재를 포함하고, And a cover member which is formed to surround the outside of the inner support body and includes a flow path on at least one outer side surface,

상기 내부지지체는 전도성 고분자, 전도성 무기물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 구조체를 포함하고, Wherein the inner support comprises a conductive structure selected from the group consisting of a conductive polymer, a conductive inorganic material, and combinations thereof,

상기 외피재는 전도성 충진제 및 고분자 수지를 포함한다.The sheathing material includes a conductive filler and a polymer resin.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판을 개략적으로 나타낸 구조도로서, (a)는 하부 외피재 위에 위치하는 내부지지체를 나타낸 평면구조도이고, (b)는 분리판의 단면구조도이다. 도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일 예일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic structural view of a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 (a) is a plan view of an inner support positioned on a lower shell material, . FIG. 1 is an illustration for illustrating the present invention, but the present invention is not limited thereto.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 연료전지용 분리판(100)은 내부지지체(10) 및 상기 내부지지체의 외측을 감싸며 형성된 외피재(20)를 포함한다. 1, the separator plate 100 for a fuel cell according to the present invention includes an inner support body 10 and a shell material 20 surrounding the outer periphery of the inner support body.

상기 내부지지체(10)는 지지 기능과 함께 전도성을 나타내는 것으로, 구체적으로는 전도성 고분자, 전도성 무기물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 전도성 구조체를 포함할 수 있다. The inner support 10 exhibits conductivity together with its supporting function. Specifically, the inner support 10 may include a conductive structure selected from the group consisting of a conductive polymer, a conductive inorganic material, and a combination thereof.

상기 전도성 고분자는 구체적으로 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜)-폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리파라페닐렌(Polyparaphenylene) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또, 상기한 전도성 고분자 중 1종 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용가능하다.The conductive polymer may specifically be a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS), a polypyrrole, a polythiophene, a polyparaphenylene ), But the present invention is not limited thereto. It is also possible to use one of the conductive polymers described above, or a mixture of two or more thereof.

또 상기 전도성 무기물은 주석이 도핑된 산화 인듐 (Tin-doped indium oxide, ITO), 안티몬이 도핑된 산화 주석(Antimony-doped tin oxide, ATO), 안티몬이 도핑된 산화 아연(Antimony-doped zinc oxide, AZO), 산화 주석(Tin Oxide, SnO2) 또는 산화 아연(zinc oxide, ZnO2) 등과 같은 전도성 금속산화물; 또는 그라펜(graphene), 카본나노튜브(carbon nano tube, CNT), 흑연(graphite) 등의 탄소계 물질일 수 있다.The conductive inorganic material may include tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped tin oxide (ATO), antimony-doped zinc oxide Conductive metal oxides such as AZO, tin oxide (SnO2) or zinc oxide (ZnO2); Or a carbon-based material such as graphene, carbon nano tube (CNT), or graphite.

상기 전도성 구조체는 필름 또는 시트상일 수 있다.The conductive structure may be a film or a sheet.

또, 상기 전도성 구조체는 상기한 전도성 고분자, 전도성 무기물 중 적어도 하나를 포함하는 단층 구조체 또는 2층 이상의 다층 구조체일 수 있다.In addition, the conductive structure may be a single layer structure including at least one of the conductive polymer and the conductive inorganic material, or a multi-layer structure of two or more layers.

또, 상기 전도성 고분자와 전도성 무기물의 조합은 전도성 고분자 중에 전도성 무기물이 분산되어 포함된 경우, 상기 전도성 무기물에 전도성 고분자가 표면코팅된 경우, 그리고 상기한 전도성 고분자, 전도성 무기물 중 적어도 하나를 포함하는 단일층이 2층 이상 적층된 경우를 포함한다.The combination of the conductive polymer and the conductive inorganic material may be a combination of the conductive polymer and the conductive inorganic material dispersed in the conductive polymer, the case where the conductive polymer is coated on the conductive inorganic material, and the single conductive polymer containing at least one of the conductive polymer and the conductive inorganic material. And a case where two or more layers are stacked.

또, 전도성 고분자와 전도성 무기물이 조합되어 포함되는 경우, 내부지지체의 지지강도 및 전도성을 고려하여, 상기 전도성 무기물이 전도성 고분자 100중량부에 대하여 70 내지 120중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 전도성 무기물의 함량이 70중량부 미만이면 기계적 강도 특성이 저하될 수 있고, 또 120중량부를 초과하면 필름 또는 시트상으로의 제조가 용이하지 않다. When the conductive polymer and the conductive inorganic material are included in combination, it is preferable that the conductive inorganic material is included in an amount of 70 to 120 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive polymer, taking into account the support strength and conductivity of the inner support. If the content of the conductive inorganic material is less than 70 parts by weight, the mechanical strength characteristics may be deteriorated. If the content of the conductive inorganic material is more than 120 parts by weight, it is not easy to produce the film or sheet.

상기와 같은 내부지지체는 분리판의 전체 두께 및 외피재 형성 물질의 종류 등을 고려하여 충분한 지지 효과를 나타낼 수 있는 두께를 갖도록 조절되는 것이 바람직하며 구체적으로는 0.1mm 내지 0.5mm의 두께 범위에서 30MPa 내지 70MPa의 강도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. The inner support is preferably adjusted to have a thickness sufficient to exhibit a sufficient support effect in consideration of the total thickness of the separator and the kind of the outer cover material. Specifically, the thickness of the inner support is preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, To 70 MPa.

한편, 상기와 같은 내부지지체(10)의 외측면에 접하여 내부지지체를 둘러싸며 외피재(20)가 형성된다.On the other hand, the outer cover member 20 is formed to surround the inner support member in contact with the outer surface of the inner support member 10 as described above.

상기 외피재(20)는 통상 연료전지의 분리판 기능을 하는 것으로, 적어도 하나의 외측면에 기체 또는 액체가 흐를 수 있도록 형성된 유로(20a)를 포함한다. 또, 상기 외피재(20)는 수소 및 산소를 공급하기 위한 구멍으로서 복수개의 매니폴드(20b), 또는 연료전지 운전시 내부의 온도유지를 위한 냉각수 통로(미도시)를 선택적으로 더 포함할 수도 있다. 또 상기 매니폴드가 형성될 경우, 매니폴드로부터 유입된 기체 또는 액체가 흐를 수 있도록 상기한 유로는 매니폴드 중 임의적으로 선택된 어느 두 개를 서로 연결하여 형성되는 것이 바람직하다 The shell material 20 generally functions as a separator of a fuel cell, and includes a flow path 20a formed so that gas or liquid can flow through at least one outer surface. The shell member 20 may further include a plurality of manifolds 20b serving as holes for supplying hydrogen and oxygen or a cooling water passage (not shown) for maintaining the internal temperature during operation of the fuel cell have. When the manifold is formed, it is preferable that the flow path is formed by connecting any two arbitrarily selected ones of the manifolds so that gas or liquid flowing from the manifold can flow

상기 외피재(20)는 전도성 충진제 및 고분자 수지를 포함한다.The shell material 20 includes a conductive filler and a polymer resin.

상기 전도성 충진제는 구체적으로 탄소 분말, 흑연 분말, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 수퍼 P, 활성 탄소, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버, 카본 나노 와이어, 카본 나노 혼 또는 카본 나노 링 등일 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 보강성 및 가공성 면에서 흑연 분말이 보다 바람직할 수 있다. 또, 상기 흑연 분말은 천연 흑연 또는 합성 흑연일 수 있으며, 상기 합성 흑연은 구상 또는 팽창 흑연일 수 있다. The conductive filler may specifically be selected from the group consisting of carbon powder, graphite powder, carbon black, acetylene black, ketjen black, denka black, super P, activated carbon, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanowire, carbon nanohorn, And either one of them alone or a mixture of two or more thereof may be used. Of these, graphite powder may be more preferable in terms of reinforcing property and workability. The graphite powder may be natural graphite or synthetic graphite, and the synthetic graphite may be spherical or expanded graphite.

상기 전도성 충진제는 입자형, 판형, 인편상 등 그 형상이 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1 내지 200㎛의 평균 입자 직경을 갖는 입자인 것이 바람직할 수 있다. 전도성 충진제의 평균 입자 직경이 1㎛ 미만이면 전도성 충진제끼리의 응집 우려가 있고, 전도성 충진제의 평균 입자 크기가 200㎛를 초과하면 성형 및 기체밀폐도가 저하될 우려가 있다.The shape of the conductive filler is not particularly limited, such as a particle shape, a plate shape, and a scaly shape, but may preferably be particles having an average particle diameter of 1 to 200 탆. When the average particle diameter of the conductive filler is less than 1 mu m, there is a concern that the conductive fillers may aggregate. If the average particle size of the conductive filler exceeds 200 mu m, there is a fear that the molding and gas tightness are lowered.

상기 전도성 충진제는 고분자 수지 100중량부에 대하여 500 내지 2500중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. 전도성 충진제의 함량이 500중량부 미만이면 전도성 충진제의 사용에 따른 전도성 및 기계적 물성 개선 효과가 미미하고, 2500중량부를 초과하면 유동성이 낮아 분리판 제조를 위한 사출성형 또는 압축성형 등의 성형 공정시 매니폴드의 동시 성형이 어렵고, 성형하고자 하는 분리판의 크기가 커질수록 두께 편차가 커지고, 강도 및 기체밀폐도가 저하될 우려가 있다. 상기 전도성 충진제의 사용에 따른 보강성 및 전도성, 그리고 기체밀폐도 개선 효과를 고려할 때, 상기 전도성 충진제는 고분자 수지 100중량부에 대하여 700 내지 2000중량부로 포함되는 것이 보다 바람직할 수 있다. The conductive filler may be contained in an amount of 500 to 2,500 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin. If the content of the conductive filler is less than 500 parts by weight, the effect of improving the conductivity and mechanical properties of the conductive filler is insufficient. When the amount exceeds 2500 parts by weight, the fluidity of the conductive filler is low. Simultaneous molding of the folds is difficult. As the size of the separating plate to be formed becomes larger, the thickness variation becomes larger, and the strength and gas tightness may be lowered. The conductive filler may be included in an amount of 700 to 2000 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin, considering the reinforcing property, the conductivity, and the gas tightness improvement effect of the conductive filler.

또, 상기 고분자 수지로는 통상 연료전지용 분리판의 제조에 사용되는 것이라면 특별한 한정없이 사용가능하다. 구체적으로는 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 엔지니어링 플라스틱 등이 사용될 수 있다.The polymer resin can be used without particular limitation as long as it is usually used in the production of separator plates for fuel cells. Specifically, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, an engineering plastic, or the like can be used.

구체적으로 상기 열경화성 수지는 페놀 수지, 에폭시 수지, 벤조옥사진계 수지, 멜라민 수지, 폴리우레탄 수지, 우레아계 수지, 알키드계 수지, 또는 폴리이미드계 수지 등일 수 있다. 또, 상기 열가소성 수지는 폴리알킬렌(예를 들면, 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE) 등), 불소계 중합체(예를 들면, 폴리비닐리덴 플루오라이드(Polyvinylidene Fluoride, PVDF) 등), 아크릴 중합체(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA) 등), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylene sulfide), 폴리에테르에테르케톤(Poly ether ether ketone) 또는 폴리에테르설폰(Polyether sulfone) 등일 수 있다. 또, 상기 엔지니어링 플라스틱은 액정고분자(LiquidCrystalline Polymer), 액정 고무(LCP) 등일 수 있다.Specifically, the thermosetting resin may be a phenol resin, an epoxy resin, a benzoxazine resin, a melamine resin, a polyurethane resin, a urea resin, an alkyd resin, a polyimide resin, or the like. The thermoplastic resin may be a polyalkylene (for example, polypropylene (PP), polyethylene (PE) or the like), a fluoropolymer (for example, polyvinylidene fluoride (PVDF) ), Acrylic polymers (for example, polymethyl methacrylate (PMMA) and the like), polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, or poly Polyether sulfone, and the like. The engineering plastic may be a liquid crystal polymer, a liquid crystal rubber (LCP), or the like.

상기한 고분자 수지 중에서도 점도 및 흡수율이 낮고, 열적 안정성 및 기계적 물성이 우수한 벤조옥사진계 수지가 바람직할 수 있으며, 구체적으로는 비스페놀 A(bisphenol A) 벤조옥사진, 비스페놀 F(bisphenol F) 벤조옥사진, 페놀프탈레인(phenolphthalein) 벤조옥사진, 티오디페놀(thiodiphenol) 벤조옥사진, 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene) 벤조옥사진 등일 수 있다.Among the above-mentioned polymer resins, benzooxazine-based resins having low viscosity and water absorption ratio and excellent thermal stability and mechanical properties may be preferable. Specific examples thereof include bisphenol A benzoxazine, bisphenol F benzoxazine, Phenolphthalein benzoxazine, thiodiphenol benzoxazine, dicyclopentadiene benzoxazine, and the like.

또, 상기 외피재는 외피재의 물성 강화 및 제조 공정의 용이성 개선 등을 목적으로 내부이형제, 경화제, 경화촉진제, 또는 저수축제 등의 통상 분리판의 제조에 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. The outer cover material may further include an additive which is usually used in the production of a separator such as an inner mold release agent, a curing agent, a curing accelerator, or a water reducing agent for the purpose of enhancing the physical properties of the outer cover material and improving the ease of the production process.

구체적으로는 상기 고분자 수지로서 열경화성 수지를 사용할 경우, 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화제로는 통상 열경화성 수지의 경화를 위해 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용할 수 있으며, 구체적으로는 에폭시계 화합물, 아민계 화합물, 디아민계 화합물, 폴리아민계 화합물, 폴리아미드계 화합물 또는 페놀 수지 등을 들 수 있다. 특히, 상기 벤조옥사진계 수지를 사용하는 경우 상기 경화제로서 에폭시계 화합물이 바람직할 수 있으며, 또 상기 에폭시계 화합물 중에서도 시클로알리파틱(cycloaliphatic)계 에폭시 레진 또는 크레졸 노볼락(cresol novolac)계 에폭시 레진이 바람직할 수 있다.Specifically, when a thermosetting resin is used as the polymer resin, it may further comprise a curing agent. The curing agent is not particularly limited as long as it is usually used for curing a thermosetting resin. Specific examples thereof include an epoxy compound, an amine compound, a diamine compound, a polyamine compound, a polyamide compound or a phenol resin. . In particular, when the benzoxazine-based resin is used, an epoxy compound may be preferably used as the curing agent. Among the epoxy compounds, a cycloaliphatic epoxy resin or a cresol novolac epoxy resin Lt; / RTI >

이때 경화제의 첨가량은 고분자 수지 100중량부에 대하여 30 내지 70중량부인 것이 바람직하다. 경화제의 함량이 30중량부 미만이면 미반응 열경화성 수지가 잔류할 우려가 있고, 70중량부를 초과하면 경화제의 일부가 미반응할 우려가 있다.At this time, the addition amount of the curing agent is preferably 30 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin. When the content of the curing agent is less than 30 parts by weight, unreacted thermosetting resin may remain. When the content of the curing agent exceeds 70 parts by weight, a part of the curing agent may be unreacted.

또한 경화 시간의 단축을 위해 상기 경화제와 함께 경화촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 경화촉진제로는 구체적으로 트리페닐포스핀(triphenylphosphine: TPP) 디아미노디페닐술폰(diaminodiphenylsulfone: DDS), 제3차아민, 이미다졸계, 에폭시계, 페놀계 등의 염기성 화합물가 사용될 수 있다. Further, in order to shorten the curing time, the curing accelerator may be further added together with the curing agent. As the curing accelerator, a basic compound such as triphenylphosphine (TPP) diaminodiphenylsulfone (DDS), a tertiary amine, an imidazole compound, an epoxy compound or a phenol compound may be used.

또, 상기 경화촉진제의 첨가량은 열경화성 수지 100중량부에 대하여 0.5 내지 8중량부인 것이 바람직할 수 있다. 경화촉진제의 함량이 0.5중량부 미만이면 가사시간이 길어져 작업에는 용이하나 경화속도가 느리므로 성형시간이 길어져 바람직하지 않고, 8중량부를 초과하면 가사시간이 짧아 경화속도가 빨라져 성형이 어려워지므로 바람직하지 않다.The addition amount of the curing accelerator is preferably 0.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermosetting resin. If the content of the curing accelerator is less than 0.5 parts by weight, the working time is long, which is easy for the work but the curing speed is slow, which is not preferable because the molding time is long. When the content is more than 8 parts by weight, the curing speed is shortened, not.

또, 상기와 같이 고분자 수지와 전도성 충진제의 혼합물이 경화제 및 경화촉진제를 더 포함하는 경우, 고분자 수지, 경화제 및 경화촉진제를 먼저 혼합한 후 전도성 충진제를 혼합하는 것이 바람직하며, 이때, 전도성 충진제와의 혼합에 앞서, 고분자 수지와 경화제 및 경화촉진제의 혼합물에 대해 분쇄공정을 선택적으로 더 실시하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 분쇄공정을 통해 상기 고분자 수지와 상기 경화제의 입자 크기를 상기 전도성 충진제의 입자 크기와 동등 수준의 크기가 되도록 조절함으로써 보다 균질한 혼합이 가능하고 또한 성형 시의 빠른 경화 반응을 유도할수 있다.When the mixture of the polymer resin and the conductive filler further comprises a curing agent and a curing accelerator as described above, it is preferable to mix the polymer resin, the curing agent and the curing accelerator first and then to mix the conductive filler. In this case, Prior to mixing, it may be desirable to optionally further perform a milling process on the mixture of the polymer resin, the curing agent, and the curing accelerator. By controlling the particle size of the polymer resin and the curing agent to be the same level as the particle size of the conductive filler through the pulverization process, more homogeneous mixing is possible and a quick curing reaction during molding can be induced.

상기와 같은 구조를 갖는 연료전지용 분리판은, 전도성 충진제, 고분자 수지 및 선택적으로 기타 첨가제를 혼합하여 외피재 형성용 복합소재를 제조하는 단계, 및 상기 외피재 형성용 복합소재 사이에 상기한 내부지지체를 삽입한 후 성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. The separator for a fuel cell having the above structure may further include a step of mixing a conductive filler, a polymer resin and optionally other additives to prepare a composite material for forming a sheathing material, And then molding it.

일례로, 몰드를 이용하여 분리판을 제조할 경우, 전도성 충진제, 고분자 수지 및 선택적으로 첨가제를 포함하는 외피재 형성용 복합소재를 제조하는 단계; 연료전지의 분리판 형성용 몰드에 상기에서 제조한 외피재 형성용 조성물의 일부, 내부지지체를 위치시키고, 그리고 남은 외피재 형성용 조성물을 순차적으로 적층한 후 가압성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. For example, when a separator is manufactured using a mold, a composite material for forming a casing material including a conductive filler, a polymer resin, and optionally an additive is prepared. Placing a part of the composition for forming a covering material, the inner supporting body, and the remaining composition for forming a covering material sequentially on a mold for forming a separator of a fuel cell, followed by press molding . ≪ / RTI >

상기 외피재 형성용 복합소재의 제조는 상기한 고분자 수지, 경화제, 전도성 충진제 및 경화촉진제를 스크류 내부에서 혼합한 후 펠렛 또는 시트상으로 압출함으로써 실시될 수 있다.The composite material for forming the outer cover material may be prepared by mixing the polymer resin, the curing agent, the conductive filler, and the curing accelerator within the screw and then extruding the mixture into a pellet or a sheet.

다음으로, 상기 제조된 복합소재를 통상의 방법에 따라 성형함으로써 연료전지용 분리판을 제조한다. 상기 성형 공정은 통상의 방법에 따라 실시할 수 있으며, 바람직하게는 130 내지 170℃의 온도에서 300 내지 600ton의 압력을 가하여 실시할 수 있다. 상기 성형시 온도 및 압력이 상기 범위를 벗어날 경우 성형 및 경화에 바람직하지 않다. 상기 성형 공정에 의해 연료전지용 분리판에 유로채널이 동시에 형성될 수 있다.Next, a composite plate for a fuel cell is manufactured by molding the composite material by a conventional method. The molding process may be carried out according to a conventional method, preferably at a temperature of 130 to 170 ° C. and a pressure of 300 to 600 tons. When the temperature and pressure during molding are out of the above ranges, it is not preferable for molding and curing. The flow channel may be simultaneously formed in the separator for fuel cells by the molding process.

상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 연료전지용 분리판은, 두께가 얇으면서도 우수한 기계적 강도 및 기체 밀폐도를 나타낼 수 있다. The separator for a fuel cell manufactured by the above-described production method can exhibit excellent mechanical strength and gas tightness while being thin.

구체적으로 상기 연료전지용 분리판은 50MPa 내지 120MPa의 굴곡강도, 0.8g/mL 내지 2.2 g/mL의 밀도, 80S/cm 내지 250S/cm의 전기전도도를 갖는 것일 수 있다. 또, 상기 연료전지용 분리판은 0.8mm 내지 1.5m의 두께범위에서 2 X 10-6 cm3/cm2sec 이하의 기체 투과도를 갖는 것일 수 있다. 이에 따라 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 상기 연료전지용 분리판을 포함하는 연료전지를 제공한다.Specifically, the separator for a fuel cell may have a flexural strength of 50 MPa to 120 MPa, a density of 0.8 g / mL to 2.2 g / mL, and an electrical conductivity of 80 S / cm to 250 S / cm. The separator for a fuel cell may have a gas permeability of 2 X 10 -6 cm 3 / cm 2 sec or less in a thickness range of 0.8 mm to 1.5 m. According to another aspect of the present invention, there is provided a fuel cell including the separator for a fuel cell.

상세하게는, 상기 연료전지는 연료와 산화제의 전기화학적 반응을 통하여 전기를 생성시키는 스택, 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료공급부, 및 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부를 포함하고, 상기 스택은 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극, 및 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치한 고분자 전해질막을 포함하는 막-전극 어셈블리;그리고 상기 막-전극 어셈블리의 양면에 위치하는 상기 연료전지용 분리판을 포함하는 단위 셀을 적어도 하나 이상 포함한다.In detail, the fuel cell includes a stack for generating electricity through an electrochemical reaction between a fuel and an oxidant, a fuel supply unit for supplying fuel to the electricity generation unit, and an oxidant supply unit for supplying an oxidant to the electricity generation unit, The stack includes a membrane-electrode assembly including an anode electrode and a cathode electrode facing each other, and a polymer electrolyte membrane disposed between the anode electrode and the cathode electrode, and a separator for fuel cells located on both sides of the membrane- And at least one unit cell including at least one unit cell.

상기 연료전지의 각 구성부는 통상의 연료전지의 구성에 의하므로 그 구체적인 기재는 생략한다.Since each constituent part of the fuel cell is based on the configuration of a typical fuel cell, detailed description thereof will be omitted.

또, 상기 연료전지는 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC), 직접 메탄올형 연료전지(DMFC), 고온용 고분자전해질 연료전지 또는 인산형 연료전지(PAFC)중 어느 하나일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The fuel cell may be any one of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a direct methanol fuel cell (DMFC), a high temperature polymer electrolyte fuel cell, or a phosphoric acid fuel cell (PAFC) It is not.

본 발명에 따른 연료전지용 분리판은, 두께가 얇으면서도 우수한 기계적 강도 및 기체 밀폐도를 나타낼 수 있다. 그 결과 연료전지에 적용시 전지특성을 더욱 개선시킬 수 있다. The separator plate for a fuel cell according to the present invention can exhibit excellent mechanical strength and gas tightness while being thin. As a result, the battery characteristics can be further improved when applied to a fuel cell.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 분리판을 개략적으로 나타낸 구조도로서, (a)는 하부 외피재 위에 위치하는 내부지지체를 나타낸 평면구조도이고, (b)는 분리판의 단면구조도이다.
도 2는 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 연료전지용 분리판의 굴곡 강도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 제조한 연료전지용 분리판의 밀도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예와 비교예에서 제조된 연료전지용 분리판의 평균 전기 전도도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예 및 비교예에서 제조된 연료전지용 분리판의 기체 투과도를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic structural view of a separator for a fuel cell according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1 (a) is a plan view of an inner support positioned on a lower shell material, .
FIG. 2 is a graph showing flexural strengths of the separator for a fuel cell manufactured in the above-described embodiment and comparative example.
3 is a graph showing the density of the separator for fuel cells manufactured in Examples and Comparative Examples.
4 is a graph showing the average electric conductivity of the separator for fuel cells manufactured in Examples and Comparative Examples.
5 is a graph showing gas permeabilities of the separator plates for fuel cells manufactured in Examples and Comparative Examples.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

[ [ 실시예Example : 연료전지용 분리판의 제조]: Manufacture of separation plate for fuel cell]

폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 모재로 한 130㎛ 두께의 ITO 필름을 이용하여 내부지지체를 제작하였다.  An inner support was prepared using ITO film having a thickness of 130 mu m with polyethylene naphthalate (PEN) as a base material.

외부 유로 및 매니폴드를 포함하는 외피재 형성을 위해, 흑연 85 중량부, 에폭시레진 9 중량부, 경화제로서 6 중량부 및 경화촉진제인 TPP를 6.7phr, 그리고 내부이형제로서 carnauba wax 5.6 phr를 혼합하여 파우더상의 외피재 형성용 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 흑연 분말은 평균 입도가 50㎛인 판상의 천연 흑연을 사용하였다.85 parts by weight of graphite, 9 parts by weight of epoxy resin, 6 parts by weight of curing agent, 6.7 phr of TPP as a curing accelerator and 5.6 phr of carnauba wax as an internal mold release agent were mixed Thereby preparing a composition for forming a coat on a powder. At this time, the graphite powder used was a plate-like natural graphite having an average particle size of 50 탆.

상기에서 제조한 외피재 형성용 조성물을 유로가 형성된 연료전지 분리판용 몰드에 50% 정도 투입한 후 내부지지체를 그 위에 위치시키고, 상기 내부지지체 위에 외피재 형성용 조성물을 투입하여 160?에서 5분 동안 가압성형을 실시하여 연료전지용 분리판(두께 1mm)을 제조하였다.
After 50% of the composition for covering material prepared above was put into a mold for a fuel cell separator having a flow path, an inner supporting body was placed thereon, and a composition for forming outer covering material was put on the inner supporting body. (Thickness: 1 mm) was manufactured by press molding.

[[ 비교예Comparative Example : 연료전지용 분리판의 제조]: Manufacture of separation plate for fuel cell]

내부지지체를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기에서와 동일한 방법으로 실시하여 연료전지용 분리판(1mm)을 제조하였다.
A separator plate (1 mm) for fuel cells was produced in the same manner as above except that the inner support was not used.

[[ 시험예Test Example : 연료전지용 분리판의 특성 평가]: Evaluation of characteristics of separator for fuel cell]

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 연료전지용 분리판에 대해 굴곡강도, 밀도, 전기전도도 및 기체 투과도를 각각 측정하였다. The bending strength, density, electrical conductivity and gas permeability of each of the separators for fuel cells prepared in Examples and Comparative Examples were measured.

1)굴곡강도1) Flexural strength

ASTM D790에 의거하여 측정하였으며, 측정 결과를 도 2에 나타내었다.ASTM D790, and the measurement results are shown in FIG.

도 2에 나타난 바와 같이, 실시예가 비교예보다 굴곡강도가 우수함을 알 수 있었다.
As shown in Fig. 2, it was found that the flexural strength of the example was higher than that of the comparative example.

2) 밀도2) Density

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 연료전지용 분리판에 대해 밀도를 측정하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다. The densities of the separators for fuel cells prepared in the above Examples and Comparative Examples were measured. The results are shown in Fig.

도 3에 나타난 바와 같이, 실시예 및 비교예의 분리판 모두 박판화에 유리한 조건인 낮은 밀도값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 3, it was confirmed that the separators of Examples and Comparative Examples had low density values, which is a favorable condition for thinning.

3) 전기전도도3) Electrical Conductivity

4-탐침 프로브(4 point probe)에 의해 측정된 저항값들을 이용하여 평균 전기전도도를 평가하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.The average electrical conductivity was evaluated using the resistance values measured by a 4-point probe. The results are shown in Fig.

도 4에 나타난 바와 같이, 실시예와 비교예가 대동소이한 값을 나타내고 있었으며, 분리판의 요구특성인 100S/cm 이상의 값을 충족하고 있음을 확인할 수 있었다.
As shown in FIG. 4, it can be seen that the examples and the comparative examples showed the values of the greatest values and satisfied the values of 100 S / cm or more, which is the required characteristic of the separator plate.

4) 기체투과도4) Gas permeability

ASTM D1434에 의거하여 기체투과도를 측정하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.The gas permeability was measured according to ASTM D1434, and the results are shown in Fig.

도 5에 나타난 바와 같이, 두 분리판 모두 DOE에서 공시한 분리판의 요구 기체 밀폐 특성인 2.00E-06보다 낮은 값을 가지고 있으나, 실시예의 결과값이 더욱 우수함을 알 수 있었다.As shown in FIG. 5, both of the separators had lower values than the required gas tightness of 2.00E-06 of the separator disclosed in the DOE, but the results of the examples were more excellent.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

10 내부지지체
20 외피재
100 분리판
10 inner support
20 sheath material
100 separator plate

Claims (12)

전도성 고분자 및 전도성 무기물을 포함하는 다층 구조체를 포함하는 내부지지체, 및
상기 내부지지체의 외측을 감싸며 형성되고, 적어도 하나의 외측면에 유로를 포함하는 외피재를 포함하고,
상기 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜)-폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리파라페닐렌(Polyparaphenylene) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 전도성 무기물은 주석이 도핑된 산화 인듐(ITO), 안티몬이 도핑된 산화 주석, 안티몬이 도핑된 산화 아연, 산화 주석, 산화 아연, 그라펜, 카본나노튜브, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 외피재는 전도성 충진제 및 고분자 수지를 포함하는 것인 연료전지용 분리판.
An inner support comprising a multilayer structure comprising a conductive polymer and a conductive inorganic material, and
And a cover member which is formed to surround the outside of the inner support body and includes a flow path on at least one outer side surface,
The conductive polymer may be at least one selected from the group consisting of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS), polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, A mixture thereof, and a mixture thereof.
Wherein the conductive inorganic material is selected from the group consisting of tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped tin oxide, antimony-doped zinc oxide, tin oxide, zinc oxide, graphene, carbon nanotubes, graphite, Which is selected,
Wherein the sheathing material comprises a conductive filler and a polymer resin.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전도성 충진제는 탄소 분말, 흑연 분말, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 덴카 블랙, 수퍼 P, 활성 탄소, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버, 카본 나노 와이어, 카본 나노 혼, 카본 나노 링 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
The conductive filler may be at least one selected from the group consisting of carbon powder, graphite powder, carbon black, acetylene black, ketjen black, denka black, super P, activated carbon, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanowire, carbon nanohorn, And mixtures thereof.
제1항에 있어서,
상기 전도성 충진제는 1 내지 200㎛의 평균 입자 직경을 갖는 것인 연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive filler has an average particle diameter of 1 to 200 mu m.
제1항에 있어서,
상기 전도성 충진제는 고분자 수지 100중량부에 대하여 500 내지 2500중량부로 포함되는 것인 연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive filler is contained in an amount of 500 to 2500 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
제1항에 있어서,
상기 고분자 수지는 열경화성 수지 또는 열가소성 수지인 것인 연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer resin is a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
제1항에 있어서,
50 내지 120MPa의 굴곡강도, 0.8 내지 2.2g/mL의 밀도 및 80 내지 250S/cm의 전기전도도를 갖는 연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
A bending strength of 50 to 120 MPa, a density of 0.8 to 2.2 g / mL, and an electrical conductivity of 80 to 250 S / cm.
제1항에 있어서,
0.8 내지 1.5mm의 두께에서 2 X 10-6 cm3/cm2sec 이하의 기체 투과도를 갖는 연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
A separator for a fuel cell having a gas permeability of 2 X 10 -6 cm 3 / cm 2 sec or less in a thickness of 0.8 to 1.5 mm.
전도성 충진제 및 고분자 수지를 혼합하여 외피재 형성용 복합소재를 제조하는 단계, 및
상기 외피재 형성용 복합소재 사이에 내부지지체를 삽입한 후 성형하는 단계를 포함하며,
상기 내부지지체는 전도성 고분자 및 전도성 무기물을 포함하는 다층 구조체를 포함하는 것이고,
상기 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜)-폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리파라페닐렌(Polyparaphenylene) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 전도성 무기물은 주석이 도핑된 산화 인듐(ITO), 안티몬이 도핑된 산화 주석, 안티몬이 도핑된 산화 아연, 산화 주석, 산화 아연, 그라펜, 카본나노튜브, 흑연 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 외피재는 전도성 충진제 및 고분자 수지를 포함하는 것인 연료전지용 분리판의 제조방법.
A step of mixing a conductive filler and a polymer resin to prepare a composite material for forming a sheathing material, and
And inserting an inner support between the composite materials for sheathing and then molding the composite material,
Wherein the inner support comprises a multilayer structure comprising a conductive polymer and a conductive inorganic material,
The conductive polymer may be at least one selected from the group consisting of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS), polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, A mixture thereof, and a mixture thereof.
Wherein the conductive inorganic material is selected from the group consisting of tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped tin oxide, antimony-doped zinc oxide, tin oxide, zinc oxide, graphene, carbon nanotubes, graphite, Which is selected,
Wherein the sheathing material comprises a conductive filler and a polymer resin.
제1항에 따른 연료전지용 분리판을 포함하는 연료전지.
A fuel cell comprising the separator plate for a fuel cell according to claim 1.
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