发明名称 燃料电池用分隔构件
摘要 本发明提供一种燃料电池用分隔构件,至少于金属基板的一面,设置混合树脂与导电性充填剂之树脂导电层的燃料电池用分隔构件,其特征为该树脂导电层包含:(a)体积电阻值在1.0 Ω.cm以下的第一树脂层;以及,(b)构成树脂导电层表面且体积电阻值比第一树脂层小的第二树脂层以及设置于第一树脂层与该金属基板界面且体积电阻值比第一树脂层小的第三树脂层中的至少一树脂层。该分隔构件,作为燃料电池,特别是固体高分子电解质型燃料电池用的分隔构件,集电性能以及成形性、强度以及耐腐蚀性优。
申请公布号 TWI267216 申请公布日期 2006.11.21
申请号 TW092125469 申请日期 2003.09.16
申请人 三菱树脂股份有限公司 发明人 宫川伦成
分类号 H01M2/16(2006.01) 主分类号 H01M2/16(2006.01)
代理机构 代理人 周良谋 新竹市东大路1段118号10楼;周良吉 新竹市东大路1段118号10楼
主权项 1.一种燃料电池用分隔构件,至少于金属基板的一面,设置由树脂与导电性充填剂混合而成之树脂导电层,其特征为,该树脂导电层包含:(a)体积电阻値在1.0.cm以下的第一树脂层;及(b)由构成树脂导电层表面且体积电阻値比该第一树脂层小的第二树脂层,以及体积电阻値比该第一树脂层小且设置于该第一树脂层与该金属基板界面的第三树脂层构成的族群所选出的至少一树脂层。2.如申请专利范围第1项的燃料电池用分隔构件,其中,该第二树脂层以及该第三树脂层,其各自之树脂层中之导电性充填剂的体积含有比率,均比该第一树脂层中的导电性充填剂的体积含有比率大。3.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该第二树脂层以及该第三树脂层,其各自之体积电阻値系在0.5.cm以下。4.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该第一树脂层系含有5-40体积%的导电性充填剂,而该第二树脂层以及该第三树脂层,其分别含有20-90体积%的导电性充填剂。5.如申请专利范围第4项的燃料电池用分隔构件,其中,该第一树脂层系含有8-15体积%的导电性充填剂。6.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该金属基板的材料,系选自不绣钢、钛、铝、铜、镍以及钢所构成的族群。7.如申请专利范围第6项的燃料电池用分隔构件,其中,该金属基板的表面,具有选自镍、锡、铜、钛、金、白金、银以及钯构成的族群中至少一种金属所构成之电镀层。8.如申请专利范围第6项的燃料电池用分隔构件,其中,该金属基板的表面受到粗糙化处理。9.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该导电性充填剂,系选自碳元素系材料、金属碳化物、金属氧化物、金属氮化物以及金属构成的族群。10.如申请专利范围第9项的燃料电池用分隔构件,其中,该导电性充填剂,系选自碳黑以及细微的碳纤维构成的族群。11.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该第二树脂层以及该第三树脂层各自之树脂层中所包含的脂导电性充填剂,包含有该细微的碳纤维。12.如申请专利范围第11项的燃料电池用分隔构件,其中,该细微的碳纤维,其纤维直径为0.001-0.5m,以及纤维长度为1-100m。13.如申请专利范围第9项的燃料电池用分隔构件,其中,该第一树脂层所包含之导电性充填剂,包含碳黑。14.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该树脂,系选自氟树脂、氟橡胶、聚烯烃树脂构成的族群。15.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该第一树脂层的厚度在5-300m的范围,该第二树脂层以及该第三树脂层各自之厚度在0.1-20m的范围。16.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该树脂导电层,系具备有该第一树脂层以及该第二树脂层。17.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,该树脂导电层,系具备有该第一树脂层以及该第三树脂层。18.如申请专利范围第1项或第2项的燃料电池用分隔构件,其中,其中,该树脂导电层,系具备有该第一树脂层、第二树脂层以及该第三树脂层。19.一种燃料电池用分隔构件的制造方法,用以制造如申请专利范围第1至18项中任一项的燃料电池用分隔构件,包含以下步骤:于金属基板的至少一面,将混有树脂与导电性充填剂之树脂导电层叠层的步骤;于具树脂导电层叠层的基板上,藉由冲压加工形成构成气体通路的突起部以及沟部的步骤。20.如申请专利范围第19项的燃料电池用分隔构件的制造方法,其中,在藉由冲压加工形成突起部以及沟部的步骤后,更包含加热退火步骤。21.一种燃料电池用分隔构件的制造方法,用以制造如申请专利范围第1至18项中任一项的燃料电池用分隔构件,包含以下步骤:于金属基板的至少一面,将混有树脂与导电性充填剂之树脂导电层叠层的步骤;于该树脂导电层叠层的金属基板的最外层表面,包覆保护膜的步骤;于包覆保护膜的基板,藉由冲压加工形成构成气体通路的突起部以及沟部的步骤;从形成突起部以及沟部的基板上,剥离保护膜的步骤。22.如申请专利范围第21项的燃料电池用分隔构件的制造方法,其中,藉由冲压加工形成构成气体通路的突起部以及沟部的步骤后,更包含加热退火步骤。23.如申请专利范围第22项的燃料电池用分隔构件的制造方法,其中,从形成突起部以及沟部的基板上,剥离保护膜的步骤后,更包含加热退火步骤。24.如申请专利范围第21至23项中任一项的燃料电池用分隔构件的制造方法,其中,该保护膜拉伸断裂延伸率纵横方向均为150%以上。25.如申请专利范围第21至23项中任一项的燃料电池用分隔构件的制造方法,其中,该保护膜的厚度系5-100m。图式简单说明:图1表示燃料电池的分隔构件附近的模型图。图2表示本发明的分隔构件的层构造的一例。图3表示本发明的分隔构件的层构造的一例。图4表示面积电阻的测定方法。图5表示所施加的面压力与面积电阻値的关系图。
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