[發明專利]燃料電池用層疊體的制造方法

在審

• 申請號: 202110251370.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113394437A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 池田哲平;淺井達也;大津和也
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/1004
• 分類號: H01M8/1004
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李洋;王培超

本發明在從燃料電池用層疊體剝離底片時抑制脫離層的一部分附著于電解質膜。基于卷對卷方式的燃料電池用層疊體的制造方法具備：第1工序，準備在底片上依次層疊脫離層、電解質膜、電極層而成的第1層疊體；第2工序，將氣體擴散層層疊并接合于第1層疊體的電極層上來獲得第2層疊體；以及第3工序，從第2層疊體剝離底片來獲得第3層疊體，第2工序的接合溫度不足170℃，施加于底片的張力X(N)、和連續地執行從第2工序到第3工序時的搬運速度Y(m/min)滿足以下的(1)式，Y≤12.09exp(?0.15X)…(1)。

技術領域

本公開涉及燃料電池用層疊體的制造方法。

背景技術

作為具備構成燃料電池的電解質膜和催化劑電極層的層疊體的制造的方法，公知有基于卷對卷方式的方法。例如，在專利文獻1中，公開了通過加熱加壓處理將構成膜電極接合體的MEA片與構成氣體擴散層的GDL片貼合，其后執行從MEA片剝離底片的剝離工序的方法。在該專利文獻1中，在MEA片的拉出方向的始端部，與其他的部分相比，提高加熱加壓處理時的溫度和壓力，由此提高MEA片的始端部處的與GDL片的緊貼力來抑制在剝離工序中MEA片附著于底片側。

專利文獻1：日本特開2018-045842號公報

作為制造包括電解質膜在內的燃料電池用層疊體的方法，本申請發明人們研究了與專利文獻1不同的方法，具體而言，將僅在電解質膜的一個面形成了催化劑電極層的層疊體以電解質膜的另一面與底片接觸的方式形成于底片上，通過加熱加壓處理將氣體擴散層與上述催化劑電極層貼合，之后從電解質膜剝離底片。在這樣的方法中，本申請發明人們新發現了以下情況，即，為了使底片的剝離變得容易，優選在底片與電解質膜之間設置包括脫離劑在內的脫離層，但根據制造時的條件，在剝離工序中，產生應殘留于底片上的脫離層的一部分附著于電解質膜的問題。

發明內容

本公開能夠作為以下的方式來實現。

(1)根據本公開的一個方式，提供一種通過卷對卷方式來制造將電解質膜、電極層以及氣體擴散層層疊而成的燃料電池用層疊體的燃料電池用層疊體的制造方法。該燃料電池用層疊體的制造方法具備：第1工序，準備在底片上依次層疊脫離層、上述電解質膜、上述電極層而成的第1層疊體；第2工序，將上述氣體擴散層層疊于上述第1層疊體的上述電極層上，通過加熱和加壓將上述第1層疊體與上述氣體擴散層接合來獲得第2層疊體；以及第3工序，從上述第2層疊體剝離上述底片來獲得第3層疊體，在上述第2工序中將上述第1層疊體與上述氣體擴散層接合時的接合溫度不足170℃，在上述第3工序中施加于剝離的上述底片的張力X、和連續地執行從上述第2工序到上述第3工序時的搬運速度Y滿足以下的(1)式，其中，上述張力X的單位為N，上述搬運速度Y的單位為m/min。

Y≤12.09exp(-0.15X)…(1)

根據該方式的燃料電池用層疊體的制造方法，將氣體擴散層接合于在底片上依次層疊脫離層、電解質膜、電極層而成的第1層疊體的電極層上，其后，在剝離底片來獲得第3層疊體時，將接合溫度設為不足170℃，并且使得張力X和搬運速度Y滿足(1)式。因此，能夠抑制在剝離底片的第3工序的完成后脫離層的至少一部分附著于第3層疊體中的電解質膜表面。

(2)也可以構成為：在上述方式的燃料電池用層疊體的制造方法的基礎上，上述接合溫度高于110℃。根據該方式的燃料電池用層疊體的制造方法，能夠提高第1層疊體與氣體擴散層的接合強度，并能夠使第3工序中的底片的剝離后的電解質膜及電極層與氣體擴散層的接合狀態良好。

(3)也可以構成為：在上述方式的燃料電池用層疊體的制造方法的基礎上，上述張力X為3N以下。根據該方式的燃料電池用層疊體的制造方法，能夠加快搬運速度Y來提高燃料電池用層疊體的生產率。