燃料电池用膜电极接合体的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，该制造方法可以在抑制对电解质膜造成损害的同时，防止所需要的催化剂层被除去。燃料电池用膜电极接合体MEA的制造方法具备下述步骤：将高分子电解质膜PEM与带第1催化剂层的基材GDE1接合的步骤；按照使与高分子电解质膜PEM接合的带第1催化剂层的基材GDE1为规定形状的方式用激光LB对该基材GDE1刻入刻痕CL的步骤；将带第1催化剂层的基材GDE1中的不需要部分GDE12从高分子电解质膜PEM上剥离的步骤；和，在高分子电解质膜PEM的另一个面形成第2催化剂层121，按照与一个面接合的规定形状的带第1催化剂层的基材GDE11被包围的方式对高分子电解质膜PEM和第2催化剂层121进行冲压的步骤；等，激光LB具有不透过带第1催化剂层的基材GDE1而透过高分子电解质膜PEM的波长。

Method for manufacturing membrane electrode assembly for fuel cell

The subject of the present invention is to provide a method of manufacturing a membrane electrode assembly for a fuel cell that prevents damage to the electrolyte membrane and prevents the desired catalyst layer from being removed. Method for manufacturing membrane electrode assembly for MEA fuel cell has the following steps: a substrate GDE1 polymer electrolyte membrane with first PEM catalyst layer bonding step; and to make polymer electrolyte membrane PEM bonded with first GDE1 substrate catalyst layer to a predetermined shape by means of laser LB on the substrate GDE1 carved into the notch CL the GDE1 substrate with first steps; the catalyst layer in the GDE12 part does not need to be stripped from the polymer electrolyte membrane PEM on the steps; and, in another side of a polymer electrolyte membrane formation of PEM second catalyst layer 121, shape in accordance with the provisions in connection with a surface with first catalyst layer substrate surrounded by GDE11 the way of stamping of polymer electrolyte membrane catalyst layer 121 PEM and second steps; etc., laser LB is not through the substrate with first GDE1 catalyst layer through the polymer electrolyte membrane P EM wavelength.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用膜电极接合体的制造方法
本专利技术涉及一种在电解质膜的两面层积有电极层的燃料电池用膜电极接合体的制造方法。
技术介绍
燃料电池的膜电极接合体(MEA)例如如专利文献1所记载的那样，具有隔着电解质膜而在其两面层积有催化剂层和扩散层(一并称为“电极层”)的结构。另外，为了确保两面的电极层彼此的绝缘，为了取得爬电距离，一个电极层按照电解质膜露出到其周边的方式构成。作为制造这样的MEA的方法，如专利文献2中记载的那样，有预先在扩散层基材上形成催化剂层并将其与电解质膜接合的方法。另一方面，如专利文献3中记载的那样提出了下述方法：为了提高MEA的制造效率，以卷对卷法连续制造MEA。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5611604号公报专利文献2：日本专利第3273591号公报专利文献3：日本特开2010-119967号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，若将专利文献2中记载的带催化剂层的扩散层与电解质膜接合并通过卷对卷法制造MEA，则要考虑下述的步骤。首先，在由电解质膜辊中放卷出的电解质膜的单面或双面进行由带催化剂层的扩散层辊中放卷出的带催化剂层的扩散层的层积、接合。并且，将带催化剂层的扩散层中的多余部分从电解质膜上剥离，进而将电解质膜和带催化剂层的扩散层切割成规定形状，完成MEA。为了对这样的带催化剂层的扩散层进行切割，考虑照射激光。但是，若该激光在电解质膜中的吸收率高，则会损害至电解质膜。此外，在电解质膜的另一个面也形成有催化剂层的情况下，照射激光时另一个面的催化剂层也会被除去。本专利技术的目的在于提供一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，该制造方法可以在抑制对电解质膜造成损害的同时，防止所需要的催化剂层被除去。用于解决课题的方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其具备下述步骤：准备电解质膜(例如，后述的高分子电解质膜PEM)的步骤(例如，后述的步骤1)；准备在片状的基材的一个面形成有第1催化剂层(例如，后述的第1催化剂层111)的带催化剂层的基材(例如，后述的带第1催化剂层的基材GDE1)的步骤(例如，后述的步骤2)；按照上述第1催化剂层面对上述电解质膜的一个面的方式，在上述电解质膜的一个面上层积上述带催化剂层的基材的步骤(例如，后述的步骤3)；将上述电解质膜与上述带催化剂层的基材接合的步骤(例如，后述的步骤4)；按照使与上述电解质膜接合的上述带催化剂层的基材为规定形状的方式对上述带催化剂层的基材用能量射线(例如，后述的激光LB)刻入刻痕(例如，后述的刻痕CL)的步骤(例如，后述的步骤5)；将上述带催化剂层的基材中的上述规定形状的部分(例如，后述的规定形状的部分GDE11)以外的不需要部分(例如，后述的不需要部分GDE12)从上述电解质膜上剥离的步骤(例如，后述的步骤6)；和，在上述电解质膜的另一个面形成第2催化剂层(例如，后述的第2催化剂层121)，按照与上述电解质膜的上述一个面接合的上述规定形状的上述带催化剂层的基材被包围的方式对上述电解质膜和上述第2催化剂层进行冲压的步骤(例如，后述的步骤7)，上述能量射线不透过上述带催化剂层的基材而透过上述电解质膜。本专利技术中，首先，仅在电解质膜的一个面接合带催化剂层的基材，之后使用不透过带催化剂层的基材而透过电解质膜的激光等能量射线对不需要部分进行切割、剥离而将其除去，其后在另一个面形成催化剂层。这样，由于在切割成规定形状并进行除去后再在另一个面形成催化剂层，因而该催化剂层不会被透过电解质膜的能量射线所除去。因此，根据本专利技术，可以在抑制对电解质膜造成损害的同时，防止所需要的催化剂层被除去。另外，为了达到上述目的，本专利技术提供一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其具备下述步骤：准备电解质膜(例如，后述的高分子电解质膜PEM)的步骤(例如，后述的步骤1)；准备在片状的基材的一个面形成有第1催化剂层(例如，后述的第1催化剂层111)的带催化剂层的基材(例如，后述的带第1催化剂层的基材GDE1)的步骤(例如，后述的步骤2)；按照上述第1催化剂层面对上述电解质膜的一个面的方式，在上述电解质膜的一个面上层积上述带催化剂层的基材的步骤(例如，后述的步骤3)；将上述电解质膜与上述带催化剂层的基材接合的步骤(例如，后述的步骤4)；按照使与上述电解质膜接合的上述带催化剂层的基材为规定形状的方式对上述带催化剂层的基材用能量射线(例如，后述的激光LB)将上述规定形状的部分(例如，后述的规定形状的部分GDE11)以外的不需要部分(例如，后述的不需要部分GDE12)除去的步骤(例如，后述的步骤15)；和，在上述电解质膜的另一个面形成第2催化剂层(例如，后述的第2催化剂层121)，按照与上述电解质膜的上述一个面接合的上述规定形状的上述带催化剂层的基材被包围的方式对上述电解质膜和上述第2催化剂层进行冲压的步骤(例如，后述的步骤7)，上述能量射线不透过上述带催化剂层的基材而透过上述电解质膜。本专利技术中，首先，仅在电解质膜的一个面接合带催化剂层的基材，之后使用不透过带催化剂层的基材而透过电解质膜的激光等能量射线将不需要部分直接除去，其后在另一个面形成催化剂层。这样，由于在以规定形状除去后再在另一个面形成催化剂层，因而该催化剂层不会被透过电解质膜的能量射线所除去。因此，根据本专利技术，可以在抑制对电解质膜造成损害的同时，防止所需要的催化剂层被除去。上述的各专利技术中，上述能量射线优选对上述电解质膜的透过率为80％以上。本专利技术中，使用对电解质膜的透过率为80％以上的激光。由此，通过使用透过性高的能量射线，可以更确实地抑制对电解质膜造成损害。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，该制造方法可以在抑制对电解质膜造成损害的同时，防止所需要的催化剂层被除去。附图说明图1是示出本专利技术的第1实施方式的燃料电池用膜电极接合体MEA的制造线1的示意图。图2是示出激光器装置14的激光LB的波长与透过率的关系的曲线图。图3是所制造的燃料电池用膜电极接合体MEA的截面图。图4是示出本专利技术的第2实施方式的燃料电池用膜电极接合体MEA的制造线2的示意图。具体实施方式关于本专利技术的实施方式，参照附图进行详细说明。需要说明的是，在第2实施方式的说明中，对于与第1实施方式共通的构成、作用和效果附以相同符号等，以适当省略其说明。[第1实施方式]图1是示出本专利技术的第1实施方式的燃料电池用膜电极接合体MEA的制造线1的示意图。图2是示出激光器装置14的激光LB的波长与透过率的关系的曲线图。图3是所制造的燃料电池用膜电极接合体MEA的截面图。图1所示的燃料电池用膜电极接合体(MembraneElectrodeAssembly)MEA的制造线1通过以卷对卷法连续化，从而提高了燃料电池用膜电极接合体MEA的制造效率。具体来说，燃料电池用膜电极接合体MEA的制造线1具备电解质膜辊10、第1基材辊11、上下一对临时接合辊12,13、激光器装置14、回收辊15、第2基材辊17、上下一对接合辊18,19和切割器20等。电解质膜辊10是准备连续的片状(带状)的高分子电解质膜(PolymerElectrolyteMembrane)PEM的辊，在制造线1的上游绕水平轴旋转。该电解质膜辊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其具备下述步骤：准备电解质膜的步骤；准备带催化剂层的基材的步骤，在该带催化剂层的基材中，在片状的基材的一个面形成有第1催化剂层；按照所述第1催化剂层面对所述电解质膜的一个面的方式，将所述带催化剂层的基材层积于所述电解质膜的一个面上的步骤；将所述电解质膜与所述带催化剂层的基材接合的步骤；按照使与所述电解质膜接合的所述带催化剂层的基材为规定形状的方式对所述带催化剂层的基材用能量射线刻入刻痕的步骤；将所述带催化剂层的基材中的所述规定形状的部分以外的不需要部分从所述电解质膜上剥离的步骤；和，在所述电解质膜的另一个面形成第2催化剂层，按照与所述电解质膜的所述一个面接合的所述规定形状的所述带催化剂层的基材被包围的方式对所述电解质膜和所述第2催化剂层进行冲压的步骤，所述能量射线不透过所述带催化剂层的基材而透过所述电解质膜。

【技术特征摘要】
2016.03.18 JP 2016-0557121.一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其具备下述步骤：准备电解质膜的步骤；准备带催化剂层的基材的步骤，在该带催化剂层的基材中，在片状的基材的一个面形成有第1催化剂层；按照所述第1催化剂层面对所述电解质膜的一个面的方式，将所述带催化剂层的基材层积于所述电解质膜的一个面上的步骤；将所述电解质膜与所述带催化剂层的基材接合的步骤；按照使与所述电解质膜接合的所述带催化剂层的基材为规定形状的方式对所述带催化剂层的基材用能量射线刻入刻痕的步骤；将所述带催化剂层的基材中的所述规定形状的部分以外的不需要部分从所述电解质膜上剥离的步骤；和，在所述电解质膜的另一个面形成第2催化剂层，按照与所述电解质膜的所述一个面接合的所述规定形状的所述带催化剂层的基材被包围的方式对所述电解质膜和所述第2催化剂层进行冲压的步骤，所述能量射线不透过所述带催化剂层的基材...

【专利技术属性】
技术研发人员：横井麻衣，松尾和秀，小西俊介，堀裕一，室本信义，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP