[发明专利]燃料电池用气体扩散层

权利要求书

1.一种燃料电池用气体扩散层(10)，该气体扩散层(10)包括被层叠起来的导电性微粒层(2)和基材层(1)，其中，

基材层(1)具有沿层叠方向贯穿该基材层的多个空孔(11)；

导电性微粒层(2)具有沿层叠方向贯穿该导电性微粒层(2)的多个第1空孔(3)和多个第2空孔(4)，该第1空孔(3)存在于0.5微米～50微米的第1孔径范围内，上述第2空孔(4)存在于0.05微米以上且小于0.5微米的第2孔径范围内；

第2空孔(4)的总容积为导电性微粒层(1)的所有空孔(3、4)的总容积的50％以上且小于100％；

第1空孔(3)中的容积比例达到最大的空孔的孔径D1满足下述关系式(A)、下述关系式(B)和下述关系式(C)的关系，

F1＝4·γ·cosθ₁/D1(A)

F2＝4·γ·cosθ₂/D2(B)

F1＜F2              (C)

其中，F1＝作用于第1空孔(3)中的容积比例达到最大的空孔的毛细管力；

F2＝作用于基材层的空孔(11)中的容积比例达到最大的空孔的毛细管力；

γ＝水的表面张力；

θ₁＝导电性微粒层(2)的与水的接触角；

θ₂＝基材层(1)的与水的接触角；

D1＝第1空孔(3)中的容积比例达到最大的空孔的孔径；

D2＝基材层的空孔(11)中的容积比例达到最大的空孔的孔径。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层(10)，其中，

导电性微粒层(2)具有多个由碳颗粒(55)和粘合剂颗粒(56)构成的集合体(51)，第1空孔(3)形成在多个集合体(51)之间，第2空孔(4)形成在各集合体(51)内部的碳颗粒(55)之间、碳颗粒(55)与粘合剂颗粒(51)之间或粘合剂颗粒(55)之间。

3.根据权利要求2所述的燃料电池用气体扩散层(10)，其中，

粘合剂颗粒(56)是聚四氟乙烯颗粒。

4.一种膜电极组件(100)，其中，

该膜电极组件(100)具有权利要求1～3中任意一项所述的燃料电池用气体扩散层(10)。

5.一种燃料电池(200)，其中，

该燃料电池(200)具有权利要求4所述的膜电极组件(100)。

6.一种燃料电池用气体扩散层的制造方法，该气体扩散层包括导电性微粒层和基材层，其中，

该制造方法包括：

第1工序，将碳颗粒和粘合剂颗粒混合并进行烧制，获得碳颗粒及粘合剂颗粒的烧结体(66)；

第2工序，粉碎烧结体而获得粉状体(67)；

第3工序，将粉状体(67)加工成片状而获得导电性微粒层(72)；

第4工序，使导电性微粒层(72)与基材层(71)接合。

7.根据权利要求6所述的燃料电池用气体扩散层的制造方法，其中，

第1工序具有采用电泳沉积法获得烧结体的步骤。

8.根据权利要求6或7所述的燃料电池用气体扩散层的制造方法，其中，

粘合剂颗粒是聚四氟乙烯颗粒。