[发明专利]一种用于制造燃料电池隔板的方法

说明书

本发明是申请号为03817109.0、申请日为2003年7月17日、发明名称为燃料电池隔板制造方法以及接合隔板和电极扩散层的方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于隔着扩散层从两侧夹住布置在电解质膜上的阴极和阳极的燃料电池隔板的制造方法，还涉及隔板和电极扩散层的接合方法。

背景技术

燃料电池是一种利用水电解的相反原理，通过氢和氧反应生成水的过程来获得电能的电池。因为通常用燃气代替氢，并用空气或氧化剂气体来代替氧，所以经常会使用燃气、空气和氧化剂气体这些词。下面将参照图25说明普通燃料电池的基本结构，图25以分解透视图示出了一普通燃料电池。

如图25所示，通过在电解质膜201的相对表面上布置阴极202和阳极203，并用第一隔板206和第二隔板207隔着扩散层204、205夹住这些电极202、203，从而构成燃料电池200的电池模块。通过将多个这种电池模块层贴在一起而获得燃料电池200。

必须使燃气与阳极202有效地接触。为此，在第一隔板206的表面206a中设置了多个槽(未示出)，并且在表面206a上设置扩散层204时覆盖这些槽，形成了构成燃气流道的第一流道(未示出)。

另一方面，必须使氧化剂气体与阴极203有效地接触。为此，在第二隔板207的表面207a中设置了多个槽208...，并且通过在第二隔板207的表面207a上设置扩散层205时覆盖这些槽208...，形成了构成氧化剂气体流道的第二流道(未示出)。

而在第一隔板206中，在与表面206a相反的表面206b中设置了多个冷却水通路槽209...，并且在第二隔板207中的与表面207a相反的表面207b中设置了多个冷却水通路槽(未示出)。

通过使第一和第二隔板206、207面对面，各冷却水通路槽209...一起形成了冷却水通路(未示出)。

作为制造这些第一和第二隔板206、207的方法，例如，已知日本专利公报JP-A-2001-126744中的“Fuel Cell Separator and Manufacturing MethodThereof”。

在该制造方法中，对混有热塑性树脂的导电颗粒进行加热和揉捏；对该经过加热和揉捏的混合物进行挤压成型并利用轧辊形成为长片；把该长片切成预定的尺寸以制成坯料；然后在这些坯料的两面或一面中形成燃气通路和冷却水通路槽，从而得到第一和第二隔板206、207。

为了通过使扩散层204、205与第一和第二隔板206、207叠在一起而形成第一和第二流道，必须使扩散层204、205与第一和第二隔板206、207的各表面206a、207a在紧密接触的状态下叠在一起。

然而，因为第一和第二隔板206、207是用热塑性树脂成型的，所以第一和第二隔板206、207的各表面206a、207a会由于使用燃料电池时产生的反应热而软化。

结果，难于使第一和第二隔板206、207的各表面206a、207a与扩散层204、205保持紧密接触的状态。

为了解决这个问题，在第一和第二隔板206、207的各表面206a、207a与扩散层204、205之间涂布密封材料，以使第一和第二隔板206、207的各表面206a、207a与扩散层204、205保持紧密接触的状态。

类似地，在第一隔板206和第二隔板207的对接面之间涂布密封材料，以使第一隔板206和第二隔板207保持紧密接触的状态。因此，需要在第一隔板的表面206a和扩散层204之间，以及第二隔板的表面207a和扩散层205之间涂布密封材料，从而部件数量增加。同时，在第一隔板206的表面206a和扩散层204之间，以及第二隔板207的表面207a和扩散层205之间涂布密封材料需要时间和劳力，这成为提高生产率的障碍。

作为燃料电池，例如已知日本专利公报JP-A-2000-123848“Fuel Cell”中公开的技术。现将参考图26说明这种电池的主要部件，图26以分解立体图的形式示出了一个这样的电池。

如图26所示，通过使阳极302和阴极303贴着电解质膜301，并且由第一隔板306和第二隔板307隔着垫片304、305夹住它们，从而形成燃料电池300的电池模块。

更详细地，该结构是这样的：在第一隔板306的表面306a中形成待成为燃气流道的第一流道308；在第二隔板307的表面307a中形成待成为氧化剂气体流道的第二流道309；并且燃气和氧化剂气体均对着中间的电解质膜301。