JP5275070B2 - 燃料電池及びその製造方法 - Google Patents
燃料電池及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5275070B2 JP5275070B2 JP2009026745A JP2009026745A JP5275070B2 JP 5275070 B2 JP5275070 B2 JP 5275070B2 JP 2009026745 A JP2009026745 A JP 2009026745A JP 2009026745 A JP2009026745 A JP 2009026745A JP 5275070 B2 JP5275070 B2 JP 5275070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin film
- metal plate
- separator
- mold
- side electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 57
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 57
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 53
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 39
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 31
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 19
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 45
- 239000010408 film Substances 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 36
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 32
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 30
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 25
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 13
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229920005560 fluorosilicone rubber Polymers 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/028—Sealing means characterised by their material
- H01M8/0284—Organic resins; Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0221—Organic resins; Organic polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
- H01M8/0286—Processes for forming seals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
前記セパレータは、前記アノード側電極又はカソード側電極に供給されるガスを流通させるための流路が形成された金属プレートを有し、
前記金属プレートの一端面に、弾性変形が可能であり、且つシールとして機能する樹脂フィルムが設けられるとともに、他端面にゴムシールが設けられることを特徴とする。なお、前記ゴムシールの「ゴム」とは、絶縁性と、シールに必要な弾力性とを十分に有する材質であることを意味する。
前記セパレータを構成し、前記アノード側電極又はカソード側電極に供給されるガスを流通させるための流路が形成された金属プレートの一端面に、弾性変形が可能である樹脂フィルムを配置する工程と、
前記樹脂フィルムが一端面に配置された前記金属プレートを成形型に挿入し、射出成形によって前記金属プレートの他端面にゴムシールを設ける工程と、
を有することを特徴とする。
14…電解質膜・電極構造体 16、18…セパレータ
20…固体高分子電解質膜 22…カソード側電極
24…アノード側電極 26a…酸化剤ガス入口連通孔
26b…酸化剤ガス出口連通孔 28a…冷却媒体入口連通孔
28b…冷却媒体出口連通孔 30a…燃料ガス入口連通孔
30b…燃料ガス出口連通孔 32…酸化剤ガス流路
34…燃料ガス流路 36…冷却媒体流路
38…金属プレート 40、50…樹脂フィルム
42、52…ゴムシール 46、54a、54b…凸状シール部
70…射出成形機 72…下型
74…上型 76…キャビティ
78…溶融物
Claims (2)
- アノード側電極とカソード側電極の間に電解質を介装した電解質・電極構造体を1組のセパレータで挟持して構成される燃料電池であって、
前記セパレータは、前記アノード側電極又はカソード側電極に供給されるガスを流通させるための流路が形成された金属プレートを有し、
前記金属プレートの端部の一端面にのみ、弾性変形が可能であり、且つシールとして機能する樹脂フィルムが熱溶着により接合されるとともに、前記端部の他端面及び側面に前記樹脂フィルムとは異なる材料のゴムシールが射出成形され、
前記樹脂フィルムは両端面が平坦であり、且つ前記金属プレートの端部より外方に延出する接触部を備え、前記接触部の一方の面で前記ゴムシールと接することを特徴とする燃料電池。 - アノード側電極とカソード側電極の間に電解質を介装した電解質・電極構造体を1組のセパレータで挟持して構成される燃料電池の製造方法であって、
前記セパレータを構成し、前記アノード側電極又はカソード側電極に供給されるガスを流通させるための流路が形成された金属プレートの端部の一端面にのみ、弾性変形が可能で且つ両端面が平坦な樹脂フィルムを熱溶着によって接合するとともに、前記樹脂フィルムの一部を前記金属プレートの端部よりも外方に延出させて接触部を設ける工程と、
前記樹脂フィルムが前記一端面にのみ接合された前記金属プレートを成形型に挿入し、射出成形によって、前記樹脂フィルムとは異なる材料のゴムシールを、前記金属プレートの端部の他端面及び側面と、前記接触部の一方の面とに接するように設ける工程と、
を有し、
前記成形型は、前記ゴムシールの溶融物が供給される第1キャビティが形成された第1型と、前記樹脂フィルムが収容される第2キャビティが形成された第2型とを備え、
前記第2キャビティ及び前記樹脂フィルムの端部は前記第1キャビティより前記成形型の外方及び/又は内方に延出し、且つ前記接触部の一方の面上に前記第1キャビティが形成され、
前記射出成形を行う際、型締めした前記第1型で前記樹脂フィルムの前記延出した部分を押圧することを特徴とする燃料電池の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009026745A JP5275070B2 (ja) | 2009-02-06 | 2009-02-06 | 燃料電池及びその製造方法 |
US12/698,464 US8313680B2 (en) | 2009-02-06 | 2010-02-02 | Method of producing fuel cell |
DE102010001638A DE102010001638A1 (de) | 2009-02-06 | 2010-02-05 | Brennstoffzelle und Verfahren zu deren Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009026745A JP5275070B2 (ja) | 2009-02-06 | 2009-02-06 | 燃料電池及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010182591A JP2010182591A (ja) | 2010-08-19 |
JP5275070B2 true JP5275070B2 (ja) | 2013-08-28 |
Family
ID=42338898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009026745A Expired - Fee Related JP5275070B2 (ja) | 2009-02-06 | 2009-02-06 | 燃料電池及びその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8313680B2 (ja) |
JP (1) | JP5275070B2 (ja) |
DE (1) | DE102010001638A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5429137B2 (ja) | 2010-11-04 | 2014-02-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及び燃料電池の製造方法 |
EP2639868A1 (de) * | 2012-03-13 | 2013-09-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Bipolarplatte sowie elektrochemische Zelle mit einer solchen Bipolarplatte |
KR101908254B1 (ko) * | 2015-03-31 | 2018-10-15 | 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 | 연료 전지용 세퍼레이터 및 그 제조 방법 |
JP6595824B2 (ja) * | 2015-07-10 | 2019-10-23 | Nok株式会社 | 燃料電池セパレータ製造における樹脂ランナーバリ活用方法 |
EP4111515A1 (en) * | 2020-02-27 | 2023-01-04 | TVS Motor Company Limited | Flow field plate for a fuel cell |
DE102021102194A1 (de) | 2021-02-01 | 2022-08-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Dichtungsanordnung für eine Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11309746A (ja) | 1998-04-30 | 1999-11-09 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | シリコーン樹脂−金属複合体の製造方法 |
JP5208338B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2013-06-12 | 本田技研工業株式会社 | 電解質膜・電極構造体及び燃料電池セル |
JP4316164B2 (ja) | 2001-07-10 | 2009-08-19 | 本田技研工業株式会社 | 膜・電極構造体及び燃料電池セル |
JP3601029B2 (ja) * | 2002-01-31 | 2004-12-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用金属セパレータおよびその製造方法 |
JP4160328B2 (ja) * | 2002-07-03 | 2008-10-01 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
US7405019B2 (en) * | 2003-03-14 | 2008-07-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte fuel cell |
JP4678123B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2011-04-27 | Nok株式会社 | ガスケット |
JP4398763B2 (ja) * | 2004-03-19 | 2010-01-13 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
JP4928067B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2012-05-09 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池及び燃料電池用金属セパレータ |
-
2009
- 2009-02-06 JP JP2009026745A patent/JP5275070B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-02-02 US US12/698,464 patent/US8313680B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-02-05 DE DE102010001638A patent/DE102010001638A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010001638A1 (de) | 2010-08-19 |
US8313680B2 (en) | 2012-11-20 |
US20100203425A1 (en) | 2010-08-12 |
JP2010182591A (ja) | 2010-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4993077B2 (ja) | シール部品の製造方法 | |
JP5023742B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
WO2014069172A1 (ja) | 基材一体型シール及びその製造用金型 | |
JP5275070B2 (ja) | 燃料電池及びその製造方法 | |
JP5310976B2 (ja) | 燃料電池の密封構造 | |
CN107732271B (zh) | 燃料电池组 | |
JP6250837B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ及びその製造方法 | |
EP3503273B1 (en) | Production method for separator integrated gasket for fuel cells | |
JP5068484B2 (ja) | 高分子電解質型燃料電池用単電池及び高分子電解質型燃料電池 | |
JP5310991B2 (ja) | 燃料電池用シール構造の製造方法 | |
JP4398763B2 (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法 | |
JP2017079170A (ja) | 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体及びその製造方法 | |
JP6013261B2 (ja) | プレート一体ガスケットの製造方法 | |
JP4664611B2 (ja) | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 | |
KR20130028580A (ko) | 연료전지용 스택의 채널 플레이트 조립체 및 그 제조방법 | |
EP2686902B1 (en) | Fuel cell plate bonding method and arrangement | |
KR101762375B1 (ko) | 연료전지용 가스켓 | |
JP2015146230A (ja) | 燃料電池 | |
JP5146630B2 (ja) | 補強枠体と一体のガスケット及びその製造方法 | |
JP2016207445A (ja) | 燃料電池用ガスケット及びその製造方法 | |
JP2013093206A (ja) | シール材形成方法 | |
JP2017084462A (ja) | 燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130213 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130515 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |