[发明专利]燃料电池用隔板及其制造方法

说明书

本公开涉及燃料电池用隔板及其制造方法，燃料电池用隔板的制造方法包括：提供具有纤维片材和被应用于上述纤维片材的碳粒子以及树脂的原料片材；和以具备形成气体流通用的流路的凹凸形状的方式冲压原料片材来获得顶部以及过渡部，在原料片材的冲压中，以顶部的下压率高于过渡部的下压率的方式冲压原料片材。

技术领域

本公开涉及燃料电池用隔板及其制造方法。本公开特别涉及碳材料系的燃料电池用隔板及其制造方法。

背景技术

作为针对环境问题等的对策之一，燃料电池备受关注。燃料电池通过燃料气体与氧化气体的电化学反应来进行发电。

当发电时，在阳极侧被供给氢气作为燃料气体(阳极气体)，发生从氢气生成氢离子与电子的反应，氢离子从电解质中通过向阴极侧移动，电子通过燃料电池外的电路到达阴极。另一方面，在阴极侧被供给氧气或者空气作为氧化气体(阴极气体)，发生氧与氢离子以及电子反应而生成水(水蒸气)的反应。

燃料电池通常通过将多个如上述那样发电的单电池层叠来实现高输出的发电。在划分单电池的隔板形成有用于供给发电时所需的燃料气体以及氧化气体、并将所产生的水(水蒸气)排出的流路。隔板被要求能够将上述的供给气体(燃料气体以及氧化气体)以及排出气体(水蒸气)完全分离的高的不透气性、和用于减小燃料电池的内部电阻的高的导电性。

作为满足上述的要求的燃料电池用隔板，大体可举出金属材料系隔板与碳材料系隔板。

金属材料虽然比重大，但由于强度优良且具有高的导电性，所以金属材料系隔板薄且导电性优良。然而，金属材料系隔板为了维持耐腐蚀性而能够选择的材质受限、或需要实施表面处理等成为课题。

另一方面，碳材料由于比重小、具有高的导电性且耐腐蚀性优良，所以对碳材料系隔板进行了各种研究。例如，在日本特开2016－81901中公开了一种对含有矩阵树脂以及碳纤维的无纺布进行热冲压加工而在至少一方的面设置了气体流通用的凹部的燃料电池用隔板。在日本特开2008－91097中公开了一种含有碳材料以及热塑性树脂并通过凹凸加工而设置了气体流通用流路的燃料电池用隔板。另外，在日本特开2008－91097中公开了如下内容：燃料电池用隔板中的碳材料含有直径为200nm以下的碳纤维，凹凸形状的顶部的壁厚比其他部位的壁厚薄。

碳材料系的隔板为了确保强度而含有树脂。本发明人们发现了由于树脂阻碍导电性，所以在现有的碳材料系的隔板中期望导电性的进一步提高这一课题。

发明内容

本公开是为了解决上述课题而完成的。即，本公开的目的在于，提供导电性比以往提高的碳材料系的燃料电池用隔板及其制造方法。

本发明人们为了实现上述目的而进行了深入研究，完成了本公开的燃料电池用隔板及其制造方法。本公开的燃料电池用隔板及其制造方法包括如下方式。

〈1〉一种燃料电池用隔板的制造方法，其中，包括：

提供具有纤维片材和被应用于上述纤维片材的碳粒子以及树脂的原料片材；和

以具备形成气体流通用流路的上述凹凸形状的方式冲压上述原料片材，来获得顶部以及过渡部，

在上述原料片材的冲压中，以上述顶部的下压率高于上述过渡部的下压率的方式冲压上述原料片材。

〈2〉根据〈1〉项所述的方法，其中，上述顶部的下压率为上述过渡部的下压率的1.2～2.0倍。

〈3〉根据〈1〉或者〈2〉项所述的方法，其中，上述纤维片材包括具有1～100μm的纤维直径及1～30mm的纤维长度的碳纤维以及树脂纤维中的至少任意一个。

〈4〉根据〈1〉～〈3〉项中任一项所述的方法，其中，在上述纤维片材含浸碳粒子以及热固性树脂来提供上述原料片材。