JP6245194B2 - 燃料電池単セル及び燃料電池単セルの製造方法 - Google Patents
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Description
2 支持フレーム
3a アノードガス拡散層
3c カソードガス拡散層
5 膜電極接合体
10 接着剤層
20 支持フレーム本体
21、22 接着剤被覆層
52e 外周縁部
Claims (12)
- 電解質膜の両側面上に電極触媒層がそれぞれ形成された膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の一側面上には外周縁部が残るにようにしつつ前記膜電極接合体の両側面上にそれぞれ配置されたガス拡散層と、
前記外周縁部を覆うように形成された接着剤層と、
前記接着剤層上に固定された支持フレームと、
周縁部分において前記支持フレームに固定され、中央部分において前記ガス拡散層に当接するように前記支持フレーム及び前記ガス拡散層の両側面上にそれぞれ配置されたセパレータと、
を備え、
前記支持フレームは、
支持フレーム本体と、
前記支持フレーム本体の両側面の少なくとも一方上に、熱可塑性を有する接着剤で形成された接着剤被覆層と、
を含み、
前記セパレータは金属で形成され、
前記支持フレーム本体は延伸された結晶性ポリマーで形成され、
前記結晶性ポリマーの線膨張係数は、前記金属の線膨張係数の4倍以内である、
燃料電池単セル。 - 電解質膜の両側面上に電極触媒層がそれぞれ形成された膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の一側面上には外周縁部が残るにようにしつつ前記膜電極接合体の両側面上にそれぞれ配置されたガス拡散層と、
前記外周縁部を覆うように形成された接着剤層と、
前記接着剤層上に固定された支持フレームと、
周縁部分において前記支持フレームに固定され、中央部分において前記ガス拡散層に当接するように前記支持フレーム及び前記ガス拡散層の両側面上にそれぞれ配置されたセパレータと、
を備え、
前記支持フレームは、
支持フレーム本体と、
前記支持フレーム本体の両側面の少なくとも一方上に、熱可塑性を有する接着剤で形成された接着剤被覆層と、
を含み、
前記セパレータは金属で形成され、
前記支持フレーム本体は延伸された結晶性ポリマーで形成され、
前記結晶性ポリマーの線膨張係数は、40×10−6/℃以下である、
燃料電池単セル。 - 前記支持フレーム本体は、多軸延伸された結晶性ポリマーで形成される、
請求項1又は2に記載の燃料電池単セル。 - 前記結晶性ポリマーの延伸方向の一つは、前記支持フレーム本体の長手方向に平行である、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の燃料電池単セル。 - 前記接着剤層は、紫外線硬化性を有する接着剤で形成され、
前記支持フレーム本体は、前記紫外線硬化性を有する接着剤を硬化させる所定波長の紫外線が透過する結晶性ポリマーで形成される、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池単セル。 - 前記結晶性ポリマーは、ポリエチレンテレフテラート系樹脂、シンジオタクチックポリスチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂の少なくとも一つを含む、
請求項5に記載の燃料電池単セル。 - 前記接着剤層は、紫外線硬化性及び熱硬化性を有する接着剤で形成され、
前記支持フレーム本体は、前記紫外線硬化性及び熱硬化性を有する接着剤を硬化させる所定波長の紫外線が透過し難い結晶性ポリマーで形成される、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の燃料電池単セル。 - 前記結晶性ポリマーは、ポリエチレンナフタレート系樹脂及びポリフェニレンサルファイド系樹脂の少なくとも一つを含む、
請求項7に記載の燃料電池単セル。 - 前記セパレータは、ステンレス又はチタンで形成される、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の燃料電池単セル。 - 前記膜電極接合体の前記一側面はカソード極側面である、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の燃料電池単セル。 - 電解質膜の両側に電極触媒層がそれぞれ形成された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両側に配置されたガス拡散層と、前記膜電極接合体の外周において前記膜電極接合体を支持する支持フレームと、周縁部分において前記支持フレームに固定され、中央部分において前記ガス拡散層に当接するように前記支持フレーム及び前記ガス拡散層の両側面上にそれぞれ配置されたセパレータと、を備えた燃料電池単セルの製造方法であって、
前記支持フレームは、
支持フレーム本体と、
前記支持フレーム本体の両側面の少なくとも一方上に、熱可塑性を有する接着剤で形成された接着剤被覆層と、
を含み、
前記セパレータは金属で形成され、
前記支持フレーム本体は延伸された結晶性ポリマーで形成され、
前記結晶性ポリマーの線膨張係数は、前記金属の線膨張係数の4倍以内であり、
前記燃料電池セルの製造方法は、
前記膜電極接合体の一側面上に外周縁部が残るようにしつつ前記膜電極接合体の両側面上にそれぞれ前記ガス拡散層が配置された前記膜電極接合体を準備する工程と、
前記外周縁部を覆うように接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層に前記支持フレームの内側部分を配置して、前記支持フレームと前記膜電極接合体とを接着する工程と、
前記膜電極接合体に接着された前記支持フレームの外側部分の両側面上に前記セパレータの前記周縁部分を配置し、前記支持フレームと前記セパレータとを加熱して接着する工程と、
を備える、
燃料電池単セルの製造方法。 - 電解質膜の両側に電極触媒層がそれぞれ形成された膜電極接合体と、前記膜電極接合体の両側に配置されたガス拡散層と、前記膜電極接合体の外周において前記膜電極接合体を支持する支持フレームと、周縁部分において前記支持フレームに固定され、中央部分において前記ガス拡散層に当接するように前記支持フレーム及び前記ガス拡散層の両側面上にそれぞれ配置されたセパレータと、を備えた燃料電池単セルの製造方法であって、
前記支持フレームは、
支持フレーム本体と、
前記支持フレーム本体の両側面の少なくとも一方上に、熱可塑性を有する接着剤で形成された接着剤被覆層と、
を含み、
前記セパレータは金属で形成され、
前記支持フレーム本体は延伸された結晶性ポリマーで形成され、
前記結晶性ポリマーの線膨張係数は、40×10−6/℃以下であり、
前記燃料電池セルの製造方法は、
前記膜電極接合体の一側面上に外周縁部が残るようにしつつ前記膜電極接合体の両側面上にそれぞれ前記ガス拡散層が配置された前記膜電極接合体を準備する工程と、
前記外周縁部を覆うように接着剤層を形成する工程と、
前記接着剤層に前記支持フレームの内側部分を配置して、前記支持フレームと前記膜電極接合体とを接着する工程と、
前記膜電極接合体に接着された前記支持フレームの外側部分の両側面上に前記セパレータの前記周縁部分を配置し、前記支持フレームと前記セパレータとを加熱して接着する工程と、
を備える、
燃料電池単セルの製造方法。
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