燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供操作性高的燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法。其特征在于，具有：框体(2)；设置于框体(2)且包含气体扩散层的膜电极接合体(3)；以及比框体(2)硬且夹持膜电极接合体(3)的片状的夹持部件(4)。通过用夹持部件(4)夹持膜电极接合体(3)，能够抑制翘曲。由此，能够提高成型时、组装时等的操作性。装时等的操作性。装时等的操作性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法。

技术介绍

[0002]固体高分子型的燃料电池单元具备膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)、气体扩散层(GDL：Gas Diffusion Layer)、一对隔膜及垫圈。该燃料电池单元通过从阳极侧供给氢气、从阴极侧供给空气(氧气)而发电。
[0003]利用垫圈的密封结构有各种各样的种类，例如，已知有在延伸设置于膜电极接合体的外周缘的框体形成橡胶等弹性体的密封结构(参照专利文献1)。例如，专利文献1所记载的专利技术是一种燃料电池用复合片材，其具备框体(板)、包含气体扩散层的膜电极接合体、以及设置于框体的垫圈。
[0004]在垫圈的成型中，已知有在框体上直接压缩成型的方法和使预先成型的垫圈粘接于框体的方法。在后者的粘接方法中，存在气体有可能从粘接剂透过，并且工时增加的问题。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2016
‑
16619号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]在专利文献1所涉及的专利技术中，作为框体(板)例示了金属制的隔膜，但是例如也存在由柔软的膜形成框体的情况。在这样的情况下，燃料电池用复合片材薄，容易变形，因此存在制造工序中操作性降低的问题。
[0010]另外，在框体上直接压缩成型来制造垫圈的情况下，存在如下问题：被成型体因湿度变化而翘曲，产生向成型模具的咬入、垫圈的位置偏移。该问题一般认为是由于包含高分子电解质膜(PEM：polymer electrolyte membrane)的膜电极接合体的溶胀率高于框体而产生的。例如，认为通过将成型模具内的湿度管理为恒定而能够防止翘曲，但在压缩成型中需要将被成型体的周围设为高温且真空，湿度管理很困难。
[0011]另一方面，也考虑仅将溶胀率高的高分子电解质膜密封，但需要使垫圈的成型位置与高分子电解质膜充分地分离，因此存在产品形状受到限定的问题。另外，如果使用室温固化(RTV：room temperature vulcanization)型的硅橡胶等，则能够管理湿度，但一般存在机械特性、耐化学性差的问题。
[0012]本专利技术是为了解决上述课题而专利技术的，其课题在于提供一种操作性高的燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]用于解决所述课题的本专利技术的特征在于，具有：框体；膜电极接合体，设置于所述
框体并包含气体扩散层；以及片状的夹持部件，比所述框体硬且夹持所述膜电极接合体。
[0015]另外，本专利技术的特征在于，包括以下工序：在框体上设置包含气体扩散层的膜电极接合体；以及利用比所述框体硬的片状的夹持部件来夹持所述膜电极接合体。
[0016]根据本专利技术，通过利用夹持部件夹持膜电极接合体，能够抑制翘曲。由此，能够提高成型时、组装时等的燃料电池用复合片材的操作性。
[0017]另外，优选的是，在所述框体上设置有垫圈。另外，优选在所述框体上通过压缩成型形成垫圈。
[0018]根据本专利技术，即使在湿度管理困难的环境下，也能够抑制膜电极接合体的翘曲，因此能够防止向成型模具的咬入、垫圈的位置偏移。
[0019]另外，优选的是，所述夹持部件是磁性体。优选所述磁性体包括磁片和具备磁性的金属板。
[0020]根据本专利技术，通过由磁性体构成夹持部件，能够防止在垫圈的成型时框体和膜电极接合体变形。
[0021]另外，优选的是，所述磁片通过树脂层压加工而成。
[0022]根据本专利技术，能够防止由于垫圈的压缩成型时的热而从磁片产生排气。
[0023]另外，优选的是，所述夹持部件包含磁性体，在一对成型模具的一个成型模具中配置成型模具用磁性部件，在利用磁力将所述框体、所述膜电极接合体以及所述夹持部件约束于该一个成型模具的状态下进行所述压缩成型。
[0024]根据本专利技术，能够防止由成型模具成型时的冲击引起的位置偏移。另外，由于在脱模后产品残留在一个成型模具中，因此能够提高成型的周期时间。另外，在成型后的脱模时，能够防止产品残留于另一个成型模具(型腔侧、上模)而产品掉落。
[0025]专利技术效果
[0026]根据本专利技术的燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法，能够提高操作性。
附图说明
[0027]图1是实施例1涉及的燃料电池用复合片材的平面图。
[0028]图2是图1的A
‑
A线截面图。
[0029]图3是实施例1涉及的燃料电池用复合片材的分解立体图。
[0030]图4是图1的B
‑
B线截面图。
[0031]图5是表示垫圈的压缩成型工序的截面图。
[0032]图6是表示以往的燃料电池用复合片材的立体图。
[0033]图7是表示以往的成型模具的截面图。
[0034]图8是表示以往的下模的平面图。
[0035]图9是表示实施例2的成型模具的截面图(图10的IX
‑
IX线截面)。
[0036]图10是表示实施例2的下模的平面图。
[0037]图11是表示实施例2的第三工序的截面图。
具体实施方式
[0038]参照附图对实施方式涉及的燃料电池用复合片材及燃料电池用复合片材的制造方法进行详细说明。如图1所示，燃料电池用复合片材1具备框体2、膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)3、夹持部件4和垫圈5。燃料电池单元通过用一对隔膜(省略图示)夹持燃料电池用复合片材1而构成。该燃料电池单元通过从阳极侧供给氢气、从阴极侧供给空气(氧气)而发电。
[0039]在本实施方式涉及的燃料电池用复合片材1及燃料电池用复合片材的制造方法中，通过利用夹持部件4夹持膜电极接合体3，能够抑制翘曲。由此，能够提高成型时、组装时等的操作性。以下，对实施例进行详细说明。
[0040](实施例1)
[0041]如图1所示，框体2是平面视图下呈矩形的膜状片材。框体2例如由PEN(polyethylene terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜等树脂制膜形成。框体2的形状及材料只不过是例示，例如也可以是金属隔膜、碳隔膜、带气体扩散层的副垫圈等。框体2具备框主体21和设置于框主体21的两侧的多个连通孔22。框主体21的中央部是设置膜电极接合体3的部位。连通孔22的形状、位置、个数适当设定即可。
[0042]如图2所示，膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)3具备高分子电解质膜31和气体扩散层32、32。气体扩散层32、32从表面侧和背面侧夹持高分子电解质膜31。从高分子电解质膜31的外缘朝向侧方延伸设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池用复合片材，其特征在于，具有：框体；膜电极接合体，设置于所述框体并包含气体扩散层；以及片状的夹持部件，比所述框体硬且夹持所述膜电极接合体。2.如权利要求1所述的燃料电池用复合片材，其特征在于，在所述框体上设置有垫圈。3.如权利要求1或2所述的燃料电池用复合片材，其特征在于，所述夹持部件是磁性体。4.如权利要求3所述的燃料电池用复合片材，其特征在于，所述磁性体包括磁片和具备磁性的金属板。5.如权利要求4所述的燃料电池用复合片材，其特征在于，所述磁片通过树脂被层压加工而成。6.一种燃料电池用复合片材的制造方法，其特征在于，包括以下工序：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：水岛嘉秀，白川创平，上赤功哉，长谷川頼，
申请(专利权)人：NOK株式会社，
类型：发明
国别省市：