[發(fā)明專利]碳板及復(fù)合碳板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480016666.4
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN105143103B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 津島榮樹;村上信吉;中塚淳;上村賢一;飯島孝
• 申請（專利權(quán)）人: 新日鐵住金高新材料株式會社;新日鐵住金株式會社
• 主分類號: C01B32/225
• 分類號: C01B32/225;C01B32/20;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王永紅

本發(fā)明提供具有柔軟性、且壓縮強(qiáng)度也優(yōu)異、也具有導(dǎo)電性的薄板狀的具有柔軟性的碳板。碳板(1)是將(a)包含膨脹石墨粉末95～30wt％及石墨粉末5～70wt％的碳粉末97～80wt％、和(b)不含有氨的酚醛樹脂3～20wt％的混合物進(jìn)行壓縮成型、制成厚度0.05～2.0mm而成的，其中，壓縮強(qiáng)度為3MPa以上，以彎曲變形為0.6％以上而沒有裂縫，接觸電阻為6mΩ·cm²以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可作為用于例如固體高分子型燃料電池的燃料電池用隔板、或者作為用于各種裝置的包裝使用的、具有柔軟性、且壓縮強(qiáng)度也優(yōu)異、也具有導(dǎo)電性的石墨制的薄板(以下，稱為“碳板”)，進(jìn)一步涉及氣體不透過性及機(jī)械強(qiáng)度增大的、一體地接合了碳板和金屬板的復(fù)合碳板。

背景技術(shù)

近年來，作為例如電動汽車的發(fā)電裝置，固體高分子型燃料電池備受關(guān)注。圖7及圖8(a)、(b)示出涉及的燃料電池及燃料電池用隔板的一例。

圖7是表示構(gòu)成燃料電池10的單元電池的構(gòu)成的分解圖，圖8是表示圖7所示的燃料電池用隔板1的構(gòu)成的圖。圖8(a)為平面圖，圖8(b)為在圖8(a)的線X-Y上取得的剖面圖。

固體高分子型燃料電池10成為如下構(gòu)成：將MEA(membrane electrode assembly：膜/電極接合體)作為單元電池并設(shè)數(shù)十個～數(shù)百個，對陽極7供給作為流體的燃料氣體(氫氣)，對陰極8供給作為流體的氧化氣體(氧氣)，由此從外部電路中取出電流，所述MEA是由2張的燃料電池用隔板1將固體高分子電解質(zhì)膜6、陽極(燃料電極)7和陰極(氧化劑電極)8經(jīng)由密封墊9接合而成的。

如圖8(a)、(b)所示，燃料電池用隔板1為在薄壁的板狀體的單面或兩面具有多個的氣體供給排出用溝11、對氣體供給排出用溝11供給燃料氣體或氧化氣體的開口部12、用于并設(shè)MEA的固定孔13的形狀，具有以使燃料電池內(nèi)流動的燃料氣體和氧化氣體不混合的方式分離的作用，同時，擔(dān)負(fù)通過MEA將發(fā)電的電能向外部傳遞、或通過MEA將產(chǎn)生的熱向外部放熱的重要的作用。

因此，作為燃料電池用隔板1所要求的特性，可列舉：組裝時的螺栓擰緊、或相對于汽車等的振動具有充分的強(qiáng)度、為了減少發(fā)電損失而縮小電阻、用于將燃料氣體和氧化氣體在其兩面完全分離并供給電極的氣體不透過性。

作為這樣的燃料電池用隔板1，提出了將從生產(chǎn)率或成本方面考慮為有利的熱固化性樹脂用作粘合劑的碳復(fù)合材料(例如參照專利文獻(xiàn)1、2、3等)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:特開昭59-26907號公報

專利文獻(xiàn)2:特開2000-173630號公報

專利文獻(xiàn)3:特許第3715642號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

特別是在上述專利文獻(xiàn)1、2、3中記載有：通過將碳粉末和熱固化性樹脂的混合物利用加壓裝置進(jìn)行加熱壓縮成型、或進(jìn)行冷態(tài)壓縮成型，制造燃料電池用隔板。另外，公開有使用石墨粉末或膨脹石墨粉末作為碳粉末。另外，在專利文獻(xiàn)3中記載有：作為熱固化性樹脂，從成型性良好等理由出發(fā)，優(yōu)選使用酚醛樹脂。

但是，本發(fā)明人等對上述專利文獻(xiàn)中所記載的燃料電池用隔板進(jìn)一步進(jìn)行了研究實驗，結(jié)果得知存在如下的問題。

作為燃料電池用隔板中使用的熱固化性樹脂的酚醛樹脂在化學(xué)上穩(wěn)定，為阻燃性，另外，與石墨粉末或膨脹石墨粉末等碳粉末的相容性也良好，進(jìn)而與環(huán)氧樹脂等進(jìn)行比較時，耐酸性也良好，具有許多優(yōu)點。