[发明专利]导电性组合物及制法、导电性组合物片、导电性基板、集电体片、布线电路基板、燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及导电性组合物、导电性组合物片、导电性基板、集电体片、布线电路基板、燃料电池、以及导电性组合物的制造方法。 

背景技术

手机等移动设备需要小型且高容量的电池。因此，正在开发与锂二次电池等现有的电池相比可获得高能量密度的燃料电池。作为燃料电池，例如有直接甲醇型燃料电池（Direct Methanol Fuel Cells）。 

在直接甲醇型燃料电池中，甲醇被催化剂分解，生成氢离子。通过使该氢离子与空气中的氧反应而产生电力。在该情况下，可以极有效地将化学能转化为电能，可以获得非常高的能量密度。 

发明内容

在日本特开2010-50378号公报所记载的直接甲醇型燃料电池中，由燃料极、空气极和电解质极构成的电极膜被配置在弯曲了的柔性布线电路基板间。在该柔性布线电路基板中，在基底绝缘层上形成具有规定图案的导体层作为集电部。导体层被含碳层被覆。含碳层例如由含有炭黑的树脂组合物形成，具有导电性。为了使电子在电极膜和导体层间顺利移动，要求提高含碳层的导电性。 

日本特开2001-052721号公报所记载的导电性树脂组合物 含有石墨粗颗粒、球状石墨和非碳质树脂。石墨粗颗粒具有40μm以上且120μm以下的平均粒径，球状石墨具有比石墨粗颗粒的平均粒径小的平均粒径。使用该导电性树脂组合物制作燃料电池用隔离体。由此，可实现燃料电池用隔离体的导电性的提高。然而，如上所述，如果石墨粗颗粒的平均粒径大，则难以将导电性树脂组合物薄型化。该情况下，燃料电池会大型化。 

日本特开2005-108616号公报所记载的导电性树脂组合物含有热固性树脂、导电性填料、球状填料和碳纤维，用于燃料电池用隔离体。日本特开2005-108616号公报中记载了将球状填料的粒径设定为适合隔离体的厚度的大小。由此，可实现燃料电池用隔离体的薄型化。然而，在该导电性树脂组合物中，仅使用热固性树脂作为球状填料等的粘结剂。该情况下，通过使液状的热固性树脂固化而成形导电性树脂组合物，成形后的导电性树脂组合物不具有柔软性。因此，导电性树脂组合物的操作性并不良好。 

本发明的目的在于提供可薄型化且可以提高导电性和操作性的导电性组合物、导电性组合物片、导电性基板、集电体片、布线电路基板、燃料电池、以及导电性组合物的制造方法。 

（1)根据本发明的一个方案的导电性组合物含有球状石墨、炭黑和粘结树脂的混合物，在设该混合物为100重量份时，混合物含有50重量份以上且70重量份以下的球状石墨，含有1重量份以上且15重量份以下的炭黑，含有15重量份以上且40重量份以下的粘结树脂，粘结树脂包含热固性树脂和弹性体，球状石墨的平均粒径为1μm以上且30μm以下。 

该导电性组合物含有50重量份以上且70重量份以下的球状石墨，含有1重量份以上且15重量份以下的炭黑。此外，球状石墨的平均粒径为1μm以上且30μm以下。 

该情况下，在球状石墨的颗粒间以高密度填充炭黑。由此，导电性组合物的密度增高，并且导电性组合物的表面变平滑。因此，导电性组合物的薄型化成为可能。此外，通过炭黑使得球状石墨的颗粒间的电阻变小。由此，导电性组合物的导电性提高。 

此外，该导电性组合物含有15重量份以上且40重量份以下的粘结树脂，球状石墨和炭黑通过粘结树脂粘结。粘结树脂包含热固性树脂和弹性体。因此，在热固性树脂固化前，球状石墨和炭黑通过具有柔软性的弹性体粘结。由此，可以在热固性树脂未固化的状态下容易地将导电性组合物成形为所期望的形状。然后，通过热固性树脂固化，导电性组合物的形状保持为固化前的形状。因此，导电性组合物的操作性提高。 

上述的结果，导电性组合物的薄型化成为可能，并且导电性组合物的导电性和操作性提高。 

（2）在设该粘结树脂为100重量份时，粘结树脂可以含有5重量份以上且95重量份以下的热固性树脂，含有1重量份以上90重量份以下的弹性体。 

通常，固化后的热固性树脂具有比弹性体的耐热性还高的耐热性。在设粘结树脂为100重量份时，通过使热固性树脂的含量为5重量份以上且使弹性体的含量为90重量份以下，可以使充分量的热固性树脂固化。由此，即使在超过弹性体的耐热温度的温度环境下，也可通过固化后的热固性树脂将导电性组合物的形状保持为固化前的形状。 

此外，通过使热固性树脂的含量为95重量份以下且使弹性体的含量为1重量份以上，在热固性树脂固化之前，球状石墨和炭黑会通过弹性体可靠地粘结。由此，可以在热固性树脂未固化的状态下更容易地将导电性组合物成形为所期望的形状。