[其他]燃料電池的帶溝隔板的制造方法

在審

• 申請號: 101985000004873
• 申請日: 1985-06-26
• 公開（公告）號: CN1004671B
• 公開（公告）日: 1989-06-28
• 發明（設計）人: 菊池好洋;山田和夫;藤田淳
• 申請（專利權）人: 日立化成工業株式會社
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 杜日新

經下列方法制出的燃料電池用有溝隔壁板，即使模壓成很薄的板，也具有充分的不滲透性，其制造法包括下列步驟，疊層多個浸漬過水和（或）有機溶劑的膨脹石墨板，或組合多個浸漬過或沒有浸漬過水和（或）有機溶劑的膨脹石墨板，預成型疊層板，干燥預成型后的疊層板，加壓成型干燥后的疊層板。

本發明涉及燃料電池用帶溝隔壁板的制造方法。

燃料電池是以氫、聯氨、甲醇等為燃料，以空氣（氧）為氧化劑，進行電化學反應，直接取出電能的裝置。從一個電池中取出的電壓不過0.3～1.2V，這個電壓很低，所以在實際應用中，是將幾十個～幾百個單元電池串聯積層在一起使用的，用隔壁板這種構造材料將各單元電池電氣導通，而且對供給單元電池的燃料和氧化劑來說，起的是分離界膜的作用。因此，就要求隔壁板具有導電性，對氣體和液體具有不滲透性，并且還要求對于燃料、氧化劑、電解質（磷酸、硫酸、氫氧化鈉溶液等）具有抗蝕性。

使用膨脹石墨成型板，可作為滿足上述性能的材料。例如，日本專利公開說明書No.60-12672闡述了平板狀帶溝槽的隔板，它是將粒狀膨脹石墨用模壓成平板，再將模壓件浸以酚醛樹脂以改善其密實性（不透性）和抗蝕性，經干燥除去樹脂溶劑，預固化樹脂，再經加熱處理模壓而成。但這種使用樹脂的隔板，如日本專利公開書No.59-27476所述，受到其使用溫度的限制。帶溝槽的隔板表示在圖1中。然而，如圖1所示，在形成兩面帶溝的隔壁板時，由于在溝部集中負荷的影響，在隔壁板上產生微小的裂縫，使對氣體液體的不浸透性下降。為了防止這種現象，保持對氣體液體的不滲透性，必須增加板的厚度，這便產生了增大燃料電池體積的問題。

本發明的目的是，解決上述問題，提供具有充分不滲透性的且厚度薄的燃料電池用的帶溝隔壁板的制造方法。

本發明提供的燃料電池用帶溝隔壁板的制造法如下：

疊層浸泡過水和（或）有機溶劑的多個膨脹石墨板，或浸泡過水和（或）有機溶劑的多個膨脹石墨板與沒有浸泡過水和（或）有機溶劑的一個或多個膨脹石墨板的組合，

在具有溝槽的模中，預成型疊層板，

干燥預成型后的疊層板，

加壓成型干燥后的疊層板。

附圖是燃料電池用帶溝的隔壁板的簡圖。

本發明所使用的膨脹石墨可以這樣制造。

石墨具有層狀結構，是碳原子排成的六角環網狀平面重疊構成的，層平面內的結合力非常強，形成密網平面。但是，在與層平面成直角的方向結合力較弱，在層之間相對地存有較大的空間。因此，在適當的條件下，酸、堿金屬、鹵素、氯化物等多種類的化學物質容易進入石墨層間，與碳原子結合，形成石墨層間化合物。將這種石墨層間化合物加熱到適當的溫度，例如350℃以上，最好是在800℃以上，化合物就會立刻分解，侵入的化學物質變為蒸氣逸出，石墨沿結晶的C軸方向膨脹10～400倍。將這樣取得的膨脹石墨制成粒子狀加以使用。

用于制作本發明膨脹石墨板的膨脹石墨粒子，一般可采用體積密度在0.001g/cm³至0.02g/cm³的粒子，最好是使用體積密度為0.001g/cm³至0.005g/cm³的。將這樣的膨脹石墨粒子單獨地利用沖壓或輥壓加壓成型，制成體積密度達到0.1～1.0g/cm³的板狀膨脹石墨板（以下稱板）。這時板厚可以根據燃料電池用隔壁板（以下稱為隔壁板）的厚度適當地選定，從0.2毫米～幾毫米。

板的疊層數是考慮了隔壁板的密度、板厚和干燥板重量后而決定的，通常可使用3～30塊板。

用水和（或）有機溶劑對板浸滲的方法可使用噴涂法、涂布法、浸漬法等任何一種。膨脹石墨顆粒子體積密度為0.001g/cm³至0.005g/cm³的板以使用浸漬法為宜。