[发明专利]燃料电池用电极层的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池用电极层的制造方法，将电极层用的电极糊料涂布到片状基材上，并将涂布后的电极糊干燥以形成电极层。

背景技术

如图9所示的现有的燃料电池100的结构是，在离子交换膜101的两面上分别层积有阴极102及阳极103，在阴极102上层积有阴极扩散层104，并且在阳极103上层积有阳极扩散层105；在阴极扩散层104的外侧设置有氧气通路(未图示)，并且在阳极扩散层105的外侧设置有氢气通路(未图示)。

通过在氧气通路流通氧气，并且在氢气通路流通氢气，使氢(H₂)与阳极103内的催化剂接触，并且使氧(O₂)与阴极102内的催化剂接触，从而产生电流。

由阳极103内的反应生成的氢离子(H⁺)透过离子交换膜101并如箭头所示流向阴极102侧。

另一方面，通过从氧气通路供给氧气至阴极102内，氧气流入阴极电极102内。

由此，氢离子(H⁺)与氧(O₂)反应生成水(H₂O)。氢离子(H⁺)和氧(O₂)的反应尤其在与离子交换膜101的边界面106附近的、用虚阴影线表示的区域102a内进行。

因此，本申请人在日本特开2004-47455号公报中提出一种燃料电池，增加区域102a内的离子交换树脂的量，使得氢离子(H⁺)和氧(O₂)在区域102a内的反应高效率地进行。

在上述日本特开2004-47455号公报的燃料电池中，阴极电极102被分为两层，即，离开离子交换膜101的表面侧的第1电极层、和与离子交换膜101接触的表面侧的第2电极层，并增加了第2电极层的离子交换层的离子交换树脂的量。

这样，若增加第2电极层的离子交换树脂的量，则可以提高阴极电极102和离子交换膜101之间的粘附性，并使氢离子(H⁺)和氧(O₂)在区域102a内的反应高效率地进行。

在此，上述日本特开2004-47455号公报的阴极电极102，在涂布用于形成第1、第2的电极层的电极糊料时，通过改变喷雾压，来改变各个电极层的离子交换树脂的量。具体而言，在通过喷雾压涂布了第1电极层的电极糊料后，用比该喷雾压高的喷雾压来涂布第2电极层的电极糊料。由此，来增加第2电极层的离子交换树脂的量。即，通过改变喷雾压来改变各个电极层的离子交换树脂的量。

因此，必须分别进行第1电极层的涂布工序和第2电极层的涂布工序，阴极电极102的涂布工序花费时间，其会妨碍实现生产效率的提高，在提高燃料电池的生产效率的方面存在改进的余地。

发明内容

在本发明中，提供一种燃料电池用电极层的制造方法，将电极层用的电极糊料涂布到片状基材上，使涂布后的电极糊料干燥从而形成电极层，其特征在于，包括以下工序：将所述电极层用的电极糊料涂布到所述片状基材上的工序；从该片状基材的下方加热电极糊料的工序；通过除去因加热而在电极糊料上方产生的蒸气从而获得所述电极层的工序。

通过从片状基材的下方加热电极糊料，来加热电极糊料内的下表面侧的溶剂。已加热的溶剂向上方移动并从上表面蒸发。通过除去该蒸气，能够使已加热的下侧的溶剂向上方迅速移动。因已加热的溶剂向上方迅速移动，所以在电极糊料内产生朝向上方的细涡流。由该细涡流，使电极糊料内所含有的下侧的离子交换树脂与溶剂一起向上方迅速移动。所以，在电极糊料干燥前，能够使电极糊料内的离子交换树脂聚集到上表面附近。

因此，电极糊料已干燥的电极层形成为，离子交换树脂从下表面向上表面逐渐增加。由此，通过在电极糊料内产生细涡流，能够简单地制成离子交换树脂逐渐变化的电极层，并能够提高燃料电池的生产效率。

在本发明方法中优选，将所述电极层用的电极糊料在所述片状基材上隔开一定间隔地连续涂布，并通过从下方向上方吹出的暖风来进行所述电极糊料的加热。

在此，作为干燥电极糊料的加热方法，考虑使片状基材接触加热辊，该加热辊的热量由片状基材传递给电极糊料，由此来干燥电极糊料。但是，为了通过加热辊来干燥电极糊料，则必须具有多根加热辊，其会妨碍设备的简化。因此，在本发明中，用暖风进行电极糊料的加热。由此，可以省去多根加热辊。