WO2008029598A1 - Séparateur de pile à combustible, procédé de fabrication du séparateur de pile à combustible, et pile à combustible - Google Patents

Séparateur de pile à combustible, procédé de fabrication du séparateur de pile à combustible, et pile à combustible Download PDF

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Kazutaka Iizuka
Masakazu Suzuki
Masanori Matsukawa
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Aisin Takaoka Co., Ltd.
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell separator, and more particularly to a coating technique for a fuel cell separator.
  • the pond is mounted on, for example, a vehicle and used as a power source for a motor for driving the vehicle.
  • Parts that require corrosion resistance are used in fuel cells to prevent corrosion caused by water generated after chemical reactions.
  • separators fuel cell separators used in fuel cells are coated with a resin coating to improve corrosion resistance.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2 00 0-3-5 3 5 3 2
  • a coating layer is formed by applying a resin to the surface of a plate used in a fuel cell, and is formed on the outer surface of the plate.
  • a technique is shown in which the coating layer is removed to expose the outer surface of the plate, and a metal layer is formed on the exposed portion of the plate.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 065 1 6 6 5 7 6) discloses a technique for forming a rubber-like elastic thin film on the peripheral edge of a separator by insert molding.
  • 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-0 5 1 37 discloses a technique for forming a conductive coating layer on a conductive surface of a separator by using a resin containing a conductive material. Disclosure of the invention
  • Patent Document 1 involves a complicated process for removing the coating layer, and does not provide a technique for coating the manifold portion with resin.
  • Patent Document 2 prevents the peripheral portion from being corroded by a rubber-like elastic thin film, but does not provide a specific technique relating to a region where a conductive coating is applied.
  • Patent Document 3 does not form a conductive coating layer over the entire region facing the MEA (membrane electrode assembly).
  • the present invention has been made in view of such a conventional technique, and an object of the present invention is to provide a new coating technique related to a fuel cell separator.
  • the fuel cell separator according to the aspect is a fuel cell separator in which a conductive separator and a resin coat are applied to a plate-shaped separator base material, and the separator base material is used as a power generation region and a manifold facing the power generation layer.
  • a peripheral region including a functioning opening, a conductive coating is applied to substantially the entire power generation region, a resin coating is applied to the peripheral region, and an opening functioning as a manifold is coated with the resin coating. It is characterized by this.
  • the conductive coat is formed of a material in which at least one of the conductivity and the corrosion resistance is better than the surface of the separator substrate.
  • Specific examples of the conductive coat include metal plating.
  • the conductive coat and the resin coat are realized by, for example, an electrodeposition process. According to the above aspect, it is possible to provide a fuel cell separator in which an opening functioning as a manifold is coated with a resin coat and a conductive coat is applied to substantially the entire power generation region.
  • the fuel cell separator is characterized in that the conductive coat is not interposed in a contact surface between the separator substrate and the resin coating.
  • a resin coat is formed on the conductive coat. It can prevent that a fat coat becomes easy to peel.
  • the resin coat and the conductive coat are formed such that a continuous coat is formed by bringing a boundary between them into contact with each other.
  • a continuous coat is formed by bringing a boundary between them into contact with each other.
  • the fuel cell according to a preferred aspect of the present invention is a fuel cell comprising the fuel cell separator, wherein a power generation layer is stacked on the fuel cell separator so as to face the power generation region, and A plurality of fuel cells formed by the fuel cell separator and the power generation layer are stacked, and a matrix is formed by an opening provided in a peripheral region of the fuel cell separator.
  • a production method is a method for producing a fuel cell separator by applying a conductive coat and a resin coat to a plate-like separator substrate, A first coating process in which a resin coating is applied to the peripheral area of the separator substrate including an opening that functions as a manifold, and a second coating in which a conductive coating is applied to the power generation area of the separator substrate facing the power generation layer. And a process.
  • the second coating step is a step of applying a metal coating as a conductive coating to a separator substrate in which a peripheral region including an opening is masked by the resin coating of the first coating step. It is characterized by being.
  • the present invention provides a new coating technique for fuel cell separators.
  • a fuel cell separator can be provided in which an opening functioning as a manifold is coated with a resin coat, and a conductive coat is applied to substantially the entire power generation region.
  • the durability of adhesion between the separator substrate and the resin coat can be improved.
  • the possibility of corrosion starting from the boundary between the resin coat and the conductive coat is extremely reduced. It is possible The
  • the resin coat functions as a mask when applying the conductive coat, and masking work for the conductive coat is performed. It can be omitted.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell separator 10 according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining how the fuel cell separator is masked by the masking jig.
  • FIG. 3 is a view for explaining the structure of the masking jig.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the coating process of the fuel cell separator.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a fuel cell separator 10 according to the present invention.
  • the fuel cell separator 10 is a plate-like member whose front and back surfaces are substantially rectangular.
  • the fuel cell separator 10 is formed of a conductive material such as SUS material or carbon.
  • the fuel cell separator 10 includes a power generation region 12 facing the power generation layer at the center of a substantially rectangular surface.
  • a battery cell is formed by sandwiching a MEA (membrane electrode assembly) that functions as a power generation layer between two fuel cell separators 10, it faces the power generation region 12 of the fuel cell separator 10.
  • MEA membrane electrode assembly
  • a fuel cell is formed by laminating a plurality of battery cells sandwiching MEA by two fuel cell separators 10.
  • the fuel cell separator 10 has a substantially rectangular peripheral edge, that is, a power generation area. Multiple power generation areas surrounding area 1 2!
  • the fuel cell separator 10 is provided with three openings 14 on both ends in the longitudinal direction. Note that the positions and shapes of the openings 14 shown in FIG. 1 are merely examples.
  • the opening 14 provided in the fuel cell separator 10 functions as a hold when the fuel cell separator 10 forms a fuel cell.
  • the water produced after the chemical reaction between the fuel gas and the oxidizing gas flows. Therefore, a resin coat is applied to the openings 14 forming the manifolds to prevent corrosion due to generated water.
  • the resin coat is applied to substantially the entire peripheral area of the fuel cell separator 10.
  • a resin coat is applied to a region other than the power generation region 12 of the fuel cell separator 10.
  • the power generation region 12 is provided with a conductive coating over substantially the entire region.
  • a masking jig for masking a region that does not require the resin coating is used when the resin coating is applied to the peripheral region of the fuel cell separator 10.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining a masking jig 50 used in the present embodiment.
  • the masking jig 50 sandwiches the plate-like fuel cell separator 10 from both the front and back surfaces, and masks areas where the resin coating on the front and back surfaces of the fuel cell separator 10 is not required.
  • FIG. 2 is a view for explaining how the fuel cell separator 10 is masked by the masking jig 50.
  • FIG. 2 shows a state in which the fuel cell separator 10 is sandwiched between two masking jigs 50 from the side surface (long side) of the fuel cell separator 10.
  • each masking jig 50 has a structure in which a frame-shaped frame 54 is laminated on a plate-shaped resin protective material 52, and further, a frame-shaped masking material 56 is laminated on the frame 54. It has been.
  • Two clamping jigs 60 are inserted. Accordingly, the masking jig 50 is fixed by the two clamping jigs 60 in a state where the two masking jigs 50 sandwich the fuel cell separator 10.
  • FIG. 3 is a view for explaining the structure of the masking jig 50, and FIG. 3 shows the masking jig 50 as viewed from the side in contact with the fuel cell separator 10.
  • the masking jig 50 is provided with a masking material 56.
  • the masking material 56 is provided so as to surround the outer peripheral area of the masking jig 50.
  • the area surrounded by the masking material 56 corresponds to the power generation area (reference numeral 12 in FIG. 1) of the fuel cell separator.
  • the masking material 56 adheres along the outer periphery of the power generation region of the fuel cell separator.
  • the masking material 56 is provided around the entire circumference without any gap, and the masking material 56 adheres along the outer periphery of the power generation area, whereby the entire power generation area is masked.
  • a resin coat is applied to the fuel cell separator using a masking jig 50. Further, after the resin coating is applied, the conductive coating is applied to the fuel cell separator. Therefore, the coating process in this embodiment will be described next.
  • FIG. 4 is a view for explaining the coating process of the fuel cell separator 10.
  • 4A to 4D show the surface portion of the fuel cell separator 10 for each step of the coating process.
  • Each of FIGS. 4A to 4D shows the fuel cell separator 10 from its side surface (long side).
  • FIG. 4 shows the coating treatment only on one surface (upper surface) of the fuel cell separator 10. However, the other surface (lower surface) of the fuel cell separator 10 is coated in the same manner as the one surface. Is done.
  • FIG. 4 (A) shows a state where the surface of the fuel cell separator 10 is masked. That is, a masking jig (reference numeral 50 in FIG. 3) is laminated on the surface of the fuel cell separator 10, and the masking material 56 of the masking jig is used as the fuel cell separator. The state of being in close contact with the surface of the palator 10 is shown.
  • the masking material 56 masks the entire power generation region by adhering along the outer periphery of the power generation region of the fuel cell separator 10. That is, in FIG. 4 (A), the surface of the fuel cell separator 10 that contacts the masking material 56 is masked.
  • the surface of the fuel cell separator 10 is coated with a resin film 70 in a state masked by the masking material 56.
  • a resin film 70 for the coating of the resin film 70, an electrodeposition process (for example, electrodeposition using a polyimide or a paint modified with a polyimide) is used, and a cation obtained by ionizing a part of the resin powder. Electrodeposition resin is electrodeposited on the surface of the fuel cell separator 10.
  • the fuel cell separator 10 In the electrodeposition process, in a solution containing a cationic resin, the fuel cell separator 10 is brought into contact with the terminal to apply a negative electrode voltage, and a positive electrode voltage is applied to the counter electrode, thereby Cationic resin is drawn to the battery separator 10 side, and the cationic resin is adhered to the surface of the fuel cell separator 10. At that time, since the fuel cell separator 10 is masked, the cationic resin adheres to a region not masked by the masking material 56, that is, a peripheral region of the fuel cell separator 10. By the electrodeposition process, the surface of the peripheral region of the fuel cell separator 10 is uniformly and densely coated with resin powder.
  • the masking jig is removed from the fuel cell separator 10, and a baking process is performed in which the resin powder is baked on the surface of the fuel cell separator 10. To do. Then, the resin powder adhering to the surface of the fuel cell separator 10 is melted to make the resin coat more uniform and dense, and then the resin is cured to produce a fuel cell separator.
  • a resin film 70 is formed on the surface of 10.
  • Dense coating of resin is possible even with only electrodeposition treatment, but by dissolving the resin in the baking treatment, the very few pores that existed between the resin and the resin are completely blocked. A dense and uniform resin film 70 is formed.
  • the resin film 70 is formed in the peripheral region of the fuel cell separator 10, thereby opening the aperture functioning as a manifold (FIG. 1). Are coated with a resin film 70.
  • the plating film 80 is coated on the surface of the fuel cell separator 10 on which the resin film 70 is formed.
  • Electrodeposition treatment is also used for coating the plating film 80, and ionized metal (for example, gold complex ions) is electrodeposited on the surface of the fuel cell separator 10.
  • ionized metal for example, gold complex ions
  • the fuel cell separator 10 is brought into contact with the fuel cell separator 10 in a solution containing metal complex ions, and the fuel cell separator 10 is turned to the power sword side to cause a current to flow.
  • the complex ions are attracted to the 10 side, and the metal in the complex ions is attached to the surface of the fuel cell separator 10.
  • the resin film 70 since the resin film 70 is formed on the fuel cell separator 10, the resin film 70 having insulation functions as masking.
  • the metal in the complex ions adheres to the region where the resin film 70 is not formed, that is, the power generation region of the fuel cell separator 10, and the plating film 80 is formed.
  • the resin film 70 is formed in the peripheral region of the fuel cell separator 10, and the plating film 80 is formed in the power generation region of the fuel cell separator 10.
  • the adhesive film 80 is not formed after the resin film 70 is formed on the fuel cell separator 10, and the adhesive film 80 is formed between the fuel cell separator 10 and the resin film 70. No intervention. Therefore, the durability of adhesion between the fuel cell separator 10 and the resin film 70 is extremely high.
  • the resin film 70 functions as a mask to form a plating film 80, and forms a continuous coat in which the boundary between the resin film 70 and the adhesive film 80 is in contact with each other. Therefore, corrosion hardly occurs starting from the boundary between the resin film 70 and the adhesive film 80. In addition, since the resin film 70 functions as masking, it is possible to omit the masking operation for forming the adhesive film 80.
  • the electrodeposition process is used at the time of resin coating, but the resin coating may be realized by injection molding or the like instead of the electrodeposition process. Also conductive As for the adhesive coat, instead of electrodeposition, coating, vapor deposition,
  • a coating process such as a one-off may be used. Also, the conductive coat
  • gold In addition to gold (Au), copper, silver, platinum, palladium, carbon, etc. may be used.
  • the masking material 56 is formed in a frame shape, but the masking material 56 may be formed in a solid body or a hollow body. Also good.
  • the fastening jig 60 is inserted from the short side of the fuel cell separator 10, but the fastening is performed from the long side of the fuel cell separator 10. A jig 60 may be inserted.

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Description

燃料電池セパレータおよびその製造方法ならびに燃料電池 技術分野
本発明は、 燃料電池セパレータに関し、 特に燃料電池セパレータのコ一ティ ング技術に関する。 背景技術 明
水素を含有した燃料ガスと酸素を含有した酸化ガスとを反応させて得られる 化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池が知られている。 燃料電 食 m
池は、 例えば、 車両などに搭載され、 車両駆動用のモータの電力源などとして 利用される。
化学反応後に生じる生成水などによる腐食を防ぐために、 燃料電池には、 耐 食性を必要とする部品が利用される。 例えば、 燃料電池に利用されるセパレー タ （燃料電池セパレータ） には、 耐食性を高めるために樹脂コートなどが施さ れる。
そのため、 従来から、 燃料電池セパレータのコーティングに関する様々な技 術が提案されている。 特許文献 1 (特開 2 0 0 0— 3 5 3 5 3 2号公報） には 、 燃料電池に用いられるプレートの表面に樹脂を塗布したコーティング層を形 成し、 プレートの外表面に形成されたコーティング層を除去してプレートの外 表面を露出させ、 その露出部分に金属材料によってめつき層を形成する技術が 示されている。
また、 特許文献 2 (特開 2 0 0 5— 1 6 6 5 7 6号公報） には、 ィンサート 成形によってセパレータの周縁部にゴム状弾性体薄膜を形成する技術が示され ており、 特許文献 3 (特開 2 0 0 5— 5 1 3 7号公報） には、 導電材を含む榭 脂などによってセパレータの導電面に導電性の被覆層を形成する技術が示され ている。 発明の開示
ところが、 従来から知られている燃料電池セパレータのコーティング技術に は、 いくつかの改善すべき点が残されていた。
例えば、 特許文献 1に記載の技術は、 コーティング層を除去する工程が煩雑 であり、 また、 マ二ホールド部分を樹脂でコーティングする技術を提供するも のではなかった。 さらに、 特許文献 2は、 ゴム状弾性体薄膜によって周縁部の 腐食を防止しているが、 導電性コートを施す領域などに関する具体的な技術を 提供するものではない。 また、 特許文献 3は、 M E A (膜電極接合体） に対向 する領域の全域に導電性の被覆層を形成するものではない。
本発明は、 このような従来の技術に鑑みて成されたものであり、 その目的は 、 燃料電池セパレータに関する新しいコーティング技術を提供することにある 上記目的を達成するために、 本発明の好適な態様である燃料電池セパレータ は、 板状のセパレータ基材に導電性コートと樹脂コートを施した燃料電池セパ レータであって、 前記セパレータ基材は、 発電層に対向する発電領域とマニホ 一ルドとして機能する開口を含んだ周縁領域とを有し、 前記発電領域の略全域 に導電性コートが施され、 前記周縁領域に樹脂コートが施されてマ二ホールド として機能する開口が樹脂コートによってコーティングされる、 ことを特徴と する。
上記態様において、 導電性コートは、 例えば、 導電性と耐食性のうちの少な くとも一方がセパレータ基材の表面よりも良好な材料によって形成される。 導 電性コートの具体例は、 金属めつきなどである。 また、 導電性コートと樹脂コ ートは、 例えば、 電着処理によって実現される。 上記態様により、 マ二ホール ドとして機能する開口が樹脂コートによってコーティングされ、 さらに、 発電 領域の略全域に導電性コートが施された燃料電池セパレータを提供することが できる。
望ましい態様において、 前記燃料電池セパレータは、 前記セパレータ基材と 前記榭脂コ一トとの接触面内に前記導電性コートが介在しないことを特徴とす る。 これにより、 例えば、 導電性コート上に樹脂コートが形成されてしまい樹 脂コートが剥がれ易くなることを防止できる。
望ましい態様において、 前記樹脂コートと前記導電性コートは、 互いに境界 を接触させて連続的なコートを形成することを特徴とする。 これにより、 例え ば、 樹脂コートと導電性コートの境界部分を起点として腐食が発生する可能性 が極めて低くなる。
また、 本発明の好適な態様である燃料電池は、 前記燃料電池セパレータを備 えた燃料電池であって、 前記燃料電池セパレータに対してその発電領域に対向 するように発電層が積層され、 さらに、 燃料電池セパレータと発電層とによつ て形成される複数の燃料電池セルが積層されて、 燃料電池セパレータの周縁領 域に設けられた開口によってマエホールドが形成される、 ことを特徴とする。 また、 上記目的を達成するために、 本発明の好適な態様である製造方法は、 板状のセパレータ基材に導電性コートと樹脂コートを施して燃料電池セパレー タを製造する方法であって、 マ二ホールドとして機能する開口を含んだセパレ 一タ基材の周縁領域に樹脂コートを施す第 1コーティング工程と、 発電層に対 向するセパレータ基材の発電領域に導電性コートを施す第 2コーティング工程 と、 を含むことを特徴とする。
望ましい態様において、 前記第 2コーティング工程は、 前記第 1 コーティン グ工程の樹脂コートにより開口を含んだ周縁領域がマスキングされたセパレー タ基材に対して、 導電性コートとして、 金属メツキを施す工程であることを特 徴とする。
本発明により、 燃料電池セパレータに関する新しいコーティング技術が提供 される。 これにより、 例えば、 マ二ホールドとして機能する開口が樹脂コート によってコーティングされ、 さらに、 発電領域の略全域に導電性コートが施さ れた燃料電池セパレータを提供することができる。
また、 例えば、 セパレータ基材と樹脂コートとの接触面内に導電性コートが 介在しないようにすることで、 セパレータ基材と榭脂コ一トとの間の密着耐久 性を高めることができる。 また、 例えば、 樹脂コートと導電性コートの境界を 互いに接触させて連続的なコートを形成することで、 樹脂コートと導電性コー トの境界部分を起点として腐食が発生する可能性を極めて低くすることができ る。
また、 セパレータ基材の周縁領域に樹脂コートを施してから発電領域に導電 性コートを施すことにより、 樹脂コートが導電性コートを施す際のマスキング として機能し、 導電性コートのためのマスキング作業を省略することが可能に なる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に'係る燃料電池セパレータ 1 0の模式図である。
図 2は、 マスキング治具によって燃料電池セパレータがマスキングされる様 子を説明するための図である。
図 3は、 マスキング治具の構造を説明するための図である。
図 4は、 燃料電池セパレータのコーティング処理を説明するための図である
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施形態を説明する。
図 1は、 本発明の好適な実施形態を説明するための図であり、 図 1には、 本 発明に係る燃料電池セパレータ 1 0の模式図が示されている。
燃料電池セパレータ 1 0は、 表裏の面が略長方形の板状の部材である。 燃料 電池セパレータ 1 0は、 例えば s U S材ゃカーボンなどの導電性を備えた材料 で形成される。
燃料電池セパレータ 1 0は、 略長方形の面の中央部に、 発電層に対向する発 電領域 1 2を備えている。 例えば、 発電層として機能する M E A (膜電極接合 体） を 2枚の燃料電池セパレータ 1 0によって挟持して電池セルを形成する場 合に、 燃料電池セパレータ 1 0の発電領域 1 2に対向するように M E Aが積層 される。
ちなみに、 2枚の燃料電池セパレータ 1 0によって M E Aを挟持した複数の 電池セルが積層されることにより燃料電池が形成される。
また、 燃料電池セパレータ 1 0は、 略長方形の面の周縁部、 つまり、 発電領 域 1 2を取り囲む発電領域 1 2以外の周縁領域に複数の!！
。 図 1において、 燃料電池セパレータ 1 0は、 その長手方向の両端側にそれぞ れ 3個の開口 1 4を備えている。 なお、 図 1に示す開口 1 4の位置や形状は、 あくまでも一例に過ぎない。
燃料電池セパレータ 1 0に設けられた開口 1 4は、 この燃料電池セパレータ 1 0によって燃料電池を形成した場合に、 マ二ホールドとして機能する。 マ二 ホールド内には、 燃料ガスと酸化ガスの化学反応後に生じる生成水などが流れ る。 そのため、 マ二ホールドを形成する開口 1 4には、 生成水などによる腐食 を防ぐために樹脂コートが施される。
樹脂コートは、 燃料電池セパレータ 1 0の周縁領域の略全域に施される。 つ まり、 図 1において、 燃料電池セパレータ 1 0の発電領域 1 2以外の領域に榭 脂コートが施される。 一方、 発電領域 1 2には、 その略全域に導電性コートが 施される。 そして、 本実施形態では、 燃料電池セパレータ 1 0の周縁領域に樹 脂コートを施す際に、 榭脂コートを不要とする領域をマスキングするためのマ スキング治具が利用される。
図 2および図 3は、 本実施形態で利用されるマスキング治具 5 0を説明する ための図である。 マスキング治具 5 0は、 板状の燃料電池セパレータ 1 0を表 裏の両面から挟み込んで、 燃料電池セパレータ 1 0の表裏の面の樹脂コートが 不要な領域をマスキングする。
図 2は、 マスキング治具 5 0によって燃料電池セパレータ 1 0がマスキング される様子を説明するための図である。 図 2は、 2つのマスキング治具 5 0に よって燃料電池セパレータ 1 0が挟み込まれる様子を燃料電池セパレータ 1 0 の側面側 （長辺側） から示している。
図 2に示すように、 マスキング処理の際には、 燃料電池セパレータ 1 0の表 裏 （上下） の両面に対応した 2つのマスキング治具 5 0が利用される。 各マス キング治具 5 0は、 板状の樹脂製保護材 5 2に、 枠状のフレーム 5 4を積層さ せた構造であり、 さらに、 フレーム 5 4に枠状のマスキング材 5 6が積層され ている。
2つのマスキング治具 5 0が燃料電池セパレータ 1 0を挟み込んで燃科電池 セパレータ 1 0に密着すると、 燃料電池セパレータ 1 0 (
、 2つの締め付け治具 6 0が揷入される。 これにより、 2つのマスキング治具 5 0が燃料電池セパレータ 1 0を挟持した状態で、 2つの締め付け治具 6 0に よってマスキング治具 5 0が固定される。
図 3は、 マスキング治具 5 0の構造を説明するための図であり、 図 3は、 燃 料電池セパレータ 1 0と接触する面側から見たマスキング治具 5 0を示してい る。
マスキング治具 5 0には、 マスキング材 5 6が設けられている。 マスキング 材 5 6は、 マスキング治具 5 0の外周の領域を取り囲むように設けられている 。 このマスキング材 5 6によって取り囲まれた領域は、 燃料電池セパレータの 発電領域 （図 1の符号 1 2 ) に対応している。
マスキング治具 5 0が燃料電池セパレータを挟み込んだ際に、 マスキング材 5 6は、 燃料電池セパレータの発電領域の外周に沿って密着する。 マスキング 材 5 6は、 全周に亘つて隙間無く設けられており、 マスキング材 5 6が発電領 域の外周に沿って密着することにより、 発電領域の全域がマスキングされる。 本実施形態では、 マスキング治具 5 0を利用して燃料電池セパレータに樹脂 コートが施される。 さらに、 樹脂コートが施された後、 燃料電池セパレータに 導竃性コートが施される。 そこで、 次に、 本実施形態におけるコーティング処 理について説明する。
図 4は、 燃料電池セパレータ 1 0のコーティング処理を説明するための図で ある。 図 4 (A) 〜 （D ) には、 コーティング処理の各工程ごとの燃料電池セ パレータ 1 0の表面部分が示されている。 図 4 ( A) 〜 （D ) の各々は、 燃料 電池セパレータ 1 0をその側面側 （長辺側） から示している。 なお、 図 4は、 燃料電池セパレータ 1 0の一方面 （上面） のみのコーティング処理を示してい るが、 燃料電池セパレータ 1 0の他方面 （下面） についても一方面と同様にコ 一ティングが施される。
図 4 (A) は、 燃料電池セパレータ 1 0の表面にマスキングが施された状態 を示している。 つまり、 燃料電池セパレータ 1 0の表面にマスキング治具 （図 3の符号 5 0 ) が積層され、 マスキング治具のマスキング材 5 6が燃料電池セ パレータ 1 0の表面に密着した状態を示している。
先に説明したように （図 2 , 図 3参照）、 マスキング材 5 6は、 燃料電池セパ レータ 1 0の発電領域の外周に沿って密着することにより、 発電領域の全域を マスキングする。 つまり、 図 4 (A) において、 燃料電池セパレータ 1 0のマ スキング材 5 6に接する面がマスキングされる。
次に、 図 4 ( B ) に示すように、 マスキング材 5 6によってマスキングされ た状態で燃料電池セパレータ 1 0の表面に樹脂膜 7 0がコーティングされる。 樹脂膜 7 0のコーティングには、 電着処理 （例えば、 ポリイミ ドまたはポリ イミ ドを変性させた塗料を用いた電着） が利用され、 樹脂粉末の一部分をィォ ン化して得られる陽イオン性樹脂を燃料電池セパレータ 1 0の表面に電着させ る。 電着処理の際には、 陽イオン性樹脂が存在する溶液中で、 燃料電池セパレ ータ 1 0に端子を接触させて負極電圧を印加し、 対極に正極電圧を印加するこ とにより、 燃料電池セパレータ 1 0側に陽イオン性樹脂を引き寄せ、 燃料電池 セパレータ 1 0の表面に陽イオン性樹脂を付着させる。 その際、 燃料電池セパ レータ 1 0には、 マスキングが施されているため、 マスキング材 5 6によって マスキングされていない領域、 つまり、 燃料電池セパレータ 1 0の周縁領域に 陽イオン性樹脂が付着する。 電着処理により、 燃料電池セパレ一タ 1 0の周縁 領域の表面には、 均一かつ緻密に樹脂粉末がコートされる。
本実施形態では、 燃料電池セパレータ 1 0の表面に樹脂粉末がコートされた 後、 その燃料電池セパレータ 1 0からマスキング治具を取り外し、 樹脂粉末を 燃料電池セパレータ 1 0の表面に焼き付ける焼付処理を実行する。 そして、 燃 料電池セパレータ 1 0の表面に付着した樹脂粉末を溶かすことにより、 樹脂の コートをさらに均一かつ緻密にした後、 榭脂を硬化させ、 燃料電池セパレータ
1 0の表面に樹脂膜 7 0が形成される。
電着処理のみであっても樹脂の緻密なコートが可能であるが、 焼付処理で樹 脂を溶かすことにより、 樹脂と榭脂の間に存在したごく僅かな孔が完全に塞が れ、 極めて緻密で均一な樹脂膜 7 0が形成される。
こう して、 図 4 ( C ) に示すように、 燃料電池セパレータ 1 0の周縁領域に 樹脂膜 7 0が形成されることにより、 マ二ホールドとして機能する開口 （図 1 の符号 1 4 ) が樹脂膜 7 0によってコーティングされる。
次に、 図 4 ( D ) に示すように、 樹脂膜 7 0が形成された燃料電池セパレー タ 1 0の表面にめっき膜 8 0がコーティングされる。
めっき膜 8 0のコーティングにも、 電着処理が利用され、 イオン化した金属 (例えば、 金の錯イオン） を燃料電池セパレータ 1 0の表面に電着させる。 電 着処理の際には、 金属の錯イオンが存在する溶液中で、 燃料電池セパレータ 1 0に端子を接触させ、 燃料電池セパレータ 1 0を力ソード側にして電流を流す ことにより、 燃料電池セパレータ 1 0側に錯イオンを引き寄せ、 燃料電池セパ レータ 1 0の表面に錯イオン中の金属を付着させる。 その際、 燃料電池セパレ ータ 1 0には、 樹脂膜 7 0が形成されているため、 絶縁性を備えた樹脂膜 7 0 がマスキングとして機能する。 そして、 樹脂膜 7 0が形成されていない領域、 つまり、 燃料電池セパレータ 1 0の発電領域に錯イオン中の金属が付着して、 めっき膜 8 0が形成される。
こう して、 図 4 (D ) に示すように、 燃料電池セパレータ 1 0の周縁領域に 樹脂膜 7 0が形成され、 燃料電池セパレータ 1 0の発電領域にめっき膜 8 0が 形成される。
本実施形態では、 燃料電池セパレータ 1 0に榭脂膜 7 0が形成されてからめ つき膜 8 0が形成ざれており、 燃料電池セパレータ 1 0と樹脂膜 7 0の間にめ つき膜 8 0が介在しない。 そのため、 燃料電池セパレータ 1 0と樹脂膜 7 0と の間の密着耐久性が極めて高い。
また、 樹脂膜 7 0がマスキングとして機能してめっき膜 8 0が形成されてお り、 樹脂膜 7 0とめつき膜 8 0の境界を互いに接触させた連続的なコートを形 成している。 そのため、 樹脂膜 7 0とめつき膜 8 0の境界部分を起点として腐 食が発生しにくい。 また、 樹脂膜 7 0がマスキングとして機能するため、 めつ き膜 8 0を形成するためのマスキング作業を省略することが可能になる。
以上、 本発明の好適な実施形態を説明したが、 上述した実施形態は、 あらゆ る点で単なる例示にすぎず、 本発明の範囲を限定するものではない。 例えば、 上述した実施形態では、 樹脂コートの際に電着処理を利用しているが、 電着処 理に換えて、 射出成形などによって樹脂コートを実現してもよい。 また、 導電 性コートについても、 電着処理に換えて、 塗布、 蒸着、
一ティングなどのコーティング処理を利用してもよい。 また、 導電性コートは
、 金 （A u ) の他、 銅、 銀、 白金、 パラジウム、 カーボンなどによって実現さ れてもよい。
また、 上述した実施形態では、 図 3に示したように、 マスキング材 5 6を枠 状に形成しているが、 マスキング材 5 6を中実体に形成してもよいし中空体に 形成してもよい。 また、 上述した実施形態では、 図 2に示したように、 燃料電 池セパレータ 1 0の短辺側から締め付け治具 6 0を挿入しているが、 燃料電池 セパレータ 1 0の長辺側から締め付け治具 6 0を挿入してもよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 板状のセパレータ基材に導電性コートと樹脂コートを施した燃料電池セパ レータであって、
前記セパレータ基材は、 発電層に対向する発電領域とマ二ホールドとして機 能する開口を含んだ周縁領域とを有し、
前記発電領域の略全域に導電性コートが施され、
前記周縁領域に樹脂コートが施されてマ二ホールドとして機能する開口が樹 脂コートによってコーティングされる、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
2.. 請求の範囲第 1項に記載の燃料電池セパレータにおいて、
前記セパレータ基材と前記樹脂コートとの接触面内に前記導電性コートが介 在しない、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
3 . 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の燃料電池セパレータにおいて、 前記樹脂コートと前記導電性コートは、 互いに境界を接触させて連続的なコ ートを形成する、
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
4 . 請求の範囲第 1項から第 3項のうちのいずれか 1項に記載の燃料電池セパ レータを備えた燃料電池であって、
前記燃料電池セパレータに対してその発電領域に対向するように発電層が積 層され、
さらに、 燃料電池セパレータと発電層とによって形成される複数の燃料電池 セルが積層されて、 燃料電池セパレータの周縁領域に設けられた開口によって マ二ホールドが形成される、
ことを特徴とする燃料電池。
5 . 板状のセパレータ基材に導電性コートと樹脂コートる
レータを製造する方法であって、
マ二ホールドとして機能する開口を含んだセパレータ基材の周縁領域に樹脂 コートを施す第 1コーティング工程と、
発電層に対向するセパレータ基材の発電領域に導電性コートを施す第 2コー ティング工程と、
を含む、
. ことを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法。
6 . 請求の範囲第 5項に記載の製造方法において、
前記第 2コーティング工程は、 前記第 1コーティング工程の樹脂コートによ り開口を含んだ周縁領域がマスキングされたセパレータ基材に対して、 導電性 コートとして、 金属メツキを施す工程である、
ことを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法。
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