JP2002093431A

JP2002093431A - 燃料電池用セパレータ

Info

Publication number: JP2002093431A
Application number: JP2000275152A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Kondo; 照久近藤; Hisami Kusuyama; 寿己楠山; Hidenori Imoto; 秀紀井元; Osamu Okada; 修岡田
Original assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Current assignee: Toyo Tanso Co Ltd
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2000-09-11
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で且つ溝加工の必要がなく、強度的に優
れた燃料電池用セパレータを提供する。【解決手段】膨張黒鉛を０．０２〜１．５ｇ／ｃｍ³
の嵩密度になるように圧縮し、これを粉砕した膨張黒鉛
粒子６５〜８５質量部と、比表面積を３．０ｍ²／ｇ以
上となした補強用繊維３〜１０質量部と、結合剤として
粉末状の熱硬化性樹脂５〜３０質量部、及び水とを懸濁
せしめて抄造用スラリーとなし、このスラリーを湿式抄
造してシート化し、このシートを打ち抜き加工すること
によって、溝を形成し、芯材となるシートの上下のいず
れかの一面若しくは両面に重ねる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池に用いら
れる燃料電池用セパレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池は、エネルギー効率が高く環境
汚染を低くできることより、将来小型発電機、電気自動
車用電源等に広く普及することが期待されている。燃料
電池は電解質層の上下に電極（正負極）を配し電極の上
下に燃料ガスと酸化剤ガス（空気又は酸素）を流し電極
における酸化、還元反応、電解質層での陽イオン、電子
の移動反応で化学エネルギーが電気エネルギーに変換さ
れ電位差が得られる原理となっている。燃料電池は上記
電極、電解質層を交互に積層する多層構造で、積層する
正極と負極の間に燃料ガスと酸化剤ガスを分離する分離
板（セパレータ）が設けられる。また、ガスの供給路を
確保する為、セパレータには溝を付ける構造が一般的に
使われている。さらに単電池で得られた電位差は一般的
には多層に積層した外側の集電板で集電する構造となっ
ている。この為、セパレータは、燃料電池セルへ流入す
る燃料ガスと酸化剤ガスを分離する必要があるためガス
不浸透性、また、外側の集電板で集電するために、各燃
料電池セル間で電気が通電する必要があるため電気の導
電性等の特性が要求される。

【０００３】このセパレータは、一般的には黒鉛ブロッ
ク、ガラス状炭素に溝を機械加工し、燃料ガスと、酸化
剤ガスの供給路を確保する方法で製造されている。

【０００４】また、鱗片状の天然黒鉛を酸処理後加熱処
理して得られる膨張黒鉛や膨張黒鉛シートを高圧で成形
する方法、若しくは、膨張黒鉛成形体に液状の熱硬化性
樹脂を含浸硬化する方法で作られていた（特開昭６０−
６５７８１号公報、特開昭６０−１２６７２号公報
等）。

【０００５】また、国際公開番号ＷＯ９７／０２６１２
明細書では、特定の粒子径の膨張黒鉛粉末を熱可塑性樹
脂又は熱硬化性樹脂に分散させ、ブロック状の成形体を
得た後、溝を機械加工する方法が記載されている。しか
し、前記の各種の機械加工を施す製造方法では、コスト
高となり、さらに膨張黒鉛を用いる製造方法では、製造
可能な溝の寸法が限られ更に成形時に発生するガスが原
因で製品に膨れが発生しやすく、安定して製品を供給で
きない問題を有していた。

【０００６】また、特開平１１−３５４１３８号では、
膨張黒鉛造粒粉と熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の混
合物を、金型を用いて一体熱圧成形を行い、リブと平板
を一体に成形してなる燃料電池セパレータが記載されて
いる。しかし、この方法によるものは、ガスの不浸透
性、電気伝導性、液膨潤性に優れるものの、燃料電池セ
パレータとしての十分な強度が得られないという問題が
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、前
記課題を解決するためになされたものであり、軽量で且
つ、強度的に優れた燃料電池用セパレータを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の燃料電池用セパレータは、湿式抄造してシー
ト化された膨張黒鉛シートを使用していることを特徴と
する。この膨張黒鉛シートが、膨張黒鉛粒子、補強用繊
維、結合剤、及び水とを懸濁せしめて抄造用スラリーと
し、このスラリーを湿式抄造してシート化されているこ
とが好ましい。特に、膨張黒鉛を０．０２〜１．５ｇ／
ｃｍ³の嵩密度になるように圧縮し、これを粉砕した膨
張黒鉛粒子６５〜８５質量部と、有機材料若しくは無機
材料からなる繊維の比表面積を３．０ｍ²／ｇ以上とし
た補強用繊維３〜１０質量部と、結合剤として粉末状の
熱硬化性樹脂５〜３０質量部、及び水とを懸濁せしめて
抄造用スラリーとし、このスラリーを湿式抄造してシー
ト化したものであることが好ましい。そして、このシー
トを打ち抜き加工等することによって、溝を形成した
後、芯材となるシートの上下のいずれかの一面若しくは
両面に重ねた積層構造とする。

【０００９】また、本発明の燃料電池用セパレータに使
用される膨張黒鉛シートは、ガス透過率が４．０×１０
^-6ｃｍ²／ｓ以下、面圧５ＭＰａの時の面の厚さ方向の
固有抵抗が５０００μΩ・ｃｍ以下であるものが好まし
い。また、曲げ強度が４０ＭＰａ以上であるものが好ま
しい。これによって、燃料電池用セパレータとして、十
分なガス不浸透性、電気伝導性、機械的強度を有するこ
とができる。

【００１０】また、本発明の燃料電池用セパレータは、
溝が形成された膨張黒鉛シートを、芯材となるシートの
上下面のいずれか一面若しくは両面に重ね、積層構造と
したものである。薄板等の成形体に溝を機械加工せず
に、薄板等を芯材とし、その上下面のいずれかに溝加工
されたシートを重ねるものであるので、薄く、且つ強度
の高い燃料電池用セパレータを形成することが可能とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
燃料電池用セパレータの実施形態の一例を説明する。一
般的な燃料電池は図１に示すように、燃料電池用セパレ
ータ１と、電極２、４と、電解質層３とで構成される燃
料電池のセル５が、複数積層されて構成されている。

【００１２】本実施形態例に係る燃料電池用セパレータ
１は、打ち抜き加工等によって、溝１０が形成された膨
張黒鉛シート１ａ、１ａが、芯材１ｂの上下面に重なっ
た積層構造をしている。

【００１３】膨張黒鉛シート１ａは、平均して１００倍
以上に膨張した膨張黒鉛を０．０２〜１．５ｇ／ｃｍ³
の嵩密度になるように圧縮し、これを粉砕した膨張黒鉛
粒子６５〜８５質量部と、比表面積が３．０ｍ²／ｇ以
上に、フィブリル化した有機材料、繊維径を細かくした
炭素繊維等の無機材料若しくはステンレス鋼繊維等の金
属材料からなる補強用繊維３〜１０質量部と、結合剤と
して粉末状の熱硬化性樹脂５〜３０質量部、及び水とを
懸濁せしめて抄造用スラリーとなし、このスラリーを湿
式抄造してシート化されたシートを、打ち抜き加工等に
よって溝が形成されたものである。

【００１４】この膨張黒鉛シート１ａに用いられる膨張
黒鉛は、例えば、燐状黒鉛を硫酸と酸化剤を用いて酸処
理黒鉛とし、１０００℃前後に急加熱して１００倍以
上、好ましくは１００〜３００倍に膨張させた後、造粒
装置を用いて粉末状にされ、０．０２〜１．５ｇ／ｃｍ
³の嵩密度となるように圧縮されたものである。これに
よって、膨張黒鉛の特性を失うことなく、水に懸濁さ
れ、後述する補強用繊維に定着されて理想的な抄造原料
となる。ここで、嵩密度が０．０２ｇ／ｃｍ³より低い
と膨張黒鉛粒子の空洞中の膨張ガスが抜け難く、水中で
攪拌を行い粉砕しても原料が浮いた状態のままとなる。
また嵩密度が１．５ｇ／ｃｍ³より大きいと水中での粉
砕が難しくなると共に粉砕された原料が粒状となり膨張
黒鉛の特性が失われる。一般に、１００倍以上に膨張し
た膨張黒鉛はこれを粉砕してもそのままでは水に均一に
懸濁してスラリー化できず、水の表面に浮くため抄造す
ることができない。またアセトンの如き親水性溶媒を少
量用いる方法も知られているが、この方法でも膨張黒鉛
粒子が水に浮く傾向があり、決して望ましい方法ではな
い。したがって、このままでは抄造しても均一なシート
を得ることができず、またたとえできたとしても機械的
強度は極めて小さく到底実用に供し得ない。このため本
発明に於いては先ずこの膨張黒鉛を０．０２〜１．５ｇ
／ｃｍ³の嵩密度となるように圧縮する。

【００１５】ここで、１００倍以上に膨張した膨張黒鉛
を圧縮する手段は前述の所定の嵩密度とできる手段であ
れば原則的にはどのような手段でも良いが、特に水平コ
ンベヤーと傾斜コンベヤーの組み合わせにより連続的に
締めつける圧縮手段が好ましい。尚、膨張黒鉛として
は、燃料電池用セパレータとしての強度、ガス不浸透性
を確保する為にも平均として１００倍以上に膨張したも
のを使用することが好ましい。

【００１６】次いで、圧縮された膨張黒鉛は粉砕され
て、膨張黒鉛粒子とされる。粉砕は湿式法及び乾式法い
ずれも採用することができる。湿式法の場合は圧縮した
膨張黒鉛を予め水と混合した状態で粉砕し、得られた粉
砕物は水と分離することなく、そのまま、後述する抄造
する際のスラリー調製に使用する。粉砕手段は通常ミキ
サータイプの粉砕機が好ましく使用されるが、抄造分野
で使用される叩解機を使用しても良い。粉砕物の大きさ
は通常５００μｍ以下、好ましくは２５０〜４００μｍ
程度である。乾式粉砕の場合は水の非存在下に圧縮した
膨張黒鉛を上記湿式粉砕の場合と同様の大きさとなるよ
うに粉砕する。粉砕機としては剪断力による粉砕機が好
ましく、例えば、高速ミキサーが例示できる。乾式粉砕
された粉砕物はこれを予め水と混合してからスラリー調
製に使用しても良く、また粉砕物を直接スラリー調製に
使用しても良い。

【００１７】また、この膨張黒鉛粒子を補強する補強用
繊維は、水中で膨張黒鉛粒子を定着させ、抄造に必要な
濃度に希釈しても分離せずに均一に分散せしめる作用を
有する。これが高強度膨張黒鉛シートを得る重要なポイ
ントになる。この条件を満たすために補強用繊維は、有
機繊維等のフィブリル化しやすい繊維を叩解して、ま
た、無機繊維や金属繊維等のモノフィラメントに近い形
状でフィブリル化困難のものは、繊維径を数μｍ以下に
細かくして繊維の比表面積を３．０ｍ²／ｇ以上にす
る。膨張黒鉛粒子の比表面積が大きいのでこれを定着さ
せる繊維もまた比表面積を３．０ｍ²／ｇ以上にして、
物理的にも吸着し易くする必要がある。このため繊維径
が太く、比表面積を３．０ｍ²／ｇ以上にできないモノ
フィラメントに近い繊維径の太い無機繊維や金属繊維で
は補強材の効果を示すことはできない。以上の条件に該
当する補強用繊維としては、耐熱性に優れた、リンタパ
ルプ、セピオライトや、パラ系、メタ系のアラミド繊維
をパルプ化したもの等が使用でき、中でもパラ系、メタ
系のアラミド繊維をパルプ化したアラミドパルプが最も
好ましい。

【００１８】このアラミドパルプは、比表面積が３．０
ｍ²／ｇ以上、好ましくは、５〜２０ｍ²／ｇとなるよ
うにフィブリル化されているものが好ましい。また、繊
維長は０．９〜２．０ｍｍであることが好ましい。フィ
ブリル化手段は特に限定されず、通常の手段が採用され
る。比表面積が３．０ｍ²／ｇ未満では十分に膨張黒鉛
粒子を定着できず、膨張黒鉛粒子の補強効果が十分に得
られない。

【００１９】また、これら膨張黒鉛粒子と、補強用繊維
を結合する結合剤は、熱硬化性樹脂が好ましく、特に、
フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が
好ましい。中でも、平均分子量が５０００以上、平均粒
子径が２０μｍ以下の粉末状のフェノール樹脂が好まし
い。これによって、混合時に膨張黒鉛と補強繊維との間
に均等に分散される。また、結合時には、粉末状態を保
った状態で、各膨張黒鉛粒子間あるいは膨張黒鉛粒子と
補強繊維間を結合するため、膨張黒鉛シートの有する弾
力性を損なうことが少なく、また、シートの固有抵抗も
低く保つことが可能となる。

【００２０】本実施形態例に係る膨張黒鉛シート１ａ
は、以上の膨張黒鉛粒子、補強用繊維、結合剤を水に懸
濁せしめて抄造用スラリーとするが、曲げ強度が４０Ｍ
Ｐａ以上の高強度のシートで耐熱性を充分具備するため
には、各材料の配合割合は、膨張黒鉛粒子６５〜８５質
量部、補強用繊維となるフィブリル化したアラミドパル
プ３〜１０質量部、結合剤となる粉末状のフェノール樹
脂５〜３０質量部の組成で構成されることが好ましい。

【００２１】以上の配合比率に各材料を混合したものを
原料として、シートを製造する。シートの製造は、いわ
ゆる湿式法といわれている湿式抄造で製造する。この湿
式法では、まず、嵩密度０．０２〜１．５ｇ／ｃｍ³の
シート状の膨張黒鉛成形物を多量の水とハイドロパルパ
ー等の混合機を用いて粗砕する。そこへ、補強用繊維と
なるフィブリル化したアラミドパルプを添加し、均一に
分散させる。これをレファイナー等の精砕機に通し、膨
張黒鉛の平均粒子径が１８０〜２３０μｍとなるように
調整する。この時圧縮した膨張黒鉛のかさ密度が０．０
２ｇ／ｃｍ³より低いと膨張黒鉛粒子の空洞中の膨張ガ
スが抜けにくく、水中で攪拌を行い、粉砕しても原料が
浮いた状態のようになる。また、かさ密度が１．５ｇ／
ｃｍ³より高くなると、粉砕された原料が粒状となり、
シートの強度が小さくなる。次いで、結合剤となる粉末
状のフェノール樹脂を添加し、均一に分散させる。分散
時には、分散性をよくするためにアニオン系の分散剤や
ＮＢＲ系のラテックスを添加しておくことが好ましい。
その後、カチオン性の凝集剤の水溶液を添加し、フェノ
ール樹脂を完全に定着させる。この混合液中の膨張黒
鉛、補強用繊維、結合剤等の原料の濃度は１．０〜２．
０％であることが好ましい。

【００２２】前述の膨張黒鉛、補強用繊維、結合剤等の
原料の濃度が１．０〜２．０％の混合液を、所定寸法の
抄き網が設けられたタンクに一定量注入し、この混合液
と同量の水で希釈し、均一に分散させる。その後、水切
り（脱水工程）を行い、含水率５０〜６０％のシートを
得る。次いで、１００〜１２０℃のオーブンに入れ乾燥
する。そして、カレンダーロールに通し、シートのかさ
密度を１．０〜１．４ｇ／ｃｍ³に調整する。なお、こ
の方法は、単葉のシートを製造する場合に適している。

【００２３】また、連続シートを製造する場合は、前述
の膨張黒鉛、補強用繊維、結合剤等の原料の濃度が１．
０〜２．０％の混合液を、一定量タンクに注入し、この
原料混合液と同量以上の水で希釈し、均一に分散させ
る。この水懸濁液を長網式の上下ダブルワイヤーに通
し、抄造後７０％前後の水分を含むシートとする。さら
にフェルトプレスを通し、含水率を６０％前後に脱水し
た後に、多筒式ドライヤーを通し乾燥する。このシート
を室温のカレンダーロールに通し、シートのかさ密度を
１．０〜１．４ｇ／ｃｍ³に調整する。

【００２４】本実施形態例に係る膨張黒鉛シート１ａ
は、以上のように、湿式抄造法によって、製造されてい
るため、従来の乾式法によって形成されている膨張黒鉛
シートのように、膨張黒鉛を熱硬化性樹脂等によって結
合して補強したものと異なり、補強用繊維のアラミドパ
ルプがシート中に均一に分散され、燃料電池用セパレー
タとして十分な強度となる。また、従来の乾式法で、本
実施形態例のように、補強用繊維をシート内に均一に分
散させるためには、液状の結合剤を使用する必要があ
り、しかも使用量を多くしないと均一性が得られない。
この結合剤は、絶縁性材料であることが多く、使用量が
多くなるに従い、固有抵抗が高くなるため、燃料電池用
セパレータとしては不適となる。一方、湿式抄造法によ
ると、補強用繊維のアラミドパルプと、結合剤の粉末状
のフェノール樹脂を任意の割合で混合することが可能で
ある。また、本実施形態例では、結合剤に粉末状フェノ
ール樹脂を使用するため、この粉末状のフェノール樹脂
が粉末の状態を維持する。そして、膨張黒鉛と補強用繊
維とが不連続で膨張黒鉛粒子を介して融着されるため、
この結合剤を多く使用しても、固有抵抗の上昇を抑制す
ることが可能となる。

【００２５】本実施形態例に係る燃料電池用セパレータ
に用いられる膨張黒鉛シート１ａは、以上のようにして
シート化されている。そして、このようしてシート化さ
れた膨張黒鉛シート１ａを、例えば、金型を用いた打ち
抜き加工によって、図２に示すような形状に加工して、
溝１０を形成する。そして、このようにして溝１０が形
成された膨張黒鉛シート１ａを芯材１ｂの両面に設置し
て、１５０〜１９０℃、３０〜７０ＭＰａ、５分間保持
の条件で熱圧成形し、かさ密度１．６５〜１．７０ｇ／
ｃｍ³に調整し、図１に示すような積層構造で、各層に
溝が形成された燃料電池用セパレータとする。この時、
溝１０の向きは、上下面の両方が同一方向となっていて
も、また、図１に示すように直交するようになっていて
もよい。ここで、図１は、燃料電池を構成する１つのセ
ルの部分断面図を示す。なお、積層は、熱圧成形に限ら
ず、例えば、電気伝導性を有する接着剤等を用いて各層
を接着してもよい。その後、１５０〜２５０℃の乾燥炉
で０．５〜２．０時間熱処理を行い、結合剤の熱硬化性
樹脂を硬化させて燃料電池用セパレータとする。

【００２６】このように、本実施形態例に係る燃料電池
用セパレータは、湿式抄造法によって製造された膨張黒
鉛シートを所定の大きさのシートに切断後、打ち抜き加
工等の簡単な方法で、溝を形成した膨張黒鉛シートと、
溝加工していない芯材とを重ね合わせて積層構造とする
ことによって形成できるため、大量生産することが容易
となり、製造コストの大幅な低減が可能となる。また、
湿式抄造法によって、製造した膨張黒鉛シートを使用し
ているため、固有抵抗等の特性のバラツキが少ない燃料
電池用セパレータとすることができる。

【００２７】なお、芯材１ｂには、前述の湿式抄造法に
よって製造される膨張黒鉛シートと同じものであること
が好ましいが、例えば、黒鉛の平板、ガラス状炭素や、
乾式法で製造された膨張黒鉛シートを使用することがで
きる。

【００２８】このように、打ち抜き加工が可能な膨張黒
鉛シートを使用するため、芯材に別材料からなる材料を
使用して、その上下面の何れか一面若しくは両面に積層
することで、薄板であっても、上下面の何れか一面若し
くは両面に溝を形成することが容易にできる。また、芯
材に強度の高い黒鉛の平板、ガラス状炭素等を使用する
ことで、薄板であっても、高い強度の燃料電池用セパレ
ータとすることができる。

【００２９】

【実施例】以下実施例に基づいて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。（実施例１〜４）ミキサーに水２００質量部と、比表面
積１４ｍ²／ｇのアラミドパルプ（アクゾ社製）を投入
し、約５分間攪拌してパルプを叩解し、配合チェストヘ
水３０００質量部と一緒に落とす。一方、１５０倍に膨
張した膨張黒鉛を嵩密度０．８ｇ／ｃｍ³となるように
圧縮し、シート状とした。この圧縮した膨張黒鉛をミキ
サーに水２０００質量部と共に約１０分間攪拌し粉砕し
て配合チェストヘ落とし、アラミドパルプと混合した。
１〜２分攪拌するだけでアラミドパルプを核に膨張黒鉛
の粒子が凝集し、均一な分散液が得られた。更に結合剤
として粉末状のフェノール樹脂（鐘紡（株）製）、分散
剤としてＮＢＲラテックス（日本ゼオン（株）製）、カ
チオン凝集剤（三洋化成製）を加え３〜４分間攪拌して
定着した。各原料の配合は、表１に示す。この混合物を
抄き網を設けたタンクに入れ、均一に分散させた後に水
切りを行い、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ
となるようにシート化した。更にサクションポンプで搾
水し、フェルトに挟みプレスで圧縮して脱水を行った。
このシートを１２０℃のオーブンに入れ乾燥を行い、カ
レンダーロールを通してシートの密度を１．２ｇ／ｃｍ
³に調整した。

【００３０】

【表１】

【００３１】以上のようにして製造した各シートを溝幅
が１．０ｍｍの、図２に示すような形状の溝を形成す
る。そして、溝を形成したシートで、溝を形成していな
いシートを上下からはさみ、成形温度１７０℃、圧力５
０ＭＰａ、成形時間５分間で、熱圧成形をおこなった。
成形後、２００℃で２時間熱処理をおこない、燃料電池
用セパレータの供試材とした。

【００３２】（比較例１）市販の膨張黒鉛シート（東洋
炭素（株）製、ＰＦ１００）を使用し、実施例同様の形
状に加工し、比較用の供試材とした。

【００３３】（比較例２）市販の等方性黒鉛（東洋炭素
（株）製、ＩＧ−１１）を使用し、実施例同様の形状に
加工し、比較用の供試材とした。

【００３４】実施例１〜４及び比較例１、２で得られた
溝を形成していない膨張黒鉛シートについて、固有抵
抗、ガス透過率、曲げ強度を確認した。なお、固有抵抗
は、供試材の上下両面を銅箔ではさみ、面圧５ＭＰａで
圧縮した状態で板厚方向の固有抵抗を電圧降下法で測定
したものである。また、ガス透過率は、アドバンテック
東洋（株）製の高温ガス透過測定装置を用いて測定し
た。

【００３５】以上の結果を表２にまとめて示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】表２より、本実施例に係る膨張黒鉛シート
からなる燃料電池用セパレータは、等方性黒鉛並の強度
と、ガス不透過性を有していることが判る。また、固有
抵抗も、燃料電池用セパレータとしては十分適用できる
範囲内となった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１〜３の発明によると、
湿式抄造法によって製造された膨張黒鉛シートを所定の
大きさのシートに切断後、打ち抜き加工等の簡単な方法
で、溝を形成した膨張黒鉛シートと、溝加工していない
芯材とを重ね合わせて積層構造とすることによって燃料
電池用セパレータを形成できるため、大量生産すること
が容易となり、製造コストの大幅な低減が可能となる。
また、湿式抄造法によって製造した膨張黒鉛シートを使
用しているため、固有抵抗等の特性のバラツキが少ない
燃料電池用セパレータとすることができる。

【００３９】また、請求項４の発明によると、溝加工さ
れた膨張黒鉛シートを芯材の上下面のいずれか一方若し
くは両方の面に重ねて、積層構造とするため、芯材に異
なる材料のものを使用することも可能となる。このた
め、薄板であっても、機械加工によって溝を形成するも
のでないため、高い機械強度を得ることができる。ま
た、芯材にガス不透過性に優れた材料を使用すると、非
常にガス不透過性にも優れた燃料電池用セパレータとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】燃料電池を構成する１つのセルの構成を示す部
分断面図である。

【図２】本発明に係る燃料電池用セパレータに用いられ
る膨張黒鉛シートの表面に形成される溝の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１セパレータ１ａ，１ｂ膨張黒鉛シート２，４電極（正極、負極）３電解質層５セル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井元秀紀香川県三豊郡詫間町松崎2791 東洋炭素株式会社内 (72)発明者岡田修香川県三豊郡大野原町2181−２東洋炭素株式会社内Ｆターム(参考） 5H026 BB02 BB04 BB06 BB08 CC03 CX02 CX07 EE06 HH00 HH02 HH05 HH06 HH09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨張黒鉛シートを有してなる燃料電池用
セパレータであって、前記膨張黒鉛シートが、湿式抄造
してシート化されていることを特徴とする燃料電池用セ
パレータ。
【請求項２】前記膨張黒鉛シートが、膨張黒鉛粒子、
補強用繊維、結合剤、及び水とを懸濁せしめて抄造用ス
ラリーとなし、このスラリーを湿式抄造してシート化さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用
セパレータ。
【請求項３】前記膨張黒鉛シートが、（Ａ）膨張黒鉛
を０．０２〜１．５ｇ／ｃｍ³の嵩密度になるように圧
縮し、これを粉砕した膨張黒鉛粒子６５〜８５質量部、
（Ｂ）比表面積を３．０ｍ²／ｇ以上とした補強用繊維
３〜１０質量部、（Ｃ）結合剤として熱硬化性樹脂５〜
３０質量部、及び（Ｄ）水とを懸濁せしめて抄造用スラ
リーとなし、このスラリーを湿式抄造してシート化され
ていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用セ
パレータ。
【請求項４】前記膨張黒鉛シートは、ガス透過率が
４．０×１０^-6ｃｍ²／ｓ以下、面圧５ＭＰａの時の面
の厚さ方向の固有抵抗が５０００μΩ・ｃｍ以下である
請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池用セパレー
タ。
【請求項５】前記膨張黒鉛シートは、曲げ強度が４０
ＭＰａ以上である請求項１乃至４のいずれかに記載の燃
料電池用セパレータ。
【請求項６】溝が形成された膨張黒鉛シートを、芯材
となるシートの上下面のいずれか一面若しくは両面に重
ね、積層構造とした燃料電池用セパレータ。