本发明专利技术的电极-膜-框接合体的制造方法，包括如下工序：接近第1气体扩散层地在第1催化剂层的边缘部上配置预先成形的第1成形体，并且接近第2气体扩散层地在第2催化剂层的边缘部上配置预先成形的第2成形体，按照在不直接接触从高分子电解质膜的厚度方向来看位于第2成形体的外缘部内侧的高分子电解质膜的第2主面的内侧区域的状态下将第1成形体和第2成形体一体地连接的方式，来注射成形第3成形体，由此用第1成形体、第2成形体和第3成形体来形成框体。由此，能够抑制高分子电解质膜的劣化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如作为汽车等移动体、分散发电系统、家庭用的废热发电系统(二一夕工彳、>一* 3 > * 7 f Λ )等的驱动源来使用的燃料电池，特别涉及该燃料电池所具备的电极-膜-框接合体及其制造方法。
技术介绍
燃料电池(例如，高分子电解质型燃料电池)是通过使含有氢的燃料气体和空气等含有氧的氧化剂气体产生电化学反应，来同时产生电力和热的装置。燃料电池一般通过层叠多个单元，并用螺栓等紧固部件将这些单元加压紧固而构成。1个单元通过用一对板状的导电性的隔板夹着膜电极接合体(以下，称作MEA: Membrane-Electrode-Assembly)而构成。MEA的边缘部用框体来保持。另外，在此，将具备所述框体的MEA称作电极-膜-框接合体。电极-膜-框接合体，通常如下来形成(例如，参照专利文献1 国际公开号 W02009/072291号)。图^A 图^C是将MEA和框体的接合部分放大来示出现有的电极-膜-框接合体的制造工序的示意说明图。首先，如图26A所示，通过在模具T100A内流入熔融后的热塑性树脂，来对构成框体102的一部分的一次成形体102A进行注射成形。接下来，如图26B所示，在一次成形体102A上配置MEAlOl。在此，MEAlOl由高分子电解质膜111、和配置于该高分子电解质膜111的两面的一对电极层112构成。各电极层112通常由以担载了金属催化剂的碳粉为主要成分的催化剂层113、和配置于该催化剂层113上的多孔且具有导电性的气体扩散层114构成。接着，如图26C所示，通过在模具T100B内流入熔融后的热塑性树脂，来对构成框体102的其他部分的二次成形体102B进行注射成形。由此，一次成形体102A和二次成形体102B —体化地形成框体102，制造了电极-膜-框接合体。专利技术文献专利文献专利文献1 国际公开号W02009/072^1在所述现有的制造方法中，通过注射成形来形成框体102的二次成形体102B。在该注射成形中，需要使热塑性树脂熔融，因此流入到模具内时的热塑性树脂的温度成为例如200度以上的高温。在对二次成形体102B进行注射成形时，在高温的热塑性树脂直接接触高分子电解质膜111的情况下，由于热塑性树脂的热从而高分子电解质膜111有可能发生劣化(膜厚的减少、强度降低等)。此外，催化剂层113通常由以担载了金属催化剂的碳粉为主要成分的多孔的部件构成。在高温的热塑性树脂直接接触催化剂层113的情况下， 高温的热塑性树脂透过催化剂层113而到达高分子电解质膜111，由于热塑性树脂的热从而高分子电解质膜111有可能发生劣化(膜厚的减少、强度降低等)。此外，为了确保足够的成形精度，一般需要使热塑性树脂向模具内的注射压力为例如单元的紧固压的10倍以上的高压。在对二次成形体102B进行注射成形时，在高压的热塑性树脂直接接触高分子电解质膜111的情况下，由于热塑性树脂的压力从而高分子电解质膜111有可能发生劣化。此外，在高压的热塑性树脂直接接触催化剂层113的情况下， 高压的热塑性树脂透过催化剂层113而到达高分子电解质膜111，由于热塑性树脂的压力从而高分子电解质膜111有可能发生劣化。若高分子电解质膜111发生劣化，则燃料电池的发电性能将降低。特别是，因为二次成形体102B靠近发电部，所以发电部附近的高分子电解质膜111劣化所导致的发电性能的降低的问题变得显著。在此，发电部是指从高分子电解质膜111的厚度方向来看，一对气体扩散层114、114相互重叠的部分。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于解决所述问题，提供一种能够抑制高分子电解质膜的劣化的电极-膜-框接合体及其制造方法、以及具备该电极-膜-框接合体的燃料电池。为了达成所述目的，本专利技术如下来构成。根据本专利技术的第1方式，提供一种电极-膜-框接合体的制造方法，是在膜电极接合体的边缘部形成了框体的电极-膜-框接合体的制造方法，其中所述膜电极接合体具有 第1催化剂层，其配置于高分子电解质膜的第1主面；第1气体扩散层，其配置于所述第1 催化剂层的主面；第2催化剂层，其配置于所述电解质膜的第2主面；和第2气体扩散层，其配置于所述第2催化剂层的主面，所述制造方法包括如下工序按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述电解质膜的边缘部和预先成形的具有框状的形状的第1成形体的至少内缘部重叠的方式，在所述电解质膜的第1主面侧配置所述第1成形体的工序；按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述电解质膜的边缘部和预先成形的具有框状的形状的第2成形体的至少内缘部重叠的方式，在所述电解质膜的第2主面侧配置所述第2成形体的工序；和在配置所述第1成形体的工序以及配置所述第2成形体的工序之后，按照在不直接接触从所述电解质膜的厚度方向来看位于所述第2成形体的外缘部内侧的所述电解质膜的第2主面的内侧区域的状态下将所述第1成形体以及所述第2成形体一体地连接的方式，在所述第1成形体和所述第2成形体之间注射成形第3成形体，由此来形成包含所述第 1成形体、所述第2成形体和所述第3成形体的所述框体的工序。根据本专利技术的第2方式，提供一种第1方式所述的电极-膜-框接合体的制造方法，其中，在配置所述第2成形体的工序中，按照使所述第2催化剂层的边缘部的主面的一部分露出的方式，在所述第2催化剂层的边缘部上配置所述第2成形体，在形成所述框体的工序中，按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述第3成形体的一部分和所述露出的第2催化剂层的边缘部的一部分重叠的方式，来注射成形所述第3成形体。根据本专利技术的第3方式，提供一种第2方式所述的电极-膜-框接合体的制造方法，其中，在形成所述框体的工序中，按照使构成所述第3成形体的树脂材料的一部分混合存在于所述露出的第2催化剂层的边缘部的一部分的方式，来注射成形所述第3成形体。根据本专利技术的第4方式，提供一种第2方式所述的电极-膜-框接合体的制造方法，其中，在配置所述第1成形体的工序中，按照使所述第1催化剂层的边缘部的主面的一部分露出的方式，在所述第1催化剂层的边缘部上配置所述第1成形体，在形成所述框体的工序中，按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述第3成形体的一部分和所述露出的第1催化剂层的边缘部的一部分重叠的方式，来注射成形所述第3成形体。根据本专利技术的第5方式，提供一种第4方式所述的电极-膜-框接合体的制造方法，其中，在形成所述框体的工序中，按照使构成所述第3成形体的树脂材料的一部分混合存在于所述露出的第1催化剂层的边缘部的一部分的方式，来注射成形所述第3成形体。根据本专利技术的第6方式，提供一种第1 5方式中任意一项所述的电极-膜-框接合体的制造方法，其中，关于所述膜电极接合体，从所述电解质膜的厚度方向来看，所述第1催化剂层的边缘部以及所述第2催化剂层的边缘部中的至少一方配置于所述电解质膜的边缘部的内侧。根据本专利技术的第7方式，提供一种第1 5方式中任意一项所述的电极-膜-框接合体的制造方法，其中，关于所述膜电极接合体，从所述电解质膜的厚度方向来看，所述第1 催化剂层的边缘部配置于所述第1气体扩散层的边缘部的外侧，所述第2催化剂层的边缘部配置于所述第2气体扩散层的边缘部的外侧，在配置所述第1成形体的工序中，按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述第1催本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电极－膜－框接合体的制造方法，是在膜电极接合体的边缘部形成了框体的电极－膜－框接合体的制造方法，其中所述膜电极接合体具有：第１催化剂层，其配置于高分子电解质膜的第１主面；第１气体扩散层，其配置于所述第１催化剂层的主面；第２催化剂层，其配置于所述电解质膜的第２主面；和第２气体扩散层，其配置于所述第２催化剂层的主面，所述制造方法包括如下工序：按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述电解质膜的边缘部和预先成形的具有框状的形状的第１成形体的至少内缘部重叠的方式，在所述电解质膜的第１主面侧配置所述第１成形体的工序；按照从所述电解质膜的厚度方向来看，使所述电解质膜的边缘部和预先成形的具有框状的形状的第２成形体的至少内缘部重叠的方式，在所述电解质膜的第２主面侧配置所述第２成形体的工序；和在配置所述第１成形体的工序以及配置所述第２成形体的工序之后，按照在不直接接触从所述电解质膜的厚度方向来看位于所述第２成形体的外缘部内侧的所述电解质膜的第２主面的内侧区域的状态下将所述第１成形体以及所述第２成形体一体地连接的方式，在所述第１成形体和所述第２成形体之间注射成形第３成形体，由此来形成包含所述第１成形体、所述第２成形体和所述第３成形体的所述框体的工序。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：山内将树，辻庸一郎，村田淳，森本隆志，松本敏宏，
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
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