KR102003682B1 - Flow channel plate for fuel cell and method of manufacturing the same - Google Patents

Abstract

열가소성 수지와 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함하는 복합층; 및 하나 이상의 탄소계 섬유가 직조된 직물층;의 적층구조를 포함하는 연료전지용 분리판을 제공한다.
액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물이 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 복합층을 형성하는 단계; 탄소계 섬유가 직조되어 직물층을 형성하는 단계; 및 상기 복합층과 상기 직물층이 핫 프레스 공정에 의해 적층되어 적층구조를 형성하는 단계;를 포함하는 연료전지용 분리판 제조방법을 제공한다.A composite layer including a path formed by connecting a thermoplastic resin and a carbonaceous material to each other; And a fabric layer on which at least one carbon-based fiber is woven.
Mixing the liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles to form a mixture; Forming a composite layer by a knife coating method; Wherein the carbon-based fibers are woven to form a fabric layer; And a step of laminating the composite layer and the fabric layer by a hot press process to form a laminate structure.

Description

연료전지용 분리판 및 그의 제조방법{FLOW CHANNEL PLATE FOR FUEL CELL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a separator for a fuel cell,

연료전지용 분리판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
A separation plate for a fuel cell and a manufacturing method thereof.

연료전지는 수소 또는 탄화수소 계열 연료와 산소로 대표되는 산화제의 전기화학 반응에 의해 전기 에너지를 얻는 발전 시스템으로, 연료를 연소시키지 않고 전기화학 반응을 통해 직접 에너지를 얻으므로 발전 효율이 높고 공해가 적어 실용화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Fuel cell is a power generation system that obtains electric energy by electrochemical reaction of hydrogen or hydrocarbon-based fuel and oxidizer typified by oxygen. Because it obtains direct energy through electrochemical reaction without burning fuel, power generation efficiency is high and pollution is small Research for practical use is being actively carried out.

이러한 연료전지는 전기를 생성하는 스택, 스택으로 연료를 공급하는 연료 공급부 및 스택으로 산화제를 공급하는 산화제 공급부로 구성된다. 또한, 상기 스택은 막-전극 접합체와 분리판(separator)이 순차적으로 적층된 구조를 이루며, 막-전극 접합체는 연료의 산화 및 산화제의 환원 반응을 통해 전기를 생성한다.Such a fuel cell comprises a stack for generating electricity, a fuel supply for supplying fuel to the stack, and an oxidant supply for supplying the oxidant to the stack. In addition, the stack has a structure in which a membrane-electrode assembly and a separator are sequentially stacked, and the membrane-electrode assembly produces electricity through oxidation of the fuel and reduction of the oxidant.

최근에는 흑연과 고분자 수지의 복합재료를 이용한 분리판이 개발되어 그에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나, 흑연-고분자 복합재료를 이용한 분리판의 경우 휨 특성 등과 같은 기계적 강도가 약해 상용화에 어려움이 있었다. 따라서, 카본섬유, 바늘상 흑연재료, 금속 섬유 등과 같은 도전성 보강재 또는 천연섬유, 고분자 섬유 등과 같은 비전도성 보강재를 첨가하여 기계적 강도를 강화시키고 있다. 그러나, 도전성 보강재는 가격이 비싸 분리판의 제조 단가를 상승시키고, 비도전성 보강재의 경우 분리판의 전체적인 전기전도도를 떨어뜨리며, 금속 섬유의 경우는 부식으로 인한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.In recent years, a separator using a composite material of graphite and a polymer resin has been developed and researches thereof have been actively conducted. However, in the case of a separator using a graphite-polymer composite material, mechanical strength such as a flexural characteristic is weak and it is difficult to commercialize it. Therefore, a conductive reinforcing material such as carbon fiber, needle-shaped graphite material, metal fiber, or the like, or a non-conductive reinforcing material such as natural fiber, polymer fiber, or the like is added to enhance the mechanical strength. However, the conductive reinforcing material is expensive, raises the manufacturing cost of the separating plate, lowers the overall electrical conductivity of the separating plate in the case of the non-conductive stiffener, and reduces the reliability of the metal fiber due to corrosion.

따라서, 종래의 기술이 갖는 여러 단점을 해결하기 위한 노력이 꾸준하게 이루어지고 있다.
Accordingly, efforts to solve various drawbacks of the related art have been steadily performed.

본 발명의 일 구현예는 복합층, 및 직물층의 적층구조를 포함함으로써 높은 전기전도도를 가지고, 향상된 기계적 물성을 구현하는 연료전지용 분리판을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a separator for a fuel cell having a high electrical conductivity and realizing an improved mechanical property by including a laminate structure of a composite layer and a fabric layer.

본 발명의 다른 구현예는 상기 연료전지용 분리판의 제조방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a method of manufacturing the separator for a fuel cell.

본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 수지와 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함하는 복합층; 및 하나 이상의 탄소계 섬유가 직조된 직물층;의 적층구조를 포함하는 연료전지용 분리판을 제공한다.In one embodiment of the present invention, a composite layer comprising a path formed by connecting a thermoplastic resin and a carbon-based material to each other; And a fabric layer on which at least one carbon-based fiber is woven.

상기 경로는 상기 열가소성 수지 사이사이에 위치할 수 있다. The path may be located between the thermoplastic resins.

상기 열가소성 수지는 복수의 열가소성 수지 입자로부터 형성될 수 있다. The thermoplastic resin may be formed from a plurality of thermoplastic resin particles.

상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸일 수 있다. A part of the thermoplastic resin particles may be surrounded by the carbon-based material.

상기 열가소성 수지 입자는 폴리에틸렌 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리프로필렌 입자, 불소계 열가소성 수지 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The thermoplastic resin particles may be at least one selected from the group consisting of polyethylene particles, polymethylmethacrylate particles, polypropylene particles, fluoric thermoplastic resin particles, and combinations thereof.

상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 약 100um 내지 약 200um일 수 있다.The thermoplastic resin particles may have a particle diameter of about 100 [mu] m to about 200 [mu] m.

상기 탄소계 물질을 약 1중량% 내지 약 20중량% 포함할 수 있다. And about 1% to about 20% by weight of the carbon-based material.

상기 탄소계 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래파이트, 활성탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The carbon-based material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon, and combinations thereof.

상기 복합층의 두께는 약 200um 내지 약 500um일 수 있다.The thickness of the composite layer may be from about 200 [mu] m to about 500 [mu] m.

상기 탄소계 섬유는 탄소섬유, 그래파이트 섬유, 탄소나노섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. The carbon-based fibers may be at least one selected from the group consisting of carbon fibers, graphite fibers, carbon nanofibers, and combinations thereof.

상기 직물층은 하나 이상의 탄소계 섬유가 직교하도록 수직방향 또는 수평방향으로 직조된 단일층일 수 있다.The fabric layer may be a single layer woven vertically or horizontally so that the one or more carbon-based fibers are orthogonal.

상기 수직방향 또는 수평방향에서 탄소계 섬유 간 간격은 약 1,000um 내지 약 2,000um일 수 있다. The spacing between carbon fibers in the vertical or horizontal direction may be between about 1,000 um and about 2,000 um.

상기 직물층의 두께는 약 200um 내지 약 350um일 수 있다. The thickness of the fabric layer may be from about 200 [mu] m to about 350 [mu] m.

상기 연료전지용 분리판의 전기 전도도는 약 100S/cm이상일 수 있다.
The electrical conductivity of the separator for fuel cells may be about 100 S / cm or more.

본 발명의 다른 구현예에서, 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물이 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 복합층을 형성하는 단계; 탄소계 섬유가 직조되어 직물층을 형성하는 단계; 및 상기 복합층과 상기 직물층이 핫 프레스 공정에 의해 적층되어 적층구조를 형성하는 단계;를 포함하는 연료전지용 분리판 제조방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a thermoplastic resin composition, comprising: mixing a liquid carbonaceous material and thermoplastic resin particles to form a mixture; Forming a composite layer by a knife coating method; Wherein the carbon-based fibers are woven to form a fabric layer; And a step of laminating the composite layer and the fabric layer by a hot press process to form a laminate structure.

상기 혼합물은 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅한 상태일 수 있다.The mixture may be a state in which the liquid carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles.

상기 액상의 탄소계 물질은 탄소계 물질이 용매에 분산된 분산액일 수 있다.The liquid carbonaceous material may be a dispersion in which the carbonaceous material is dispersed in a solvent.

상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 약 1중량% 내지 약 30중량%일 수 있다.
The solid content of the liquid carbonaceous material may be about 1 wt% to about 30 wt%.

상기 연료전지용 분리판은 향상된 전기전도성과 기계적 물성을 구현하는바, 수소연료 전기분리판 등에 응용될 수 있다. The separator for a fuel cell realizes improved electrical conductivity and mechanical properties, and can be applied to a hydrogen fuel electric separator or the like.

상기 연료전지용 분리판 제조방법을 사용함으로써 적은양의 탄소계 물질로 우수한 전기전도도를 가지고, 낮은 수소 투과율을 만족하는 연료전지용 분리판을 제조할 수 있다.
By using the method for manufacturing a separator for a fuel cell, it is possible to manufacture a separator for a fuel cell having a small amount of carbon-based material and having an excellent electrical conductivity and satisfying a low hydrogen permeability.

도 1은 본 발명의 일 구현예인 연료전지용 분리판이 포함하는 복합층을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2(a)는 종래의 복합층을 도2(b)는 상기 연료전지용 분리판이 포함하는 복합층을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 상기 연료전지용 분리판이 포함하는 직물층을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 상기 연료전지용 분리판의 단면을 나타낸 것이다.
도 5는 상기 연료전지용 분리판의 직물층을 광학현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 구현예인 연료전지용 분리판의 제조방법을 도식화하여 나타낸 것이다.1 is a schematic view of a composite layer including a separator for a fuel cell, which is an embodiment of the present invention.
Fig. 2 (a) shows a conventional composite layer, and Fig. 2 (b) shows a composite layer including the separator for a fuel cell.
3 is a schematic representation of a fabric layer included in the separator for fuel cells.
4 is a cross-sectional view of the separator plate for a fuel cell.
5 is a photograph taken with an optical microscope of the fabric layer of the separator for fuel cells.
6 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a separator for a fuel cell according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

연료전지용 분리판Separator plate for fuel cells

본 발명의 일 구현예에서, 열가소성 수지와 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함하는 복합층; 및 하나 이상의 탄소계 섬유가 직조된 직물층;의 적층구조를 포함하는 연료전지용 분리판을 제공한다.
In one embodiment of the present invention, a composite layer comprising a path formed by connecting a thermoplastic resin and a carbon-based material to each other; And a fabric layer on which at least one carbon-based fiber is woven.

통상적인 연료전지용 분리판은 연료전지 스택의 구성요소로 수소 또는 산소 등 반응 가스의 공급과 물의 배출통로로서의 기능을 갖고 있으며, 연료전지 스택 내부를 전기적으로 연결시켜준다. A typical separator for a fuel cell is a component of the fuel cell stack. The separator plate functions as a reaction gas supply source, such as hydrogen or oxygen, and as a water discharge passage, and electrically connects the inside of the fuel cell stack.

상기 기능을 수행하기 위하여, 통상의 연료전지용 분리판은 우수한 전기전도성, 기계적 물성, 내부식성과 낮은 수소 투과율이 요구되는바, 탄소계 물질과 고분자 수지를 포함하는 복합재를 이용하여 상기 기능을 구현하는 연료전지 분리판을 제조해 왔다.In order to perform the above function, a separator for a fuel cell is required to have excellent electrical conductivity, mechanical properties, corrosion resistance, and low hydrogen permeability, and a composite material containing a carbonaceous material and a polymer resin is used to implement the function Fuel cell separators have been manufactured.

그러나, 높은 전기전도도를 얻기 위해서는 약 70%이상인 다량의 탄소계 물질이 필요하였으나, 이러한 조건에서는 기계적 강도가 떨어지고 수소 투과율이 높아지는 단점이 있었다.However, in order to obtain a high electrical conductivity, a large amount of carbon-based material of about 70% or more was required, but the mechanical strength was lowered and the hydrogen permeability was increased.

이에, 상기 연료전지용 분리판은 적은양의 탄소계 물질을 포함하는 복합층과 전도성을 지닌 탄소계 섬유가 직조된 직물층의 적층구조를 포함하여 우수한 전기전도성과 기계적 물성을 구현하고, 낮은 수소 투과율을 가질 수 있다.
Accordingly, the separator for a fuel cell includes a laminate structure of a composite layer containing a small amount of carbon-based material and a fabric layer of a carbon fiber having conductivity, realizing excellent electrical conductivity and mechanical properties, Lt; / RTI >

도 4는 상기 연료전지용 분리판의 단면을 나타낸 것으로, 도 4를 참고하면 상기 연료전지용 분리판(100)은 복합층(10) 및 직물층(20)의 적층구조를 포함할 수 있다. 상기 복합층(10)은 열가소성 수지와 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함함으로써, 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 별도로 포함하는 통상의 복합층에 비해 적은량의 탄소계 물질로도 높은 전도도를 가질 수 있고, 우수한 내구성을 구현할 수 있다.4 is a cross-sectional view of the separator plate for a fuel cell. Referring to FIG. 4, the separator plate 100 for a fuel cell may include a laminate structure of a composite layer 10 and a fabric layer 20. FIG. Since the composite layer 10 includes a path formed by connecting the thermoplastic resin and the carbon-based material to each other, the carbon-based material has a higher conductivity than the conventional composite layer containing the carbon-based material and the thermoplastic resin separately And excellent durability can be realized.

또한, 상기 직물층(20)은 하나 이상의 탄소계 섬유가 직조된 것으로 특정방향으로 높은 전기전도도를 가짐으로써 전기전도성 및 수소 투과율을 향상시킬 수 있다.In addition, the fabric layer 20 may have improved electrical conductivity and hydrogen permeability by having one or more carbon-based fibers woven and having a high electrical conductivity in a particular direction.

나아가, 상기 복합층(10) 및 직물층(20)의 적층구조는 모든 방향으로의 전기전도성이 우수하여 수소연료 전지분리판 등에 응용될 수 있다.
Furthermore, the laminated structure of the composite layer 10 and the fabric layer 20 is excellent in electrical conductivity in all directions and can be applied to a hydrogen fuel cell separator and the like.

도 1은 본 발명의 일 구현예인 연료전지용 분리판이 포함하는 복합층을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 상기 복합층은 복수의 열가소성 수지와 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함할 수 있다.1 is a schematic view of a composite layer including a separator for a fuel cell, which is an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the composite layer may include a path formed by connecting a plurality of thermoplastic resins and a carbon-based material to each other.

구체적으로, 상기 경로는 상기 열가소성 수지 사이사이에 위치할 수 있고, 상기 열가소성 수지는 복수의 열가소성 수지 입자로부터 형성될 수 있다.Specifically, the path may be located between the thermoplastic resins, and the thermoplastic resin may be formed from a plurality of thermoplastic resin particles.

상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸일 수 있다. 핫 프레스 공정을 거치기 전에는 탄소계 물질로 전체가 둘러싸인 하나 이상의 열가소성 수지 입자가 존재하나, 핫 프레스 공정을 거침으로써, 상기 열가소성 수지 입자의 일부가 탄소계 물질에 의해 둘러싸일 수 있다.A part of the thermoplastic resin particles may be surrounded by the carbon-based material. Before the hot pressing process, at least one thermoplastic resin particle surrounded by the carbon-based material is present, but a part of the thermoplastic resin particles may be surrounded by the carbon-based material by subjecting to a hot pressing process.

상기 탄소계 물질은 상기 열가소성 수지 입자 사이로 분포되고, 연결됨으로써 경로를 형성할 수 있다.The carbon-based material is distributed among the thermoplastic resin particles and can be connected to form a path.

예를 들어, 열가소성 수지 입자 형상이 구형인 경우, 상기 탄소계 물질은 상기 입자의 둘레 중 일부에 위치할 수 있고, 상기 둘레에 위치한 탄소계 물질이 연결됨으로써 경로를 형성할 수 있다.
For example, when the shape of the thermoplastic resin particle is spherical, the carbon-based material may be located in a part of the periphery of the particle, and the carbon-based material located at the periphery may be connected to form a path.

도 2(a)는 종래의 복합층을 도2(b)는 상기 연료전지용 분리판이 포함하는 복합층을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 2(a)를 참고하면, 통상적인 연료전지 분리판 제조방법은 고상의 탄소계 물질, 예를 들어 카본분말 및 열가소성 수지 입자를 물리적으로 혼합하는바, 카본분말 및 열가소성 수지 입자가 별도로 각각 존재한다.Fig. 2 (a) shows a conventional composite layer, and Fig. 2 (b) shows a composite layer including the separator for a fuel cell. 2 (a), a typical method for manufacturing a fuel cell bipolar plate is a method in which a solid carbonaceous material such as carbon powder and thermoplastic resin particles are physically mixed, and carbon powder and thermoplastic resin particles are separately present do.

한편, 도 2(b)를 참고하면, 후술할 연료전지 분리판 제조방법에 의해 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하고, 이때, 상기 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅함으로써, 상기 복합층은 탄소계 물질로 둘러싸인 하나 이상의 열가소성 수지 입자를 포함할 수 있다.On the other hand, referring to FIG. 2 (b), a liquid carbonaceous material and a thermoplastic resin particle are mixed by a method for manufacturing a fuel cell separator, which will be described later, The composite layer may include at least one thermoplastic resin particle surrounded by a carbon-based material.

예를 들어, 도 2(a)의 경우 탄소계 물질이 약 70%이상 함유되는 경우만이 높은 전기전도도를 구현할 수 있는 반면, 도 2(b)의 경우 도 2(a)에 비해 상대적으로 적은량의 탄소계 물질로 높은 전기전도도를 구현할 수 있다.For example, in the case of FIG. 2 (a), a high electrical conductivity can be achieved only when the carbon-based material is contained by about 70% or more, while in the case of FIG. 2 (b) High conductivity can be achieved with carbon-based materials.

또한, 도 2(b)의 경우, 도 2(a)가 다량의 탄소계 물질을 포함함으로써 기계적 강도가 저하되고 수소 투과율이 높아지는 단점을 보완할 수 있다.
In the case of Fig. 2 (b), the disadvantage that the mechanical strength is lowered and the hydrogen permeability is increased can be compensated by including a large amount of carbon-based material in Fig.

상기 열가소성 수지 입자는 폴리에틸렌 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리프로필렌 입자, 불소계 열가소성 수지 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 구형 입자 형태로 제작 가능한 점도가 낮은 열가소성 수지가 유리하다.The thermoplastic resin particles may be at least one selected from the group consisting of polyethylene particles, polymethylmethacrylate particles, polypropylene particles, fluoric thermoplastic resin particles, and combinations thereof. A thermoplastic resin having a low viscosity which can be produced in the form of spherical particles is advantageous.

구체적으로, 상기 점도는 ASTM D1238 방법에 의해 측정했을 때 용융흐름지수(MI) 값이 12이상인 것이 유리한바, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트 입자의 경우 230℃에서 3.8Kg의 추를 사용하여 용융흐름지수 값을 측정한 경우, 상기 값은 약 12.3g/10분일 수 있다.
Specifically, it is advantageous for the viscosity to have a melt flow index (MI) value of 12 or more as measured by the ASTM D1238 method. For example, in the case of polymethylmethacrylate particles, a weight of 3.8 Kg at 230 DEG C is used to melt When the flow index value is measured, the value may be about 12.3 g / 10 min.

상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 약 100um 내지 약 200um일 수 있다. 상기 '입자직경'은 '평균입자직경'으로 열가소성 수지 입자의 임의 영역에서 측정된 입자직경의 평균 값을 일컫는다. 상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 약 100um 미만인 경우 탄소계 물질이 너무 조밀하게 분포되어 복합층이 부서질 염려가 있고, 약 200um를 초과하는 경우 일정수준 이상의 두께를 구현하는 복합층 제작에 어려움이 있다.
The thermoplastic resin particles may have a particle diameter of about 100 [mu] m to about 200 [mu] m. The 'particle diameter' refers to an average value of the particle diameters measured in an arbitrary region of the thermoplastic resin particle as 'average particle diameter'. When the particle diameter of the thermoplastic resin particles is less than about 100 탆, the carbon-based material may be too densely distributed to break the composite layer. When the particle diameter of the thermoplastic resin particle is more than about 200 탆, .

상기 탄소계 물질을 약 1중량% 내지 약 20중량% 포함할 수 있다. 종래에는 약 40중량% 내지 약 70중량%의 탄소계 물질을 함유하는 경우에만 복합층의 전도도가 측정되었으나, 상기 복합층은 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함함으로써 적은량의 탄소계 물질로도 높은 전기전도도를 구현할 수 있다.And about 1% to about 20% by weight of the carbon-based material. Conventionally, the conductivity of the composite layer was measured only when the carbon-based material contained about 40 wt% to about 70 wt% of the carbon-based material, but the composite layer included a path formed by connecting the carbon- High electrical conductivity can be realized.

상기 탄소계 물질을 약 1중량% 미만으로 포함하는 경우 경로가 형성되지 않아 상기 열가소성 수지끼리 연결되지 않는 문제점이 있고, 약 20중량%를 초과하는 경우에도 전도성이 크게 향상되지 아니하는바, 상기 범위를 유지하는 것이 유리하다.When the carbon-based material is contained in an amount of less than about 1 wt%, no path is formed and the thermoplastic resin is not connected to each other. When the carbon-based material is more than about 20 wt%, the conductivity is not significantly improved. Lt; / RTI >

상기 탄소계 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래파이트, 활성탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 탄소계 물질은 전기적인 전도성을 띄는 물질로, 일정수준 이상의 표면적을 가진다. 후술할 연료전지용 분리판 제조방법에 의해 탄소계 물질이 서로 연결되어 형성된 경로를 포함하는바, 적은양의 탄소계 물질로도 높은 전기전도성을 나타낼 수 있다.
The carbon-based material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon, and combinations thereof. The carbon-based material is electrically conductive and has a surface area of a certain level or higher. And includes a path formed by connecting carbonaceous materials to each other by a method for producing a separator plate for a fuel cell to be described later, so that even a small amount of carbonaceous material can exhibit high electrical conductivity.

상기 복합층의 두께는 약 200um 내지 약 500um일 수 있다. 상기 복합층의 두께는 상기 열가소성 수지 입자의 입자직경에 의해 조절될 수 있는 것으로, 상기 두께를 유지함으로써 상기 탄소계 물질로 둘러싸인 하나 이상의 열가소성 수지 입자를 포함하는 복합층을 적층함에 있어서 복합층이 결함 없이 제조될 수 있다.
The thickness of the composite layer may be from about 200 [mu] m to about 500 [mu] m. Wherein the thickness of the composite layer can be controlled by the particle diameter of the thermoplastic resin particle and the composite layer is formed by laminating the composite layer including at least one thermoplastic resin particle surrounded by the carbon- . ≪ / RTI >

상기 직물층은 하나 이상의 탄소계 섬유가 직조된 것으로, 상기 탄소계 섬유는 탄소섬유, 그래파이트 섬유, 탄소나노섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소계 섬유로 탄소섬유를 사용할 수 있고, 이때, 탄소섬유의 직경은 약 5um 내지 약 10um일 수 있다.The fabric layer may be at least one selected from the group consisting of carbon fibers, graphite fibers, carbon nanofibers, and combinations thereof, wherein at least one carbon fiber is woven. For example, carbon fibers can be used as the carbon-based fibers, wherein the diameter of the carbon fibers can be about 5 um to about 10 um.

상기 탄소계 섬유는 전기전도성을 가지는 섬유로, 직조되어 특정방향의 전기전도도를 나타낼 수 있고, 상기 복합층과 적층되어 모든방향에서 일정수준 이상의 전기전도성을 구현할 수 있다.
The carbon-based fiber is an electrically conductive fiber, which can be woven to exhibit electrical conductivity in a specific direction, and can be laminated with the composite layer to realize a certain level of electrical conductivity in all directions.

상기 직물층은 하나 이상의 탄소계 섬유가 직교하도록 수직방향 또는 수평방향으로 직조된 단일층일 수 있다. The fabric layer may be a single layer woven vertically or horizontally so that the one or more carbon-based fibers are orthogonal.

도 3은 상기 연료전지용 분리판이 포함하는 직물층을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 3을 참고하면, 상기 탄소계 섬유는 수직방향 또는 수평방향으로 배열되고, 수직방향으로 배열된 탄소계 섬유와 수평방향으로 배열된 탄소계 섬유가 직교하도록 직조될 수 있다. 3 is a schematic representation of a fabric layer included in the separator for fuel cells. 3, the carbon fibers are arranged in the vertical direction or the horizontal direction, and the carbon fibers aligned in the vertical direction and the carbon fibers aligned in the horizontal direction may be woven so as to be orthogonal to each other.

두 방향으로 배열된 섬유가 90°가 되도록 직조됨으로써, 상기 직물층은 특정방향으로 높은 전도도를 가질 수 있고, 상기 특정방향 외의 다른 방향에서는 전기전도도를 띄지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소계 섬유의 직조 대각선 방향에서는 약 50s/cm 내지 약 300s/cm(평균 약 150s/cm)의 높은 전기전도도를 가지는 반면, 직조 방향(수직 또는 수평 방향)에서는 약 10s/cm의 낮은 전기전도도를 나타내며, 이외의 방향에서는 전도성이 거의 없다. By weaving the fibers arranged in two directions to be 90 DEG, the fabric layer can have a high conductivity in a specific direction, and the electrical conductivity in other directions other than the specific direction can be obtained. For example, the carbon fibers have a high electrical conductivity of about 50 s / cm to about 300 s / cm (average about 150 s / cm) in the diagonal direction of the carbon fibers, while in the weaving direction (vertical or horizontal) , And there is almost no conductivity in other directions.

상기 직물층은 특정방향에서만 높은 전도도를 가지지만, 상기 복합층과 적층구조를 형성함으로써 모든 방향에서 약 100S/cm이상의 전기전도도를 가질 수 있다.The fabric layer has a high conductivity only in certain directions, but it can have an electrical conductivity of at least about 100 S / cm in all directions by forming a laminate structure with the composite layer.

상기 수직방향 또는 수평방향에서 탄소계 섬유 간 간격은 약 1,000um 내지 약 2,000um일 수 있다. 도 3을 참고하면, 수직방향에서 탄소계 섬유 간 간격(a)과 수평방향에서 탄소계 섬유 간 간격(b)은 동일할 수 있다.The spacing between carbon fibers in the vertical or horizontal direction may be between about 1,000 um and about 2,000 um. Referring to FIG. 3, the carbon fiber spacing a in the vertical direction and the carbon fiber spacing b in the horizontal direction may be the same.

상기 간격(a,b)이 동일함으로써 균일한 전자 이동 경로를 형성할 수 있다는 점에서 유리하며, 구체적으로 상기 간격이 약 1,000um 미만인 경우 직조물 제조공정이 어려우므로 공정비용이 증가할 우려가 있고, 약 2,000um를 초과하는 경우 수직방향과 수평방향의 탄소계 섬유간 연결이 촘촘하지 않아 전도성이 떨어질 우려가 있다.
It is advantageous in that a uniform electron movement path can be formed by the same distance (a, b). Specifically, when the interval is less than about 1,000 탆, the manufacturing process of the woven fabric is difficult, When the thickness exceeds about 2,000 μm, the connection between the carbon fibers in the vertical direction and the horizontal direction is not tight, and the conductivity may be deteriorated.

상기 직물층의 두께는 약 200um 내지 약 350um일 수 있다. 상기 직물층의 두께는 상기 탄소계 섬유의 직경, 섬유 다발에 포함된 탄소계 섬유의 개수, 탄소계 섬유의 밀도 등에 의해 조절될 수 있는 것으로, 상기 범위를 유지함으로써 높은 전기전도도를 얻을 수 있다.The thickness of the fabric layer may be from about 200 [mu] m to about 350 [mu] m. The thickness of the fabric layer can be controlled by the diameter of the carbon fiber, the number of carbon fibers contained in the fiber bundle, the density of the carbon fiber, and the like. By maintaining the above range, high electrical conductivity can be obtained.

도 5는 상기 연료전지용 분리판의 직물층을 광학현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 직물층을 수직방향으로 절단하여, 그 단면을 광학 현미경으로 관찰한 것이다.
5 is a photograph taken with an optical microscope of the fabric layer of the separator for fuel cells. Specifically, the fabric layer was cut in a vertical direction, and its cross section was observed with an optical microscope.

상기 연료전지용 분리판(100)의 전기 전도도는 약 100S/cm이상일 수 있다. 상기 연료전지용 분리판은 복합층 및 직물층의 적층구조를 포함하는바, 모든 방향에서의 전기전도성을 가질 수 있으며 약 100S/cm 내지 약 150S/cm의 전기전도도를 구현할 수 있다.
The electrical conductivity of the separator plate 100 for a fuel cell may be about 100 S / cm or more. The separator for a fuel cell includes a laminated structure of a composite layer and a woven layer, and may have electrical conductivity in all directions and may achieve an electrical conductivity of about 100 S / cm to about 150 S / cm.

연료전지용 분리판 제조방법Manufacturing method of separation plate for fuel cell

본 발명의 다른 구현예는 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 상기 혼합물이 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 복합층을 형성하는 단계; 탄소계 섬유가 직조되어 직물층을 형성하는 단계; 및 상기 복합층과 상기 직물층이 핫 프레스 공정에 의해 적층되어 적층구조를 형성하는 단계;를 포함하는 연료전지용 분리판 제조방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention is a method for producing a carbon nanotube, comprising: mixing a liquid carbonaceous material and thermoplastic resin particles to form a mixture; Forming a composite layer by a knife coating method; Wherein the carbon-based fibers are woven to form a fabric layer; And a step of laminating the composite layer and the fabric layer by a hot press process to form a laminate structure.

통상적인 연료전지용 분리판은 고상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합하여 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자가 물리적으로 결합된 형태인 복합층을 제조하였으나, 이 경우 다량의 탄소계 물질을 사용하여야 한다는 점, 다량의 탄소계 물질로 인해 기계적 물성 및 내구성이 저하된다는 점에서 문제점이 있었다. A typical separator for a fuel cell is a composite layer in which a carbon-based material and a thermoplastic resin particle are physically bonded by mixing a solid carbon-based material and thermoplastic resin particles. In this case, a large amount of carbon- Point, and a large amount of carbon-based material, resulting in deterioration of mechanical properties and durability.

이에, 상기 연료전지용 분리판 제조방법은 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자를 혼합함으로써, 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅함으로써 적은량의 탄소계 물질을 사용함에도 물구하고 전기전도성을 극대화하고, 기계적 물성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
Thus, in the method for manufacturing a separator for a fuel cell, the carbon-based material is coated with the thermoplastic resin particles by mixing the liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles, thereby obtaining water even though a small amount of carbonaceous material is used, maximizing the electric conductivity, Physical properties and durability can be improved.

도 6은 본 발명의 다른 구현예인 연료전지용 분리판의 제조방법을 도식화 하여 나타낸 것으로, 상기 연료전지용 분리판 제조방법은 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자의 혼합물 형성과정, 상기 혼합물이 나이프 코팅공정에 의해 복합층을 형성하는 과정, 상기 복합층이 핫프레스 공정에 의해 상기 직물층과 적층구조를 형성하는 과정을 포함할 수 있다.
FIG. 6 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a separator for a fuel cell according to another embodiment of the present invention. The separator for a fuel cell includes a process of forming a mixture of a liquid carbonaceous material and thermoplastic resin particles, A step of forming a composite layer with the fabric layer by hot pressing, and a step of forming a laminate structure with the fabric layer by the composite layer.

상기 혼합물은 액상의 탄소계 물질이 열가소성 수지 입자를 코팅한 상태일 수 있다. 상기 액상의 탄소계 물질은 탄소계 물질이 용매에 분산된 분산액일 수 있고, 상기 용매에 분산된 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자가 혼합하고, 상기 열가소성 수지 입자 표면을 탄소계 물질이 둘러싸게 됨으로써, 열가소성 수지 입자가 탄소계 물질로 코팅될 수 있다.The mixture may be a state in which the liquid carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles. The liquid carbonaceous material may be a dispersion in which the carbonaceous material is dispersed in a solvent, the carbonaceous material dispersed in the solvent and the thermoplastic resin particles are mixed, and the surface of the thermoplastic resin particle is surrounded by the carbonaceous material, The thermoplastic resin particles may be coated with a carbon-based material.

상기 용매는 에틸알콜, 이소프로필 알콜, 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 테트라하이드로푸란, 아세톤, 및 이들의 조합으로 형성된 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The solvent may be at least one selected from the group formed by ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, acetonitrile, tetrahydrofuran, acetone, and combinations thereof.

구체적으로, 상기 액상의 탄소계 물질과 열가소성 수지 입자의 혼합물이 나이프 코팅공정에 의해 복합층을 형성하고, 약 60°C에서 30분간 건조하여 상기 분산액의 용매를 증발하게 할 수 있다.
Specifically, a mixture of the liquid carbonaceous material and the thermoplastic resin particles is formed by a knife coating process and dried at about 60 ° C for 30 minutes to evaporate the solvent of the dispersion.

상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 약 1중량% 내지 약 30중량%, 구체적으로 약 15중량% 내지 약 20중량% 일 수 있다.The solids content of the liquid carbonaceous material may be from about 1 wt% to about 30 wt%, specifically from about 15 wt% to about 20 wt%.

상기 액상의 탄소계 물질을 사용함으로써 통상적으로 사용한 고상의 탄소계 물질에 비해 적은양의 탄소계 물질을 사용할 수 있는바, 상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량이 상기 범위를 유지하는 것이 나이프 코팅 공정에 적합하다. 상기 탄소계 물질의 고형분 함량이 1중량% 미만일 경우 코팅 후 건조 과정에서 다량의 액상이 증발하므로 복합층의 두께를 조절하기가 어려우며, 상기 탄소계 물질의 고형분 함량이 20중량%를 초과하는 경우 액상의 점도가 높아 깨끗한 코팅이 어려울 수 있다.
By using the liquid carbonaceous material, it is possible to use a smaller amount of the carbonaceous material than the solid carbonaceous material used. The reason why the solid content of the liquid carbonaceous material is maintained within the above range is that the knife coating process Lt; / RTI > When the solid content of the carbon-based material is less than 1 wt%, it is difficult to control the thickness of the composite layer because a large amount of liquid phase evaporates during the drying process after coating. When the solid content of the carbon- The viscosity of the coating may be too high to provide a clean coating.

상기 핫프레스 공정은 약 200℃ 내지 약 230℃의 온도, 및 약 2MPa 내지 약 10MPa의 압력에서 약 5분 내지 약 15분의 시간동안 수행될 수 있다. 핫프레스 공정은 가열, 가압의 단계를 거치는 것으로, 상기 복합층과 직물층을 가열, 가압하여 합지함으로써 적층구조를 포함하는 연료전지용 분리판을 제조할 수 있다.The hot pressing process may be performed at a temperature of from about 200 DEG C to about 230 DEG C, and at a pressure of from about 2 MPa to about 10 MPa for a period of from about 5 minutes to about 15 minutes. The hot pressing step is a step of heating and pressurizing, and the composite layer and the fabric layer are heated and pressed to join together to produce a separator for a fuel cell including a laminated structure.

상기 범위의 온도, 및 압력을 유지하는 것이 열가소성 수지의 유동성을 보장하여 복합층의 두께 조절을 할 수 있다는 점에서 유리하며, 상기 범위의 시간내로 공정을 진행함으로써 복합층과 직물층의 적층을 용이하게 구현할 수 있다.
It is advantageous in that the temperature and the pressure within the above range are maintained in order to ensure the fluidity of the thermoplastic resin to control the thickness of the composite layer. By performing the process within the above-mentioned range, it is easy to laminate the composite layer and the fabric layer .

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto.

<< 실시예Example 및  And 비교예Comparative Example >>

실시예Example

입자직경이 100um인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 입자를 탄소나노튜브(CNT)와 그래파이트 나노플레이트(GNP)가 이소프로필알콜(IPA)에 분산되어 있는 액상의 탄소계 물질과 혼합하였고, 상기 액상의 탄소계 물질이 상기 PMMA입자에 고르게 코팅된 혼합물을 형성하였다. 이때, 상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 20중량%이다. Polymethyl methacrylate (PMMA) particles having a particle diameter of 100 μm were mixed with a carbon-based material in which carbon nanotubes (CNT) and graphite nanoplate (GNP) were dispersed in isopropyl alcohol (IPA) Of the carbon-based material was evenly coated on the PMMA particles. At this time, the solid content of the liquid carbonaceous material is 20 wt%.

상기 혼합물을 나이프 코팅 방식에 의해 두께가 500um인 복합층을 제조하였고, 60℃에서 30분간 건조하여 상기 IPA용매를 증발시켰다.A composite layer having a thickness of 500 [mu] m was prepared by knife coating the mixture and dried at 60 [deg.] C for 30 minutes to evaporate the IPA solvent.

또한, 두께가 300um이고 탄소섬유가 직조된 직물층을 준비하였고, 상기 직물층에, 복합층을 적층한 후, 핫 프레스로 230℃에서, 4톤의 압력으로, 5분 동안 눌러주어 연료전지용 분리판을 제조하였다.
Further, a fabric layer having a thickness of 300 탆 and a carbon fiber woven fabric was prepared, and a composite layer was laminated on the fabric layer, followed by pressing with hot press at 230 캜, 4 ton pressure for 5 minutes, Plate.

비교예Comparative Example 1 One

직물층을 적층한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 연료전지용 분리판을 제조하였다.
A separator for fuel cells was prepared in the same manner as in Example 1 except that the fabric layer was laminated.

비교예Comparative Example 2 2

복합층을 적층한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 연료전지용 분리판을 제조하였다.
A separator for fuel cells was prepared in the same manner as in Example 1 except that the multiple layers were laminated.

비교예Comparative Example 3 3

입자직경이 100um인 PMMA 입자와 카본분말을 볼밀 방식에 의해 혼합하여 혼합물을 형성한 후(이때, 카본분말 함량은 20중량%임) 복합층을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 연료전지용 분리판을 제조하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that a composite layer was prepared by mixing PMMA particles having a particle diameter of 100 탆 and carbon powder by a ball mill method to form a mixture (in this case, the carbon powder content was 20% by weight) A separator for a fuel cell was manufactured.

<< 실험예Experimental Example > - 연료전지용 분리판의 전기전도도 측정> - Measurement of electric conductivity of separation plate for fuel cell

상기 실시예 및 비교예의 면적, 두께를 4-point probe 장비에 입력하고 측정된 저항값을 환산하여 상기 실시예 및 비교예의 전기전도도를 측정하였다. The area and thickness of each of the examples and comparative examples were input to a 4-point probe instrument and the measured resistance values were converted to determine the electrical conductivities of the examples and comparative examples.

구체적으로, 상기 4-point probe 장비는 4개의 probe가 5mm 간격으로 일렬로 배열된 형태이며, 바깥쪽 2개의 probe 사이에 전류를 흘려주고 안쪽 2개의 probe 사이에서 전압을 측정하여 상기 실시예 및 비교예 시편의 저항값을 환산하여 전기전도도를 구할 수 있다. 이때, 상기 측정된 전기전도도는 시편의 크기 및 형태에 따라 달라질 수 있으므로, 실시예 및 비교예의 시편을 동일한 크기와 형태로 제작하여 실험하였다.
Specifically, the 4-point probe apparatus is a configuration in which four probes are arranged in a line at intervals of 5 mm, a current is flowed between two outer probes, and a voltage is measured between two probes inside, The electric conductivity can be obtained by converting the resistance value of the specimen. At this time, since the measured electric conductivity may vary depending on the size and shape of the test piece, the test pieces of the examples and the comparative examples were manufactured in the same size and shape.

구조rescue 복합층 혼합방식Multiple layer mixing method 복합층 탄소계 물질 함량(중량%)Composite layer Carbon-based material content (% by weight) 전기전도도
(S/cm)Electrical conductivity
(S / cm) 실시예Example 복합층 유Multiple layer oil 직물층 유Fabric layer oil 액상 혼합Liquid mixture 2020 100100 비교예1Comparative Example 1 복합층 유Multiple layer oil 직물층 무Fabric layer 액상 혼합Liquid mixture 2020 0.90.9 비교예2Comparative Example 2 복합층 무Composite layer 직물층 유Fabric layer oil -- -- 1010 비교예3Comparative Example 3 복합층 유Multiple layer oil 직물층 유Fabric layer oil 고상 혼합Solid mixture 2020 0.010.01

열가소성 수지 입자와 액상의 탄소계 물질을 혼합하여 형성된 복합층을 포함하는 실시예의 전기전도도는 100S/cm으로 측정된 반면, 열가소성 수지 입자와 고상의 탄소계 물질을 혼합하여 형성된 복합층을 포함하는 비교예 3의 전기전도도는 0.01S/cm 이었는바, 같은양의 탄소계 물질을 함유함에도 불구하고 실시예가 비교예 3에 비해 높은 전기전도도를 구현할 수 있음을 알 수 있었다. The electrical conductivity of the example including the composite layer formed by mixing the thermoplastic resin particles and the liquid carbonaceous material was measured at 100 S / cm, while the electric conductivity of the composite layer formed by mixing the thermoplastic resin particles and the solid carbon- The electric conductivity of Example 3 was 0.01 S / cm, and it was found that the embodiment can realize a higher electric conductivity than Comparative Example 3, even though it contains the same amount of carbon-based material.

구체적으로, 비교예 1은 직물층을 제외하고, 비교예 2는 복합층을 제외한 연료전지용 분리판으로 실시예에 비해 낮은 전기전도도를 나타내었는바, 복합층과 직물층의 적층구조를 포함한 실시예가 가장 높은 전기전도성을 구현함을 확인하였다.
Specifically, in Comparative Example 1, except for the fabric layer, Comparative Example 2 showed a lower electrical conductivity than the Example in the separator for a fuel cell except for the multiple layer, and the embodiment including the laminated structure of the composite layer and the fabric layer And the highest electrical conductivity was achieved.

100: 연료전지 분리판
10: 복합층, 20: 직물층
a: 수평방향에서의 탄소계 섬유간 간격
b: 수직방향에서의 탄소계 섬유간 간격100: Fuel cell separator plate
10: composite layer, 20: fabric layer
a: Spacing between carbon fibers in the horizontal direction
b: Spacing between carbon fibers in the vertical direction

Claims (18)

열가소성 수지 및 탄소계 물질을 포함하는 복합층; 및
하나 이상의 탄소계 섬유가 직조되어 형성되고, 탄소계 섬유로만 이루어진 직물층;의 적층구조를 포함하고,
상기 열가소성 수지는 복수의 열가소성 수지 입자로부터 형성되고,
상기 탄소계 물질은 상기 열가소성 수지 입자의 일부를 코팅하면서 연결된 경로를 형성하고,
상기 복합층은 상기 탄소계 물질을 1중량% 내지 20중량% 포함하고,
상기 직물층은 하나 이상의 탄소계 섬유가 직교하도록 수직방향 또는 수평방향으로 직조된 단일층이고,
상기 수직방향 또는 수평방향에서 탄소계 섬유 간 간격은 1,000um 내지 2,000um이고,
연료전지용 분리판의 전기 전도도는 100S/cm이상인
연료전지용 분리판.
A composite layer comprising a thermoplastic resin and a carbon-based material; And
A fabric layer formed by weaving one or more carbon-based fibers and formed of only carbon-based fibers,
Wherein the thermoplastic resin is formed from a plurality of thermoplastic resin particles,
The carbon-based material forms a connected path while coating a part of the thermoplastic resin particles,
Wherein the composite layer comprises 1 wt% to 20 wt% of the carbon-based material,
Wherein the fabric layer is a single layer woven in a vertical or horizontal direction so that the at least one carbon-
The distance between the carbon fibers in the vertical direction or the horizontal direction is in the range of 1,000 μm to 2,000 μm,
The electrical conductivity of the separator for fuel cells is at least 100 S / cm
Separator plate for fuel cell.
제 1항에 있어서,
상기 경로는 상기 열가소성 수지 사이사이에 위치하는
연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
The path is located between the thermoplastic resins
Separator plate for fuel cell.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 열가소성 수지 입자는 폴리에틸렌 입자, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리프로필렌 입자, 불소계 열가소성 수지 입자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoplastic resin particles are at least one selected from the group consisting of polyethylene particles, polymethyl methacrylate particles, polypropylene particles, fluoric thermoplastic resin particles, and combinations thereof
Separator plate for fuel cell.
제 1항에 있어서,
상기 열가소성 수지 입자의 입자직경이 100um 내지 200um인
연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoplastic resin particle has a particle diameter of 100 mu m to 200 mu m
Separator plate for fuel cell.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 탄소계 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래파이트, 활성탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인
연료전지용 분리판.
The method according to claim 1,
The carbon-based material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon,
Separator plate for fuel cell.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 액상의 탄소계 물질과 복수의 열가소성 수지 입자를 혼합하여 상기 액상의 탄소계 물질이 상기 열가소성 수지 입자를 코팅한 상태인 혼합물을 형성하는 단계;
상기 혼합물이 나이프 코팅(knife coating) 방식에 의해 복합층을 형성하는 단계;
탄소계 섬유가 직조되어 탄소계 섬유로만 이루어진 직물층을 형성하는 단계; 및
상기 복합층과 상기 직물층이 핫 프레스 공정에 의해 적층되어 적층구조를 형성하는 단계;를 포함하는 연료전지용 분리판 제조방법이고,
상기 액상의 탄소계 물질은 탄소계 물질이 용매에 분산된 분산액이고,
상기 액상의 탄소계 물질의 고형분 함량은 1중량% 내지 30중량%이고,
상기 직물층은 하나 이상의 탄소계 섬유가 직교하도록 수직방향 또는 수평방향으로 직조된 단일층이고,
상기 수직방향 또는 수평방향에서 탄소계 섬유 간 간격은 1,000um 내지 2,000um이고,
상기 연료전지용 분리판의 전기 전도도는 100S/cm이상인
연료전지용 분리판 제조 방법.Mixing a liquid carbonaceous material with a plurality of thermoplastic resin particles to form a mixture in which the liquid carbonaceous material is coated with the thermoplastic resin particles;
Forming a composite layer by a knife coating method;
Forming a fabric layer in which the carbon-based fibers are woven to form only the carbon-based fibers; And
And forming a laminate structure by stacking the composite layer and the fabric layer by a hot press process,
The liquid carbonaceous material is a dispersion in which a carbonaceous material is dispersed in a solvent,
The solid content of the liquid carbonaceous material is 1 wt% to 30 wt%
Wherein the fabric layer is a single layer woven in a vertical or horizontal direction so that the at least one carbon-
The distance between the carbon fibers in the vertical direction or the horizontal direction is in the range of 1,000 μm to 2,000 μm,
The electrical conductivity of the separator for fuel cells is at least 100 S / cm
A method for manufacturing a separator plate for a fuel cell. 삭제delete 삭제delete 삭제delete

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