[发明专利]碳板及复合碳板

说明书

本发明提供具有柔软性、且压缩强度也优异、也具有导电性的薄板状的具有柔软性的碳板。碳板(1)是将(a)包含膨胀石墨粉末95～30wt％及石墨粉末5～70wt％的碳粉末97～80wt％、和(b)不含有氨的酚醛树脂3～20wt％的混合物进行压缩成型、制成厚度0.05～2.0mm而成的，其中，压缩强度为3MPa以上，以弯曲变形为0.6％以上而没有裂缝，接触电阻为6mΩ·cm²以下。

技术领域

本发明涉及可作为用于例如固体高分子型燃料电池的燃料电池用隔板、或者作为用于各种装置的包装使用的、具有柔软性、且压缩强度也优异、也具有导电性的石墨制的薄板(以下，称为“碳板”)，进一步涉及气体不透过性及机械强度增大的、一体地接合了碳板和金属板的复合碳板。

背景技术

近年来，作为例如电动汽车的发电装置，固体高分子型燃料电池备受关注。图7及图8(a)、(b)示出涉及的燃料电池及燃料电池用隔板的一例。

图7是表示构成燃料电池10的单元电池的构成的分解图，图8是表示图7所示的燃料电池用隔板1的构成的图。图8(a)为平面图，图8(b)为在图8(a)的线X-Y上取得的剖面图。

固体高分子型燃料电池10成为如下构成：将MEA(membrane electrode assembly：膜/电极接合体)作为单元电池并设数十个～数百个，对阳极7供给作为流体的燃料气体(氢气)，对阴极8供给作为流体的氧化气体(氧气)，由此从外部电路中取出电流，所述MEA是由2张的燃料电池用隔板1将固体高分子电解质膜6、阳极(燃料电极)7和阴极(氧化剂电极)8经由密封垫9接合而成的。

如图8(a)、(b)所示，燃料电池用隔板1为在薄壁的板状体的单面或两面具有多个的气体供给排出用沟11、对气体供给排出用沟11供给燃料气体或氧化气体的开口部12、用于并设MEA的固定孔13的形状，具有以使燃料电池内流动的燃料气体和氧化气体不混合的方式分离的作用，同时，担负通过MEA将发电的电能向外部传递、或通过MEA将产生的热向外部放热的重要的作用。

因此，作为燃料电池用隔板1所要求的特性，可列举：组装时的螺栓拧紧、或相对于汽车等的振动具有充分的强度、为了减少发电损失而缩小电阻、用于将燃料气体和氧化气体在其两面完全分离并供给电极的气体不透过性。

作为这样的燃料电池用隔板1，提出了将从生产率或成本方面考虑为有利的热固化性树脂用作粘合剂的碳复合材料(例如参照专利文献1、2、3等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特开昭59-26907号公报

专利文献2:特开2000-173630号公报

专利文献3:特许第3715642号公报

发明内容

发明所要解决的课题

特别是在上述专利文献1、2、3中记载有：通过将碳粉末和热固化性树脂的混合物利用加压装置进行加热压缩成型、或进行冷态压缩成型，制造燃料电池用隔板。另外，公开有使用石墨粉末或膨胀石墨粉末作为碳粉末。另外，在专利文献3中记载有：作为热固化性树脂，从成型性良好等理由出发，优选使用酚醛树脂。

但是，本发明人等对上述专利文献中所记载的燃料电池用隔板进一步进行了研究实验，结果得知存在如下的问题。

作为燃料电池用隔板中使用的热固化性树脂的酚醛树脂在化学上稳定，为阻燃性，另外，与石墨粉末或膨胀石墨粉末等碳粉末的相容性也良好，进而与环氧树脂等进行比较时，耐酸性也良好，具有许多优点。