[发明专利]燃料电池用隔板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃料电池，特别是固体高分子型燃料电池的燃料电池 用隔板及其制造方法。

背景技术

如图2所示，固体高分子型燃料电池(燃料电池)20通过以由阳极电 极(阳极部)和阴极电极(阳极部)夹持固体高分子电解质膜(固体高分 子膜)12的结构形成为单电池10，并经由被称作隔板(或双极板)1的电 极重合多个单电池10而构成。

该燃料电池用的隔板材料要求接触电阻低且将其作为隔板的使用中 能够长期维持的特性。作为具有这种特性的材料，目前也兼顾加工性及强 度方面，探讨了铝合金、不锈钢、镍合金、钛合金等金属材料的应用。

另一方面，例如汽车用燃料电池用隔板(以下称作隔板)中，强烈寻 求小型化、轻量化、低成本化。在该方面，铝由与不锈钢及钛合金相比， 轻量且加工性好并且廉价，故而作为理想的材料之一被期待。

而且，安置有隔板的燃料电池内的环境为高温且酸性环境，因此，在 由无垢的铝基板构成隔板的情况下，铝基板的表面短时间内被腐蚀，铝离 子从基板溶出，并且，电阻因基板表面生成的腐蚀生成物而增大，不能实 现作为隔板的作用。

对于这样的问题，为使铝基板兼备耐腐蚀性和导电性，专利文献1中 记载有在铝基板表面形成有碳层、碳化硅层、镍层、铬层、锡层中任一种 的隔板。另外，专利文献2、专利文献3中记载有重视耐腐蚀性，首先在 铝基板上形成多孔质的阳极氧化皮膜，并在其表面或孔内形成有导电性覆 膜(绝缘破坏区域)的隔板。专利文献4中记载有具备铝基板、和以经由 由镀镍层或镀铜层构成的第一中间层、由镀锡层或镀锡合金层构成的第二 中间层被覆铝基板的方式形成的含有导电材料的树脂层的隔板。

专利文献1：特开2000-58080号公报

专利文献2：特开2006-49209号公报

专利文献3：特开2005-243595号公报

专利文献4：特开2009-32671号公报

但是，专利文献1中，虽然通过单一层兼备耐腐蚀性和导电性，但单 一层中难以完全消除气孔，腐蚀有可能以该气孔为基点进行。另外，专利 文献2、专利文献3中，由于阳极氧化皮膜具有绝缘性，故而即使在其表 面形成导电性覆膜(绝缘破坏区域)，也不能充分降低电阻。专利文献4 中，由于树脂具有绝缘性，故而即使含有导电材料，也不能充分降低电阻。

发明内容

因此，本发明是为解决这样的问题而创立的，其目的在于，提供兼备 高导电性和耐腐蚀性且在燃料电池内可以长期稳定地使用的燃料电池用 隔板及其制造方法。

为解决上述课题，本发明提供一种燃料电池用隔板，其具备由纯铝或 铝合金构成的基板、和形成于所述基板上的镀敷层，其特征在于，所述镀 敷层具备形成于所述基板侧的铜层和形成于所述铜层上的锡层，所述锡层 形成于最表层，所述铜层的厚度为0.10μm以上，且所述锡层的厚度除以 所述铜层的厚度的值为0.1～50。

根据所述结构，由于具备锡层，从而能够将隔板的接触电阻长期维持 在低水平。另外，由于具备规定厚度的铜层及锡层，从而铜层及锡层的气 孔被抑制，并且由于具备铜层，从而基板和铜层、及铜层和锡层的密接性 提高，铜层及锡层的剥离被抑制。因此，能够防止基板被暴露于高温·酸 性环境中，从而铝粒子从基板的溶出降低，并且在基板表面生成的腐蚀生 成物的发生降低。另外，在铜层和锡层的界面形成在锡层中扩散了铜的扩 散层，该扩散层通过燃料电池(隔板)的工作温度而成长，将铜层和锡层 的界面生成的空隙填埋，因此，铜层和锡层的密接性提高。

本发明的燃料电池用隔板，所述基板和所述镀敷层之间还具备基底 层，所述基底层由选自镍、铬、铁、钴的金属或它们的合金构成。另外， 所述基底层的厚度为0.5μm以上。

根据所述结构，由于具备这些基底层，从而基板和铜层的密接性进一 步提高。

本发明的燃料电池用隔板，其特征在于，所述锡层为仅由锡构成的锡 单独层，所述锡单独层形成于最表层。

根据所述结构，由于锡层为锡单独层，从而能够容易地制造具有导电 性的锡层。