电解质膜/电极构造体(10)具备固体高分子电解质膜(18)、夹持所述固体高分子电解质膜(18)的阳极侧电极(20)和阴极侧电极(22)。阴极侧电极(22)具有比阳极侧电极(20)小的平面尺寸。电解质膜/电极构造体(10)围绕固体高分子电解质膜(18)的外周而设有树脂制框体部件(24)，并且所述树脂制框体部件(24)使内周边部仅浸渍于阴极侧电极(22)的外周边部从而与所述阴极侧电极(22)接合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】电解质膜/电极构造体(10)具备固体高分子电解质膜(18)、夹持所述固体高分子电解质膜(18)的阳极侧电极(20)和阴极侧电极(22)。阴极侧电极(22)具有比阳极侧电极(20)小的平面尺寸。电解质膜/电极构造体(10)围绕固体高分子电解质膜(18)的外周而设有树脂制框体部件(24)，并且所述树脂制框体部件(24)使内周边部仅浸渍于阴极侧电极(22)的外周边部从而与所述阴极侧电极(22)接合。【专利说明】
本专利技术涉及分别具有电极催化剂层和气体扩散层的第I电极以及第2电极被设置在固体高分子电解质膜的两侧、且将所述第I电极的外形尺寸设定得比所述第2电极小的。
技术介绍
一般，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜。该燃料电池通过隔板(双极型板)来夹持电解质膜/电极构造体(MEA)，该电解质膜/电极构造体(MEA)在固体高分子电解质膜的两侧配置了分别由催化剂层(电极催化剂层)和气体扩散层(多孔碳)构成的阳极侧电极以及阴极侧电极。层叠规定数量的该燃料电池来构成燃料电池组，例如被用作车载用燃料电池组。在这种电解质膜/电极构造体中，有时构成一个气体扩散层被设定为比固体高分子电解质膜小的平面尺寸(表面积)、且另一个气体扩散层被设定为与所述固体高分子电解质膜相同的平面尺寸的所谓阶梯(段差)型MEA。通常，在燃料电池组中，层叠多个电解质膜/电极构造体，为了抑制成本，要求将所述电解质膜/电极构造体构成得较为廉价。因此，为了削减尤其高价的固体高分子电解质膜的使用量并简化结构，提出了各种方案。例如，在JP特开2007-66766号公报(以下称为现有技术)所公开的电解质膜-电极接合体中，如图19所示那样，具备电解质膜1、在所述电解质膜I的一侧配置的阴极催化剂层2a、在所述电解质膜I的另一侧配置的阳极催化剂层2b、和在所述电解质膜I的两侧配置的气体扩散层3a、3b。阳极侧的气体扩散层3b构成为与电解质膜I的面积相等、且比阴极侧的气体扩散层3a的面积大。在该电解质膜/电极接合体(MEA)的边沿区域配置垫圈(gasket)构造体4，气体扩散层3a侧的电解质膜I的外周部和所述垫圈构造体4隔着粘接层5而被接合。
技术实现思路
但是，在上述现有技术中，MEA和垫圈构造体4仅仅是在从气体扩散层3a向外部露出的电解质膜I的外周边部隔着粘接层5而被固定。因此，MEA与垫圈构造体4的接合强度低，无法获得期望的强度。本专利技术是为了解决这种问题而提出的，其目的在于围绕固体高分子电解质膜的外周而坚固且容易地接合树脂制框体部件、并能够良好地抑制所述树脂制框体部件的变形的燃料电池用电解质膜/电极构造体及其制造方法。本专利技术涉及分别具有电极催化剂层和气体扩散层的第I电极以及第2电极被设置在固体高分子电解质膜的两侧、且将所述第I电极的外形尺寸设定得比所述第2电极小的燃料电池用电解质膜/电极构造体及其制造方法。在该电解质膜/电极构造体中，围绕固体高分子电解质膜的外周而设有树脂制框体部件，并且具有将所述树脂制框体部件、和至少第I电极的外周边部或者所述第2电极的 外周边部的任意一方一体地接合的浸溃部。此外，该制造方法包括:在固体高分子电解质膜的两侧形成第I电极以及第2电极 的工序；制作树脂制框体部件的工序；和使所述第I电极的外周边部和所述树脂制框体部 件的内周边部重叠，并且对彼此的重叠部位加热，使该树脂制框体部件的内周边部仅浸溃 于所述第I电极的外周边部，并且围绕所述固体高分子电解质膜的外周而使所述树脂制框 体部件接合的工序。此外，该制造方法包括:使构成第I电极的气体扩散层的外周边部和树脂制框体 部件的内周边部重叠，并且对彼此的重叠部位进行加热，由此使所述树脂制框体部件的内 周边部仅浸溃于所述第I电极的外周边部从而使其接合的工序；在固体高分子电解质膜的 两侧形成电极催化剂层的工序；和在所述固体高分子电解质膜的两侧，使构成接合了所述 树脂制框体部件的所述第I电极的所述气体扩散层、和构成第2电极的气体扩散层一体化 的工序。再有，该制造方法包括:使构成第I电极的气体扩散层的外周边部和树脂制框体 部件的内周边部重叠，并且对彼此的重叠部位进行加热，使所述树脂制框体部件的内周边 部仅浸溃于所述第I电极的外周边部从而使其接合的工序；在构成第2电极的气体扩散层 上形成电极催化剂层，并且在固体高分子电解质膜的一侧形成构成所述第I电极的电极催 化剂层的工序；和在所述固体高分子电解质膜的两侧，使接合了所述树脂制框体部件的所 述第I电极和所述第2电极一体化的工序。根据本专利技术，具有使树脂制框体部件、和至少第I电极的外周边部或者第2电极的 外周边部的任意一方一体地接合的浸溃部。因此，树脂制框体部件与至少第I电极或者第2 电极之间的接合强度较之基于粘接的接合而得到良好的提高，能够尽可能地抑制剥离等的 发生。此外，根据本专利技术的制造方法，树脂制框体部件仅与第I电极接合。因此，树脂制 框体部件的热收缩的部分被缩小，能够抑制在所述树脂制框体部件发生弯曲等。由此，能够 围绕固体高分子电解质膜的外周而坚固且容易地接合树脂制框体部件，并且所述树脂制框 体部件的变形被良好地抑制。此外，根据本专利技术，在构成第I电极以及第2电极的各气体扩散层的外周端部和树 脂制框体部件中分别有树脂浸溃而一体地设有树脂浸溃部。因此，第I电极以及第2电极 与树脂制框体部件之间的接合强度较之基于粘接的接合而得到良好的提高，能够尽可能地 抑制剥离等的发生。此外，根据本专利技术，在构成第2电极的气体扩散层的外周端部和树脂制框体部件 中，浸溃树脂而一体地设有树脂浸溃部。因此，树脂制框体部件的热收缩的部分被缩小，能 够抑制在所述树脂制框体部件中发生弯曲等。并且，由于仅在尺寸大的第2电极中设置树 脂浸溃部，因此作为树脂部件，适用加入了玻璃填充物的树脂，并且能够适用熔化温度高的 树脂。【专利附图】【附图说明】图1是组装了本专利技术的实施方式涉及的电解质膜/电极构造体的固体高分子型燃料电池的主要部分分解立体说明图。图2是所述燃料电池的图1中的I1-1I线剖面说明图。图3是所述电解质膜/电极构造体的阴极侧电极侧的正面说明图。图4是本专利技术的第I实施方式涉及的制造方法中的阶梯状MEA的部分剖面说明图。图5是树脂制框体部件的说明图。图6是所述阶梯状MEA与所述树脂制框体部件的接合处理的说明图。图7是本专利技术的第2实施方式涉及的制造方法的工序说明图。图8是本专利技术的第3实施方式涉及的制造方法的工序说明图。图9是组装了本专利技术的第4实施方式涉及的电解质膜/电极构造体的固体高分子型燃料电池的剖面说明图。图10是所述电解质膜/电极构造体的阴极侧电极侧的正面说明图。图11是所述电解质膜/电极构造体的阳极侧电极侧的正面说明图。图12是制造所述电解质膜/电极构造体的方法的说明图。图13足所述电解质膜/电极构造体的比较例的说明图。图14是本专利技术的第5实施方式涉及的电解质膜/电极构造体的主要部分剖面说明图。图15是本专利技术的第6实施方式涉及的电解质膜/电极构造体的主要部分剖面说明图。图16是本专利技术的第7实施方式涉及的电解质膜/电极构造体的主要部分剖面说明图。图17是组装了本专利技术的第8实施方式涉及的电解质膜/电极构造体的固体高分子型燃料电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杉下昌史，小此木泰介，木村义人，田中之人，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：
国别省市：
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