JPH08222241A - 固体高分子型燃料電池用黒鉛部材の製造方法 - Google Patents
固体高分子型燃料電池用黒鉛部材の製造方法Info
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- JPH08222241A JPH08222241A JP7046329A JP4632995A JPH08222241A JP H08222241 A JPH08222241 A JP H08222241A JP 7046329 A JP7046329 A JP 7046329A JP 4632995 A JP4632995 A JP 4632995A JP H08222241 A JPH08222241 A JP H08222241A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体高分子型燃料電池のセパレータや集電体
に用いられる黒鉛部材の製造方法を提供する。 【構成】 最大粒径１２５μm 以下の炭素質粉末に結合
材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形し、次いで焼成、黒鉛
化して得られた平均気孔径１０μm 以下、気孔率２０％
以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹脂液を含浸、硬化処理
する（請求項１）および含浸、硬化処理を、１０Torr以
下の減圧下に保持された容器内で等方性黒鉛材を熱硬化
性樹脂液中に浸漬し所定時間保持した後、容器内を３kg
/cm2以上に加圧して７０℃以上の温度で加熱する（請求
項２）構成からなる製造方法。
に用いられる黒鉛部材の製造方法を提供する。 【構成】 最大粒径１２５μm 以下の炭素質粉末に結合
材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形し、次いで焼成、黒鉛
化して得られた平均気孔径１０μm 以下、気孔率２０％
以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹脂液を含浸、硬化処理
する（請求項１）および含浸、硬化処理を、１０Torr以
下の減圧下に保持された容器内で等方性黒鉛材を熱硬化
性樹脂液中に浸漬し所定時間保持した後、容器内を３kg
/cm2以上に加圧して７０℃以上の温度で加熱する（請求
項２）構成からなる製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体高分子型（ＳＰＥ
型）燃料電池のセパレータや集電体に用いられる黒鉛部
材の製造方法に関する。
型）燃料電池のセパレータや集電体に用いられる黒鉛部
材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体高分子型燃料電池はパーフルオロカ
ーボンスルフォン酸などのイオン交換膜からなる固体高
分子の電解質膜と、その両側に設けた２つの電極とそれ
ぞれの電極に水素などの燃料ガスおよび酸素などの酸化
剤ガスを供給するガス供給溝を設けたセパレータ、およ
びその外側に設けた２つの集電体から構成されている。
ーボンスルフォン酸などのイオン交換膜からなる固体高
分子の電解質膜と、その両側に設けた２つの電極とそれ
ぞれの電極に水素などの燃料ガスおよび酸素などの酸化
剤ガスを供給するガス供給溝を設けたセパレータ、およ
びその外側に設けた２つの集電体から構成されている。
【０００３】このセパレータには、燃料ガスと酸化剤ガ
スとを完全に分離した状態で電極に供給するために高度
のガス不透過性が要求され、また電池反応に伴う発熱を
効率よく放散させるために高い熱伝導性を有することが
必要とされている。また集電体は電池反応により発生し
た電気エネルギーを効率よく取り出すために電気伝導性
に優れていることが必要である。
スとを完全に分離した状態で電極に供給するために高度
のガス不透過性が要求され、また電池反応に伴う発熱を
効率よく放散させるために高い熱伝導性を有することが
必要とされている。また集電体は電池反応により発生し
た電気エネルギーを効率よく取り出すために電気伝導性
に優れていることが必要である。
【０００４】このような材質特性が要求されるセパレー
タや集電体として、例えば特開平４−２６７０６２号公
報にはセパレータの材質を純銅やステンレス鋼などで構
成する例が開示されている。しかしながら、これらの金
属系の材質では燃料ガスとして用いる水素ガスと長時間
に亘って接触するために、水素脆性が生じて材質劣化が
起こり電池性能が悪化する欠点がある。
タや集電体として、例えば特開平４−２６７０６２号公
報にはセパレータの材質を純銅やステンレス鋼などで構
成する例が開示されている。しかしながら、これらの金
属系の材質では燃料ガスとして用いる水素ガスと長時間
に亘って接触するために、水素脆性が生じて材質劣化が
起こり電池性能が悪化する欠点がある。
【０００５】また、リン酸型燃料電池ではセパレータに
炭素質系の材料、特にガス不透過性に優れているガラス
状カーボン材が使用されている。ガラス状カーボン材は
フェノール系樹脂やフラン系樹脂などの熱硬化性樹脂液
を成形し加熱硬化後、非酸化性雰囲気中８００℃以上の
温度で焼成炭化して得られるガラス質の性状を呈する特
異な炭素材である。
炭素質系の材料、特にガス不透過性に優れているガラス
状カーボン材が使用されている。ガラス状カーボン材は
フェノール系樹脂やフラン系樹脂などの熱硬化性樹脂液
を成形し加熱硬化後、非酸化性雰囲気中８００℃以上の
温度で焼成炭化して得られるガラス質の性状を呈する特
異な炭素材である。
【０００６】しかしながら、ガラス状カーボン材は緻密
な組織構造を有し高いガス不透過性を示す反面、硬度が
高く脆性であるので加工性が悪いという欠点がある。更
に、黒鉛材に比べて熱伝導率が低く電気抵抗も大きいと
いう難点があり、リン酸型燃料電池に比較して高電流密
度で運転される固体高分子型燃料電池のセパレータや集
電体として使用するには適当でない。
な組織構造を有し高いガス不透過性を示す反面、硬度が
高く脆性であるので加工性が悪いという欠点がある。更
に、黒鉛材に比べて熱伝導率が低く電気抵抗も大きいと
いう難点があり、リン酸型燃料電池に比較して高電流密
度で運転される固体高分子型燃料電池のセパレータや集
電体として使用するには適当でない。
【０００７】黒鉛材は、一般にコークス、カーボンブラ
ック、人造黒鉛粉、天然黒鉛粉などの炭素質粉末を骨材
としてピッチ、タールなどの結合材を加えて加熱混練し
たのち所定形状に成形し、焼成、黒鉛化することにより
製造され、ガラス状カーボン材に比べて高い熱伝導率を
有し、電気抵抗も低い特性を示すのでヒータや導電体と
して多方面で有用されている。しかしながら、黒鉛材は
組織中に微細な気孔空隙が無数に存在するため緻密性に
欠け、ガス不透過性が劣る欠点がある。このため、黒鉛
材をそのまま固体高分子型燃料電池のセパレータや集電
体として用いることはできない。
ック、人造黒鉛粉、天然黒鉛粉などの炭素質粉末を骨材
としてピッチ、タールなどの結合材を加えて加熱混練し
たのち所定形状に成形し、焼成、黒鉛化することにより
製造され、ガラス状カーボン材に比べて高い熱伝導率を
有し、電気抵抗も低い特性を示すのでヒータや導電体と
して多方面で有用されている。しかしながら、黒鉛材は
組織中に微細な気孔空隙が無数に存在するため緻密性に
欠け、ガス不透過性が劣る欠点がある。このため、黒鉛
材をそのまま固体高分子型燃料電池のセパレータや集電
体として用いることはできない。
【０００８】この黒鉛材の気孔空隙に熱硬化性樹脂液を
含浸し加熱硬化して、気孔空隙を閉塞することによりガ
ス不透過性にする試みは従来から種々の方法が提案され
ている。例えば、含浸する樹脂を特定するものとして特
開昭５２−１２５４８８号公報には炭素材料にフリーデ
ルクラフツ樹脂を含浸硬化する不浸透性炭素製品の製造
方法が、特開昭５９−５７９７５号公報には炭素基材に
フェノール樹脂とピッチとの相溶物を含浸し、該含浸物
を炭化あるいは黒鉛化処理する不浸透性炭素材料の製造
法が、また特公平６−３１１８４号公報にはカーボン材
にクレゾール樹脂を４０〜９５重量％の割合で含有する
クレゾール樹脂とフェノール樹脂の混合樹脂液を含浸硬
化する不透過性カーボン材の製造方法などが提案されて
いる。
含浸し加熱硬化して、気孔空隙を閉塞することによりガ
ス不透過性にする試みは従来から種々の方法が提案され
ている。例えば、含浸する樹脂を特定するものとして特
開昭５２−１２５４８８号公報には炭素材料にフリーデ
ルクラフツ樹脂を含浸硬化する不浸透性炭素製品の製造
方法が、特開昭５９−５７９７５号公報には炭素基材に
フェノール樹脂とピッチとの相溶物を含浸し、該含浸物
を炭化あるいは黒鉛化処理する不浸透性炭素材料の製造
法が、また特公平６−３１１８４号公報にはカーボン材
にクレゾール樹脂を４０〜９５重量％の割合で含有する
クレゾール樹脂とフェノール樹脂の混合樹脂液を含浸硬
化する不透過性カーボン材の製造方法などが提案されて
いる。
【０００９】また、含浸硬化条件を特定するものとして
特公平５−６７５９５号公報には炭素質素材を含浸槽に
入れ、減圧下で液状の熱硬化性樹脂に浸漬し、ついで系
内を加圧状態に切り換えて液状樹脂が初期硬化するまで
３０℃以上の温度で加熱処理する不浸透性炭素材の製造
方法が提案されている。
特公平５−６７５９５号公報には炭素質素材を含浸槽に
入れ、減圧下で液状の熱硬化性樹脂に浸漬し、ついで系
内を加圧状態に切り換えて液状樹脂が初期硬化するまで
３０℃以上の温度で加熱処理する不浸透性炭素材の製造
方法が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法で得られる不透過性炭素材を固体高分子型燃料電
池のセパレータや集電体として用いるにはガス不透過
性、熱伝導性および導電性をバランスよく付与する点で
充分でないという問題点があった。
の方法で得られる不透過性炭素材を固体高分子型燃料電
池のセパレータや集電体として用いるにはガス不透過
性、熱伝導性および導電性をバランスよく付与する点で
充分でないという問題点があった。
【００１１】本発明者等は、黒鉛基材の気孔性状や熱硬
化性樹脂液の含浸、硬化処理条件について研究を進めた
結果、原料骨材である炭素質粉末の最大粒径および黒鉛
基材の気孔性状ならびに熱硬化性樹脂液の含浸硬化条件
を特定することにより、ガス不透過性、熱伝導性、導電
性をバランスよく付与できることを見出した。
化性樹脂液の含浸、硬化処理条件について研究を進めた
結果、原料骨材である炭素質粉末の最大粒径および黒鉛
基材の気孔性状ならびに熱硬化性樹脂液の含浸硬化条件
を特定することにより、ガス不透過性、熱伝導性、導電
性をバランスよく付与できることを見出した。
【００１２】本発明は上記知見に基づいて開発されたも
ので、その目的は固体高分子型燃料電池のセパレータや
集電体として有用な黒鉛部材の製造方法を提供すること
にある。
ので、その目的は固体高分子型燃料電池のセパレータや
集電体として有用な黒鉛部材の製造方法を提供すること
にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による固体高分子型燃料電池用黒鉛部材の製
造方法は、最大粒径１２５μm 以下の炭素質粉末に結合
材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形し、次いで焼成、黒鉛
化して得られた平均気孔径１０μm 以下、気孔率２０％
以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹脂液を含浸、硬化処理
すること（請求項１）、および含浸、硬化処理を、１０
Torr以下の減圧下に保持された容器内で等方性黒鉛材を
熱硬化性樹脂液中に浸漬し所定時間保持した後、容器内
を３kg/cm2以上に加圧して７０℃以上の温度で加熱する
ことにより行うこと（請求項２）を構成上の特徴とす
る。
めの本発明による固体高分子型燃料電池用黒鉛部材の製
造方法は、最大粒径１２５μm 以下の炭素質粉末に結合
材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形し、次いで焼成、黒鉛
化して得られた平均気孔径１０μm 以下、気孔率２０％
以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹脂液を含浸、硬化処理
すること（請求項１）、および含浸、硬化処理を、１０
Torr以下の減圧下に保持された容器内で等方性黒鉛材を
熱硬化性樹脂液中に浸漬し所定時間保持した後、容器内
を３kg/cm2以上に加圧して７０℃以上の温度で加熱する
ことにより行うこと（請求項２）を構成上の特徴とす
る。
【００１４】セパレータや集電体の黒鉛部材は通常０．
５〜１mmに薄く加工して使用されるが、骨材となるコー
クスなどの炭素質粉末の粒径が大きいとこの加工時に粒
子の脱落が起こるため、炭素質粉末は最大粒径が１２５
μm 以下のものを用いることが必要である。最大粒径が
１２５μm を越えると樹脂液の含浸、硬化時に樹脂液の
流出が起こり易くなるとともに、硬化後の薄肉に加工す
る際に炭素質粉末の脱落によりガス不透過性を損ねる。
結合材としてはピッチ、タールなどが用いられ、骨材を
結合材とともに加熱混練した後ラバープレスによりＣＩ
Ｐ成形して所定形状のブロック状の成形体にする。成形
体は非酸化性雰囲気に保持された高温炉内で８００℃以
上の温度に加熱して焼成炭化し、さらに黒鉛化炉内で２
０００℃以上の温度により黒鉛化される。
５〜１mmに薄く加工して使用されるが、骨材となるコー
クスなどの炭素質粉末の粒径が大きいとこの加工時に粒
子の脱落が起こるため、炭素質粉末は最大粒径が１２５
μm 以下のものを用いることが必要である。最大粒径が
１２５μm を越えると樹脂液の含浸、硬化時に樹脂液の
流出が起こり易くなるとともに、硬化後の薄肉に加工す
る際に炭素質粉末の脱落によりガス不透過性を損ねる。
結合材としてはピッチ、タールなどが用いられ、骨材を
結合材とともに加熱混練した後ラバープレスによりＣＩ
Ｐ成形して所定形状のブロック状の成形体にする。成形
体は非酸化性雰囲気に保持された高温炉内で８００℃以
上の温度に加熱して焼成炭化し、さらに黒鉛化炉内で２
０００℃以上の温度により黒鉛化される。
【００１５】この場合、用いる炭素質粉末の粒度分布、
結合材の混合比率などを設定することにより得られる等
方性黒鉛材の気孔性状を調整することができる。等方性
黒鉛材の気孔性状としては平均気孔径１０μm 以下およ
び気孔率２０％以下のものを使用することが必要であ
り、平均気孔径が１０μm を越えると熱硬化性樹脂液の
硬化時に樹脂の一部が流出して気孔の充填が不充分とな
るためである。なお、平均気孔径が小さい場合には気孔
内に熱硬化性樹脂液を含浸することが困難となるため、
平均気孔径は０．４μm 以上であることが好ましい。ま
た、気孔率が２０％以下のものを用いるのは、気孔率が
２０％を上回る場合には気孔内を熱硬化性樹脂で充分に
充填し、閉塞することが困難となるからである。
結合材の混合比率などを設定することにより得られる等
方性黒鉛材の気孔性状を調整することができる。等方性
黒鉛材の気孔性状としては平均気孔径１０μm 以下およ
び気孔率２０％以下のものを使用することが必要であ
り、平均気孔径が１０μm を越えると熱硬化性樹脂液の
硬化時に樹脂の一部が流出して気孔の充填が不充分とな
るためである。なお、平均気孔径が小さい場合には気孔
内に熱硬化性樹脂液を含浸することが困難となるため、
平均気孔径は０．４μm 以上であることが好ましい。ま
た、気孔率が２０％以下のものを用いるのは、気孔率が
２０％を上回る場合には気孔内を熱硬化性樹脂で充分に
充填し、閉塞することが困難となるからである。
【００１６】含浸処理は上記気孔性状を備えた等方性黒
鉛材を１０Torr以下の減圧下に保持された容器内に入れ
て脱気したのち、熱硬化性樹脂液を注入して浸漬し気孔
内に熱硬化性樹脂液を充分に充填する。浸漬時間は等方
性黒鉛材の大きさや樹脂粘度などにより適宜設定され
る。用いる熱硬化性樹脂液には特に制限はなくｐＨ３程
度のスルフォン酸や硫酸酸性の水溶液に耐え得るフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂など
の樹脂が用いられるが、含浸性を考慮すると可及的に低
粘度のものを適用することが好ましい。
鉛材を１０Torr以下の減圧下に保持された容器内に入れ
て脱気したのち、熱硬化性樹脂液を注入して浸漬し気孔
内に熱硬化性樹脂液を充分に充填する。浸漬時間は等方
性黒鉛材の大きさや樹脂粘度などにより適宜設定され
る。用いる熱硬化性樹脂液には特に制限はなくｐＨ３程
度のスルフォン酸や硫酸酸性の水溶液に耐え得るフェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂など
の樹脂が用いられるが、含浸性を考慮すると可及的に低
粘度のものを適用することが好ましい。
【００１７】次いで容器内を加圧状態に切り換えて、空
気、窒素などの加圧ガスにより３kg/cm2以上に加圧する
とともに７０℃以上の温度に加熱して、含浸した熱硬化
性樹脂液の硬化処理を行う。この加圧下における加熱処
理は熱硬化性樹脂液が一次硬化するまで行うが、一次硬
化の速度が早過ぎると含浸した熱硬化性樹脂液の一部が
流出して黒鉛基材の気孔空隙の深部までを閉塞すること
ができないので加熱温度は１３０℃を越えないことが好
ましい。この一次硬化処理を施した等方性黒鉛材は容器
から取り出して、大気中で１８０℃以下の温度に加熱し
て完全に硬化（二次硬化）する。
気、窒素などの加圧ガスにより３kg/cm2以上に加圧する
とともに７０℃以上の温度に加熱して、含浸した熱硬化
性樹脂液の硬化処理を行う。この加圧下における加熱処
理は熱硬化性樹脂液が一次硬化するまで行うが、一次硬
化の速度が早過ぎると含浸した熱硬化性樹脂液の一部が
流出して黒鉛基材の気孔空隙の深部までを閉塞すること
ができないので加熱温度は１３０℃を越えないことが好
ましい。この一次硬化処理を施した等方性黒鉛材は容器
から取り出して、大気中で１８０℃以下の温度に加熱し
て完全に硬化（二次硬化）する。
【００１８】
【作用】本発明の固体高分子型燃料電池用黒鉛部材の製
造方法は、コークス、黒鉛粉末などの骨材となる炭素質
粉末の最大粒径ならびに等方性黒鉛基材の気孔性状を特
定することにより、熱硬化性樹脂液を気孔空隙内に効率
よく充填することができる。さらに、熱硬化性樹脂液の
含浸、硬化処理は等方性黒鉛基材の気孔空隙中に存在す
るガスを減圧下に脱気したのち、加圧下に加熱すること
により硬化処理するものであるから含浸した熱硬化性樹
脂液の流出が抑制された状態で気孔空隙中で硬化する。
したがって、等方性黒鉛材の気孔空隙を効果的に閉塞す
ることが可能となる。
造方法は、コークス、黒鉛粉末などの骨材となる炭素質
粉末の最大粒径ならびに等方性黒鉛基材の気孔性状を特
定することにより、熱硬化性樹脂液を気孔空隙内に効率
よく充填することができる。さらに、熱硬化性樹脂液の
含浸、硬化処理は等方性黒鉛基材の気孔空隙中に存在す
るガスを減圧下に脱気したのち、加圧下に加熱すること
により硬化処理するものであるから含浸した熱硬化性樹
脂液の流出が抑制された状態で気孔空隙中で硬化する。
したがって、等方性黒鉛材の気孔空隙を効果的に閉塞す
ることが可能となる。
【００１９】このようにして製造された等方性黒鉛材
は、気孔空隙内が熱硬化性樹脂により充填閉塞されて高
いガス不透過性を示すとともに黒鉛材の有する優れた熱
伝導性および導電性を併有しており、固体高分子型燃料
電池のセパレータや集電体として使用することができ
る。
は、気孔空隙内が熱硬化性樹脂により充填閉塞されて高
いガス不透過性を示すとともに黒鉛材の有する優れた熱
伝導性および導電性を併有しており、固体高分子型燃料
電池のセパレータや集電体として使用することができ
る。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００２１】実施例１〜７、比較例１〜３ 炭素質粉末として最大粒径の異なるコークス粉末を用
い、混合比率を変えてピッチを加え加熱混練したのち混
練物をラバープレスによりＣＩＰ成形し、成形品を非酸
化性雰囲気中１０００℃の温度で焼成炭化し、さらに黒
鉛化炉にて３０００℃の温度で黒鉛化した。この等方性
黒鉛材を縦横２００mm、厚さ５０mmに加工して気孔性状
の異なる等方性黒鉛基材を得た。
い、混合比率を変えてピッチを加え加熱混練したのち混
練物をラバープレスによりＣＩＰ成形し、成形品を非酸
化性雰囲気中１０００℃の温度で焼成炭化し、さらに黒
鉛化炉にて３０００℃の温度で黒鉛化した。この等方性
黒鉛材を縦横２００mm、厚さ５０mmに加工して気孔性状
の異なる等方性黒鉛基材を得た。
【００２２】この黒鉛基材を容器に入れて８Torrの減圧
下に５時間保持して脱気したのち、フェノール樹脂液
（粘度５０ポイズ／２０℃）又はエポキシ樹脂液（粘度
１ポイズ／２０℃）を注入し、０．５時間保持して黒鉛
基材の気孔空隙中に樹脂液を含浸した。次いで、容器内
を空気により所定圧力に加圧しながら所定温度に加熱し
て含浸した樹脂液を硬化処理したのち、厚さ０．７mmに
スライス加工して固体高分子型燃料電池用のセパレータ
とした。このようにして得られた等方性黒鉛材の気孔性
状および含浸、硬化処理条件をまとめて表１に示した。
下に５時間保持して脱気したのち、フェノール樹脂液
（粘度５０ポイズ／２０℃）又はエポキシ樹脂液（粘度
１ポイズ／２０℃）を注入し、０．５時間保持して黒鉛
基材の気孔空隙中に樹脂液を含浸した。次いで、容器内
を空気により所定圧力に加圧しながら所定温度に加熱し
て含浸した樹脂液を硬化処理したのち、厚さ０．７mmに
スライス加工して固体高分子型燃料電池用のセパレータ
とした。このようにして得られた等方性黒鉛材の気孔性
状および含浸、硬化処理条件をまとめて表１に示した。
【００２３】次いで、これらの等方性黒鉛材の各種特性
を測定し、結果を表２に示した。なお、測定値は下記の
方法による値である。 固有抵抗（μΩ・cm）：ＪＩＳ Ｒ７２０２「人造黒
鉛電極の試験方法」の電圧降下法による。 ガス透過率（cm2/sec ・atm)：厚さ０．７mmの試験片
（ガス透過断面積２８３cm2)に窒素ガスにより所定の圧
力をかけて透過する窒素ガスの流量を測定し、次式から
求めた。 ガス透過率＝窒素ガス透過量(cm3) ×試験片厚(cm)／時
間(sec) ×透過断面積(cm2) ×差圧(atm) 熱伝導率(kcal/m ・h ・℃) ：レーザーフラッシュ法
による。
を測定し、結果を表２に示した。なお、測定値は下記の
方法による値である。 固有抵抗（μΩ・cm）：ＪＩＳ Ｒ７２０２「人造黒
鉛電極の試験方法」の電圧降下法による。 ガス透過率（cm2/sec ・atm)：厚さ０．７mmの試験片
（ガス透過断面積２８３cm2)に窒素ガスにより所定の圧
力をかけて透過する窒素ガスの流量を測定し、次式から
求めた。 ガス透過率＝窒素ガス透過量(cm3) ×試験片厚(cm)／時
間(sec) ×透過断面積(cm2) ×差圧(atm) 熱伝導率(kcal/m ・h ・℃) ：レーザーフラッシュ法
による。
【００２４】
【表１】 〔表注〕＊ Ｆ；フェノール樹脂液、 Ｅ；エポキシ樹脂液
【００２５】
【表２】 〔表注〕＊ 等方性黒鉛材 東海カーボン（株）製Ｇ３４７
【００２６】表１、２の結果から実施例の黒鉛材は比較
例の黒鉛材に比べてガス透過率が小さく、高度のガス不
透過性を備えていることが判る。また、固有抵抗も小さ
い上に大きな熱伝導率を示し、これらの特性がバランス
よく付与されていることが認められる。
例の黒鉛材に比べてガス透過率が小さく、高度のガス不
透過性を備えていることが判る。また、固有抵抗も小さ
い上に大きな熱伝導率を示し、これらの特性がバランス
よく付与されていることが認められる。
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の固体高分子型燃
料電池用黒鉛部材の製造方法にしたがえば、骨材である
炭素質粉末の最大粒径および等方性黒鉛基材の気孔性状
を特定し、更に熱硬化性樹脂液の含浸硬化処理を特定の
加圧、加熱条件下に行うことによりガス不透過性に優れ
るとともに導電性ならびに熱伝導率をバランスよく付与
することができる。したがって、固体高分子型燃料電池
のセパレータや集電体に用いられる黒鉛部材の製造方法
として有用である。
料電池用黒鉛部材の製造方法にしたがえば、骨材である
炭素質粉末の最大粒径および等方性黒鉛基材の気孔性状
を特定し、更に熱硬化性樹脂液の含浸硬化処理を特定の
加圧、加熱条件下に行うことによりガス不透過性に優れ
るとともに導電性ならびに熱伝導率をバランスよく付与
することができる。したがって、固体高分子型燃料電池
のセパレータや集電体に用いられる黒鉛部材の製造方法
として有用である。
Claims (2)
- 【請求項１】 最大粒径１２５μm 以下の炭素質粉末に
結合材を加えて加熱混練後ＣＩＰ成形し、次いで焼成、
黒鉛化して得られた平均気孔径１０μm 以下、気孔率２
０％以下の等方性黒鉛材に熱硬化性樹脂液を含浸、硬化
処理することを特徴とする固体高分子型燃料電池用黒鉛
部材の製造方法。 - 【請求項２】 含浸、硬化処理を、１０Torr以下の減圧
下に保持された容器内で等方性黒鉛材を熱硬化性樹脂液
中に浸漬し所定時間保持した後、容器内を３kg/cm2以上
に加圧して７０℃以上の温度で加熱する請求項１記載の
固体高分子型燃料電池用黒鉛部材の製造方法。
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1995
- 1995-02-09 JP JP04632995A patent/JP3383953B2/ja not_active Expired - Fee Related
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