燃料电池的隔板制造技术

本实用新型专利技术涉及燃料电池的隔板。隔板(3)设于通过在厚度方向上层叠从而形成燃料电池的电池堆的燃料电池单体。隔板(3)形成为利用一对第1层(21)将第2层(22)在厚度方向上夹着的三层构造。在第1层(21)和第2层(22)分别含有导电性纤维(23)、(26)。通过设为使第1层(21)和第2层(22)所含有的导电性纤维彼此在多个部位相互接触的状态，从而使隔板(3)的导电性提高。不仅在第1层(21)含有导电性纤维在第2层(22)也含有导电性纤维，因此隔板(3)的导电性良好。因此隔板(3)的导电性良好。因此隔板(3)的导电性良好。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的隔板


[0001]本技术涉及燃料电池的隔板。

技术介绍

[0002]通过将燃料电池单体在其厚度方向上层叠从而形成燃料电池的电池堆。燃料电池单体具备：片状的膜电极气体扩散层接合体(MEGA：Membrane Electrode Gas
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diffusion Assembly)；以及一对隔板，该一对隔板在厚度方向上夹着膜电极气体扩散层接合体。一对隔板形成用于将燃料气体(氢气等)和氧化气体(空气等)相对于膜电极气体扩散层接合体给排的流路。另外，一对隔板作为燃料电池的集电体发挥功能。
[0003]一对隔板中的一者即第1隔板配置于膜电极气体扩散层接合体的阴极侧。一对隔板中的另一者即第2隔板配置于膜电极气体扩散层接合体的阳极侧。氢气等燃料气体在第2隔板与膜电极气体扩散层接合体的阳极侧之间流动。空气等氧化气体在第1隔板与膜电极气体扩散层接合体的阴极侧之间流动。基于燃料气体和氧化气体的在膜电极气体扩散层接合体处的反应从而在燃料电池中进行发电。
[0004]在日本特开2001
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15131号公报中，作为上述隔板，公开了形成为利用一对第1层将第2层在厚度方向上夹着的三层构造的隔板。在该隔板中，为了恰当地调整隔板的特性而分别选择第1层和第2层的材质。在该隔板中，在第1层含有导电性纤维，第2层由膨胀石墨片材形成。
[0005]针对上述隔板而言，由于作为燃料电池的集电体而发挥功能，因此谋求导电性。因此对隔板使用导电性纤维和膨胀石墨片材。另外，由于在隔板形成将燃料气体、氧化气体相对于膜电极气体扩散层接合体给排的流路，因此也谋求气密性。因此对隔板使用膨胀石墨片材。

技术实现思路

[0006]技术要解决的问题
[0007]形成隔板的第2层的膨胀石墨片材的优点在于使隔板具有气密性，但无法使隔板具有充分的水平的导电性。因此，在日本特开2001
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15131号公报所公开的隔板中，作为集电体谋求对性能产生影响的导电性的进一步改善。
[0008]本技术的目的在于提供一种能够使导电性良好的燃料电池的隔板。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]为了解决上述的问题，根据本技术的第一技术方案，提供了一种隔板，其设于通过在厚度方向上层叠从而形成燃料电池的电池堆的燃料电池单体，并且成为利用第1层将第2层在厚度方向上夹着的三层构造。在所述第1层和所述第2层分别含有导电性纤维。
[0011]也可以是，所述第1层所含有的导电性纤维的长度与所述第2层所含有的导电性纤维的长度不同。
[0012]也可以是，所述第1层所含有的导电性纤维比所述第2层所含有的导电性纤维短。
[0013]也可以是，在所述第1层含有用于使导电性纤维彼此在相互接触的状态下结合的热塑性树脂。
[0014]也可以是，在所述第1层和所述第2层中的至少一者含有石墨粉末。
[0015]根据该结构，在隔板的第1层和第2层中通过设为使导电性纤维彼此在多个部位相互接触的状态，从而使导电性提高。不仅在第1层含有导电性纤维在第2层也含有导电性纤维，因此隔板的导电性良好。
附图说明
[0016]图1是表示燃料电池的电池堆的剖视图。
[0017]图2是表示隔板的剖视图。
具体实施方式
[0018]以下，参照图1和图2对燃料电池的隔板的一个实施方式进行说明。
[0019]如图1所示，通过将燃料电池单体1在其厚度方向上层叠从而形成燃料电池的电池堆。燃料电池单体1具备：片状的膜电极气体扩散层接合体2；以及一对隔板3，该一对隔板3在厚度方向上夹着膜电极气体扩散层接合体2。
[0020]膜电极气体扩散层接合体2具备：电解质层5，其例如由固体高分子膜形成；阴极电极层6，其与电解质层5的上表面接合；以及阳极电极层7，其与电解质层5的下表面接合。而且，阴极电极层6的与电解质层5所在侧相反的那一侧的面被气体扩散层8覆盖。阳极电极层7的与电解质层5所在侧相反的那一侧的面被气体扩散层9覆盖。
[0021]一对隔板3中的一者即第1隔板3配置于膜电极气体扩散层接合体2的阴极侧。在隔板3中以平行且彼此不同的方式形成有多个凹状部11和多个凸状部12。凸状部12与阴极电极层6侧的气体扩散层8接触。在隔板3中，在位于凸状部12之间的凹状部11的内侧即凹状部11与膜电极气体扩散层接合体2的气体扩散层8之间形成有供流入了燃料电池的电池堆的氧化气体流动的流路13。气体扩散层8是为了将在流路13内流动的氧化气体高效地向阴极电极层6引导而设置的，由具有导电性的无纺布等形成。经过了流路13的氧化气体从燃料电池的电池堆流出。
[0022]一对隔板3中的另一者即第2隔板3配置于膜电极气体扩散层接合体2的阳极侧。在隔板3中以平行且彼此不同的方式形成有多个凹状部14和多个凸状部15。凸状部15与阳极电极层7侧的气体扩散层9接触。在隔板3中，在位于凸状部15之间的凹状部14的内侧即凹状部14与膜电极气体扩散层接合体2的气体扩散层9之间形成有供流入了燃料电池的电池堆的燃料气体流动的流路16。气体扩散层9是为了将在流路16内流动的燃料气体高效地向阳极电极层7引导而设置的，由具有导电性的无纺布等形成。经过了流路16的燃料气体从燃料电池的电池堆流出。
[0023]在向膜电极气体扩散层接合体2的阳极电极层7供给燃料气体并且向膜电极气体扩散层接合体2的阴极电极层6供给氧化气体时，基于燃料气体和氧化气体的在膜电极气体扩散层接合体2处的反应从而在燃料电池单体1中进行发电。在燃料电池单体1中，在发电时会产生与发热相伴的热膨胀，另一方面，在发电停止时会产生与冷却相伴的热收缩。
[0024]接着，对隔板3详细地进行说明。
[0025]如图2所示，隔板3是利用一对第1层21将第2层22在厚度方向上夹着的三层构造。
[0026]在第1层21和第2层22分别含有导电性纤维。第1层21所含有的导电性纤维23的长度与第2层22所含有的导电性纤维26的长度不同。在该例子中，第1层21所含有的导电性纤维23比第2层22所含有的导电性纤维26短，例如，第1层21所含有的导电性纤维23的长度相对于第2层22所含有的导电性纤维26的长度为十分之一左右。
[0027]在第1层21除了含有导电性纤维23之外还含有石墨粉末27。使用用于使导电性纤维23在彼此接触的状态下彼此结合的热塑性树脂24和用于使隔板3具有韧性的弹性体25来形成第1层21。详细来说，通过对将导电性纤维23、热塑性树脂24、弹性体25以及石墨粉末27混合而成的混合物实施热压加工来形成第1层21。
[0028]作为热塑性树脂24，能够使用聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。另外，作为弹性体25，能够使用橡胶等。
[0029]在第2层22除了含有导电性纤维26之外还含有石墨粉末27。通过对相对于导电性纤维26混合石墨粉末27而成的混合物实施热压加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的隔板，其特征在于，该燃料电池的隔板设于通过在厚度方向上层叠从而形成燃料电池的电池堆的燃料电池单体，并且成为利用第1层将第2层在厚度方向上夹着的三层构造，在所述第1层和所述第2层分别含有导电性纤维。2.根据权利要求1所述的燃料电池的隔板，其特征在于，所述第1层所含有的导电性纤维的长度与所述第2层所含有的导电性纤维的长度不同。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：河边聪，
申请(专利权)人：丰田纺织株式会社，
类型：新型
国别省市：