燃料电池用膜电极接合体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种使燃料电池的生产性和性能显著提高的燃料电池用膜电极接合体的制造方法。其具备：在移动的基材（９）上，通过涂布担载了贵金属的第１涂料而形成第１催化剂层（２０１）的第１催化剂层形成工序、通过在第１催化剂层（２０１）处于湿状态期间，将包含具有氢离子导电性的树脂的第２涂料涂布在已形成的第１催化剂层（２０１）上而形成电解质层（３０１）的电解质形成工序、使已形成的电解质层（３０１）干燥的干燥工序、通过将担载了贵金属的第３涂料涂布在被干燥了的电解质层（３０１）上而形成第２催化剂层（４０１）的第２催化剂层形成工序。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【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申请是申请号为03822987.0、申请日为2005年3月25日、专利技术名称为燃料电池用膜电极接合体的制造方法的分案申请。
本专利技术涉及制造固体高分子型燃料电池中所使用的燃料电池用膜电极接合体的燃料电池用膜电极接合体的制造方法、其制造装置、膜电极接合体、燃料电池用高分子电解质涂料及高分子电解质型燃料电池。
技术介绍
燃料电池是使含有氢的燃料气体和含有氧等的氧化剂气体发生电化学反应而产生电能的物体。在燃料电池中，例如有磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池、氧化物型燃料电池及高分子电解质型燃料电池等。高分子电解质型燃料电池(PEFC)通过使含有氢的燃料气体、空气等、含有氧的氧化剂气体发生电化学反应，就可以同时产生电能和热。也将燃料气体和氧化剂气体合并称为反应气体。PEFC是将电解质作为高分子电解质膜使用的燃料电池，所述高分子电解质膜选择性地传导氢离子。另外，PEFC具备包括夹隔所述高分子电解质膜而层叠了一对电极的构造的接合体。将此种包括高分子电解质膜和一对电极的接合体称为膜电极接合体(MEA)。在MEA中的所述电极中，含有用于使电化学反应进行的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，具备：将包括第１催化剂和具有氢离子传导性的树脂的第１涂料涂布在基材上而形成第１层的第１工序、将包括具有氢离子传导性的树脂的第２涂料涂布在所述第１层上而形成第２层的第２工序、 在所述第２层干燥前，将包括第２催化剂和具有氢离子传导性的树脂和溶剂的第３涂料涂布在所述第２层上而形成第３层，制作包括所述第１层、所述第２层和所述第３层的叠层体的第３工序，所述溶剂以４０重量％以上的比例包含在１个气压下的沸点在１２ ０℃以上的有机溶剂，将所述叠层体干燥的干燥工序中的９０％以上的工序的温度处于从６０℃到８...

【技术特征摘要】
JP 2002-7-29 2002-220214;JP 2002-8-28 2002-2496441.一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，具备：将包括第1催化剂和具有氢离子传导性的树脂的第1涂料涂布在基材上而形成第1层的第1工序、将包括具有氢离子传导性的树脂的第2涂料涂布在所述第1层上而形成第2层的第2工序、在所述第2层干燥前，将包括第2催化剂和具有氢离子传导性的树脂和溶剂的第3涂料涂布在所述第2层上而形成第3层，制作包括所述第1层、所述第2层和所述第3层的叠层体的第3工序，所述溶剂以40重量％以上的比例包含在1个气压下的沸点在120℃以上的有机溶剂，将所述叠层体干燥的干燥工序中的90％以上的工序的温度处于从60℃到80℃的范围内。2.一种燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，具备：将包括第1催化剂和具有氢离子传导性的树脂的第1涂料涂布在基材上而形成第1层的第1工序、将包括具有氢离子传导性的树脂的第2涂料涂布在所述第1层上而形成第2层的第2工序、在所述第2层干燥前，将包括第2催化剂和具有氢离子传导性的树脂和溶剂的第3涂料涂布在所述第2层上而形成第3层，制作包括所述第1层、所述第2层和所述第3层的叠层体的第3工序，所述溶剂以40重量％以上的比例包含在20℃下的饱和蒸汽压在1.06kPa(8mmHg)以下的有机溶剂，将所述叠层体干燥的干燥工序中的90％以上的工序的温度处于从60℃到80℃的范围内。3.根据权利要求2所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，所述溶剂包含在20℃下的饱和蒸汽压在0.20kPa(1.5mmHg)以下的有机溶剂。4.根据权利要求1到3中任意一项所述的燃料电池用膜电极接合体-->的制造方法，其特征是，所述有机溶剂包含以下述通式(A)表示的化合物，R1-O-(R2O)n-H    (A)其中，所述通式(A)中，R1为从CH3、C2H5、C3H7及C4H9中选择的1个官能基，R2为从C2H4及C3H6中选择的1个官能基，n为从1、2及3中选择的1个整数。5.根据权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，所述第2涂料以33重量％以下的比例包含增稠剂。6.根据权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，在温度25℃、剪切速度1s-1下的所述第2涂料的粘度η1和在温度25℃、剪切速度1s-1下的所述第3涂料的粘度η2满足下式中所示的关系，1/25≤η1/η2≤25其中，所述式中，η1＞0，η2＞0。7.根据权利要求6所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，所述η1和所述η2满足η1＞η2的关系。8.根据权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，所述第2催化剂为担载了贵金属的固形物，所述第3涂料是利用包括将所述第2催化剂、作为所述溶剂的至少1个成分的第1溶剂在所述第2催化剂的比例在20重量％以上的状态下进行混匀工序的工序而制得的涂料。9.根据权利要求8所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，所述第1溶剂是在所述溶剂的成分当中对于所述第2溶剂亲和性最高的溶剂。10.根据权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法，其特征是，所述基材被连续地移送，依次进行所述第1工序、所述第2工序及所述第3工序。11.一种高分子电解质型燃料电池，其特征是，具备利用权利要求1或2所述的燃料电池用膜电极接合体的制造方法而制造的燃料电池用膜电-->极接合体...

【专利技术属性】
技术研发人员：泉伸太郎，上木原伸幸，渡边胜，尾崎祐介，小林美穗，上山康博，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]