[發(fā)明專利]燃料電池用螺旋彈簧

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780030250.8
• 申請日: 2007-08-09
• 公開（公告）號: CN101501915A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 木內航機;黑川亙;新谷昌三;芋田大輔;吉弘憲司;山盛陽
• 申請（專利權）人: 東洋制罐株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;C21D6/00;C22C38/00;H01M8/10
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發(fā)明涉及用于燃料電池或燃料電池燃料盒的燃料電池用螺旋彈簧，更詳細地說，涉及對燃料電池或燃料電池用燃料盒中的酸性內容液也可有效抑制金屬離子溶出的燃料電池用螺旋彈簧。

背景技術

無需使用用于取出氫氣的重整器而將作為燃料的甲醇直接供給到陽極(燃料極)、可使其產(chǎn)生電化學反應的直接甲醇型燃料電池(DMFC)，由于其適于儀器小型化，所以特別作為便攜儀器用的燃料電池而受到矚目，這樣的小型燃料電池中，為了燃料盒的小型化以及可在高溫條件下使用，提出了使用金屬部件。

另一方面，在這樣的直接甲醇型燃料電池中，由于是將作為燃料的甲醇直接供給到陽極以使其產(chǎn)生電化學反應，因此燃料甲醇中存在金屬離子時有可能阻礙電化學反應、電動勢(electro?motive?force)降低等發(fā)電性能降低。為此，在如甲醇這樣的在發(fā)電時被氧化成為酸性氧化物而內容液顯示酸性的燃料、或作為內容液使用顯示酸性的燃料的燃料電池中，與該燃料接觸的部位所使用的金屬部件有必要不溶出金屬離子。

燃料電池的本體燃料罐和燃料電池用燃料盒都在燃料流路中具備閥、以僅在連接時流路貫通的方式來形成，為了使這樣的閥在各種使用條件下穩(wěn)定工作，金屬彈簧是適合的，但在現(xiàn)有的彈簧的制造中，為了提高拉絲加工時潤滑性，通常對絲材實施鍍鎳，在將這樣的表面實施了鍍鎳的螺旋彈簧用于燃料電池的用途時，由于鎳離子的溶出，有可能發(fā)電性能降低，因此其利用是困難的。

另一方面，日本特開平9-85332號公報中提出了一種不實施鍍鎳的發(fā)條用不銹鋼鋼線，其在奧氏體系不銹鋼的表面通過溶融鹽法進行膜厚為0.1～50μm的氮化處理，然后實施拉絲加工而成。

此外，為了防止金屬離子從用于燃料電池的金屬部件中溶出，如日本特開2002-42327號公報和日本特開2000-345363號公報記載的那樣，提出了除了對金屬表面進行鈍化處理等以外，還實施鍍金等。

發(fā)明內容

但是，上述任一方法制成的螺旋彈簧，在燃料電池或燃料電池用燃料盒中作為與甲醇等燃料接觸的螺旋彈簧，在低溶出性方面是不充分的，此外，鍍金和鈦即便在耐溶出性方面可滿足，對于作為常用部件使用也是昂貴的，經(jīng)濟性方面并不滿足，需求可靠地抑制金屬離子的溶出且也兼顧經(jīng)濟性的螺旋彈簧。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種燃料電池或燃料電池用燃料盒用的螺旋彈簧，其在與燃料電池的顯示酸性的內容液接觸時，也可靠抑制金屬離子的溶出。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種燃料電池用螺旋彈簧，其特征在于，該燃料電池用螺旋彈簧用于燃料電池或燃料電池用燃料盒，其由奧氏體系不銹鋼形成，且不在表面形成鎳鍍層，由下述式(1)表示的陽離子指數(shù)I為60以下，

I＝A+2B+3C????((1)

式中，A、B、C分別表示將螺旋彈簧浸漬到甲醇溶液(含有水1％+甲酸4000ppm)中，并在60℃、1周的條件保存時的甲醇溶液中的、相對于1個螺旋彈簧的1價金屬離子的濃度(ppb)、除1價或3價以外的金屬離子的濃度(ppb)、3價金屬離子的濃度(ppb)。

本發(fā)明的燃料電池或燃料電池用螺旋彈簧中，適合為：

1.具有短螺距部和長螺距部，短螺距部的線間距離大于1μm且小于螺旋彈簧的線徑，并且短螺距部長度大于長螺距部的線間距離；

2.表層具有鉻的氧化覆膜；

3.實施鹽浴回火處理而成。

本發(fā)明的用于燃料電池或燃料電池用燃料盒的燃料電池用螺旋彈簧，由奧氏體系不銹鋼形成，無需如通常的螺旋彈簧那樣在表面形成鎳鍍層而成形加工為螺旋彈簧。

如前述那樣，通常在螺旋彈簧的成形方法中，為了提高拉絲加工的潤滑性而對絲材實施鍍鎳，但在本發(fā)明中，通過不實施鍍鎳而成形，從而防止了鎳離子的溶出。

進而，本發(fā)明中使用的奧氏體系不銹鋼的磁導率低，其自身低溶出性優(yōu)異，但通過實施用于形成螺旋彈簧的拉絲和卷繞的加工，有可能誘發(fā)馬氏體變態(tài)、損害低溶出性，但本發(fā)明中，在產(chǎn)生該馬氏體變態(tài)的情況下，也可通過實施后述的回火處理，降低加工誘發(fā)馬氏體，維持奧氏體系不銹鋼所具有的優(yōu)異的低溶出性。

為此，本發(fā)明的燃料電池用螺旋彈簧，其上述式(1)所示的陽離子指數(shù)I為60以下、特別是6以下，具有優(yōu)異的低溶出性，且有效防止了阻礙燃料電池的發(fā)電性能。