JPH08222239A - Carbon plate for fuel cell and its manufacture - Google Patents

Carbon plate for fuel cell and its manufacture

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JPH08222239A
JPH08222239A JP7046255A JP4625595A JPH08222239A JP H08222239 A JPH08222239 A JP H08222239A JP 7046255 A JP7046255 A JP 7046255A JP 4625595 A JP4625595 A JP 4625595A JP H08222239 A JPH08222239 A JP H08222239A
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JP
Japan
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carbon
fuel cell
plate
gas
laminated
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JP7046255A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Yanagihara
浩 柳原
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

PURPOSE: To manufacture a carbon plate for a fuel cell having sufficient mechanical strength by integrally layering gas impermeable carbon sheet materials by the necessary number of sheets, and forming necessary pattern grooves on these surfaces. CONSTITUTION: Gas impermeable carbon sheet materials 1 (having a thickness of 0.1 to 1.0mm) are layered, for example, by three sheets, and are integrally formed by thermocompression bonding. Next, necessary different pattern grooves 2 and 2' are worked on these both surfaces by a press, and a carbon plate 3 for a fuel cell is manufactured. The gas impermeable carbon sheet materials 1 are a carbon composite material of very thin carbon fiber and graphite fine powder. Therefore, the carbon plate 3 for the fuel cell which can be thinned and whose weight can be reduced even if these are formed in a multilayer shape up to about 50 cells to 400 cells when the fuel cell is assembled, can be accurately and easily obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用カーボンプ
レート及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon plate for a fuel cell and a method for manufacturing the carbon plate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の高分子電解質膜を用いた燃料電池
セルスタックは、図６に示すようにアノード側セルスタ
ックプレート11の両側にシール材12を配し、中間にアノ
ード集電体13とアノード触媒層14を重ねて配し、これら
の上にイオン交換膜15を配し、その上の両側にシール材
16を配し、中間にカソード触媒層17とカソード集電体18
を重ねて配し、さらにその上にカソード側セルスタック
プレート19を配して積層した構成となっていた。2. Description of the Related Art In a conventional fuel cell stack using a polymer electrolyte membrane, sealing materials 12 are arranged on both sides of an anode side cell stack plate 11 as shown in FIG. Anode catalyst layers 14 are laid one on top of the other, ion exchange membranes 15 are laid on top of them, and a sealant on both sides
16, the cathode catalyst layer 17 and the cathode current collector 18 are provided in the middle.
And the cathode-side cell stack plate 19 was further arranged thereon to be laminated.

【０００３】ところで、かかる構成の燃料電池セルスタ
ックに於いて、アノード側セルスタックプレート11及び
カソード側セルスタックプレート19は、ガスを通すため
のガス供給溝20を有するので、カーボンブロックから板
を切り出し、切削、研削により厚さ７〜８mmに成形し、
フライスで溝加工を行って製作していた。この為、溝加
工に手間隙がかかり、精度も出にくかった。また、厚さ
が厚い為、燃料電池組立の際、50セル〜 400セルと多層
化する際、薄型化、軽量化ができず、しかも溝加工が必
要なことからコスト高となっていた。By the way, in the fuel cell stack having such a structure, the anode side cell stack plate 11 and the cathode side cell stack plate 19 have the gas supply grooves 20 for passing gas therethrough, so the plates are cut out from the carbon block. By cutting, grinding and shaping to a thickness of 7-8 mm,
It was manufactured by performing groove processing with a milling cutter. For this reason, it took a lot of time and labor to form the groove, and it was difficult to obtain accuracy. In addition, since the thickness is large, it is not possible to reduce the thickness and weight when stacking the fuel cell into 50 to 400 cells in multiple layers, and moreover, the groove processing is required, resulting in high cost.

【０００４】一方、前記アノード側セルスタックプレー
ト11及びカソード側セルスタックプレート19を薄くする
には、ある程度の機械的強度が必要なこと、特にセル組
立時、スタック組立時、分解時、メンテナンス時に破損
しない強度が必要なこと、また、ガスシールの為にゴム
Ｏリングやゴムフラットシール材を用いる必要があるこ
となどから、限界があった。しかも薄くするには著しく
コスト高となるものである。On the other hand, in order to make the anode side cell stack plate 11 and the cathode side cell stack plate 19 thin, a certain degree of mechanical strength is required, and in particular, they are damaged during cell assembly, stack assembly, disassembly, and maintenance. There is a limit due to the need for strength not to use it and the need to use a rubber O-ring or a rubber flat seal material for gas sealing. In addition, the cost is extremely high for thinning.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、薄い
セルスタックプレートを実現し、燃料電池組立時に50セ
ル〜 400セルと多層化しても薄型化、軽量化でき、また
十分な機械的強度を備え、精度良く容易に且つ安価に製
造できる燃料電池用カーボンプレート及びその製造方法
を提供しようとするものである。Therefore, the present invention realizes a thin cell stack plate, which can be thinned and reduced in weight even if it is multilayered with 50 to 400 cells at the time of fuel cell assembly, and has sufficient mechanical strength. An object of the present invention is to provide a carbon plate for a fuel cell, which is provided with high accuracy, can be easily manufactured at low cost, and a manufacturing method thereof.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の燃料電池用カーボンプレートの１つは、ガス
不透過性カーボンシート材が所要枚数積層一体化されて
その一面又は両面に、所要パターンの溝が形成されてい
ることを特徴とするものである。One of the carbon plates for a fuel cell of the present invention for solving the above-mentioned problems is that a required number of gas-impermeable carbon sheet materials are laminated and integrated on one or both sides thereof. It is characterized in that grooves having a required pattern are formed.

【０００７】本発明の燃料電池用カーボンプレートの他
の１つは、ガス不透過性カーボンシート材が所要枚数積
層一体化されてその一面又は両面に、所要パターンの溝
が形成されたカーボンプレートが、２枚積層一体化され
てその積層面の内部溝により冷却水通路が形成されてい
ることを特徴とするものである。Another one of the carbon plates for fuel cells of the present invention is a carbon plate in which a required number of gas-impermeable carbon sheet materials are laminated and integrated, and a groove having a required pattern is formed on one or both surfaces thereof. It is characterized in that two sheets are laminated and integrated and a cooling water passage is formed by an internal groove on the laminated surface.

【０００８】上記の燃料電池用カーボンプレートの１つ
を製造する製造方法の１つは、厚さ0.1〜 1.0mmのガス
不透過性カーボンシート材を所要枚数積層し、熱圧着し
て一体化し、然る後その一面又は両面に所要パターンの
溝加工することを特徴とするものである。One of the manufacturing methods for manufacturing one of the above carbon plates for fuel cells is to stack a required number of gas-impermeable carbon sheet materials having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, and thermocompress them to integrate them. After that, a groove having a required pattern is formed on one surface or both surfaces.

【０００９】上記の燃料電池用カーボンプレートの１つ
を製造する製造方法の他の１つは、厚さ 0.1〜 1.0mmの
ガス不透過性カーボンシート材に、加工により所要パタ
ーンの穴を貫通し、次にこの穴明きガス不透過性カーボ
ンシート材を、厚さ 0.1〜1.0mmのガス不透過性カーボ
ンシート材の一面又は両面に積層し、熱圧着して一体化
し、前記穴により所要パターンの溝を形成することを特
徴とするものである。Another method of manufacturing one of the above-mentioned carbon plates for fuel cells is to penetrate a gas-impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm into a desired pattern of holes by processing. Then, this perforated gas impermeable carbon sheet material is laminated on one or both sides of a gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, and thermocompression-bonded to be integrated. The groove is formed.

【００１０】上記の燃料電池用カーボンプレートの１つ
を製造する製造方法のさらに他の１つは、厚さ 0.1〜
1.0mmのガス不透過性カーボンシート材のカーボン化以
前の素材を加工により所要パターンの穴を貫通し、次に
この穴明き素材をカーボン化処理し、然る後この穴明き
ガス不透過性カーボンシート材を、厚さ 0.1〜 1.0mmの
ガス不透過性カーボンシート材の一面又は両面に積層
し、熱圧着して一体化し、前記穴により所要パターンの
溝を形成することを特徴とするものである。Yet another method of manufacturing one of the above-mentioned carbon plates for a fuel cell has a thickness of 0.1 to
1.0mm gas impermeable carbon sheet material before carbonization is processed to penetrate holes of the required pattern, then this perforated material is carbonized, and then this perforated gas impermeable Characteristic carbon sheet material is laminated on one surface or both surfaces of a gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, thermocompression-bonded to be integrated, and grooves having a required pattern are formed by the holes. It is a thing.

【００１１】上記の燃料電池用カーボンプレートの他の
１つを製造する製造方法は、厚さ0.1〜 1.0mmのガス不
透過性カーボンシート材が所要枚数積層一体化されてそ
の一面又は両面に所要パターンの溝が形成されたカーボ
ンプレート２枚を、所要パターンの対称な溝同士を合わ
せた状態で積層し、熱圧着して一体化し、前記溝同士に
より冷却水通路を形成することを特徴とするものであ
る。A manufacturing method for manufacturing another one of the carbon plates for a fuel cell described above is such that a required number of gas impermeable carbon sheet materials having a thickness of 0.1 to 1.0 mm are laminated and integrated on one surface or both surfaces thereof. It is characterized in that two carbon plates in which grooves of a pattern are formed are laminated in a state in which symmetrical grooves of a required pattern are aligned with each other, thermocompression-bonded and integrated, and a cooling water passage is formed by the grooves. It is a thing.

【００１２】[0012]

【作用】上記のように本発明の燃料電池用カーボンプレ
ートの１つは、非常に薄いガス不透過性カーボンシート
材が所要枚数積層一体化されてその一面又は両面に、所
要パターンの溝が形成されているので、これを燃料電池
のセルスタックプレートとして使用すると、50セル〜 4
00セルと多層化しても燃料電池は薄型化、計量化でき
る。また、セルスタックプレートの薄型化により、電気
抵抗が低くなり、電池効率が向上する。さらにガス不透
過性カーボンシートは、極薄の炭素繊維、黒鉛微粉、ガ
ラス状炭素のカーボン複合材であるので、高強度であ
り、セル組立時スタック組立時、分解時、メンテナンス
時に破損することがない。As described above, in one of the carbon plates for a fuel cell of the present invention, a required number of very thin gas-impermeable carbon sheet materials are integrally laminated to form a groove having a required pattern on one or both sides thereof. Therefore, when this is used as a fuel cell cell stack plate, 50 cells ~ 4
The fuel cell can be thinned and weighed even if it is multi-layered with 00 cells. In addition, the thin cell stack plate reduces the electric resistance and improves the battery efficiency. Furthermore, the gas impermeable carbon sheet is a carbon composite material of ultra-thin carbon fiber, graphite fine powder, and glassy carbon, so it has high strength and can be damaged during cell assembly, stack assembly, disassembly, and maintenance. Absent.

【００１３】また、本発明の燃料電池用カーボンプレー
トの他の１つは、上記のカーボンプレートが２枚積層一
体化されてその積層面の内部溝により冷却水通路が形成
されているので、これを燃料電池の冷却プレートとして
使用すると、外面の溝がガス用の通路となるので、冷却
セルとガスセルを共有することのできる薄型のセルスタ
ックプレートを実現でき、燃料電池のより一層の薄型
化、軽量化が達成される。Another one of the carbon plates for a fuel cell according to the present invention is one in which the above-mentioned carbon plates are laminated and integrated, and a cooling water passage is formed by an internal groove of the laminated surface. When used as a cooling plate for a fuel cell, the groove on the outer surface serves as a passage for gas, so that a thin cell stack plate that can share the cooling cell and the gas cell can be realized, and the fuel cell can be made even thinner. Weight reduction is achieved.

【００１４】前記の燃料電池用カーボンプレートの１つ
を製造する本発明の製造方法の１つは、厚さ 0.1〜 1.0
mmのガス不透過性カーボンシート材を所要枚数積層し、
熱圧着して一体化し、然る後その一面又は両面に例えば
プレスにより所要パターンの溝加工するのであるから、
容易且つ安価に製造できる。前記の本発明の製造方法の
他の１つは、厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボン
シート材を例えばプレス又はレーザー加工により所要パ
ターンの穴を貫通し、次にこの穴明きガス不透過性カー
ボンシート材を、厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カー
ボンシート材の一面又は両面に積層し、熱圧着して一体
化し、前記穴により所要パターンの溝を形成するのであ
るから、フライスによる溝加工は不要で薄型の燃料電池
用カーボンプレートを容易且つ安価にしかも精度良く製
造できる。前記の本発明の製造方法のさらに他の１つ
は、厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボンシート材
のカーボン化以前の素材を例えばプレス又はレーザー加
工により所要パターン穴を貫通し、次に穴明き素材をカ
ーボン化処理し、然る後この穴明きガス不透過性カーボ
ンシート材を、厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボ
ンシート材の一面又は両面に積層し、熱圧着して一体化
し、前記穴により所要パターンの溝を形成するのである
から、フライスによる溝加工は不要で、薄型の燃料電池
用カーボンプレートを容易且つ安価にしかも精度良く製
造できる。One of the manufacturing methods of the present invention for manufacturing one of the carbon plates for a fuel cell described above has a thickness of 0.1 to 1.0.
Laminate the required number of mm gas impermeable carbon sheet material,
Since they are integrated by thermocompression bonding, and then one or both surfaces thereof are grooved in a required pattern, for example, by pressing,
It can be manufactured easily and inexpensively. The other one of the above-mentioned production methods of the present invention is that a gas-impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm is passed through a hole having a required pattern by, for example, pressing or laser processing, and then this perforated gas is used. Since the impermeable carbon sheet material is laminated on one or both surfaces of the gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, thermocompression-bonded to be integrated, and the groove of the required pattern is formed by the hole. Grooving with a milling cutter is unnecessary, and a thin carbon plate for a fuel cell can be manufactured easily, inexpensively, and accurately. Yet another one of the above-mentioned production methods of the present invention is to penetrate a material before carbonization of a gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm into a required pattern hole by, for example, pressing or laser processing, Carbonize the perforated material, and then stack this perforated gas impermeable carbon sheet material on one or both sides of the gas impermeable carbon sheet material with a thickness of 0.1 to 1.0 mm and heat it. Since the groove is formed into a required pattern by the pressure bonding and integration and the hole is formed, the groove machining with a milling cutter is not necessary, and a thin carbon plate for fuel cell can be manufactured easily, inexpensively and accurately.

【００１５】また、前記の燃料電池用カーボンプレート
の他の１つを製造する本発明の製造方法は、上記いずれ
かの製造方法で作られたカーボンプレート２枚を、所要
パターンの対称な溝同士を合わせた状態で積層し、熱圧
着して一体化し、前記溝同士により冷却水通路を形成す
るのであるから、冷却セルとガスセルを共有することの
できる薄型のセルスタックプレートを容易且つ安価にし
かも精度良く製造できる。なお、プレス又はレーザー加
工に限らず、その他の加工方法でも可能なもので、特に
数量が少ない場合は、フライス加工においても有効なも
のである。According to the manufacturing method of the present invention for manufacturing another one of the above-mentioned carbon plates for fuel cells, two carbon plates manufactured by any one of the above manufacturing methods are used to form symmetric grooves having a required pattern. Since the cooling water passage is formed by the grooves, the thin cell stack plate that can share the cooling cell and the gas cell can be easily and inexpensively Can be manufactured with high precision. It should be noted that the present invention is not limited to press or laser processing, and other processing methods are possible, and particularly when the number is small, it is also effective in milling.

【００１６】[0016]

【実施例】本発明の燃料電池用カーボンプレート及びそ
の製造方法の実施例について説明する。本発明の燃料電
池用カーボンプレートの１つの一実施例を図によって説
明すると、図１に示すように厚さ 0.4mm、一辺 120mmの
方形のガス不透過性カーボンシート材、本例の場合昭和
電工株式会社製ＳＧ−３カーボンシート材１が３枚積層
一体化されてその両面に所要の異なるパターンの溝２、
２′が形成されている。尚、ＳＧ−３カーボンシート材
１は、極薄の炭素繊維〜黒鉛微粉〜ガラス状炭素からな
るカーボン複合材である。EXAMPLES Examples of the carbon plate for a fuel cell and the method for producing the same of the present invention will be described. One embodiment of the carbon plate for a fuel cell of the present invention will be described with reference to the drawing. As shown in FIG. 1, a square gas-impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.4 mm and a side of 120 mm, in the case of this example, Showa Denko. Three SG-3 carbon sheet materials 1 manufactured by Co., Ltd. are laminated and integrated, and grooves 2 having different patterns required on both sides thereof,
2'is formed. The SG-3 carbon sheet material 1 is a carbon composite material composed of ultrathin carbon fibers, graphite fine powder and glassy carbon.

【００１７】上記構造の燃料電池用カーボンプレート３
を製造する方法の１つを図によって説明すると、図２の
ａに示す厚さ 0.4mm、一辺 120mmの方形のガス不透過性
カーボン材１を、図２のｂに示すように３枚積層し、 3
00℃、50kgf/cm2 で熱圧着して一体化し、然る後その両
面にプレスにより図２のｃに示すように所要の異なるパ
ターンの溝２、２′を加工した。この時の溝幅は 2.0m
m、深さは 0.4mmである。Carbon plate 3 for a fuel cell having the above structure
One method of manufacturing is described with reference to the drawing. Three square gas-impermeable carbon materials 1 having a thickness of 0.4 mm and a side of 120 mm shown in Fig. 2a are laminated as shown in Fig. 2b. , 3
After thermocompression bonding at 00 ° C. and 50 kgf / cm 2 , they were integrated, and thereafter, grooves 2 and 2 ′ having different required patterns were formed on both surfaces by pressing as shown in FIG. 2C. The groove width at this time is 2.0 m
m, depth 0.4 mm.

【００１８】上記構造の燃料電池用カーボンプレート３
を製造する方法の他の１つを図によって説明すると、図
３のａに示すように厚さ 0.4mm、一辺 120mmの方形の２
枚のガス不透過性カーボンシート材１に、夫々レーザー
加工により所要の異なるパターンの穴４、４′を貫通
し、次にこの２枚の穴明きガス不透過性カーボンシート
材１′を図３のｂに示すように無穴の厚さ 0.4mm、一辺
120mmの方形のガス不透過性カーボンシート材１の両面
に積層し、300 ℃、50kgf/cm2 で熱圧着して図３のｃに
示すように一体化し、前記穴４、４′と無穴のガス不透
過性カーボンシート材１とにより両面に所要の異なるパ
ターンの溝２、２′を形成した。この時の溝幅は 2.0m
m、深さは 0.4mmである。Carbon plate 3 for a fuel cell having the above structure
Another method of manufacturing is described with reference to the figure. As shown in Fig. 3a, a square 2 mm with a thickness of 0.4 mm and a side of 120 mm is used.
The gas impermeable carbon sheet material 1 is pierced through the holes 4 and 4'of different required patterns by laser processing, respectively, and then these two perforated gas impermeable carbon sheet materials 1'are illustrated. No hole thickness 0.4mm, one side as shown in 3b
Laminated on both sides of 120mm square gas impermeable carbon sheet material 1 and thermocompression bonded at 300 ° C and 50kgf / cm 2 to be integrated as shown in Fig. 3c. Grooves 2 and 2'having different required patterns were formed on both surfaces by the gas impermeable carbon sheet material 1 of FIG. The groove width at this time is 2.0 m
m, depth 0.4 mm.

【００１９】上記構造の燃料電池用カーボンプレート３
を製造する方法のさらに他の１つを説明すると、厚さ
0.4mm、一辺 120mmの方形のガス不透過性カーボンシー
ト材１のカーボン化以前の素材２枚に、プレス加工によ
り図３のａと同様に所要の異なるパターンの穴４、４′
を貫通し、次にこの穴明き素材をカーボン化処理し、然
る後図３のｂと同様にこの穴明きガス不透過性カーボン
シート材１′を、無穴の厚さ 0.4mm、一辺 120mmの方形
のガス不透過性カーボンシート材１の両面に積層し、30
0 ℃、50kgf/cm2 で熱圧着して一体化し、前記穴４、
４′と無穴のガス不透過性カーボンシート材１とにより
両面に所要の異なるパターンの溝２、２′を形成した。
この時の溝幅は 2.0mm、深さは 0.4mmである。Carbon plate 3 for a fuel cell having the above structure
Yet another method of manufacturing the
As shown in Fig. 3a, holes 4 and 4'of different required patterns were formed by pressing two pre-carbonized materials of 0.4 mm square gas-impermeable carbon sheet material 1 with 120 mm on each side.
And then carbonizing the perforated material, and then the perforated gas impermeable carbon sheet material 1'as shown in FIG. 3b, with a non-perforated thickness of 0.4 mm, Laminate it on both sides of a square gas impermeable carbon sheet material 1 with a side of 120 mm, and
Thermocompression bonding at 0 ° C and 50 kgf / cm 2 to integrate the holes 4,
Grooves 2 and 2'having different required patterns were formed on both surfaces by 4'and the gas-impermeable carbon sheet material 1 having no holes.
At this time, the groove width is 2.0 mm and the depth is 0.4 mm.

【００２０】これらの製造方法により製造された燃料電
池用カーボンプレート３は、上面の溝２をＨ2 ガス用の
溝として、下面の溝２′をＯ2 ガス用の溝として用いる
ことによりガスプレートとなり、また一面をガス用の溝
として、他面を冷却水用の溝として用いることにより冷
却プレートとなる。The carbon plate 3 for a fuel cell manufactured by these manufacturing methods is a gas plate by using the groove 2 on the upper surface as a groove for H 2 gas and the groove 2'on the lower surface as a groove for O 2 gas. Further, by using one surface as a groove for gas and the other surface as a groove for cooling water, a cooling plate is obtained.

【００２１】次に本発明の燃料電池用カーボンプレート
の他の１つの一実施例を図によって説明すると、図１に
示すように厚さ 0.4mm、一辺 120mmの方形のガス不透過
性カーボンシート材１が３枚積層一体化されてその両面
に所要の異なるパターンの溝２、２′が形成されたカー
ボンプレート３が、図４に示すように２枚積層一体化さ
れてその積層面の溝２同士により冷却水通路５が形成さ
れている。Next, another embodiment of the carbon plate for a fuel cell of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a square gas-impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.4 mm and a side of 120 mm. As shown in FIG. 4, a carbon plate 3 having three grooves 1 formed by laminating and integrating grooves 2 and 2'having different patterns on both surfaces thereof is formed by laminating two grooves 2 on the lamination surface. A cooling water passage 5 is formed by the two.

【００２２】上記構造の燃料電池用カーボンプレート６
を製造する方法を図によって説明すると、図５のａに示
すように図１に示されるカーボンプレート３、を図５の
ｂに示すように２枚所要パターンの対称な溝２同士を合
わせた状態で積層し、 300℃、50kgf/cm2 で熱圧着して
一体化し、前記溝２同士により冷却水通路５を形成し
た。このカーボンプレート６の厚さは 2.4mm、冷却水通
路の幅 2.0mm、高さ 0.8mmである。Carbon plate 6 for fuel cell having the above structure
A method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 5A, the carbon plate 3 shown in FIG. 1 is used, and as shown in FIG. And were laminated by thermocompression bonding at 300 ° C. and 50 kgf / cm 2 to be integrated, and a cooling water passage 5 was formed by the grooves 2. The carbon plate 6 has a thickness of 2.4 mm, a cooling water passage width of 2.0 mm and a height of 0.8 mm.

【００２３】このように製造された燃料電池用カーボン
プレート６は、上面の溝２′をＨ2ガス用の溝として、
下面の溝２′をＯ2 ガス用の溝として用いることによ
り、冷却セルとガスセルを構成することのできる薄型の
セルスタックプレートとなる。実施例の図１に示す燃料
電池用カーボンプレート及び図４に示す燃料電池用カー
ボンプレートを実施例Ｉ、IIとし、これに対応する従来
例の燃料電池用カーボンプレートを従来例Ｉ、IIとして
これらの厚さを比較すると、下記の表１に示す通りであ
る。The carbon plate 6 for a fuel cell manufactured in this way has a groove 2'on its upper surface as a groove for H 2 gas.
By using the groove 2 ′ on the lower surface as a groove for O 2 gas, a thin cell stack plate capable of forming a cooling cell and a gas cell is obtained. The carbon plate for fuel cells shown in FIG. 1 and the carbon plate for fuel cells shown in FIG. 4 of Examples are referred to as Examples I and II, and the corresponding conventional carbon plates for fuel cells are referred to as Conventional Examples I and II. Table 1 below shows a comparison of the thicknesses.

【００２４】[0024]

【表１】 [Table 1]

【００２５】また、実施例Ｉの燃料電池用カーボンプレ
ートとこれに対応する従来例Ｉの燃料電池用カーボンプ
レートによる10セルの高さと50セルの高さを比較する
と、下記の表２に示す通りである。Further, comparing the height of 10 cells and the height of 50 cells between the carbon plate for a fuel cell of Example I and the carbon plate for a fuel cell of the conventional example I corresponding thereto, as shown in Table 2 below. Is.

【００２６】[0026]

【表２】 [Table 2]

【００２７】上記の表１で明らかなように実施例Ｉ、II
の燃料電池用カーボンプレートは従来例Ｉ、IIの燃料電
池用カーボンプレートに比し著しく薄いことが判る。ま
たこの実施例１の燃料電池用カーボンプレートとこれに
対応する従来例Ｉの燃料電池用カーボンプレートによる
10セル及び50セルの高さは、表２で明らかなようにその
差が極めて大きく、実施例のものが著しく薄型化してい
ることが判る。Examples I and II, as evidenced in Table 1 above.
It can be seen that the carbon plate for fuel cell of No. 1 is remarkably thinner than the carbon plates for fuel cell of Conventional Examples I and II. The carbon plate for a fuel cell of Example 1 and the carbon plate for a fuel cell of Conventional Example I corresponding thereto are also used.
As is apparent from Table 2, the difference between the heights of 10 cells and 50 cells is extremely large, and it can be seen that the thickness of the example is extremely thin.

【００２８】[0028]

【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の燃料電
池用カーボンプレートは、従来のそれに比べ著しく薄い
ので、薄いセルスタックプレートが実現し、燃料電池組
立時50セル〜 400セルと多層化した際にも薄型化、軽量
化が達成される。また、十分な強度を有するので、セル
組立時、スタック組立時、分解時、メンテナンス時に破
損することがない。特に、上記カーボンプレートが２枚
積層一体化されてその積層面の溝同士により冷却水通路
が形成されている燃料電池用カーボンプレートは、冷却
セルとガスセルを共有することのできる薄型のセルスタ
ックプレートとなるので、燃料電池のより一層の高出力
化、薄型化、軽量化が達成される。また、本発明の燃料
電池用カーボンプレートの製造方法によれば、上記の優
れた燃料電池用カーボンプレートを精度良く容易に且つ
安価に製造できる。As can be seen from the above description, the carbon plate for a fuel cell of the present invention is remarkably thinner than the conventional carbon plate, so that a thin cell stack plate can be realized, and a multi-layer structure of 50 to 400 cells can be obtained when the fuel cell is assembled. Even when it is done, thinning and weight reduction are achieved. In addition, since it has sufficient strength, it will not be damaged during cell assembly, stack assembly, disassembly, or maintenance. In particular, a carbon plate for a fuel cell, in which two carbon plates are integrally laminated and a cooling water passage is formed by grooves on the laminated surface, is a thin cell stack plate that can share a gas cell with a cooling cell. Therefore, higher output, thinner and lighter fuel cell can be achieved. Further, according to the method for producing a carbon plate for a fuel cell of the present invention, the excellent carbon plate for a fuel cell described above can be produced accurately, easily and inexpensively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の燃料電池用カーボンプレートの一実施
例を示す図である。FIG. 1 is a view showing an example of a carbon plate for a fuel cell of the present invention.

【図２】ａ、ｂ、ｃは図１の燃料電池用カーボンプレー
トを製造する方法の１つの一実施例を示す工程図であ
る。2A, 2B and 2C are process diagrams showing one embodiment of a method for manufacturing the carbon plate for a fuel cell of FIG.

【図３】ａ、ｂ、ｃは図１の燃料電池用カーボンプレー
トを製造する方法の他の１つの一実施例を示す工程図で
ある。3A, 3B and 3C are process diagrams showing another embodiment of the method for producing the carbon plate for a fuel cell of FIG.

【図４】本発明の燃料電池用カーボンプレートの他の実
施例を示す図である。FIG. 4 is a view showing another embodiment of the carbon plate for a fuel cell of the present invention.

【図５】ａ、ｂは図４の燃料電池用カーボンプレートを
製造する方法の実施例を示す工程図である。5A and 5B are process drawings showing an embodiment of a method for manufacturing the carbon plate for a fuel cell of FIG.

【図６】従来の高分子電解質膜を用いた燃料電池セルス
タックを示す図である。FIG. 6 is a view showing a fuel cell stack using a conventional polymer electrolyte membrane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ガス不透過性カーボンシート材 ２、２′ 溝 ３ 燃料電池用カーボンプレート ４、４′ 穴 ５ 冷却水通路 ６ 燃料電池用カーボンプレート 1 Gas impermeable carbon sheet material 2, 2'groove 3 Fuel cell carbon plate 4, 4'hole 5 Cooling water passage 6 Fuel cell carbon plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ガス不透過性カーボンシート材が所要枚
数積層一体化されてその一面又は両面に、所要パターン
の溝が形成されていることを特徴とする燃料電池用カー
ボンプレート。1. A carbon plate for a fuel cell, wherein a required number of gas impermeable carbon sheet materials are laminated and integrated, and grooves having a required pattern are formed on one or both surfaces thereof. 【請求項２】 ガス不透過性カーボンシート材が所要枚
数積層一体化されてその一面又は両面に、所要パターン
の溝が形成されたカーボンプレートが、２枚積層一体化
されてその積層面の内部溝により冷却水通路が形成され
ていることを特徴とする燃料電池用カーボンプレート。2. A carbon plate having a required number of gas-impermeable carbon sheet materials laminated and integrated with one surface or both surfaces thereof having grooves having a required pattern formed thereon is integrated with two carbon plates, and the inside of the laminated surface is integrated. A carbon plate for a fuel cell, wherein a cooling water passage is formed by the groove. 【請求項３】 厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボ
ンシート材を所要枚数積層し、熱圧着して一体化し、然
る後その一面又は両面に所要パターンの溝加工すること
を特徴とする燃料電池用カーボンプレートの製造方法。3. A gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm is laminated in a required number, thermocompression-bonded to be integrated, and then a groove having a required pattern is formed on one or both surfaces thereof. To manufacture a carbon plate for a fuel cell. 【請求項４】 厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボ
ンシート材に、加工により所要パターンの穴を貫通し、
次にこの穴明きガス不透過性カーボンシート材を、厚さ
0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボンシート材の一面又
は両面に積層し、熱圧着して一体化し、前記穴により所
要パターンの溝を形成することを特徴とする燃料電池用
カーボンプレートの製造方法。4. A gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, which is processed to pass through a hole having a required pattern,
Next, this perforated gas impermeable carbon sheet material,
A method for producing a carbon plate for a fuel cell, characterized in that a gas impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm is laminated on one surface or both surfaces, thermocompression-bonded and integrated, and grooves having a required pattern are formed by the holes. . 【請求項５】 厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボ
ンシート材のカーボン化以前の素材を加工により所要パ
ターンの穴を貫通し、次にこの穴明き素材をカーボン化
処理し、然る後この穴明きガス不透過性カーボンシート
材を、厚さ0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボンシート
材の一面又は両面に積層し、熱圧着して一体化し、前記
穴により所要パターンの溝を形成することを特徴とする
燃料電池用カーボンプレートの製造方法。5. A gas-impermeable carbon sheet material having a thickness of 0.1 to 1.0 mm, which has not been carbonized yet, is processed into a hole having a required pattern, and then this perforated material is carbonized. After this, the perforated gas impermeable carbon sheet material is laminated on one or both sides of the gas impermeable carbon sheet material with a thickness of 0.1 to 1.0 mm, and thermocompression bonded to integrate it. A method for manufacturing a carbon plate for a fuel cell, which comprises forming a groove. 【請求項６】 厚さ 0.1〜 1.0mmのガス不透過性カーボ
ンシート材が所要枚数積層一体化されてその一面又は両
面に所要のパターンの溝が形成されたカーボンプレート
２枚を、所要のパターンの対称な溝同士を合わせた状態
で積層し、熱圧着して一体化し、前記溝同士により冷却
水通路を形成することを特徴とする燃料電池用カーボン
プレートの製造方法。6. Two carbon plates each having a required pattern of gas impermeable carbon sheet materials having a thickness of 0.1 to 1.0 mm are laminated and integrated in a required number, and grooves of a required pattern are formed on one surface or both surfaces thereof. A method for producing a carbon plate for a fuel cell, characterized in that the symmetrical grooves are laminated in a state where they are aligned with each other, thermocompression-bonded to be integrated, and the cooling water passages are formed by the grooves.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002533869A (en) * 1998-08-10 2002-10-08 セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー PEM fuel cell with improved long-term performance, method of operating PEM fuel cell, and PEM fuel cell storage battery
JP2004273449A (en) * 2003-02-18 2004-09-30 Unitika Ltd Separator for fuel cell and manufacturing method of the same
JP2005317372A (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Unitika Ltd Glass-like carbon structure and its manufacturing method
JP2006190561A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Hitachi Ltd Fuel cell separator, and fuel cell
WO2017183693A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 株式会社カネカ Target, target production method, and neutron generation device
US11177116B2 (en) 2016-04-28 2021-11-16 Kaneka Corporation Beam intensity converting film, and method of manufacturing beam intensity converting film
US11239003B2 (en) 2016-04-21 2022-02-01 Kaneka Corporation Support substrate for radioisotope production, target plate for radioisotope production, and production method for support substrate

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002533869A (en) * 1998-08-10 2002-10-08 セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー PEM fuel cell with improved long-term performance, method of operating PEM fuel cell, and PEM fuel cell storage battery
JP2004273449A (en) * 2003-02-18 2004-09-30 Unitika Ltd Separator for fuel cell and manufacturing method of the same
JP2005317372A (en) * 2004-04-28 2005-11-10 Unitika Ltd Glass-like carbon structure and its manufacturing method
JP2006190561A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Hitachi Ltd Fuel cell separator, and fuel cell
JP4648007B2 (en) * 2005-01-06 2011-03-09 株式会社日立製作所 Fuel cell separator and fuel cell
WO2017183693A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 株式会社カネカ Target, target production method, and neutron generation device
JPWO2017183693A1 (en) * 2016-04-21 2018-12-13 株式会社カネカ Target, target manufacturing method, and neutron generator
CN109074890A (en) * 2016-04-21 2018-12-21 株式会社钟化 Target, the manufacturing method of target and neutron generating device
US11239003B2 (en) 2016-04-21 2022-02-01 Kaneka Corporation Support substrate for radioisotope production, target plate for radioisotope production, and production method for support substrate
US11177116B2 (en) 2016-04-28 2021-11-16 Kaneka Corporation Beam intensity converting film, and method of manufacturing beam intensity converting film

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