WO2007046522A1

WO2007046522A1 - 高分子電解質型燃料電池用のセパレータおよびその製造方法

Info

Publication number: WO2007046522A1
Application number: PCT/JP2006/321000
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Yagi; Tooru Serizawa; Yasuhiro Uchida
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-04-26
Also published as: US20080113253A1; KR20070112367A

Abstract

セパレータを、少なくとも一方の面に溝部を備えた金属基本を被覆するように電着により形成された樹脂層を備えたものとし、この樹脂層を、導電材料と撥水性材料を含有した構成、あるいは、導電材料を含有し、かつ、少なくとも溝部に位置する樹脂層が撥水性層で被覆された構成とする。これにより、フラッディング(水詰まり)が生じ難く、強度、耐食性に優れ製造コストの低減が可能な高分子電解質型燃料電池用のセパレータが得られる。

Description

明細書高電解質型燃料電池用のセパレータおよびその nat方法技術分野

本発明は、燃料電¾¾のセパレ一夕に関し、特に固体高の両側に電極を配した単位セルを複数個積層した!^'斗電池の単位セル間に使用するセパレ一タとその製造方法に関する。背景技術

燃料電池は、簡単には、外部より燃料（還元剤）と酸素または空気（酸イ^) を連^ に供給し、電気化学的に^させて電 m ネルギーを取り出す装置で、その sjg、使用燃料の種類、用途などで、される。また、 ¾iaでは、主に麵される藤質の種類によって、大きく、固体酸化物型燃料電池、溶 ϋ ^酸塩 §»'斗電池、リン酸電池、高

アルカリ水溶燃料電池の 5種類に:^させるのが一般的である。

これらの «電池は、メタン等から^された水素ガスを' 斗とするものであるが、最近では、燃抖としてメタノール水溶液をダイレク卜に用いるダイレクトメタノ一ル§» '斗電池（以下、 D M F Cとも言う）も知られている。

なかでも、固体高^ ί膜を 2種類の電極で挟み、更に、これらの咅附をセパレ一タで挟んだ構成の固体高分子型燃料電池（以下、 P E F Cとも言う）が注目されている。この P E F Cにおいては、固体高分子の両側に、空気極（隨極)、 mm冰素極）を配置した単位セルを^個積層し、目的に応じて起電力を大きくしたスタック構造のものが一^的である。単位セル間に配設されるセパレー夕は、 "^に、その一方の面に、隣接する一方の単位セルに燃料ガスを ^ "るための觸' 4ガス供給用歸硏成され、の面に、

部が形成されている。

しかし、単位セルに酸化剤ガスを供るための酸化剤ガス供 J合用歸は、単位セルを透過した水素イオンと酸化剤ガスである酸素とが下記のように反応して生成された水が詰まって、いわゆるフラッデイング（水詰まり）が生じる。

1/20₂ + 2 e - + 2 H+ → H₂0

このようなフラッディングが生じると、酸ィ I ^ガス供給用溝部内でのガスの流れが阻害され、 P E F Cの性能低下を来たすという問題があった。

上記のフラッデイング発生を防止するために、例えば、酸化剤ガス伊用歸卩の内面に金メッキ層、金とフツイ一ボンとの複合メツキ層、あるいはフッ素樹脂膜等からなる撥 7処理層を設けたセパレータ（特開平 9 - 2 9 8 0 6 4号公報)、酸 it^ガス供合用歸 |½5 廳面に排水用溝部を設けたセパレ一夕（特開 2 0 0 0— 1 2 3 8 4 8号公 ¾) 等が開発されている。

しかしながら、上述のような金を翻したセパレー夕は、 ilコストが高いという問題があった。また、酸化剤ガス供給用歸 I¾D形状に沿ったフッ素樹脂膜等の形/ 困 ir あリ、酸化剤ガス供給用歸外のセパレータにフッ素樹脂膜等の聽成されると、集電 1* ^低下するという問題もあつた。

一方、酸化剤ガス傑合用歸の麵面に排水用歸を設けたセパレータでは、された水が多い場合には、排水が間に合わず、フラッデイングが生じるという問動あつた。発明の開示

本発明の目的は、フラッデイング詰まり）が生じ難く、強度、耐食性に優れ、 m. コストの低 ¾^可肯高電解 H¾料のセパレー夕と、このようなセパレー夕を製造するための方法を提供することである。

このような目的を ¾ ^するために、本発明は、金属 Si本と、該金属 Sf本の少なくとも一方の面に形成された歸と、前 ¾ 属8(本を被覆するように a¾により形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は導電材料と撥水性材料を含有するような構成とした。

また、本発明は、金属 Si本と、 I ^属 *本の少なくとも一方の面に形成された溝部と、前記金属 «ί本を被覆するように重合により形成された樹脂層とを備え、 m 電性高奸からなる樹脂に導電性を高めるドーパントと }¾Μ生材料を含有するような構成とした。

また、本発明は、金属 £ί本と、該金属 Si本の少なくとも一方の面に形成された溝部と、を被覆するように形成された樹脂層とを備え、諫 ί脂層は重合によリ形成された導電 1鎮からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜と J |*W料を含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように電着によリ形成され導電材料と微性材料を含有する第 2の樹脂層からなるような構成とした。

また、本発明は、 ^ . ϊ ^属の少なくとも一方の面に形成された；！^と、調己金属辦を被覆するように讓によリ形成された樹脂層とを備え、誠 ί脂層は導電材料を含有し、少なくとも調 5溝部に位置する媚 S樹脂層は ) |¾iで被覆されているような構成とした。

また、本発明は、金属 S ^と、 I 属 δΐ*の少なくとも一方の面に形成された; ¾ ^と、を被覆するように重合により形成された樹脂層とを備え、 m mi 電性高からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有し、少なくとも謅¾1 ^に位置する前記樹脂層は ϋ§7)<性層で被覆されているような構成とした。

また、本発明は、金属難と、 I ES^の少なくとも一方の面に形成された歸 [？と、金属を被覆するように形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は重合によリ形成された導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるド一パントを含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように電着により形成され導電材料を含有する第 2の樹脂層からなリ、少なくとも編 ^に位置する 5E樹脂層はで被覆されているような構成とした。

また、本発明の法は、金属の少なくとも一方の面に歸陀形る工程と、導電材料と w生材料とを遞させた s¾夜を用 tヽて m¾によリ謂属難を被覆するように樹脂層を形成する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明の m ^法は、金属難の少なくとも一方の面に歸陀形/ i る工程と、導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるド一パン卜と 1 料とを含有した樹脂層を、重合にょリ媚 5金属 ¾ ^を被覆するように形/ it る工程と、を有するよう成とした。

また、本発明の法は、金属の少なくとも一方の面に歸[¾形^ る工程と、導電性高子からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜と }¾ ¾ 料とを含有した第¹の樹脂層を、 ¾ ^重合により調 s金属 «ί*を被覆するように形/ る工程と、導電材料と撥水性材料とをさせた ®¾液を用いて霸により嫌 5第 1の樹脂層を被覆するように第 2の樹脂層を形成する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明の^ 法は、難の少なくとも一方の面に; 形 i¾t る工程と、導電材料を ^させた ¾¾ί夜を用 t、rm¾によリ調 s金属難を被覆するように樹脂層を形成する工程と、少なくとも調 ^に位置する S¾K樹脂層を被覆するように^性層を形成する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明の法は、金属 δί*の少なくとも一方の面に離形る工程と、導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有した樹脂層を、重合により Siii^llS^を被覆するように形成する工程と、少なくとも前言 ^に位置する謂 5 樹脂層を被覆するように撥水 1¾1を形成する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明の^ it^法は、雜雖の少なくとも一方の面に歸陀形 /iir る工程と、導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパントを含有した第 1の樹脂層を、重合によリ謂己金属を被覆するように形成する工程と、導電材料を分散させた ®¾j夜を用い rm¾により調 s第 1の樹脂層を被覆するように第 2の樹脂層を形^ る工程と、少なくとも s s溝部に位置する編 5第 2の樹月層を被覆するようにを形るェ程と、を有するような構成とした。

上述の本発明によれば、樹脂層が s¾あるいは重合により形成されているので、溝咨 [¾ 形状に沿った均一な樹脂層であり、高い耐^ 1生を示すとともに、この樹脂層が微性材料を含有し、あるいは、灘呐に位置する樹脂層が i¾ i¾iで被覆されているので、反応生成されたフ展化剤ガスによリ外き | \排出され易く、歸に詰まることが抑制され、さらに、金属を朗して L、ることによリ s娘かく、また、貴金属の飾がな t、ため、製造コス卜を低く抑えることが可能である。

また、本発明は、 ^m ^t. ¾ 属» ^の少なくとも一方の面に形成された歸と、 £金属難を被覆するように m¾によリ形成された樹脂層とを備え、誠搬層は導電材料を含有するとともに、嫁性であるような構成とした。

また、本発明は、金属 δί*と、言絵属の少なくとも一方の面に形成された；！ ^と、調5金属を被覆するように^?重合により形成された樹脂層とを備え、 m mit 電性高 ί子からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有するとともに、 i¾7W生であるような構成とした。

また、本発明は、金属難と、 ¾ 属難の少なくとも一方の面に形成された歸と、調 S金属基体を被覆するように形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は電解重合によリ形成された導電 1鶴からなる樹脂に導電性を高めるドーパントを含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように ®¾により形成さ ¾®材料を含有し ί#7性である第 2の樹脂層からなるような構成とした。

また、本発明の^ 法は、金属難の少なくとも一方の面に歸形/ る工程と、 ί¾?性を^!するための亓^官肯少なくとも 1種を i it中に有する桉に導電材料をさせた m¾液を用い xm着によリ謂 5金属難を被覆するように性の樹脂層を形成する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明の^ τ法は、金属雜の少なくとも一方の面に歸形る工程と、撥水性を発現するための元^官肯,少なくとも 1種を構造中に有する導電性高分子からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有した撥水性の樹脂層を、重合により前記金属 Sf*を被覆するように形成する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明の m ^法は、金属 sf*の少なくとも一方の面に歸[¾形/^る工程と、導電性高分子からなる樹脂に導電性を高めるド一パン卜を含有した第 1の樹脂層を、電解重合により嫌 5金属基体を被覆するように形成する工程と、撥水性を見するためのや官肯少なくとも 1種を構造中に有する樹脂に導電材料をさせた m¾夜を用いて

TOによリ謂 5第 1の樹脂層を被覆するように性の第 2の樹脂層を形/ ¾ る工程と、を有するような構成とした。

上述の本発明によれば、樹脂層が s¾あるいは離重合により形成されているので、溝咅 [¾ 形状に沿った均一な樹脂層であり、高い耐食 I生を示すとともに、この樹脂層か τΚ性を発現するので、された化剤ガスにより外音 [ 排出され易ぐ；ι¾に詰まることが抑制され、さらに、金属を麵していることにより ¾jt^高ぐまた、貴金属の使用がないため、製造コス卜を低く抑えることが可能である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の高分子電解質 5»4電池用のセパレ一夕の一^^態を示す部分断面図である。

図 2は、本発明の高 ^^ 電池用のセパレ一夕の他の^ 5態を示す部分断面図である。図 3は、本発明の高 ¾3» [電池用のセパレ一夕の他の謹通を示す部優面囡である。

図 4 A〜図 4 Dは、本発明のセパレー夕の製^法を、図 1に示されるセパレータを例として説明する図である。

図 5 A〜図 5 Dは、本発明のセパレー夕の Mil ^法を、図 3に示されるセパレ一タを例として説明する図である。

図 6は、本発明のセパレータを^ fflした高 ^？醒観也の" ^を説明するための音 [^分構成図である。

図 7は、図 6に示される高分子電解質を構成する膜電極複合体を説明するための図である。

図 8は、図 6に示される高霞然料蔔也のセパレ一タと膜電極複^^を離間させたを示す斜視図である。

図 9は、図 6に示される高 OT®¾?MS»4霪也のセパレ一夕と膜電复を離間させた状態を図 8とは異なった方向から示す斜視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態につ tヽて図面を参照して説明する。

図 1は本発明の高電删のセパレー夕の一態を示す部分瞧図である。図 1において、本発明のセパレ一タ 1は、金属難2と、この金属雜2の両面に形成された歸と、金属難2の両面を被覆するように霞により形成された樹脂層 5とを備えている。そして、この樹脂層 5は、導電材料と ] 料 6を含有するものである。尚、図示例で、樹脂層 5に含有される ) ftW料 6のみを模 ϊ¾勺に示し、導電材料は示していない。

セパレ一夕 1を構/ る金属難2の材質は、電^!電良《戸の ¾ か得られ加工性の良いものが好ましぐ例えば、ステンレス、；^^ΙΒίϋ板、アルミニウム、チタン、銅等が挙げられる。

金属基体 2かする溝部 3は、セパレ一夕 1か莨^ ¾)¾ΙΚ3ΐΙί然料電池に組み込まれたときに、一方が、隣接する単位セルに顯ガスをるための燃料ガス ί 合用歸 [^となリ、が、隣接する別の単位セルに酸化剤ガスを供糸るための酸化剤ガス供給用歸一 Ί — となるものである。また、灘! ^の一方が燃料ガス供給用歸 1 酸化剤ガス ί¾ί合用歸！ ¾ いずれかとなり、 ^が卩水用溝となるものであってもよい。さらに、 ^1»^2の一方の面のみに溝部 3を備えるものであつてもよい。

このような歸の开^!犬は、特に制限はなぐ蛇行した状、櫛?^大等であってよく、また、深さ、幅、画形状も特に制限はない。また、金属難 2ので、歸| 3の形^!^^'異なるものであつてもよい。

セパレータ 1を構财る樹脂層 5は、導電性を有するとともに、金属難 2に删生を付与し、かつ、溝部 3に ί¾τΚ性を付与するためのものである。この樹脂層 5は、 1¾1生を有する各種ァニオン性、またはカチオン性の合成高分子樹脂中に導電材料と ¾¾7 ttW料をさせた m¾j夜を用い Τ®¾にょリ«し、その後、硬化させて形^ "Tることができる。ァニオン性合成高樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン化油樹脂、ポリブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド鯽を挙げることができ、これらを単独で、あるいは任意の組み合わせによる混^)として使用することができる。また、上記のァニオン性合廳樹脂とメラミン樹脂、フ： Lノール樹脂、ウレタン樹月!^の架 ttl生樹脂とを併用してもよい。一方、力チ才ン性合成高樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹月！^を挙げることができ、これらを単独で、あるいは任意の組み^ bせによる混^!としてすることができる。また、上記のカチオン性合鹏樹脂とポリエステル樹 fl^ ゥレタン樹月!^の架 ttl生樹脂とを併用してもよい。

また、上記の電¾1生を有する合成高樹脂に粘着性を付与するために、ロジン系、テルペン系、石油樹 fl旨等の粘着性付与樹脂を必要に応じて添加してもよい。

このような m«性の合藤 ^樹脂は、アル力リ性または酸性物質により中和して水に可溶化された^ fti、あるいは水 :！孅で電着に供される。すなわち、ァニオン性合成高好樹脂は、卜リメチルァミン、ジェチルァミン、ジメチル工タノ一ルァミン、ジイソプロパノールァミン等のアミン類、アンモニア、苛 Ι4Λリ等の無機アルカリで中和する。また、力チ才ン性合成高分子樹脂は、ギ酸、酢酸、プロピ才ン酸、乳^の酸で中和する。そして、中和された水可高樹脂は、水型または溶解型として水に希釈されたで使用される。

S¾により形成された樹脂層 5の厚みは、 0. l〜1 0 0 m、好ましくは 3 ~ 3 0 /x mの範囲とすることができる。樹脂層 5の厚みが 0. 1 tm未満であると、ピンホーリの発生により、良好な耐^ 萑保できないことがあり、 1 O O imを超えると、 ^固化後のヒヒれ等のや、生の低下、コス卜高といった問姓し好ましくない。樹脂層 5に含有される導電材料としては、例えば、力一ボン粒子、力一ボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、力一ボンナノホーン等の力一ボン素材、 K lt^属等が挙げられるが、醒 1 ゝっ導電 14^'戸のものか得られれば、これらの導電材料に [^されない。特に、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ一、カーボンナノホーン等の微田$顯娥謝料は、樹脂層 5に導電性を付与するためにである。このような導電材料の樹脂層 5における含有量は、樹脂層 5に要求される導電性に応じて ¾言することができ、例えば、 3 0〜 9 0重量％の範囲で言することができる。

尚、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン等の繊田繊 m mmn. ナノテクノロジ一の謝として、複合材料、電子デバイス等の種々の分野にが期待されて t、るものであリ、これらをフイラ一として複合材料に用 tヽた場合には、これらか有する物性を複合材料に付与することができる。例えば、カーボンナノチュ —ブは、導電性、隱性、力 1]ェ性、漏的 s娘等の面で優れておリ、フイラ一として複合材料に用いられた場合には、このようなカーボンナノチューブの優れた糊生を複合材料に付与することができる。

樹脂層 5に含有される i¾W生材料 6としては、例えば、ポリテ卜ラフル才ロエチレン（P T F E) に代表されるフッ素含有樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリフエ二レン等に代表される炭ィ素 i脂の微粒子、および、それらの樹 eコ一ティングした金属、画匕^)、有賺の微粒子が挙げられる。さらに、シリカ、アルミナ等の無^ {ヒ^)微粒子を、メチゾ U¾ «アルキリ L¾ フエニノ U¾ パ一フル才口アルキリ us^を含有するシラン力ップリング剤でシラン題したもの、金属の微粒子に、

P T F Eをしためつき液で镙気めっきを行って複合めつき莫を形成したもの等を挙げることができる。これらは単独で、ある t ま任意の組み合わせで使用することができる。このような撥水性材料 6は、平均粒子径が 0 . 1〜5 0 μ Γη、好ましくは 0 · 5〜1 0 f mの範囲のものが醜であり、上記の樹脂層 5の厚みよリも小さいことが好ましい。 ^H 性材料 6の平 t^ffi圣が 0. 1 m未満であると、撥水' | 料どうしが;諫したり、樹脂層 5中に衝殳してしまい、一方、 5 0

液中での悪くなつたり、 S¾S ^面の ffiJ が大きくなり好ましくない。このような 1* ^料 6は、図示のように樹脂層 5の表面に"^が露出していてもよい。尚、本発明では、平立圣の測定は、レーザー回纖舌ぼの測定装置（例えば、日機装（株）製マイクロトラックシリーズ等)、または動的趙舌の測定装置（例えば、（株）鹏製作所製 L A - 9 2 0等) を用いて行う。

このような跡 1 料 6の樹脂層 5における含有量は、樹脂層 5に戸の付与できる離であり、例えば、樹脂層 5における水の接触角が 9 0 ° 〜1 5 0 ° の範囲となるように含有量を言 S¾することができる。尚、本発明では、水の接触角の測定は、市販の液! ¾接触角測定装置により行う。

本発明では、セパレータ 1を構^ TTる樹脂層 5が、重合により形成され導電 1鶴からなる樹脂に導電性を高めるドーパントと脉 ¾W料を含有するような樹脂層であつてもよい。電解重合は、基本的には、芳香族化合物をモノマーとして含む^?液に電極を浸漬し通電して行い、電気化学的に酸化または S¾して重合する Πの方法である。樹脂層中へのドーパン卜の含有は、離重^際にドーパン卜を含ませる電飾勺ドービング、あるいは、電解重合後に導電性高分子をドーパン卜の液またはドーパン卜分子を含む溶液に-; ¾¾する液相ドーピングにより行うことができる。ドーパン卜としては、アルカリ金属、アルキルアンモニゥ厶イオン等のドナー型のドーパント、ハロゲン類、ルイス酸、プロトン酸、覉多金属八ライド、有 « ^のァクセプタ型のドーパントを^ナ'ることがでさる。

樹脂層 5中のドーパン卜量は、樹脂層 5に要求される導電性に応じて i t言することがでさる。

さらに、本発明では、セパレー夕 1を構成する樹脂層 5が、重合により形成された導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜と W掛料を含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように賴により形成され導電材料と料を含有する第 2の樹脂層からなる複合膜構造であつてもよい。

図 2は本発明の高籠観のセパレー夕の他の態を示す部分麵図である。図 2において、本発明のセパレ一タ 1 1は、金属難1 2と、この金属難1 2の両面に形成された灘 m 3と、金属雜1 2の両面を被覆するように簡により形成された樹脂層 1 5とを備えている。そして、この樹脂層 1 5は導電材料を含有するものであり、また、離 m 3に位置する樹脂層 1 5は撥水 1媚1 7で被覆されている。

セパレ一夕 1 1を構る金属 1 2は、 ±ifiのセパレータ 1を構 J¾fる金属難 2 と同様の材質とすることができる。

また、金属靴1 2がする灘 3は、 ±ϋΕの金属難 2か有する離 [^と同様とすることができる。したがって、 »1 3の形状は、特に制限はなく、蛇行した状、櫛形状等であってよく、また、深さ、幅、瞧犬も特に制限 I よい。さらに、金属繊 1 2の表裏で、溝部 1 3の形^^'異なるものであってもよい。

セパレ一夕 1 1を構 /¾ る樹脂層 1 5は、導電性を有するとともに、金属難 1 2に耐食 I生を付与するためのものである。この樹脂層 1 5は、 ®¾1生を有する擁ァニオン性、または力チ才ン性の合成高 i子樹脂中に導電材料を分散させた電着液を用いて電着により莫し、その後、硬化させて形成することができる。

ァニオン性合成高樹脂およびカチオン性合/ ¾^ 樹脂としては、上述の樹脂層 5 の説明で挙げた合成高 ^樹脂をすることができ、生樹脂との併用も可能である。また、 ¾ ^生を有する合廳樹脂に粘着性を付与するために、ロジン系、テルペン系、石油翻の粘着性付^ li脂を必要に応じて !]してもよい。そして、の樹脂層 5の ®¾形成と同様に、 ¾¾1生の合鶴樹脂は、アルカリ性または酸性物質により中和して水に可溶化された «ϋ、あるいは水^^趟で電着に供される。

電着によリ形成された樹脂層 1 5の厚みは、 0 . 1 ~ 1 0 0 t m、好ましくは 3〜3 0 の範囲とすることができる。樹脂層 1 5の厚みが 0. 1 At m未満であると、ピンホー！^の姓により、子な耐食 14 ^崔保できないことがあり、 1 0 0 171をると、乾燥固化後のヒビ割れ等の姓や、生の低下、コスト高といった問動し好ましくない。

樹脂層 1 5に含有される導電材料は、上述の樹脂層 5に含有される導電材料として挙げたものを flfflすることができ、導電材料の樹脂層 1 5における含有量は、樹脂層 1 5に要求される導電性に応じて適宜言するこ,とができ、例えば、 3 0〜9 0龍％の範囲で設定することができる。

溝部 1 3に位置する樹脂層 1 5を被覆する ί¾7] ¾ϋ 1 7は、 3に W生を付与するためのものであり、バインダーに 'lffi料が含有されたものであってよい。する Iffi料としては、上述の撥水性材料⁶と同様のものを挙げることができ、これらを単独で、あるいは任意の組み合わせで llfflすることができる。また、バインダーとしては、 β一ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮^ 1ナ卜リゥ厶塩、ポリ才キシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体ポリエチレン、酸ィレポリエチレン系ポリカルボン酸ナトリウム塩、赚カルボン醒高界面活性剤等を挙げることができ、これらを単独で、あるいは任意の組み合わせで使用することができる。

撥水性層 1 7の厚み、 W生層 1 7に含有される tt^ 含有量は、性層 17 が戸の ! 見できる iUT 'あり、例えば }¾ 14 17における水の接が 9

0° 〜150° の範囲となるように言淀することができる。例えば、 17の厚みは、 0. 1〜1 00 nm、好ましくは 1〜10 n mの範囲とすることができる。

図示例では、溝部 1 3に位置する樹脂層 1 5のみが ttJfl 7で被覆されており、他の咅啦には ii^ ii i 7か形成されていないので、セパレータ Ί 1 ^ ^mm im 也に組み込まれたときに導電性の樹脂層 1 5か'後述する膜電極複^ s (MEA) に直接接触して集電高いものとなる。勿論、本発明のセパレ一夕 1 1は、樹脂層 1 5の全面か生層 17で被覆されたものであってもよく、この場合、セパレータ 1 1を高 ί子電解 S3»電池に組み込む工程において、歸 m 3を除く咅 f¾i立の縣 ttjii 7が ra:して、導電性の樹脂層 Ί 5が膜電極複^^ (MEA) に直接接触できるものが好ましい。

さらに、樹脂層 15上に縣 ¾ϋ1 7が海島状に形成されたものであってもよい。この場合の海島状の 14 17の大きさ、被覆の雖は、 iig i 3内において水の接触角が 90° 〜1 50° の範囲となるように^することができる。

尚、本発明では、セパレータ 1 1を構る樹脂層 15が、重合により形成され、導電' I搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有するような樹脂層であってもよい。

また、セパレ—タ 1を構/ る樹脂層 5が、諮重合により形成された導電性高 ^からなる樹脂に導電性を高めるド一パントを含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように電着によリ形成され導電材料を含有する第 2の樹脂層からなる複合であってもよい。

図 3は本発明の高纏質 S»4電翻のセパレ-夕の他の態を示す部分麵図である。図 3において、本発明のセパレー夕 21は、金属靴22と、この金属離2

2の両面に形成された'; gg 23と、

2の両面を被覆するように ®«により形成された樹脂層 2 5とを備えている。そして、この樹脂層 2 5は、導電材料を含有し、かつ、撥水性を有している。

セパレータ 2 1を構;^る金属 gf*2 2は、上述のセパレータ 1を構/ ΪΪΤΤる金属難2 と同様の材質とすることができる。

金属難2 2が有する; ¾¾ 2 3は、 ±i£の金属 Si* 2か有する歸と同様とすることができる。したがって、灘 2 3の形状は、特に制限はなぐ蛇行し广 c¾翻犬、櫛形状等であってよく、また、深さ、幅、瞧形状も特に制限はない。さらに、 11難2 2の表裏で、溝部 2 3の形異なるものであってもよい。

セパレ一タ2 1を構る樹脂層2 5は、導電性と衝 M生を有するとともに、鶴難 2 2に耐^ 1生を付与するためのものである。この樹脂層 2 5は、 ¾¾1生を有する各種ァニオン性、またはカチオン性の合成高 ^樹 fl^t'あって、 W生を発現するための^^官貪を中に有する合^ 植旨に、導電材料を分散させた電着液を用いて電着によリ戲し、その後、硬化させて形成することができる。

樹脂層 2 5に含有される脉性を見するためのとしては、例えばフッ素、ケィ素等を挙げることができる。また、 i¾ W生を見するための官肯としては、例えば、メチル、ェチル、プロピル、 n—プチル、イソプチル、へキシル、才クチル、デシル、ラウリソのアルキゾ USを挙げることができる。

撥水性を見するための^^官肯を鶴中に有するァニオン性合廳樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン化油樹脂、ポリブタジエン樹脂、ェポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹月を挙げることができ、これらを単独で、あるいは任意の組み合わせによる混合物として使用することができる。このようなァニオン性合纖樹脂とメラミン樹脂、フエノール樹脂、ウレタン綳の架生樹脂とを併用してもよい。

—方、跡性を見するための^^官能基を ίϋΐ中に有する力チ才ン性合成高樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド綳！ ^を挙げることができ、これらを単独で、あるいは任意の組み合わせによる；昆合物として使用することができる。このようなカチオン性合成高 i子樹月& とポリエステル樹脂、ゥレタン樹 A の架 i l生樹脂とを併用してもよい。

また、上記の電¾1生を有する合成高分子樹脂に粘着性を付与するために、ロジン系、テルペン系、石油樹月の粘着性付与樹脂を必要に応じて添加してもよい。

このような性の合藤樹脂は、アル力リ性または ¾t ^質により中和して水に可溶化された 4熝、あるいは水孅で電着に供される。すなわち、ァン性合廳 ^樹脂は、トリメチルァミン、ジ工チルァミン、ジメチルエタノールァミン、ジイソプロバノールァミン等のアミン類、アンモニア、苛 Ι4Λリ等の無機アルカリで中和する。また、力チ才ン性合成高分子樹脂は、ギ酸、酢酸、プロピ才ン酸、の酸で中和する。そして、中和された水可高樹脂は、 7j ½^または溶解型として水に希釈された «IIで使用される。

樹脂層 2 5に含有される導電材料としては、 ±ίΕのセパレータ 1の樹脂層 5に含有される導電材料として挙げたものを fifflすることができる。導電材料の樹脂層 2 5における含有量は、樹脂層 2 5に要求される導電性に応じて適宜言 S¾することができ、例えば、 3 0

〜9 0重量％の範囲で^することができる。

このような樹脂層 2 5の性は、 7の ¾ 角が 9 0 ° ~ 1 5 0 ° の範囲となるように言することが好ましい。尚、本発明では、水の ¾ 角の測定は、市販の液接 ^'則定装置により行う。このような樹脂層 2 5の厚みは、 0 . 1〜1 Ο Ο μηι、好ましくは 3〜

3 O t mの範囲とすることができる。樹脂層 2 5の厚みが 0. 1 m未満であると、ピンホ一リの姓により、 Hi子な酸確保できないことがあり、 1 0 0 rr^iS^g^、乾燥固化後のヒビ割れ等の^や、生産 I生の低下、コスト高と L、つた問し好ましくない。

本翻では、セパレータ 2 1を構る樹脂層 2 5が、重合により形成され、導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有し、導電 1搞の中に撥水性を見するための^^官肯を有する樹脂層であってもよい。重合は、には、芳香族化吻をモノマ一として含む液に電極を浸潰し通電して行い、電気化学的に酸化または還元して重合する口の方法である。樹脂層中へのドーパン卜の含有は、重^)際にドーパントを含ませる電飾勺ドーピング、あるいは、重合後に導電性高分子をドーパン卜の液体、またはド一パン卜 ί子を含む ¾ί夜に浸漬する液相ドーピングにより行うことができる。ドーパントとしては、アルカリ金属、アルキルアンモニゥ厶ィオン等のドナ一型のドーパント、ハロゲン類、ルイス酸、プロトン酸、覇多金属八ライド、有機酸等のァクセプタ型のドーパン卜を挙げることができる。樹脂層 2 5中のド一パン卜量は、樹脂層 2 5に要求される導電性に応じて Ml することができる。

さらに、本発明では、セパレータ 2 1を構财る樹脂層 2 5が、重合により形成された導電性高、子からなる樹脂に導電性を高めるドーパントを含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するようににより形成され、導電材料を含有し、かつ、性である第 2の樹脂層からなる複合膜構造であってもよい。

図 4 A〜図 4 Dは、上述のような本発明のセパレー夕の^ tを、図 1に示されるセパレ一夕 1を例として説明する図である。まず、金属板材 2 'の両面にフォトリソグラフィ一により所望のパターンでレジス卜 9 , 9を形成し（図 4 A)、このレジス卜 9， 9をマスクとして両面から金属板材 2 ' をエッチングして; tg 3， 3を形成する（図 4 B)。その後、レジス卜 9， 9を剥離して金属 2を得る（図 4 C)。この金属難 2の両面に、 ¾¾1生を有する各種ァニオン性、または力チ才ン性の合成高樹脂中に導電材料と^ W¾i料をさせた ®¾液を用い rm着により；し、その後、硬化させて樹脂層 5を形; る

(図 4 D)。このように形成された樹脂層 5は、子な導電性と高 tヽ耐創生を示すとともに、撥水性を具備したものとなる。これにより、セパレ一タ 1が得られる。

また、図 2に示されるセパレー夕 1 1の tatでは、歸 3， 1 3を備えた金属難 1

2の體までを、上記の金属 §1*2の ί懷と同様に行う。次に、この金属雜1 2の両面に、 Ml生を有する ¾¾ァ二オン性、または力チ才ン性の合樹脂中に導電材料をさせた m¾夜を用 t、TS¾によリし、その後、硬化させて樹脂層 1 5を形^る。このように形成された樹脂層 1 5は、な導電性と高い耐劁生を具備したものとなる。次いで、 » 1 3を除くき啦にフ才卜リソグラフィ一でマスクを形成し、ノインタ一に撥水性材料を含有させた塗: Π夜を用いてスプレー法、デイツピングにより、溝部 1 3に位置する樹脂層 1 5上にし、その後、硬化させて 1¾f l 7を形る。また、撥 7性層 1 7は、上記のマスクを介して C V D法、スパッタリングにより形成してもよい。このように形成された 7は、生を具備したものとなる。次に、上記のマスクを除去することにより、セパレ一夕 1 1が得られる。

また、図 5 Α〜図 5 Dは、本発明のセパレー夕の i¾itを、図 3に示されるセパレ一タ 2 1を例として説明する図である。まず、金属板材 2 2 'の両面にフォトリソグラフィ一により所望のパターンでレジス卜 2 9 , 2 9を形成し（図 5 A)、このレジス卜 2 9， 2 9をマスクとして両面から板材 2 2 'をエッチングして歸 2 3， 2 3を形る（図 5 B)。その後、レジス卜 2 9， 2 9を剥離して金属基体 2 2を得る（図 5 C)。この金属基体 2 2の両面に、 m«i生を有する各種ァニオン性、または力チ才ン I生の合/^ ^樹脂に、導電材料と、 iH7W生を ¾ϊ見するための^^微 W生を見するための官肯を有する物質の少なくとも 1種とをさせた ®¾液を用い xm¾により^!し、その後、硬化させて樹脂層 2 5を形成する（図 5 D)。 S¾液としては、 ί¾ 性を発現するための^^官肯を中に有する合成高樹脂を鋼し、これに導電材料を彌させた m¾液を用いることもできる。また、性を発現するための元^官肯を衞眚中に有する合/^ ^ 樹脂を鋼し、これに K性を ¾ϊ見するための^^ 性を発現するための官肯を有する物質と、導電材料とをさせた ®¾液を用いることもできる。このように形成された樹脂層 5は、良好な導電性と高い耐食 I生を示すとともに、 }H7W生を具備したものとなる。これにより、セパレー夕 2 1が得られる。

ここで、本発明のセパレータを用いた高 ι 質 SMSi也の H ^を、図 6〜図 9を参照して説明する。図 6は高料電池の離を説明するための部分構成図であり、図 7は高分子電解質 5»電池を構成する膜電極複合体を説明するための図であり、図 8および図 9は、それぞれ高觀顯電池のセパレータと膜電極複を離間させたを異なった方向から示す糾見図である。

図 6〜図 9において、

1は、単位セルである膜電醒^ (M

E A :Membrane-El ectrode Assemb l y) 4 1とセパレ一タ 5 1とからなる。

M E A 4 1は、図 7に示されるように、高 i^¾¾¥KM4 2の一方の面に配設された触媒層 4 3とガス拡散層 (G D L :Gas Di ffus ion Layer) 4 4とからなる!^ W (水素 4 5

D L： Gas Di f fus ion Layer) 4 7とからなる空気極（酸素極） 4 8を備えている。

セパレ一夕 5 Ίは、一方の面に'顧ガス供給用歸| 5 3 aを備え、 ί1ίΐ ^の面に酸化剤ガス供糸合用; ¾S 5 4 aを備えたセパレー夕 5 1 Aと、一方の面に' ガスィ合用; lg| 5 3 a を備え、の面に []水用離 i55 4 bを備えたセパレータ 5 1 Bと、一方の面に; |]水用; 1¾ 5 3 bを備え、航の面に酸化剤ガス ί 合用溝部 5 4 aを備えたセパレータ 5 1 C とからなっている。このようなセパレ一夕 5 1 A, 5 1 B , 5 1 Cは、本発明のセパレ一夕であり、その両面に、図 1に示されるような樹脂層 5、あるいは、図 2に示されるような樹脂層 15と撥水' I生層 17、あるいは、図 3に示されるような樹脂層 25が形成されているが、図示例では、省略している。尚、酸化剤ガス ift合用灘 4 aを備えていないセパレ一夕 51 Bについては、金属難の両面が、性を具備していない樹脂層で被覆されて導電性と耐食 ¾^ '付与されたセパレータ、すなわち、本発明のセパレー夕で 1 よいものであってもよい。

各セパレータ 51 A, 51 B, 51 Cと上記の高 KI莫 42の所定位置には、 2 個の »ガス ί 合孔 55 a， 55 b、 2個の酸化剤ガス ift合孔 56 a, 56 b、 2個の冷却水合孔 57a, 57 bが貫通孔として形成されている。そして、セパレータ 51 Aの酸化剤ガス合用灘 [354 aが形成されている面こ、 MEA41の空気極（隨 ® 48 が当接し、セパレ一タ 51 Bの顯ガス ί 合用; 1¾|53 aか形成されている面に、 MEA 41 (水素極） 45が当接するように、また、セパレータ 51 Bの;^ 4P水用; ¾g 54 bか形成された面とセパレ一夕 51 Cの;令却水用溝部 53 bが形成された面とが当接するように、各セパレ一夕 51 A, 51 B, 51 Cと単位セルである ME A41か積層され、この繰り返しで高觀鎖電池 31が構成されている。このように積層された^ HIで、上記の 2個の顯ガス^！合孔 55 a， 55 bはそれぞれ積層方向に貫通する燃料ガスの形成し、 2個の酸化剤ガス ί 合孔 56 a, 56 bはそれそ'; 層方法に貫通する酸化剤ガスの侮形成し、 2個の卩水ィ合孔 57a， 57 bはそれそ' « 層方向に貫通する冷却水の供給路を形成している。

上述の本発明のセパレ一夕の^ ミ態は例示でぁリ、本発明はこれらの^ 態に PK¾ されるものではない。

次に、よリ具体的な離例を示して本発明を更に詳細に説明する。

醜例 1 ]

金属板材として、厚み 4 · 5 mmのステンレス板 (SUS304) を輔し、表面の脱脂処理を行った。

次に、このステンレス板の両面に、感光材料（カゼインと重クロ厶酸アンモニゥ厶との混^) をディップコート法により飾して厚み 20 xmの塗膜を形成し、；¾g [^^のフ才卜マスクを介して露光 (5 kW7銀灯により 60秒間照射)、現像（40°C温水をスプレ一）してレジストを形成した。

次いで、上記のレジス卜を介してステンレス板の両面から 70°Cに力職した塩化第二鉄溶液をスプレーして、所定の深さまで八一フェッチングを行った。その後、 80°Cのソーダ水溶液でレジストを剥離し、 ^ を施した。これにより、幅が 1 mm、深さが 0. 5m mのほぼ半円形状の断面を有し、 iS lil 1 0 Omm, ピッチ 50m mで蛇行した長さ 1 000 mmの溝咅を備えた金属基体を得た。

一方、以下のようにして、エポキシ電着液を調製した。

まず、ビスフエノール Aのジグリシジルエーテル（エポキシ当量 91 0) 1 000龍咅陀撹拌下に 70°Cに保ちながら、エチレングリコーノノエチルェ一テル 463龍部に溶解させ、さらに、ジェチルァミン 80. 3龍部を加えて 1 00 °Cで 2時間させてァミンエポキシ付加物 (A) を調製した。

また、コロネ一卜 L (日林リウレタン（株）製ジィソシァネー卜： N C 01 3 %の発分 75重量％) 875重量きにジブチリ!^ラウレー卜 0. 05重量音[¾加ぇ50でに力 Π熱し、これに 2—ェチルへキサノール 39 OS*音卩し、その後、 1 20°Cで 9 0分間 ¾t、させた。得られた物をエチレングリコ一 I Eノエチルェ一テル 1 30 重量部で希釈した成分 (B) を得た。

次に、上記のアミンェポキシ []物 (A) 1 000龍部と成分 (B) 400醒部からなる混合物を、氷酢酸 30重量中和した後、脱イオン水 570β音降用いてし、 ^S 、50SM%の樹脂 Aを調製した。この樹脂 A 200· 2SM音 (棱 ί月成分 8 6. 3容量)、脱イオン水 583. 3 部、およびジブチノ I ^ラウレート 2. 4 M 部を配合してエポキシ電着液を調製した。

次いで、上記のエポキシ液に、導電材料として力一ボンナノチューブ (昭和 m (株）製気相翁纖 VGCF) を綳調形分に対して 60龍％、 'ft 料として、ポリテトラフルォロエチレン微粒子（旭硝子（株）製フルオン）を樹 flna形分に対して

1 0重量％添加し爐させて、電着液とした。

上記の液を 20°Cに保って撹拌し、この中に上記の金属を顧し、極間 40m m、 SE50Vで 1分間霸を行い、弓 Iき上げた金属難を洗浄した。その後、ホッ卜プレート上で 1 50°C、 3分間^^し、さらに、窒素雰囲気中で 1 80°C、 1時間の加画匕醒を施した。これにより、歸陀含めた金属難上には、 1 5 の均一な厚みで樹脂層が形成され、セパレ一夕が得られた。

このセパレー夕の樹脂層における水の接触角を下記の方法で測定した結果、 1 1 0° であり、高い撥水性を備えていることか "ί萑認された。

(水の接触角の測法）

常温常圧下で被測定物の表面にΐτを滴下し、水滴の頂点の高さ h、水滴の^ ί圣 a を直読する。固液界面 '水平線と、液滴頂点を結ぶぬす角 0Bは、接触角の半分の関係にあるため、 0A=20B=2arctan (h/a) より、水の接触角を測定する。

[難例 2]

と同様にして、歸 [を備えた金属を慨した。

また、と同様にして、エポキシ電着液を調製した。このエポキシ m¾液に、導電材料としてカーボンブラック（Ca bo t (株）製 Vu l can XC— 72) を樹脂固形分に対して 75重量％添加しさせて、電着液とした。

上記の S¾j夜を用いて、難例 1と同様の牛で電着、硬化を行って、離陀含めた金属基体上に、 15 μηηの均一な厚みで樹脂層を形成した。

次に、感生レジスト（J SR (株）製 ΤΗΒレジス卜）をスピンコート法により樹脂層上にし、次いで、金属 »の; ¾ ^に対応した降有するフォトマスクを介して露光 (5 kW水銀灯により 30秒間照射)、現像 (J SR (株）製 TH B現像液をスプレー）した。これにより、歸を除く金属難の樹脂層上にマスクを形成した。

次いで、上記のマスクを介して、 CVD法によりフッ素化樹脂からなるを形成し、その後、 J SR (株）製 THB剥離液を用いてマスクを除去した。これにより、溝部内の樹脂層上に撥水性層（厚み 5 nm) を有するセパレー夕が得られた。

このセパレ一タの性層における水の接触角を、実施例 Ίと同様の方法で測定した結果、 1 20。であり、高ぃ性を備えていることが確認された。

尚、が形成されていない樹脂層における水の激虫角を、例 1と同様の方法で測定した結果、 60° であり、撥水極めて低いことが確認された。

醜例 3]

m inと同様にして、溝部を備えた金属 »を側した。

また、以下のようにして、 w生アクリルエポキシ電着液を調製した。

まず、ビフエニール Aのジグリシジルェ一テル（エポキシ当量 =910) 1000重量音降攪拌下で 70°Cに保ちながら、エチレングリコ一ノ ΙΈノエチルエーテル 463fi¾部に溶解させ、さらに、ジ工チルァミン 80· 3fi*部を加えて 1 00°Cで 2B寺間^させてァミンエポキシ付加物 (A) を調製した。

また、コロネ一卜 L (日林リウレタン（株）製ジイソシァネート： NC01 3%の ^ . ^75fi*%) 875重量部にジブチリ Hiラウレート 0· 05龍咅陀加え 50°C に加熱し、これに 2—ェチルへキサノール 390龍き陀 [1し、その後、 1 20°Cで 9 0分間 J¾t、させた。得られた JgJi^ig物をエチレングリコーリノエチルエーテル 1 30 重量部で希釈した成分 (B) を得た。

次に、上記のァミンエポキシ Wl卩物 (A) 1 000龍部と成分 (B) 400龍部からなる昆合物を、氷酢酸 30重量音 '中和した後、脱イオン水 570重量音用いて^ R し、、50龍％の樹脂 Aを調製した。この樹脂 A 200. 2匪部と水酸基含有フッ化アクリル共重^^ (三菱レーヨン（株）製 AS— 1 301 ) 200fiM¾( コロネ一卜 L 1 00重量音 [ 脱イオン水 1 000 咅 ( およびジブチノラウレ一卜 2. 4 重量部を配合して性アクリルエポキシ電着液を調製した。

次いで、上記の微生アクリルエポキシ電着液に、導電材料としてカーボンナノチューブ（昭和 I (株）製気相法炭素纖 VGCF) を樹形分に対して 60重量 ^]！] し、させて電着液とした。

上記の m¾j夜を 20°Cに保って撹拌し、この中に上記の^ 1難を賓し、極間 40m m、 ¾E50Vで 1分間 TOを行い、弓 Iき上げた金属靴を »i先浄した。その後、ホットプレート上で 1 50°C、 3分間乾燥し、さらに、窒素雰囲気中で 1 80°C、 1時間の加画匕題を施した。これにより、歸含めた金属上には、 1 5 の均一な厚みで樹脂層が形成され、セパレー夕が得られた。

このセパレー夕の樹脂層における水の接触角を、難例 1と同様の牛で測定した結果、 1 1 0° であり、高い撥水性を備えていることが確認された。

[比較例 1 ]

撥水性アクリルエポキシ液を、 Hi¾例 1と同様に調製したエポキシ S¾液に^:た他は、餓例と同様にして、セパレータを腦した。

このセパレー夕の樹脂層における水の接触角を、例 1と同様の牛で測定した結果、 60° であり、撥水極めて低いことが確認された。

[比較例 2] ¾»Πと同様にして、溝部を備えた金属基体を作製した。

また、ポリテトラフル才ロエチレンのコロイド溶液（ダイキン工業（株）製 ND— 2) に、導電材料としてカーボンブラック（Cabo t (株）製 Vu l c an XC—72) を樹脂固形分に対して 75重量％添加しさせて、導電塗料とした。

次に、上記の導料を金属 SfiLhにスプレー^ Ϊし、その後、纖炉中で 80 °C、 1時間加熱し、さらに、 380 で18寺間のカ[]熱^を施した。これにより、含めた金属雜上には、樹脂層が形成され、セパレ一夕が得られた。

このセパレー夕の樹脂層における水の接触角を、 H ^例 1と同様の牛で測定した結果、 1 20° であり、高い撥水性を備えていることか ϋ崔認された。

しかし、このセパレー夕の樹脂層は、魏例 1〜 3の樹脂層に比べて厚くなつているが、厚みムラが大きく、特に fflijii部では樹脂層の形成されて L 、ピンホーゾ状の音 ι¾5^'存在し、セパレー夕としての ill頁 ¾Λ低 t、ものであつた。産^ ±の利用可能 I生

本発明は、固体高難の両側に電極を配した単位セルをネ翻積層した^ 4電池の盍に適用することができる。

Claims

請求の範囲 ι · 金属雖と、言餘属の少なくとも一方の面に形成された灘 pと、黼属基体を被覆するように電着により形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は導電材料と性材料を含有することを特徴とする高分子電解質型燃料電池用のセパレ一タ。

2 . 請お頁 1に言の高體然料のセパレー夕において、 m wM 料は、力一ボン粒子、力一ボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、耐食性金属の少なくとも 1種である。

3 . 請お頁 1に言の高料電のセパレ一夕において、 tri¾¾W生材料は、フッ有樹脂の微粒子、炭ィ素 ¾ ^脂の微粒子、表面をフッ餘有樹脂あるいは炭ィ bh:素 ¾ί!ί月 §τコーティングした金属、無衞匕^)、有衞ヒ^)のいずれ力微粒子、表面をシランカツプリング剤でシラン処理した無激匕^)の微粒子の少なくとも 1種である。

4 . 請お頁 1に言¾¾の高電删のセパレ—夕において、嫌 ¾§7性材料は、平均粒 ^圣が 0 . Ί〜5 O t mの範囲である。

5 . 請^!頁 1にの高 OT¾¥HS»4電删のセパレ—夕において、調 5樹脂層は、厚みが 0 · 1〜 1 0 0 mの範囲である。

6 . 請お頁 1にの高然料のセパレ—タにお t、て、 m ^m 材料のが調 ati脂層表面に露出している。

7 . 金属と、の少なくとも一方の面に形成された離^:、 5金属基体を皮覆するように電解重合により形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は導電 tt^ からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜と撥水性材料を含有することを椅数とする高分子 m¾?質型燃料電池用のセパレー夕。

8. 請お頁 7に言の高纏 K3»4m¾fflのセパレ—タにお L、て、性材料は、フッ餘有樹脂の微粒子、炭 <b ^素竊 ί脂の微粒子、表面をフッ難有樹脂あるいは炭ィ素コーティングした金属、無衞匕^)、有擻匕^)のいずれ力微粒子、表面をシランカップリング剤でシラン処理した無衞匕^)の微粒少なくとも 1種である。

9. mm.7に Etxの高電細のセパレ-夕にお t、て、 mrn^ 材料は、平均粒子径が 0 · 1〜 5 0 mの範囲である。

1 0. 請お頁 7に言 Β¾の高離 H 麵電池用のセパレ—夕において、調 S樹脂層は、厚みが 0. 1〜 1 0 0 μ mの範囲である。

1 1 . 請お頁 7に言識の高離翻讓電池用のセパレー夕において、嫌 a¾ 性材料の"^が謂 5樹脂層表面に露出して t、る。

1 2. 金属雖と、属の少なくとも一方の面に形成された；！^と、調属を被覆するように形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は重合により形成された

^1 ^からなる樹脂に導電性を高めるド一パン卜と撥水性材料を含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように TOによリ形成さ ¾ 材料と w 料を含有する第 2の樹脂層からなることを難とする高醒然料電溯のセパレータ。

1 3. 請お頁 1 2に言識の高質 §»4電删のセパレ—夕にお t、て、 m 電材料は、力一ボン粒子、力一ボンナノチューブ、力一ボンナノファイバ一、カーボンナノホーン、耐食性金属の少なくとも 1種である。

1 4 . 請お頁 1 2に言¾¾の高質 §»4電¾^のセパレ一夕において、 m 水性材料は、フッ素含有樹脂の微粒子、炭 ib素系樹脂の微粒子、表面をフッ素含有樹脂あるいは炭ィ素系樹旨でコーティングした金属、無機化合吻、有機化合物のいずれかの微粒子、表面をシラン力ップリング剤でシラン処理した匕合物の微粒子の少なくとも 1種である。

1 5. 請お頁 1 2に ¾|£の高 ^®®質 §»4電のセパレ一夕において、嫌 5撥水性材料は、平均粒子径が 0 · 1 ~ 5 0 mの範囲である。

1 6 . 請^！頁 Ί 2にの高 ^ 質§»4電¾^のセパレー夕において、 m 月層は、厚みが 0 · 1〜 1 0 0 μ mの範囲である。

1 7. m■ ^ 2にの高質觀電のセパレ—夕において、 mm 水性材料の"^が己樹脂層表面に露出している。

1 8 . 金属難と、属の少なくとも一方の面に形成された灘 [と、媚属雜を被覆するようにによリ形成された樹脂層とを備え、謙 ί脂層は導電材料を含有し、少なくとも ^に位置する調 5樹脂層はで被覆されていることを纖とする高分子電解質型燃料電池用のセパレ一タ。

1 9 . 請お頁 1 8に言の高^ " のセパレ—タにお、て、 m 電材料は、力一ボン粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、力一ボンナノホーン、耐食 1 ^属の少なくとも 1種である。

2 0. 請お頁 1 8 ¾の高好 K i觀霪也用のセパレー夕において、 mrn? ¾ϋは、ノインダ一に跡 t ^料を含有するものであり、言嫩 w生材料は、フッ雜有樹脂の微粒子、炭ィ b_K素 i脂の微粒子、表面をフッ素含有樹脂あるいは炭ィ b!素コーティングした金属、無^ ί匕合物、有匕合物のいずれかの微粒子、表面をシランカツプリング剤でシラン処理した無衞匕合物の微粒子の少なくとも 1種である。

2 1■ 請お頁 1 8に言の高質 §»4電删のセパレ一夕において、媚 S樹脂層上に海島状に^ 1£撥水性層が存在する。

2 2. 請頁 1 8に言の高 ^諮質 §»4電¾^のセパレータにお tヽて、編 S撥水性層は、厚みが 1〜 1 0 0 n mの範囲である。 2 3. 金属と、

を被覆するように重合により形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は導電 'ΐίϋϊ分子からなる樹脂に導電性を高めるド一パン卜を含有し、少なくとも ¾ ^に位置する前記樹脂層は駄 14ϋで被覆されて、ることを韻とする高 K§wm¾用のセパレ一タ。

2 4. 請お頁 2 3言の高翻電池用のセパレ—タにお L、て、 m

'ΙΪΙΙは、バインダーに ttw料を含有するものであり、 imw生材料は、フッ有樹月の微粒子、

表面をフッ素含有樹脂あるいは炭ィ素蹦 r' コーティングした金属、無衞ヒ合物、有衡匕合物のいずれかの微粒子、表面をシランカツプリング剤でシラン処理した無衡ヒ合物の微粒子の少なくとも 1種である。

2 5. 請お頁 2 3に言識の高質電删のセパレータにお L、て、謂 5樹脂層上に海島状に tnatW生層が存在する。 2 6 . 請お頁 2 3に冒の高 TO醒觀電删のセパレー夕において、 mm 水性層は、厚みが 1〜 1 0 0 n mの範囲である。

2 7 . 金属と、 |¾ 属£|*の少なくとも一方の面に形成された灘と、 1 5金属を被覆するように形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は電解重合により形成された導電性高、子からなる樹脂に導電性を高めるド一パン卜を含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように m¾により形成さ ¾電材料を含有する第 2の樹脂層からなり、少なくとも調 ^に位置する膽 5樹脂層は撥水 14ϋで被覆されていることを待数とする高質型燃料電池用のセパレ一夕。 2 8 · - .2 7に言の高のセパレータにおいて、 mm 電材料は、カーボン粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、耐食性金属の少なくとも 1種である。 2 9 . 請お頁 2 7言の高藤顯也用のセパレー夕において、識 5»

¾ϋは、ノ《インダ一に撒 w*w料を含有するものであり、 i¾ 性材料は、フッ餘有樹脂の微粒子、炭 < 素¾ ^脂の微粒子、表面をフッ素含有樹脂あるいは炭ィ素¾^ コーティングした金属、無撒匕合物、有撒匕合物のいずれかの微粒子、表面をシランカツプリング剤でシラン処理した無衞匕合物の微粒子の少なくとも 1種である。

3 0. 請頁 2 7に醫識の高藤質電翻のセパレータにお L、て、脂層上に海島状に IS撥水 1ϋが存在する。

3 1 . 請お頁 2 7に言の高離質綱電のセパレータにお L、て、 m 水性層は、厚みが 1〜 1 0 0 n mの範囲である。

3 2. 金属と、 ¾ 属£^の少なくとも一方の面に形成された歸と、 5金属難を被覆するように霸により形成された樹脂層とを備え、 Ι^ί脂層は導電材料を含有するとともに、性であることを猶とする高のセパレータ。

3 3. 請頁 3 2に言 amの高離 H w¾¾fflのセパレータにお L、て、電材料は、力一ボン粒子、力一ボンナノチューブ、力一ボンナノファイバー、カーボンナノホーン、耐食 14 属の少なくとも 1種である。 3 4 . 請お頁 3 2に言の高 ι 質 S»電删のセパレータにお t、て、謂 S樹脂層は、撥水性を ¾i見する^^官能基の少なくとも 1種を含有する。

3 5. 請お頁 3 2に言識の高 OTS^f質電删のセパレ一夕において、 m 7 素はフッ素、ケィ素であり、謙 5官肯はアルキル基である。

3 6 . rn- .3 2に言 ¾ίの高醒細電のセパレータにお tゝて、調 S樹脂層は、厚みが 0 . 1〜 1 0 0 の範囲である。 3 7 . 金属難と、 1¾属

難を被覆するように重合により形成された樹脂層とを備え、諫脂層は導電 1镇分子からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有するとともに、性であることを特徴とする高分子電解質型燃料電池用のセパレータ。 3 8. 請頁 3 7にの高†^ «3»}電¾^のセパレ一夕において、調 S樹層は、性を発現する^^官能基の少なくとも 1種を含有する。

3 9. 請お頁 3 7に ¾の高 ^離質電翻のセパレータにお t、て、 miTt 素はフッ素、ケィ素であり、 5官肯はアルキル基である。

4 0. 請頁 3 7に言の高のセパレ—タにお Lヽて、 m 旨層は、厚みが 0 . 1〜 1 0 0 mの範囲である。

4 1 . 金属難と、言絵属 Si*の少なくとも一方の面に形成された; ¾gと、膽 S金属難を被覆するように形成された樹脂層とを備え、該樹脂層は ¾ ^重合により形成された導電性高分子からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有する第 1の樹脂層と、この第 1の樹脂層を被覆するように電着によリ形成され導電材料を含有し撥水性である第 2の樹脂層からなることを髓とする高讓質型燃料電池用のセパレータ。 4 2 . 請お頁 4 1にの高質電删のセパレ一夕において、 m 電材料は、カーボン粒子、力一ボンナノチューブ、力一ボンナノファイバー、力一ボンナノホーン、耐食 1± 属の少なくとも 1種である。

4 3 . 請 3}¾頁4 1に言識の高讓質 §»4電删のセパレー夕において、 m 月層は、撥水性を発現する元官肯の少なくとも 1種を含有する。

4 4. 請お頁 4 1に言 Ε$ϊの高離質 §»電¾^のセパレータにお t、て、元素はフッ素、ケィ素であり、 ! 官能基はアルキル基である。

4 5■ 請お頁 4 1に言 Ξ«の高離 HSM ¾fflのセパレー夕において、 S樹月旨層は、厚みが 0 . 1 ~ 1 0 O M mの範囲である。

4 6. 金属靴の少なくとも一方の面に灘形/ ¾·τる工程と、導電材料と }¾W 料とをさせた ®«夜を用い rm¾によリ議 5金属を被覆するように樹脂層を形成する工程と、を有することを難とする高のセパレ一夕の Hiit^ 法。

4 7. 金属難の少なくとも一方の面に歸陀形^る工程と、導電 ¾^ からなる樹脂に導電性を高めるドーパントと W生材料とを含有した樹脂層を、重合により媚金属を被覆するように形^ "Tる工程と、を有することを教とする高質型燃料電池用のセパレ-夕の方法。

4 8. 金属の少なくとも一方の面に離降形^ "Τる工程と、導電 1搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜と撥水性材料とを含有した第 1の樹脂層を、電解重合によリ媚己金属を被覆するように形成する工程と、導電材料と料とを分散させた m¾液を用い xm¾により謂 5第 1の樹脂層を被覆するように第 2の樹脂層を形/^ る工程と、を有することを繊とする高奸麵然料のセパレ一夕の it^ 4 9 . 金属の少なくとも一方の面に離陀形/^る工程と、導電材料をさせた電着夜を用いて ®¾によリ調 s金属 δί*を被覆するように樹脂層を形/ iir る工程と、少なくとも謂 ¾ ^に位置する調 5樹脂層を被覆するように ίϋ^'ΐΐϋを形/ it る工程と、を有することを特徴とする高離質然料電池用のセパレ一夕の^ t方法。

5 0. 金属 Si*の少なくとも一方の面に歸陀形;^る工程と、導電 1搞 ^からなる樹脂に導電性を高めるドーパントを含有した樹脂層を、電解重合により前言属¾*を被覆するように形成する工程と、少なくとも媚 ¾ ^に位置する前記樹脂層を被覆するように撥水性層を形成する工程と、を有することを,とする高分子電解質用のセパレー夕の製造方法。

5 1 . 難の少なくとも一方の面に歸 [^形 /i)r る工程と、導電 1稿からなる樹脂に導電性を高めるドーパントを含有した第 1の樹脂層を、重合にょリ讕 5金属基体を被覆するように形成する工程と、導電材料を分散させた電着液を用 tヽ xm着によリ媚 s第 1の樹脂層を被覆するように第 2の樹脂層を形/^ る工程と、少なくとも謂 5歸に位置する嫌 5第 2の樹脂層を被覆するように ^を形财る工程と、を有することを特徴とする高 ^ κ¾料電池用のセパレ一夕の^ 方法。

5 2. 金属の少なくとも一方の面に歸(¾形/ ϊΐττる工程と、性を発現するための^^官肯の少なくとも 1種を離中に有する樹脂に導電材料をさせた ®¾液を用い xm¾によリ謂属難を被覆するように撥水性の樹脂層を形る工程と、を有することを特徴とする高 K 燃料電池用のセパレ一夕の方法。

5 3 · 金属難の少なくとも一方の面に歸陀形; ϊΙΤΤる工程と、 w生を発現するための^^官肯の少なくとも 1種を離中に有する導電' I搞からなる樹脂に導電性を高めるドーパン卜を含有した性の樹脂層を、重合により調 S金属難を被覆するように形/ ¾r る工程と、を有することを纖とする高 K3Mm¾fflのセパレ —夕の方法。 5 4 . 金属 δί*の少なくとも一方の面に離陀形る工程と、導電 1搞からなる樹脂に ¾®性を高めるドーパントを含有した第 1の樹脂層を、重合にょリ謅 £ 属を被覆するように形成する工程と、 i¾| |生を発現するための元官肯,少なくとも 1種を鶴中に有する樹脂に導電材料をさせた簡液を用い rmaにより調己第 1 の樹脂層を被覆するように性の第 2の樹脂層を形/ ¾·τる工程と、を有することを纖とする高 ¾ M電池用のセパレ一夕の^ t方法。