[發明專利]導電構件及使用其的固體高分子型燃料電池

有效

• 申請號: 200980147304.8
• 申請日: 2009-10-20
• 公開（公告）號: CN102224550A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 姬野友克;宮澤篤史;柳沼基;山本啟介;岡田圭司;山崎努;沼尾康弘;津田聰彥
• 申請（專利權）人: 日產自動車株式會社
• 主分類號: H01B5/02
• 分類號: H01B5/02;H01M8/00;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種導電構件，其特征在于，其包括導電結構體，

該導電結構體具有基材、

和位于所述基材的至少一個表面進而包含導電性碳的導電性碳層、

和介于所述基材與導電性碳層之間的中間層，

在所述導電性碳層中，通過拉曼散射光譜分析測定的D帶峰強度I_D與G帶峰強度I_G的強度比R、即I_D/I_G為1.3以上。

2.根據權利要求1所述的導電構件，其特征在于，在所述導電性碳層中，通過基于拉曼散射光譜分析的旋轉各向異性測定來測定得到的平均峰顯示二次對稱圖案。

3.根據權利要求1或2所述的導電構件，其特征在于，所述中間層具有柱狀結構，進一步在所述中間層的表面上存在構成所述導電性碳層的突起狀顆粒。

4.根據權利要求1～3中的任一項所述的導電構件，其特征在于，所述中間層含有選自由鉻、鈦、它們的碳化物和氮化物組成的組中的至少一種物質，

所述基材含有選自由鐵、鈦、銅和鋁、以及它們的合金組成的組中的至少一種物質。

5.根據權利要求1～4中的任一項所述的導電構件，其特征在于，所述中間層的截面中的柱狀結構的柱的粗細為20nm～500nm，

所述的導電性碳層的維氏硬度為Hv?1500以下。

6.根據權利要求1～5中的任一項所述的導電構件，其特征在于，其進一步包括致密阻隔層，該致密阻隔層介于由金屬板構成的所述基材與所述中間層之間，

所述致密阻隔層與所述中間層相比具有低的結晶取向性，且所述致密阻隔層的平均微晶直徑D₂與所述中間層的平均微晶直徑D₁之比、即D₂/D₁為0.1以上且小于1。

7.根據權利要求1～5中的任一項所述的導電構件，其特征在于，其在由金屬板構成的所述基材與所述中間層之間進一步包括包含導電性顆粒的導電性增強層，

所述導電性顆粒含有選自由貴金屬、包含貴金屬的合金、和碳組成的組中的至少一種物質。

8.根據權利要求7所述的導電構件，其特征在于，所述導電性顆粒的平均粒徑為構成所述基材的金屬所形成的、或構成所述中間層的材料所形成的氧化皮膜的厚度以上。

9.根據權利要求7或8所述的導電構件，其特征在于，所述導電性增強層和中間層包含柱狀材料，該柱狀材料具有沿所述基材的厚度方向配置的多個柱狀組織，

所述導電性顆粒至少存在于所述導電性增強層的柱狀材料的表面以及所述基材與所述導電性增強層之間的界面。

10.根據權利要求1～5中的任一項所述的導電構件，其特征在于，其在所述導電性碳層上進一步包括親水化層，所述親水化層含有選自由金屬、金屬氮化物、金屬碳化物和金屬氧化物組成的組中的至少一種物質，

所述基材由多孔材料構成。

11.根據權利要求10所述的導電構件，其特征在于，所述多孔材料含有選自由碳纖維、金屬纖維和有機纖維組成的組中的至少一種物質，

所述碳纖維是聚丙烯腈系或瀝青系碳纖維，且是不含石墨化纖維的碳化纖維。

12.根據權利要求1～9中的任一項所述的導電構件，其特征在于，其進一步包括燃料電池用氣體擴散層，該燃料電池用氣體擴散層包含具有多個孔隙的氣體擴散基體，且進一步以與所述導電性碳層對置的方式層疊，

所述導電結構體是燃料電池用隔離體，

在所述導電性碳層的表面的與所述氣體擴散層接觸的區域分散有親水導電性顆粒，

所述親水導電性顆粒的粒徑以及所述親水導電性顆粒間的距離為所述氣體擴散基體的孔隙間距離以下。

13.根據權利要求12所述的導電構件，其特征在于，所述氣體擴散基體由碳纖維構成，

所述親水導電性顆粒的粒徑以及所述親水導電性顆粒間的距離為所述碳纖維的直徑以下。

14.根據權利要求12或13所述的導電構件，其特征在于，所述親水導電性顆粒含有選自由貴金屬、包含貴金屬的合金、導電性氮化物和導電性氧化物組成的組中的至少一種物質。

15.一種固體高分子型燃料電池，其包括權利要求1～14中的任一項所述的導電構件。