JP5318578B6

JP5318578B6 - 固体電解質と一体化した集電極を有する燃料電池及び燃料電池の製造方法

Info

Publication number: JP5318578B6
Application number: JP2008543861A
Authority: JP
Inventors: ジャン‐イブ、ローラン; フィリップ、カプロン; オドレイ、マルティネ; ドゥニ、ロカテリ
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2026-12-04

Description

本発明は、燃料電池に関し、さらに詳細にはマイクロ燃料電池に関する。前記マイクロ燃料電池は、少なくとも、
−２つのアノード側集電極とカソード側集電極とであって、前記各集電極は、少なくとも１つのトラバース通路を備え、前記トラバース通路は、対応する前記集電極を、第１表面から第２表面へ通過している、２つのアノード側集電極とカソード側集電極と、
−電気的絶縁セパレーター要素であって、前記アノード側集電極と前記カソード側集電極の間に配置されており、且つ、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極の前記第１表面とそれぞれ接しており、互いに対向する、第１及び第２の表面と、前記セパレーター要素を、前記第１表面から前記第２表面へ通過する複数のトラバースチャンネルと、を備える、電気的絶縁セパレーター要素と、
−イオン伝導固体電解質であって、前記２つの集電極と接し、且つ、前記セパレーター要素の前記チャンネルと、前記集電極の前記通路と、が一体となった部分を占める、イオン伝導固体電解質と、
を有する。

本発明は、このような燃料電池の製造方法にも関する。

集電極（current collector）の能力を保ちつつ、同時に、イオン伝導固体電解質燃料電池のサイズを小さくするために、電解質膜の表面上に、直接、集電極を形成することが提案されている。

特許文献１には、例えば、集電極を電解質膜に転写することを可能にする方法が提案されている。集電極は、ガルバーニ金属（galvanic metal）が通過する開口部が与える形に、ガルバーニ金属を堆積することで作られ、開口部から流れ出たガルバーニ金属の堆積は、球状になる。次いで、ガルバーニ金属は、支持板(support plate)に積みかさねられた電解質膜へと、転写される。すなわち、前記集電極を含むアセンブリと、前記電解質膜を含むアセンブリと、を、互いに加圧することによって、転写される。印加される圧力は、少なくとも、前記集電極の球状の部分を、前記膜の中にはめ込むことができるものである。次いで、前記２つのアセンブリを分離し、これにより、前記集電極は、そのアセンブリから引き離され、且つ、前記膜に固定される。次いで、前記支持板は、前記膜から分離される。他の実施形態では、前記集電極と、前記膜と、を、それぞれ含む前記２つのアセンブリをそれぞれ組み立てる前に、前記集電極の球状部分に、延性固定接着剤（deferred-setting glue）を塗布し、且つ、前記２つのアセンブリを分離する前に、前記接着剤を固定することで、転写は行われる。

このような製造方法は、手間がかかり、且つ、簡単に利用することができないことが明らかである。前記膜及び集電極は別々に作られ、次いで、互いを組み立て、且つ、前記２つの集電極を連続的に前記膜へ転写する。さらに、前記集電極及び前記膜を有する前記アセンブリの上に、前記電極を設置する際には、薄い膜厚の膜では、ショートが起こる。

燃料電池のサイズを減らすために、特許文献２は、イオン交換膜を提案する。前記イオン交換膜は、基板によって形成される非伝導体を備え、加えて、イオン伝導材料を備える。前記基板は、前記基板を通過する１つないしはそれ以上の開口部と、前記開口部を満たす前記イオン伝導材料と、を備える。２つの集電極は、前記基板の２つの対向する表面の上に、それぞれ配置される。前記集電極は、それぞれトラバース通路を備え、前記トラバース通路も、イオン伝導材料で満たされている。このような基板は、前記イオン交換膜に対し、一定の機械的なストレスを与え、そのため、通常の膜と比較して厚さが薄くなることとなる。例えば、プリント回路によって、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、テフロン（登録商標）膜のような高分子膜によって、且つ、例えばガラスファイバーによって強化された複合材料によって、前記基板は、形成される。他の実施形態においては、前記基板は、フレキシブルな材料によって形成される。

しかしながら、このような基板を用いた場合、一定の信頼できる燃料電池を作ることを常に満足するとは限らず、前記集電極を製造する従来の方法によってセルを作った場合には、例えば、グリット状、もしくは、くし形の形状にした場合には、又は、前記固体電解質膜の上に前記集電極を組み立てた場合には、このことは、顕著である。
欧州特許第１５６２２４３号（Ａ）明細書米国特許出願第２００５/０２５０００４号明細書

本発明の目的は、従来技術で生じていたショートを改善する、燃料電池と、その製造方法と、を提供することにある。

発明を解決するための手段

本発明によれば、上記目的は添付された請求項によって達成される。特に詳細には、本発明の目的は、熱可塑性高分子材料によって形成されたセパレーター要素（separator element）と、前記セパレーター要素のトラバースチャンネル（transverse channel）中に配置される電気的絶縁性の硬質粒子によって形成されたスペーサによって、達成される。

上記目的は、また、前記燃料電池の製造方法であって、
−前記セパレーター要素の前記トラバースチャンネル中の電気的絶縁性の硬質粒子によって形成されるスペーサを挿入し、
−各前記集電極の第１表面を、それぞれ、前記セパレーター要素の第１及び第２表面の上にあるように、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極を組み立て、
−前記固体電解質によって前記チャンネル及び通路を充填する、
ことを連続的に行う方法によって達成される。

他の利点及び特徴は、本発明の特有な実施形態についての下記の説明により、さらに明らかにされる。本発明の特有な実施形態は、単なる例示であって、本発明を限定するものではない。本発明の特有な実施形態は、添付の図面により示される。

本発明による燃料電池、特に詳細には、マイクロ燃料電池は、少なくとも２つの集電極を有し、前記集電極は、それぞれアノード側集電極と、カソード側集電極と、であり、固体電解質と一体化する。前記固体電解質と前記集電極との一体化は、電気絶縁するセパレーター要素の存在と、スペーサと、によって、容易になる。

前記集電極は、それぞれ第１表面及び第２表面を有し、前記第１表面及び第２表面は、好ましくは、互いに対向している。各集電極は、また、少なくとも１つのトラバース通路（transverse passage）を有し、好ましくは、複数のトラバース通路を有し、前記トラバース通路は、前記集電極を前記第１表面から第２表面へ通過している。従って、少なくとも前記集電極のうちの１つは、グリット、くし形、又は、多孔質材料もしくは織布の薄膜、の形状となる。前記２つの集電極は、しばしば同じ形を有する。前記集電極は、金属、例えば、金もしくは銅から選ばれる、グラファイト、又は、電気伝導高分子材料から作られる。

提案する例としては、図１及び２に示される、グリット状の集電極１や、図３に示される、くし形の前記集電極、がある。集電極１は、グリット状、又は、くし型に形成され、対向する第１及び第２の表面１ａ及び１ｂと、トラバース通路１ｃと、を備え、前記通路は、前記集電極を第１表面１ａから第２表面１ｂへ通過している。図１中では、例えば、集電極１は、７２個のトラバース通路を有する。

前記セパレーター要素は、対向する第１及び第２の表面を有し、前記各第１及び第２の表面が、前記アノード側集電極及びカソード側集電極の前記第１表面と接するように構成される。前記セパレーター要素は、複数のトラバースチャンネルを有し、前記トラバースチャンネルは、前記セパレーター要素を第１表面から第２表面へ通過している。前記セパレーター要素は、例えば、有孔フィルム、グリット、又は、織布もしくは多孔質材料の薄膜、の形状で作られる。加えて、前記セパレーター要素は、熱可塑性高分子材料、好ましくは、フルオロカーボン樹脂で形成される。フルオロカーボン樹脂については、変成エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）共重合体、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−６フッ化プロピレン（ＰＶＤＦ）共重合体、から選ばれる樹脂が挙げられる。

提案する例としては、図４に、本発明による燃料電池で使われることができるセパレーター要素２の断面図を示す。前記セパレーター要素は、グリット状に形成され、対向する第１及び第２の表面２ａ及び２ｂと、複数のトラバースチャンネル２ｃと、を有し、前記トラバースチャンネル２ｃは、前記セパレーター要素を、第１の表面２ａから第２の表面２ｂへ通過する。

電気的絶縁性の硬質粒子は、前記セパレーター要素のいくつかのトラバース通路の中に配置されるように構成され、組み立て後のスペーサを形成する。前記硬質粒子は、例えば、セラミックス、ガラス、又は、高分子の粒子から選ばれる。

前記固体電解質は、イオン伝導材料から形成される。例えば、前記イオン伝導材料は、アニオン、又は、カチオンを伝導する。前記固体電解質は、前記セパレーター要素の前記チャンネルと、燃料電池中の前記集電極の前記通路と、が、一体となった部分を占める。前記固体電解質を形成する材料は、例えば、ナフィオン（登録商標）といったペルフルオロナイト高分子である。

図５から９は、本発明によるマイクロ燃料電池の特有な実施形態の工程を示したものである。

従って、図５に概略的に示されるように、硬質粒子３は、図４で示されるセパレーター要素２のいくつかのトラバースチャンネル２ｃに導入される。さらに、２つの集電極４及び５は、それぞれ、金、又は、銅で作られた金属グリットの形状であり、図１及び２に示され、セパレーター要素２の上に組み立てられる。集電極４及び５は、それぞれカソード側集電極及びアノード側集電極であり、且つ、セパレーター要素２は、例えば、ＥＴＦＥによって作られるグリットの形状である。従って、各集電極４もしくは５は、第１表面４ａもしくは５ａと、第２表面４ｂもしくは５ｂと、を有し、トラバース通路４ｃもしくは５ｃを有する。前記トラバース通路は、前記集電極を第１表面４ａもしくは５ａから、第２表面４ｂもしくは５ｂへ通過する。図６中において、セパレーター要素２の第１表面２ａは、カソード側集電極４の第１表面４ａと接し、同時に、セパレーター要素２の第２表面２ｂは、アノード側集電極５の第１表面５ａと接する。前記２つの集電極４及び５の組み立ては、圧力をかけることによって行われ、より詳しくは、セパレーター要素２を形成する前記グリット上に、集電極４及び５を形成する２つの前記グリットを熱ラミネートすることによって行われる。

図６に示されるように、圧力をかけている間に、セパレーター要素２は変形し、セパレーター要素２の中で集電極４及び５がはめ込まれ、固定される。セパレーター要素２のいくつかのトラバースチャンネル２ｃの中の前記硬質粒子３の存在は、セパレーター要素２が強く圧縮されることを防ぐこととなる。従って、前記セパレーター要素２の膜厚は、組み立て工程の後は、好ましくは、硬質粒子３の大きさに対応し、さらに詳細には、前記粒子が球状である場合は、前記粒子の直径に対応する。

さらに、図７に示されるように、組み立て工程は、チャンネル２ｃと、通路４ｃ及び４ｃと、が、固体電解質６によって満たされる工程の後に行われる。固体電解質６によって満たされた多くのトラバースチャンネル２ｃにおいては、集電極４及び５は、好ましくは、上述のように、形成され、及び／又は、配置され、それにより、各トラバースチャンネル２ｃの開口部が、少なくとも部分的に空いているようになる。前記セパレーター要素のトラバースチャンネル２ｃの幅は、例えば、集電極４及び５の各トラバース通路４ｃ及び５ｃの幅よりもいくらか小さくなるように選択される。集電極４及び５が、同じ形状である時には、例えば、２つの同質の金属グリットの形状である時には、前記２つの集電極４及び５の組み立ては、１つの集電極の前記トラバース通路が、前記他の集電極のトラバース通路に対して、オフセットがあるようになる。

充填工程は、図７に示される構造物に、前記固体電解質の前躯体材料を、満たす(impregnating)ことで行われる。例えば、前記構造物は、セパレーター要素２と、硬質粒子３と、２つの集電極４及び５と、で形成される。前記前躯体材料は、好ましくは、液体又はペースト状に形成され、且つ、好ましくは、セパレーター要素２のトラバースチャンネル２ｃと、集電極４及び５の通路４ｃ及び５ｃと、が一体となった部分の全体を占める。前記前躯体材料は、架橋し、固体電解質６を形成する。

前記充填工程は、また、図７に示されるような前記構造物を、少なくとも１つの溶媒と、前記電解質と、を含む溶液に浸す（immersing）ことと、前記溶媒を蒸発させることと、によって行われる。このように、水素イオン伝導電解質の場合には、図７に示される前記構造物を、例えば、ナフィオンを２０％含む溶液に浸す。前記１つの、もしくは、複数の溶媒を、蒸発させることにより乾燥することで、前記電解質を、固体の形状とすることができる。

このような場合、図７に示されるように、固体電解質６は、前記構造物の全体を包む。従って、より詳しくは、固体電解質６は、集電極４及び５の第２表面４ｂ及び５ｂをカバーする。図８に示されるように、平坦化工程は、集電極４及び５の第２表面４ｂ及び５ｂを研磨にすることで行われる。支持体の上に前記構造物を固定し、前記２つの第２表面４ｂ及び５ｂを機械研磨することで行われる。この平坦化工程は、第２表面４ｂ及び５ｂを研磨し、且つ、それぞれ、トラバース通路４ｃ及び５ｃを含む固体電解質６の自由表面６ａ及び６ｂを、第２表面４ｂ及び５ｂと同じ高さに配置することができる。

図９に示されるように、好ましくは、多孔質カソード７と、アノード８と、は、それぞれカソード側集電極４の第２表面４ｂ上と、アノード側集電極５の第２表面５ｂ上と、に配置される。各電極７もしくは８は、集電極４及び５の第２表面４ｂ及び５ｂと接するだけでなく、固体電解質６の表面６ａ及び６ｂにも接する。各電極７もしくは８は、例えば、対応する前記集電極の前記第２表面上に組み立てられる。例えば、白金などの触媒を含むカーボンインクをスプレーすることによって、前記組立は、行われる。さらに、この組立工程は、このように、各集電極４もしくは５は、側面空間４ｄもしくは５ｄを有し、前記側面空間は、各集電極の第２表面４ｂもしくは５ｂの上にあり、対応する電極７もしくは８によってカバーされていない。側面空間４ｄ及び５ｄは、電気的接続、又は、接点接続として動作するように設計される。前記アセンブリは、ケーシングの中に配置され、前記ケーシングは、前記アノードによって供給される区画と、前記カソードによって供給される区画と、を供える。

前記燃料電池内の前記セパレーター要素の存在は、前記電解質を機械的に保護することを確保しつつ、前記集電極を電気的に絶縁する。前記セパレーター要素の膜厚は、好ましくは、１０μｍから２００μｍの間である。この薄い膜厚は、特に、前記電池が動作している間のオーム抵抗を減らし、これによって、前記燃料電池のパフォーマンスを改善することができる。加えて、前記固体電解質が、前記セパレーター要素の前記チャンネルの中と、前記集電極の前記通路の中と、に設置されることは、前記集電極を前記固体電解質と一体化することと、自立電解膜(self-supported electrolytic membrane)を得ることと、を可能にする。例えば、前記膜とは、内部支持体を必要としない膜である。

前記セパレーター要素が、熱可塑性高分子材料によって形成されることは、前記セパレーター要素がフレキシブルであることとなる。それにより、その後の組立の際に、前記集電極に確実に接着されることを可能にする。最終的には、前記硬質粒子によって形成され、且つ、前記セパレーター要素のトラバースチャンネルの中に配置される、スペーサの存在は、前記集電極を前記セパレーター要素の上に組立てる際に、熱可塑性高分子材料によって形成された前記セパレーター要素の圧縮を、限定することとなる。

本発明による燃料電池は、シンプル、且つ、簡単に作成することができるという利点を示す。前記セパレーター要素の存在は、前記集電極の電気的絶縁を確保することを可能にする。さらに、前記燃料電池は、全てのサイズのものに適用可能である構造であり、且つ、前記電極と集電極の間の接続部を確実に接続した状態に保つ。従って、前記燃料電池のパフォーマンスは高くなり、前記燃料電池の信頼性を高く、且つ、前記燃料電池全体の大きさを減らすことができる。前記固体電解質は、実際には、かさ高い内部支持体によって支持することは必要なく、非常に薄い膜厚を可能にする。さらに、前記製造方法は、非常にシンプルであり、簡単に使用することができる。

グリット状の集電極の上面図である。グリット状の集電極を、図１中のＡ−Ａに沿って切断した、集電極の断面の拡大図である。くし形の集電極の上面図である。グリット状のセパレーター要素の断面図である。図１に示される２つの集電極と、図４に示されるセパレーター要素と、を備える、本発明による燃料電池の他の実施形態の工程断面図である。図１に示される２つの集電極と、図４に示されるセパレーター要素と、を備える、本発明による燃料電池の他の実施形態の工程断面図である。図１に示される２つの集電極と、図４に示されるセパレーター要素と、を備える、本発明による燃料電池の他の実施形態の工程断面図である。図１に示される２つの集電極と、図４に示されるセパレーター要素と、を備える、本発明による燃料電池の他の実施形態の工程断面図である。図１に示される２つの集電極と、図４に示されるセパレーター要素と、を備える、本発明による燃料電池の他の実施形態の工程断面図である。

Claims

燃料電池であって、少なくとも、
− アノード側集電極（５）とカソード側集電極（４）とであって、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）のそれぞれは、少なくとも１つのトラバース通路（４ｃ、５ｃ）を備え、前記トラバース通路は前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）を前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）の第１表面（４ａ、５ａ）から第２表面（４ｂ、５ｂ）へ通過している、アノード側集電極（５）とカソード側集電極（４）と、
− 前記アノード側集電極（５）と前記カソード側集電極（４）との間に配置された電気的絶縁セパレーター要素（２）であって、第１の面（２ａ）と、前記第１の面（２ａ）と向かい合う第２の面（２ｂ）とを備え、前記第１の面及び前記第２の面（２ａ、２ｂ）は、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）の前記第１表面（４ａ、５ａ）にそれぞれ接しており、前記セパレーター要素を前記第１の面（２ａ）から前記第２の面（２ｂ）へ通過する複数のトラバースチャンネル（２ｃ）を備える電気的絶縁セパレーター要素（２）と、
− イオン伝導固体電解質（６）であって、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）と接し、且つ、前記セパレーター要素（２）の前記チャンネル（２ｃ）と、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）の前記通路（４ｃ、５ｃ）と、が一体となった部分を占める、イオン伝導固体電解質（６）と、
を備え、
前記セパレーター要素（２）は、熱可塑性高分子材料によって形成され、
電気的絶縁性の硬質粒子（３）によって形成され、且つ、前記セパレーター要素（２）の前記トラバースチャンネル（２ｃ）内に配置されたスペーサが、前記セパレーター要素の上で前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）が圧縮された後の前記セパレーター要素（２）の厚みを決定し、
前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極は、前記セパレーター要素の上で前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）が圧縮された後に前記電気的絶縁セパレーター要素（２）にはめ込まれ、且つ、固定されており、
前記電気的絶縁性の硬質粒子（３）は前記セパレーター要素（２）に比べて硬い、
ことを特徴とする燃料電池。
請求項１に記載の燃料電池であって、前記熱可塑性高分子材料は、フルオロカーボン樹脂によって形成されることを特徴とする燃料電池。
請求項２に記載の燃料電池であって、前記フルオロカーボン樹脂は、変性エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン−６フッ化プロピレン共重合体、から選ばれることを特徴とする燃料電池。
請求項１から３の１つに記載の燃料電池であって、前記粒子（３）は、セラミック、ガラス、高分子粒子、から選ばれることを特徴とする燃料電池。
請求項１から４の１つに記載の燃料電池であって、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極（４、５）のそれぞれは、複数のトラバース通路（４ｃ、５ｃ）を備え、前記複数のトラバース通路は、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極（４、５）のそれぞれを前記第１表面（４ａ、５ａ）から前記第２表面（４ｂ、５ｂ）まで通過するものであることを特徴とする燃料電池。
請求項１から５の１つに記載の燃料電池であって、前記アノード側集電極（５）の前記第２表面（５ｂ）の上に設置されたアノード（８）と、前記カソード側集電極（４）の前記第２表面（４ｂ）の上に設置されたカソード（７）と、を備え、前記アノード（８）及び前記カソード（７）は、前記固体電解質（６）と接することを特徴とする燃料電池。
請求項６に記載の燃料電池であって、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極（４、５）のそれぞれは、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極（４、５）のそれぞれの前記第２表面（４ｂ、５ｂ）の上に、カバーされていない側面空間（４ｄ、５ｄ）を備え、前記側面空間は、電気的接続として動作するように構成されることを特徴とする燃料電池。
請求項１から７の１つに記載の燃料電池であって、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極（４、５）のうちの少なくとも１つは、グリッド、くし形、又は、織布もしくは多孔質材料の薄膜、の形状であることを特徴とする燃料電池。
請求項１から８の１つに記載の燃料電池であって、前記セパレーター要素（２）は、有孔フィルム、グリッド、又は、織布もしくは多孔質材料の薄膜、の形状であることを特徴とする燃料電池。
請求項１から９の１つに記載された燃料電池の製造方法であって、
− 前記セパレーター要素（２）の前記トラバースチャンネル中に前記電気的絶縁性の硬質粒子（３）によって形成された前記スペーサを挿入し、
− 前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極の前記第１表面（４ａ、５ａ）を、それぞれ、前記セパレーター要素（２）の前記第１及び第２の面（２ａ，２ｂ）の上にあるように、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）を組み立て、この組み立ては、前記セパレーター要素（２）の上で前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）が圧縮されることにより行われ、
− 前記固体電解質（６）によって前記チャンネル（２ｃ）及び前記通路（４ｃ、５ｃ）を充填する、
ことを連続的に行うことを特徴とする方法。
請求項１０に記載の方法であって、前記セパレーター要素（２）の前記第１及び第２の面（２ａ、２ｂ）の上の前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極（４、５）の組み立ては、熱ラミネートによって行われることを特徴とする方法。
請求項１０又は１１に記載の方法であって、前記固体電解質（６）による前記チャンネル（２ｃ）及び前記通路（４ｃ、５ｃ）を充填する工程は、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）を備えた前記セパレーター要素（２）に、前記固体電解質（６）の前駆体材料を満たし、且つ、前記前駆体材料を架橋させることで、前記固体電解質（６）を得ることを特徴とする方法。
請求項１０又は１１に記載の方法であって、前記固体電解質（６）による前記チャンネル（２ｃ）及び前記通路（４ｃ、５ｃ）を充填する工程は、前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）を備えた前記セパレーター要素（２）を、少なくとも１つの溶媒と、前記電解質と、を含む溶液に浸すことと、前記溶媒を蒸発させることと、によって行われることを特徴とする方法。
請求項１０から１３の１つに記載された方法であって、前記チャンネル（２ｃ）及び前記通路（４ｃ、５ｃ）を充填する工程の後に、前記アノード側集電極及び前記カソード側集電極の前記第２表面を研磨する平坦化工程を備えることを特徴とする方法。
請求項１０から１４の１つに記載の方法であって、前記チャンネル（２ｃ）及び前記通路（４ｃ、５ｃ）を充填する工程は、対応する前記アノード側集電極（５）及び前記カソード側集電極（４）の前記第２表面（４ｂ、５ｂ）の上に、アノード（８）と、カソード（７）と、を組み合わせる前に行われることを特徴とする方法。