燃料电池用多孔隔离件的制备方法和燃料电池用多孔隔离件技术

本发明专利技术的一个示例性实施方案提供了制备燃料电池用多孔隔离件的方法，所述方法包括：准备复数个多孔图案结构，每一个多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与所述一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，其中在制备多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与所述一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池用多孔隔离件的制备方法和燃料电池用多孔隔离件
本说明书要求于2016年5月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0056649号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及制备燃料电池用多孔隔离件的方法和燃料电池用多孔隔离件。
技术介绍
燃料电池的基本结构是这样的结构：其中交替并重复地堆叠有产生电化学反应的膜电极组件(MEA)、使反应气体均匀地分散至MEA的为多孔介质的气体扩散层(GDL)，和隔离件。燃料电池中的聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)是通过氢和氧的电化学反应直接发电的发电装置。在PEMFC中，通过阳极供应氢并且氧被供应至阴极。通过阳极供应的氢被形成在电解质两侧的电极层分离成氢离子和电子。氢离子穿过电解质膜并被传递至阴极，电子通过外部导线被收集穿过隔离件以产生电流。此外，被传递至阴极的氢离子与供应的空气中的氧相遇而产生水。隔离件用作收集和传递所产生的电流的结构，防止氢与氧直接接触以防止爆炸和燃烧的风险，传输反应气体和产物，传递反应热，并接合各电极和催化剂以及气体扩散层。多孔隔离件分配燃料电池的燃料并改善电化学性能，但是多孔隔离件具有非常复杂的整体形状和结构，并且由于复杂的形状而难以形成和批量生产隔离件。为了制备多孔隔离件，使用蚀刻处理方法或冲压处理方法，但是消耗了大量的制备成本和制备时间，并且由于形成中的局限性，难以制备具有微小的不同形状的多孔隔离件。相关技术文献是韩国专利申请特许公开第10-2015-0134583号(专利文献1)，并且该文献描述了用于燃料电池的隔离件和包括该隔离件的燃料电池。相关技术文献[专利文献]专利文献1：韩国专利申请特许公开第10-2015-0134583号
技术实现思路
技术问题本专利技术涉及制备燃料电池用多孔隔离件的方法和燃料电池用多孔隔离件。技术方案本专利技术的一个示例性实施方案提供了制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法包括：准备复数个多孔图案结构，每一个多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，其中在制备多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。本专利技术的另一示例性实施方案提供了燃料电池用多孔隔离件，该多孔隔离件包括：复数个堆叠的多孔图案结构，每一个多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心，其中在该复数个多孔图案结构中，相邻多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。本专利技术的又一示例性实施方案提供了燃料电池，该燃料电池包括根据本专利技术的另一示例性实施方案的燃料电池用多孔隔离件。有益效果根据本专利技术的示例性实施方案，可以提供制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法能够简单且容易地制备具有复杂形状的燃料电池用多孔隔离件。根据本专利技术的另一示例性实施方案，可以提供燃料电池用多孔隔离件，其具有改进的燃料分配性能和批量生产可用性。附图说明图1a至1c是示出了根据本专利技术的一个示例性实施方案的形成有复数个单元孔的多孔图案结构的图。图2a至2c是示出了根据本专利技术的一个示例性实施方案的堆叠多孔图案结构以制备燃料电池用多孔隔离件的情况的图。图3是示出了根据本专利技术的示例性实施方案，根据由相邻多孔图案结构的中心轴形成的角度来形成新的流路图案的情况的图。图4是示出了根据本专利技术的示例性实施方案以使得多孔图案结构的中心轴彼此间隔开的方式堆叠多孔图案结构以制备燃料电池用多孔隔离件的情况的图。图5是示出了堆叠多孔图案结构以制备根据本专利技术的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的情况的图。图6是示出了堆叠多孔图案结构以制备根据本专利技术的实施例2的燃料电池用多孔隔离件的情况的图。图7是示出包括根据本专利技术的实施例1的燃料电池用多孔隔离件的燃料电池和包括根据比较例1的隔离件的燃料电池的I-V曲线的图。具体实施方式在整个本说明书中，除非有明确相反的描述，否则词语“包括”以及诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为暗示包括所声称的要素但不排除任何其它要素。此外，在本说明书中，当说特定构件位于另一构件“上”时，这包括在两个构件之间存在又一构件的情况，以及该特定构件与该另一构件接触的情况。下文中，将对本说明书进行更详细的描述。本专利技术的一个示例性实施方案提供了制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法包括：准备复数个多孔图案结构，所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，并且在制备多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴间隔开，或者一个多孔图案结构的中心轴和与该一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴以大于0°但小于90°的角度相交。根据本专利技术的示例性实施方案，可以提供制备燃料电池用多孔隔离件的方法，该方法能够简单且容易地制备具有复杂形状的燃料电池用多孔隔离件。根据本专利技术的示例性实施方案，包括在多孔图案结构中的复数个单元孔可以规则地重复，并且可以具有相同的形状。复数个单元孔形成在多孔图案结构上，使得多孔图案结构可以具有网格形状的多孔图案。根据本专利技术的示例性实施方案，单元孔可以具有圆形形状、多边形形状或由曲线形成的形状。特别地，除了圆形形状之外，单元孔可以具有诸如椭圆形形状和半球形形状的形状。此外，除了多边形(例如三角形、四边形、五边形和六边形)之外，单元孔还可以具有其中多边形的一条或更多条边由曲线形成的形状。然而，单元孔的前述形状仅是用于描述的示例，并不限制单元孔的形状。根据本专利技术的示例性实施方案，多孔图案结构可以具有形状如网格的多孔图案。特别地，根据形成在多孔图案结构中的复数个单元孔的重复形式，多孔图案结构可以具有孔图案、线图案和网格图案的多孔图案。图1a至1c是示出了根据本专利技术的一个示例性实施方案的形成有复数个单元孔的多孔图案结构的图。图1a是示出了其中形成有孔图案的多孔图案的多孔图案结构的图，图1b是示出了其中形成有网格图案的多孔图案的多孔图案结构的图，以及图1c是示出了其中形成有线图案的多孔图案的多孔图案结构的图。参照图1a，多孔图案结构100a可以具有孔图案的多孔图案，其中单元孔110a的边界彼此间隔开。也就是说，多孔图案结构100a可以具有网格形式的多孔图案，其中复数个单元孔110a形成孔图案。此外，单元孔110a可以具有圆形形状、椭圆形形状、半球形形状或由曲线形成的形状。当多孔图案结构100a具有孔图案的多孔图案时，每个单元孔110a的面积可以为0.5mm2或更大且7mm2或更小，并且特别地，面积可以为2mm2或更大且5mm2或更小。此外，一个单元孔和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔可以在以一个单元孔的中心和与该一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心之间的距离为5mm或更小彼此间隔开的同时形成在多孔图案结构上。参照图1b，多孔图案结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备燃料电池用多孔隔离件的方法，所述方法包括：准备复数个多孔图案结构，每一个所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在该多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与所述一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠所述复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，其中在制备所述多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与所述一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.09 KR 10-2016-00566491.一种制备燃料电池用多孔隔离件的方法，所述方法包括：准备复数个多孔图案结构，每一个所述多孔图案结构包括复数个规则重复的单元孔并且在该多孔图案结构中中心轴被设置成穿过一个单元孔的中心和与所述一个单元孔相邻的另一个单元孔的中心；以及通过堆叠所述复数个多孔图案结构来制备多孔隔离件，其中在制备所述多孔隔离件时，一个多孔图案结构的中心轴和与所述一个多孔图案结构相邻的另一个多孔图案结构的中心轴彼此间隔开或者相交形成大于0°但小于90°的角度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述复数个多孔图案结构的所述单元孔交叠，使得所述多孔隔离件形成有三维流路图案。3.根据权利要求1所述的方法，其中每一个所述多孔图案结构的所述单元孔具有相同的形状。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述单元孔具有圆形形状、多边形形状或由曲线形成的形状。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多孔隔离件包括2至5个多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李达霍拉，杨栽春，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR