[发明专利]燃料电池用气体扩散层及其制造方法、膜电极组件和燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池用气体扩散层，其是在燃料电池中使用的气体扩散层，

所述气体扩散层由以导电性粒子和高分子树脂作为主成分的多孔构件构成，

所述气体扩散层的内部具有0.01μm～0.05μm的细孔和1μm～200μm的空孔，

在所述气体扩散层的至少一个表面形成有流体流路，

对于所述空孔的比率而言，在所述流体流路的槽部的下部和位于所述槽部的周围的肋部，所述肋部的所述空孔的比率大。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层，其中，所述气体扩散层的截面中的所述空孔的面积比率为0.5％以上且5％以下。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其中，对于所述空孔的直径而言，在气体扩散层的表面方向和厚度方向上，表面方向的直径大。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其中，所述多孔构件由导电性粒子、高分子树脂和重量比所述导电性粒子少的碳纤维构成。

5.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其中，所述多孔构件包含0重量％～20重量％的碳纤维且包含10重量％～20重量％的高分子树脂。

6.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其中，所述多孔构件的多孔度为60％以上且80％以下。

7.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其中，所述多孔构件的透气性以葛利数计为100sec以下。

8.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其为所述多孔构件的拉伸断裂强度为0.05N/mm²以上、且仅被导电性粒子和高分子树脂支承而不以碳纤维作为基材的自支撑膜。

9.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层，其中，所述多孔构件的厚度为100μm以上且400μm以下。

10.一种燃料电池用气体扩散层，其是在燃料电池中使用的气体扩散层，

所述气体扩散层由以导电性粒子和高分子树脂作为主成分的多孔构件构成，

所述气体扩散层的内部具有0.01μm～0.05μm的细孔和1μm～200μm的空孔，

在所述气体扩散层的至少一个表面形成有流体流路，

所述空孔仅存在于所述流体流路的肋部。

11.一种膜电极组件，其具备权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层。

12.一种燃料电池，其具备权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层。

13.一种燃料电池用气体扩散层的制造方法，其是在燃料电池中使用的、在内部具有0.01μm～0.05μm的细孔和1μm～200μm的空孔的气体扩散层的制造方法，其具备：

混炼工序，将导电性粒子、高分子树脂、造孔剂、表面活性剂和分散溶剂进行混炼；

压延工序，将所述混炼得到的混炼物进行压延，从而成形为片状；

烧成工序，将所述成形为片状的混炼物进行烧成，使所述造孔剂升华而形成空孔，并且去除表面活性剂和分散溶剂；以及

再压延工序，将经所述烧成的混炼物进行再压延，从而调整厚度，

还具备流路形成工序，将凹凸的模具按压至经所述再压延的片状混炼物，从而形成流体流路，

在所述流路形成工序中，通过将凹凸的模具按压至片状混炼物，用所述模具的凸部压扁所述空孔，从而对于所述空孔的比率而言，在所述流体流路的槽部的底部和肋部，所述肋部的所述空孔的比率大。

14.根据权利要求13所述的燃料电池用气体扩散层的制造方法，其中，对于在所述烧成工序中形成的所述空孔在经由所述再压延工序后的所述空孔的直径而言，在所述气体扩散层的表面方向和厚度方向，表面方向的直径大。