[發(fā)明專利]導(dǎo)電性組合物及制法、導(dǎo)電性組合物片、導(dǎo)電性基板、集電體片、布線電路基板、燃料電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310049418.7
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103247364A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 井上真一
• 申請（專利權(quán)）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B5/00;H01B13/00;H05K1/02;H01M8/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電性組合物、導(dǎo)電性組合物片、導(dǎo)電性基板、集電體片、布線電路基板、燃料電池、以及導(dǎo)電性組合物的制造方法。?

背景技術(shù)

手機等移動設(shè)備需要小型且高容量的電池。因此，正在開發(fā)與鋰二次電池等現(xiàn)有的電池相比可獲得高能量密度的燃料電池。作為燃料電池，例如有直接甲醇型燃料電池（Direct?Methanol?Fuel?Cells）。?

在直接甲醇型燃料電池中，甲醇被催化劑分解，生成氫離子。通過使該氫離子與空氣中的氧反應(yīng)而產(chǎn)生電力。在該情況下，可以極有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，可以獲得非常高的能量密度。?

發(fā)明內(nèi)容

在日本特開2010-50378號公報所記載的直接甲醇型燃料電池中，由燃料極、空氣極和電解質(zhì)極構(gòu)成的電極膜被配置在彎曲了的柔性布線電路基板間。在該柔性布線電路基板中，在基底絕緣層上形成具有規(guī)定圖案的導(dǎo)體層作為集電部。導(dǎo)體層被含碳層被覆。含碳層例如由含有炭黑的樹脂組合物形成，具有導(dǎo)電性。為了使電子在電極膜和導(dǎo)體層間順利移動，要求提高含碳層的導(dǎo)電性。?

日本特開2001-052721號公報所記載的導(dǎo)電性樹脂組合物?含有石墨粗顆粒、球狀石墨和非碳質(zhì)樹脂。石墨粗顆粒具有40μm以上且120μm以下的平均粒徑，球狀石墨具有比石墨粗顆粒的平均粒徑小的平均粒徑。使用該導(dǎo)電性樹脂組合物制作燃料電池用隔離體。由此，可實現(xiàn)燃料電池用隔離體的導(dǎo)電性的提高。然而，如上所述，如果石墨粗顆粒的平均粒徑大，則難以將導(dǎo)電性樹脂組合物薄型化。該情況下，燃料電池會大型化。?

日本特開2005-108616號公報所記載的導(dǎo)電性樹脂組合物含有熱固性樹脂、導(dǎo)電性填料、球狀填料和碳纖維，用于燃料電池用隔離體。日本特開2005-108616號公報中記載了將球狀填料的粒徑設(shè)定為適合隔離體的厚度的大小。由此，可實現(xiàn)燃料電池用隔離體的薄型化。然而，在該導(dǎo)電性樹脂組合物中，僅使用熱固性樹脂作為球狀填料等的粘結(jié)劑。該情況下，通過使液狀的熱固性樹脂固化而成形導(dǎo)電性樹脂組合物，成形后的導(dǎo)電性樹脂組合物不具有柔軟性。因此，導(dǎo)電性樹脂組合物的操作性并不良好。?

本發(fā)明的目的在于提供可薄型化且可以提高導(dǎo)電性和操作性的導(dǎo)電性組合物、導(dǎo)電性組合物片、導(dǎo)電性基板、集電體片、布線電路基板、燃料電池、以及導(dǎo)電性組合物的制造方法。?

（1)根據(jù)本發(fā)明的一個方案的導(dǎo)電性組合物含有球狀石墨、炭黑和粘結(jié)樹脂的混合物，在設(shè)該混合物為100重量份時，混合物含有50重量份以上且70重量份以下的球狀石墨，含有1重量份以上且15重量份以下的炭黑，含有15重量份以上且40重量份以下的粘結(jié)樹脂，粘結(jié)樹脂包含熱固性樹脂和彈性體，球狀石墨的平均粒徑為1μm以上且30μm以下。?

該導(dǎo)電性組合物含有50重量份以上且70重量份以下的球狀石墨，含有1重量份以上且15重量份以下的炭黑。此外，球狀石墨的平均粒徑為1μm以上且30μm以下。?

該情況下，在球狀石墨的顆粒間以高密度填充炭黑。由此，導(dǎo)電性組合物的密度增高，并且導(dǎo)電性組合物的表面變平滑。因此，導(dǎo)電性組合物的薄型化成為可能。此外，通過炭黑使得球狀石墨的顆粒間的電阻變小。由此，導(dǎo)電性組合物的導(dǎo)電性提高。?

此外，該導(dǎo)電性組合物含有15重量份以上且40重量份以下的粘結(jié)樹脂，球狀石墨和炭黑通過粘結(jié)樹脂粘結(jié)。粘結(jié)樹脂包含熱固性樹脂和彈性體。因此，在熱固性樹脂固化前，球狀石墨和炭黑通過具有柔軟性的彈性體粘結(jié)。由此，可以在熱固性樹脂未固化的狀態(tài)下容易地將導(dǎo)電性組合物成形為所期望的形狀。然后，通過熱固性樹脂固化，導(dǎo)電性組合物的形狀保持為固化前的形狀。因此，導(dǎo)電性組合物的操作性提高。?

上述的結(jié)果，導(dǎo)電性組合物的薄型化成為可能，并且導(dǎo)電性組合物的導(dǎo)電性和操作性提高。?

（2）在設(shè)該粘結(jié)樹脂為100重量份時，粘結(jié)樹脂可以含有5重量份以上且95重量份以下的熱固性樹脂，含有1重量份以上90重量份以下的彈性體。?

通常，固化后的熱固性樹脂具有比彈性體的耐熱性還高的耐熱性。在設(shè)粘結(jié)樹脂為100重量份時，通過使熱固性樹脂的含量為5重量份以上且使彈性體的含量為90重量份以下，可以使充分量的熱固性樹脂固化。由此，即使在超過彈性體的耐熱溫度的溫度環(huán)境下，也可通過固化后的熱固性樹脂將導(dǎo)電性組合物的形狀保持為固化前的形狀。?

此外，通過使熱固性樹脂的含量為95重量份以下且使彈性體的含量為1重量份以上，在熱固性樹脂固化之前，球狀石墨和炭黑會通過彈性體可靠地粘結(jié)。由此，可以在熱固性樹脂未固化的狀態(tài)下更容易地將導(dǎo)電性組合物成形為所期望的形狀。?