JPS6065405A - シ−ト状弾性導電板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、シート状弾性導電板、詳しくは、面積が広く
、その割には厚みが薄いシート状の導電板又はシート状
の電極に関する。

〔従来技術とその問題点〕

シート状導電板の用途の一つとして、燃料電池のセパレ
ート板などの積層構造で使用されるノート状電極が考え
られる。この種の用途では、シート面に平行方向の他に
、垂直方向（換言すれば厚み方向）の導電性が要求され
る。特に、後者の垂直方向の導電性は、電池の出力゛又
は効率に直接影響を及ばず。また、近年、燃料電池の高
出力化の要請から、シート状電極は次第に大面積化の傾
向にある。

この垂直方向の導電性を左右する因子は、一つには使用
する材料の導電度であり、他の一つけ積層時の接触抵抗
の度合である。

一方、シート状電極は、燃料電池のタイプによって異な
るが、高温度で積層され、加圧状態で長期間にわたって
使用されるために圧縮特性が良好であることが要求され
る。

従来、この種のシート状電極としては、りん酸型電池を
例に述べると、タンタル板（金属板）、フェノール樹脂
含浸黒鉛焼結板、又は黒鉛粉分散フェノール樹脂成形板
などが考えられる。これらは、材料としての導電度や高
温時の圧縮特性には優れているものの、積層時の接触抵
抗の大きいことが検討の結果明らかとなった。

即ち、相手側材料として多孔質カーボン板を用い、タン
タル板、フェノール樹脂含浸黒鉛焼結板及び黒鉛粉分散
フェノール樹脂成形板のそれぞれの抵抗を加圧力を変え
て測定した。その結果を第１図に示す。この図において
それぞれ１，２及び３がこれらの材料の結果である。上
記の３種の材料と多孔質カーボン板の抵抗・値（比較指
数）は、加圧力が小さい範囲では若干差があるものの、
加圧力を増すにつれその差は少くなるが、本来の目標と
する抵抗値までは低下せず、約３　Ｋｇ　／　ｃｔｌの
カロ圧で多孔質カーボン板は破壊するに至った。このた
め多孔質カーボン板と上記３種の材料の機械力ロ工精度
をあげ、再度検討を行ったが、期待した１１どの効果は
得られなかった。また、機械加工を行うにしても、大面
積でかつ薄い板加工は安易な方法では必ずしも効果がな
く、厚みの均−性及び板のそり変形の防止を図るには特
殊な加工方法〃；必要であることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述のような欠点を除去し、隣接する導電板
との接触抵抗が低くかつ加圧された状態で使用した場合
の圧縮クリーブ特性７５（良く、変形が少いシート状弾
性導電板を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明によるシート状弾性導電板は、導電性充填材を分
散混合してなるコ゛ム組成物を積層時圧縮変形の少い導
電性シート状物の両面に存在せしめることによって構成
される。

即ち、本発明は、接触抵抗の改善策として小さな加圧力
で隣接板と良くなじむようにゴム組成物を使用し、そし
てこのゴム組成物を使用することで逆に欠点となる圧縮
クリープなどの圧縮特性を大面積で薄肉という形状率（
受圧面積と自由表面積との比）を高めるとともに圧縮変
形の少い材料を中間層に配してサンドイッチ構造をとる
ようにすることによって向上させたことが大きな特徴で
ある。

本発明において、導電性充填材を分散混合されるゴム組
成物としては、ポリテトラフルオルエチレン、ポリへキ
サフルオルプロピレン、ポリクロルｌ−１）フルオルエ
チレン、ヘギサフルオルプロピレンとフッ化ビニリデン
との共重合体、テトラフルオルエチレンとへキサフルオ
ルプロピレンとの共重合体のようなフッ素系ゴムが耐熱
性の点で好ましい。しかし、使用要求の条件が緩和され
るならば、ポリイソプレン、ブタジェンスチレンゴム、
アクリロニ）　ｌ）ルゴム、ブチルゴム、ネオプレン、
ポリブタジェンなどのゴムも用いることができる。

例えば、シん酸型燃料電池のような耐熱性の要求される
用途には好ましくは上記のフッ素系ゴムが用いられる。

これらは、通常、水ディスパーンョン又はペーストの形
で用いられる。ゴム組成物に導電性を付与する充填材と
しては、黒鉛、カーボンブラック、カーボン繊維、導電
性金属粉及び繊維などがあげられる。これらの導電性充
填材の種類及び使用量は、使用時の要求条件により容易
に決定することができる。充填材の使用量は、一般に２
０〜８０重世％、好ましくは３０〜７０重量％である。

本発明のシート状弾性導電板において中間層として配置
されるシート又は板材は、上記ゴム組成物に比べて圧縮
変形が少なくかつ導電性のものであればよく、シたがっ
てこの意味では導電性金属板、導電性プラスチックシー
ト又は４板、黒鉛焼結体及びその樹脂含浸物、カーボン
繊維シートなどが有効である。

上記導電性シート状物の両面へのコ゛ム組成物の適用は
、通常の加圧ロール法、圧縮成形法などによシ容易に行
うことができる。導電性シート状物及びゴム組成物の厚
みは必要に応じて適当に選定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的実施例により説明する。

黒鉛７５重量部、フッ素ゴムラテックス（ポリテトラフ
ルオルエチ、レン水溶液、濃度５０重量％）　５０重量
部からなる導電性ペースト状ゴム組成物を加圧ロール法
や圧縮成形法で予備成形し、乾燥処理などを行ってシー
ト状物を得た。

このシート状物をタンタル板の両面に配置し、加熱硬化
して、タンタル板の上下両面層にゴム組成物を配したレ
ート状弾性導電板を得た。

このシート状導電板と多孔質カーボン板を隣接させて、
前述したようにして抵抗値を測定した。

結果を第１図に示す。この図において４がその結果を示
す曲線である。

第１図から、本発明に従うシート状導電板４では、比較
的小さな加圧力の下で材料が本来もたらす小さい抵抗値
を得ることが可能となることがわかる。即ち、積層時の
接触抵抗は、比較的小さい加圧力の下ではほとんど考え
る必要がなく、無視できるものとなる。

他方、ゴム組成物を積層した場合に問題となる圧縮変形
特性に対しては、 （１）従来の検討例に比較して加圧力が極めて小さい領
域で小さい抵抗値が得られること、（２）圧縮変形の少
い素材板又はシートを中間層にサンドイッチしているた
めに変形が少いこと、 （３）　ゴム組成物あっても、薄くかつ大面積の形体と
なっているため形状率が大きく、圧縮変形は極めて少い
構造であること などにより、通常のゴム組成物から予想されるような圧
縮変形は認められない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、積層時圧縮変形の少い導電性シート状
物の両面に導電性充填材を分散混合させたゴム組成物を
存在させたことによシ、隣接する導電板との接触抵抗が
低くかつ加圧された状態で・使用した場合の圧縮変形が
少ないシート状弾性導電板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、各種の導電板と多孔質カーボン板との間の抵
抗と加圧力との関係を示す曲線である。 ここで、１，２及び３は比較例の導電板の曲線を、４は
本発明に従う導電板の曲線を示す。 特許出願人　株式会社　富七■総舗醇ｍ同　富士電機製
造株式会社 答１國 １ｖ丘力θ弘ｋｙｙ１２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧縮変形の／）ない導電性シート状物の両面に導電
   性充填材を分散混合させたゴム組成物を存在せしめたこ
   とを特徴とするシート状弾性導電板。 ２、特許請求の範囲第１項記載のシート状弾性導電板に
   おいて、導電性シート状物がカーボン繊維クロス、導電
   性フェノール樹脂含浸焼結板、導電性黒鉛粉分散フェノ
   ール成形板又は導電性金属であることを特徴とするシー
   ト状弾性導電板。 ３）特許請求の範囲第１項記載のシート状弾性導電板に
   おいて、導電性充填材が黒鉛、カーボンブラック、カー
   ボン繊維、金属粉又は金属繊維であることを特徴とする
   シート状弾性導電板。 ４）特許請求の範囲第１項記載のシート状弾性導電板に
   おいて、面積が大きく、厚みが薄いことを特徴とするシ
   ート状弾性導電板。