[發明專利]隔板材料的制造方法、燃料電池隔板及燃料電池

有效

• 申請號: 200910147233.3
• 申請日: 2009-06-12
• 公開（公告）號: CN101615680A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 任南益;金正憲;李豪燮
• 申請（專利權）人: 韓國輪胎株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M2/16;H01M8/00
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明涉及燃料電池用高導電性隔板材料的制造方法、用該方法制造的燃料電池隔板及燃料電池。更詳細地講，本發明涉及一種將樹脂和炭黑事先加以混合而制造的炭黑母料使用于燃料電池隔板材料的制造，從而提高炭黑的分散性，進而制造具有優異的導電率的燃料電池隔板材料的方法、根據上述方法制造的燃料電池用隔板、以及燃料電池。?

背景技術

通常，燃料電池是指通過作為燃料的氫與氧的電化學反應，在無需經過燃燒過程的情況下，能夠將化學能直接轉換為電能的能量轉換裝置。構成作為燃料電池核心的電池堆的物質是膜/電極接合體(membrane?electrodeassembly：MEA)和隔板(bipolar?plate)。其中，隔板承擔著使通過氫及氧的供給、催化反應產生的電子移動的通路的作用，以及用于保持各單元電池之間絕緣的分隔的作用。?

作為這樣的燃料電池用隔板需要具備的物性有導電率、強度、氣體透過率等，其中，關系到燃料電池的核心作用的導電率最為重要，為了提高該導電率，以往在樹脂中填充石墨及炭黑等導電性填料，從而制造燃料電池用隔板。?

對使用于隔板成型的材料進行混合/制造時，作為提高導電率的導電性填料填充石墨及炭黑等，通常的作法是，幾乎同時添加/混合炭黑、樹脂、石墨、及添加劑。例如，當混合熱塑性隔板材料時，通常是通過擠出工序加以混合，此時，所添加的樹脂、炭黑、石墨、添加劑被投入/混合到一次擠出工序中而制造隔板材料，并對如此混合制造的材料實施壓縮及注塑成型等而成型并制造隔板。?

但是，與石墨相比，炭黑對樹脂的相溶性優異，因此，根據以往技術的混合則難以得到充分的分散。已知炭黑均勻的分散能夠減少電阻，即，若提高炭黑的分散性，則也能夠進一步提高導電率。?

發明內容

于是，本發明的技術課題是，為了提高燃料電池用隔板的導電率，使難以均勻分散的炭黑的分散性提高。?

即，本發明的目的在于，為了解決上述課題，將樹脂和炭黑事先加以混合而制造的炭黑母料用于燃料電池隔板材料的制造中，從而提高炭黑的分散性，進而制造出具有優異的導電率的燃料電池隔板和燃料電池。?

為了達到上述目的，本發明的燃料電池用高導電性隔板材料的制造方法，其特征在于，包括：通過擠出混合工序或分批混合工序將炭黑混合在樹脂中，此時，相對于炭黑母料的重量混合17～24重量％的炭黑而制造炭黑母料的步驟；在制造上述炭黑母料時，為了提高炭黑的分散性，添加0.5～2重量％的填料分散劑的步驟；以及，通過擠出混合工序或分批混合工序將由上述步驟制造的炭黑母料與70～85重量％的石墨進行混合，但為了賦予混合步驟及成型步驟中的潤滑性，添加潤滑劑的步驟。?

發明的效果?

如上所述，根據本發明的燃料電池用隔板材料的制造方法，為了提高炭黑的分散性，制造出如圖1所示的炭黑母料而加以使用，由此能夠提高作為燃料電池隔板最重要的物性之一的導電率，因此，具有能夠提高燃料電池的電效率的優點。?

附圖簡要的說明?

圖1是用于制造本發明燃料電池用隔板的炭黑母料的照片。?

圖2是比較實施例隔板的導電率和比較例隔板的導電率的圖表。?

具體實施方式

下面，根據附圖詳細說明本發明。?

在本發明燃料電池用高導電性隔板材料的制造方法中，第一混合步驟是通過擠出工序或分批混合工序僅將炭黑熔融混合在樹脂中，此時，添加0.5～2重量％的填料分散劑，從而使炭黑更均勻地分散在樹脂中的炭黑母料的制造工序。?

通常，將占材料的70～85重量％以上的石墨及添加劑與炭黑同時進行混合的以往技術中，炭黑難以均勻地分散。但是，當制造了僅將17～24重量％的炭黑混合在樹脂中的炭黑母料時，炭黑能夠更均勻地進行分散。?

在此，所混合的炭黑的重量，必須計算成直到二次混合(炭黑母料、石墨及添加劑的混合)結束時能夠成為所要制造的隔板材料的最終配合比而進行配合，如果所要制造的隔板材料的最終配合比有變化，則也改變炭黑母料的炭黑含量而進行制造，以所希望的最終隔板的配合比加以制造。?