KR20070001104A - Solid polymer membrane fuel cell manufacturing method - Google Patents

Solid polymer membrane fuel cell manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR20070001104A
KR20070001104A KR1020067015070A KR20067015070A KR20070001104A KR 20070001104 A KR20070001104 A KR 20070001104A KR 1020067015070 A KR1020067015070 A KR 1020067015070A KR 20067015070 A KR20067015070 A KR 20067015070A KR 20070001104 A KR20070001104 A KR 20070001104A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separator
diffusion layer
solid polymer
gas diffusion
gas
Prior art date
Application number
KR1020067015070A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100737660B1 (en
Inventor
아키라 후지키
유키히로 마에카와
다케시 시미즈
다카유키 히라오
마사노리 이와모토
사다오 미키
하루히코 스즈키
히로시 사이토우
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20070001104A publication Critical patent/KR20070001104A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100737660B1 publication Critical patent/KR100737660B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
    • H01M8/028—Sealing means characterised by their material
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M8/0297—Arrangements for joining electrodes, reservoir layers, heat exchange units or bipolar separators to each other
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

A method for manufacturing a solid polymer membrane fuel cell in which a first gas-diffusing layer (6A) and a first separator (7A) are formed on one side of a membrane electrode composite body (9) and a second gas-diffusing layer (6B) and a second separator (7B) are formed on the other. An adhesive is applied to the contact surfaces of the first separator (7A) and the first gas-diffusing layer (6A), and an adhesive is applied to the contact surfaces of the second separator (7B) and the second gas-diffusing layer (6B). The first separator (7A), the first gas-diffusing layer (6A), the membrane electrode composite body (9), the second gas-diffusing layer (6B), and the second separator (7B) are stacked in order of mention between a pair of pressing jigs (113, 123). While the first and second separators (7A, 7B) are being compressed by means of the pressing jigs (113, 123), they are heated, thus manufacturing a one-piece fuel cell. ® KIPO & WIPO 2007

Description

고체 고분자막 연료 전지의 제조 방법{SOLID POLYMER MEMBRANE FUEL CELL MANUFACTURING METHOD}Manufacturing method of solid polymer membrane fuel cell {SOLID POLYMER MEMBRANE FUEL CELL MANUFACTURING METHOD}

본 발명은, 고체 고분자막 연료 전지의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a solid polymer membrane fuel cell.

일본국 특허청이 2001년에 발행한 JP2001-236971A는, 고체 고분자막 연료 전지의 제조 방법을 개시하고 있다. JP2001-236971A, issued in 2001 by the Japanese Patent Office, discloses a method for producing a solid polymer membrane fuel cell.

이 제조 방법에 의하면, 우선 고체 고분자막의 양면에 촉매를 도포하고, 건조시켜 막전극 접합체(MEA)를 얻는다. 한편, 미리 준비한 2매의 가스 확산층(GDL)에 전해질 용액을 도포하고, 도포면이 MEA에 접하도록, 2매의 GDL로 막전극 접합체를 끼워서 지지하여 핫 롤에 의하여 일체화한다. 이것을 제1 유닛이라고 칭한다.According to this manufacturing method, a catalyst is first applied to both surfaces of a solid polymer membrane and dried to obtain a membrane electrode assembly (MEA). On the other hand, the electrolyte solution is applied to two gas diffusion layers (GDLs) prepared in advance, and the membrane electrode assembly is sandwiched and supported by two GDLs so that the coated surface is in contact with the MEA. This is called a first unit.

한편, 2개의 세퍼레이터에 각각 셀 프레임을 접착하여 핫 롤을 가함으로써 2개의 제2 유닛을 형성한다. On the other hand, two second units are formed by adhering a cell frame to two separators, respectively, and applying a hot roll.

마지막으로, 제1 유닛을 2개의 제2 유닛으로 끼워서 지지하고, 핫 롤을 가함으로써 고체 고분자막 연료 전지가 완성된다. . Finally, the first unit is sandwiched and supported by two second units, and a solid polymer membrane fuel cell is completed by applying a hot roll. .

종래 기술에 의하면, 가스 확산층을 막전극 접합체에 일체화하여 제1 유닛을 얻는 프로세스와, 제1 유닛과 제2 유닛을 일체화하여 고체 고분자막 연료 전지를 얻는 프로세스를 순차적으로 행하기 때문에, 제조 프로세스가 길어진다. According to the prior art, the process of obtaining the first unit by integrating the gas diffusion layer into the membrane electrode assembly and the process of obtaining the solid polymer membrane fuel cell by integrating the first unit and the second unit are performed sequentially, so that the manufacturing process is long. Lose.

본 발명의 목적은, 따라서, 고체 고분자막 연료 전지의 제조 프로세스를 단축하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to shorten the manufacturing process of a solid polymer membrane fuel cell.

이상의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 고체 고분자막과, 고체 고분자막의 일면에 제1 가스 확산층과 제1 세퍼레이터를 적층하고, 고체 고분자막의 다른 일면에 제2 가스 확산층과 제2 세퍼레이터를 적층한 고체 고분자막 연료 전지의 제조 방법을 제공한다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to achieve the above objective, this invention is the solid which laminated | stacked the 1st gas diffusion layer and the 1st separator on one surface of the solid polymer film and the solid polymer film, and the 2nd gas diffusion layer and the 2nd separator on the other surface of the solid polymer film. A method for producing a polymer membrane fuel cell is provided.

제조 방법은, 제1 세퍼레이터의 제1 가스 확산층과의 접촉면에 접착제를 도포하고, 제2 세퍼레이터의 제2 가스 확산층과의 접촉면에 접착제를 도포하고, 제1 세퍼레이터와 제1 가스 확산층과 고체 고분자막과 제2 가스 확산층과 제2 세퍼레이터를 한 쌍의 가압 지그의 사이에 기재한 순서대로 겹쳐서 배치하고, 제1 세퍼레이터와 제2 세퍼레이터를 가압 지그로 압축하면서 가열함으로써 일체화된 연료 전지를 얻고 있다. In the manufacturing method, an adhesive is applied to the contact surface of the first separator with the first gas diffusion layer, an adhesive is applied to the contact surface with the second gas diffusion layer of the second separator, and the first separator, the first gas diffusion layer, and the solid polymer film The integrated fuel cell is obtained by arranging the second gas diffusion layer and the second separator in the order described in between the pair of pressurizing jigs, and heating while compressing the first separator and the second separator with the pressurizing jig.

본 발명의 상세 및 다른 특징이나 이점은, 명세서의 이후의 기재 중에서 설명되는 동시에, 첨부된 도면에 도시된다. The details and other features and advantages of the invention are set forth in the description which follows, and in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한, 고체 고분자막 연료 전지의 제조 프로세스를 설명하는 제조 장치의 개략 구성도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus explaining the manufacturing process of a solid polymer membrane fuel cell by this invention.

도 2는 세퍼레이터의 제조 장치로의 공급 구조를 설명하는, 공급 메커니즘의 개략 평면도이다. 2 is a schematic plan view of a supply mechanism for explaining a supply structure to a manufacturing apparatus of a separator.

도 3은 본 발명에 의한 핫 프레스 공정을 설명하는 제조 장치의 개략 구성도이다. It is a schematic block diagram of the manufacturing apparatus explaining the hot press process by this invention.

도 4는 고체 고분자막 연료 전지와 가압 지그의 분해 종단면도이다. 4 is an exploded longitudinal cross-sectional view of the solid polymer membrane fuel cell and the pressure jig.

도 5는 도 4와 유사하나, 가압 지그에 관한 다른 실시예를 도시한다. FIG. 5 is similar to FIG. 4 but shows another embodiment of the pressing jig.

도 6은 도 4와 유사하나, 가압 지그에 관한 또 다른 실시예를 도시한다. FIG. 6 is similar to FIG. 4 but shows another embodiment of the pressing jig.

도면의 도 3을 참조하면, 고체 고분자막 연료 전지는 막전극 복합체(MEA)(9)와, 제1 가스 확산층(GDL)(6A)과, 제2 가스 확산층(GDL)(6B)과, 제1 세퍼레이터(7A)와 제2 세퍼레이터(7B)를, 한 쌍의 가압 지그(113, 123)를 이용하여 일체화함으로써 제조된다. MEA(9)와, 가스 확산층(6A, 6B)과, 세퍼레이터(7A, 7B)는 모두 직사각형의 평면 형상을 갖는다. Referring to FIG. 3 of the drawing, the solid polymer membrane fuel cell includes a membrane electrode composite (MEA) 9, a first gas diffusion layer (GDL) 6A, a second gas diffusion layer (GDL) 6B, and a first It is manufactured by integrating the separator 7A and the second separator 7B using a pair of pressurizing jigs 113 and 123. The MEA 9, the gas diffusion layers 6A and 6B, and the separators 7A and 7B all have a rectangular planar shape.

MEA(9)는 퍼플루오로에틸렌술폰산 수지막에 의한 고체 고분자막(5)의 양면에, 제1 촉매층(8A)과 제2 촉매층(8B)을 일정한 간격으로 형성한 것이다. 촉매층(8A, 8B)은 촉매로서의 백금을 포함하는 전해질액을, 미리 고체 고분자막(5)에 도포함으로써 형성된다. In the MEA 9, the first catalyst layer 8A and the second catalyst layer 8B are formed at regular intervals on both surfaces of the solid polymer film 5 made of a perfluoroethylene sulfonic acid resin film. The catalyst layers 8A and 8B are formed by applying the electrolyte solution containing platinum as a catalyst to the solid polymer membrane 5 in advance.

촉매층(8A, 8B)의 한 쪽은 연료 전지의 애노드를, 다른 한 쪽은 연료 전지의 캐소드를 구성한다. 제1 촉매층(8A), 제1 GDL(6A) 및 제1 세퍼레이터(7A)는, 고체 고분자막(5)의 아래쪽에 배치되고, 제2 촉매층(8B), 제2 GDL(6B) 및 제2 세퍼레이터(7B)는 고체 고분자막(5)의 아래쪽에 배치된다. 가압 지그(123)는 아래쪽으로부터 제1 세퍼레이터(7A)에 접촉하고, 가압 지그(113)는 위쪽으로부터 제2 세퍼레이 터(7B)에 접촉한다. One of the catalyst layers 8A, 8B constitutes an anode of the fuel cell, and the other constitutes a cathode of the fuel cell. The first catalyst layer 8A, the first GDL 6A, and the first separator 7A are disposed below the solid polymer membrane 5, and the second catalyst layer 8B, the second GDL 6B, and the second separator are provided. 7B is disposed below the solid polymer film 5. The pressing jig 123 is in contact with the first separator 7A from the bottom, and the pressing jig 113 is in contact with the second separator 7B from the top.

도 1에 도시하는 바와 같이, MEA(9)는 롤(100)로서 공급된다. 촉매층(8A, 8B)을 보호하기 위해서, MEA(9)는 보호 필름으로 표면을 덮은 상태로 롤에 감겨 있다. As shown in FIG. 1, the MEA 9 is supplied as a roll 100. In order to protect the catalyst layers 8A and 8B, the MEA 9 is wound on a roll in a state in which the surface is covered with a protective film.

GDL(6A, 6B)은, 카본 크로스(carbon cloth)나 카본 페이퍼를 발수 처리한 것으로, 세퍼레이터(7A, 7B)로부터 공급되는 애노드 가스와 캐소드 가스를 촉매층(8A, 8B)을 향하여 확산시키면서 침투시키는 역할을 갖는다. GDL(6A, 6B)은, 각각 전기적 절연 재료로 구성된 프레임(6C)의 내측에 미리 장착된 상태로 공급된다. The GDL 6A, 6B is a water repellent treatment of carbon cloth or carbon paper, and infiltrates the anode gas and the cathode gas supplied from the separators 7A, 7B while diffusing toward the catalyst layers 8A, 8B. Has a role. The GDLs 6A and 6B are supplied in a state of being previously mounted inside the frame 6C each made of an electrically insulating material.

제1 세퍼레이터(7A)는, 제1 GDL(6A)에 면하는 일면에 홈 형상의 가스 통로(7C)를 구비한다. 가스 통로(7C)로부터 가스가 누설되는 것을 방지하기 위해서, 제1 세퍼레이터(7A)에는, 시일용의 가스켓(10)을 충전하는 시일 홈(7E)이 외주를 따라서 형성되어 있다. 또한, 제1 세퍼레이터(7A)의 다른 한 쪽의 면에는, 홈 형상의 냉각액 통로(7D)와 시일용의 가스켓(10)을 충전하는 시일 홈(7E)이 형성되어 있다. The first separator 7A includes a groove-shaped gas passage 7C on one surface facing the first GDL 6A. In order to prevent the gas from leaking out from the gas passage 7C, a seal groove 7E for filling the seal gasket 10 is formed along the outer circumference of the first separator 7A. On the other side of the first separator 7A, a seal groove 7E for filling the groove-shaped coolant passage 7D and the seal gasket 10 is formed.

제2 세퍼레이터(7B)는 제2 GDL(6B)에 면하는 일면에 홈 형상의 가스 통로(7C)를 구비한다. 가스 통로(7C)로부터 가스가 누설되는 것을 방지하기 위해서, 제2 세퍼레이터(7A)에는, 시일용의 가스켓(10)을 충전하는 시일 홈(7E)이 외주를 따라서 형성되어 있다. 제2 세퍼레이터(7B)의 다른 한 쪽의 면은 플랫하게 형성되어 있다. The second separator 7B includes a groove-shaped gas passage 7C on one surface facing the second GDL 6B. In order to prevent the gas from leaking out from the gas passage 7C, a seal groove 7E filling the seal gasket 10 is formed along the outer circumference of the second separator 7A. The other surface of the second separator 7B is formed flat.

제1 세퍼레이터(7A)의 냉각액 통로(7D)는 제조하는 연료 전지의 사양에 의존 하며, 반드시 형성하지 않아도 된다. 그 경우에는, 제1 세퍼레이터(7B)를 세퍼레이터(7A)와 제2 세퍼레이터(7B)를 동일 사양으로 할 수 있다. 연료 전지의 사양에 따라서는, 냉각액 통로(7D) 대신에, 적층시에 인접하는 다른 연료 전지를 위한 가스 통로를 형성하는 것도 가능하다. The coolant passage 7D of the first separator 7A depends on the specification of the fuel cell to be manufactured and does not necessarily have to be formed. In that case, the 7 A of separators and the 2nd separator 7B can be made into the same specification for the 1st separator 7B. Depending on the specification of the fuel cell, instead of the coolant passage 7D, it is also possible to form a gas passage for another fuel cell adjacent at the time of lamination.

세퍼레이터(7A, 7B)는, 그래파이트(graphite) 분말과 플라스틱 분말을 혼합하여 금형에 의한 가열 프레스에 의해 압축 성형함으로써 형성된다. 혹은, 팽창 흑연 시트를 프레스 성형하는 것에 의해서도 형성 가능하다. 또한, 금속을 이용하여 형성하는 것도 가능하다. The separators 7A and 7B are formed by mixing graphite powder and plastic powder and compression molding by a heat press with a mold. Or it can form by press-molding an expanded graphite sheet. It is also possible to form using a metal.

세퍼레이터(7A, 7B)에 요망되는 특성은, 전기 저항이 작고 가스 투과성이 낮은 것이다. 또한, 세퍼레이터(7A, 7B)의 두께를 줄이기 위해서, 기계적 강도가 우수한 것이 바람직하다. 금속제의 세퍼레이터는 이러한 요구를 충족시킬 수 있지만, 세퍼레이터(7A, 7B)는 산화 분위기와 환원 분위기 양쪽에 노출되기 때문에, 내식성 금속을 이용하거나, 금속 도금에 의한 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. The characteristics desired for the separators 7A and 7B are that the electrical resistance is small and the gas permeability is low. Moreover, in order to reduce the thickness of the separators 7A and 7B, it is preferable that it is excellent in mechanical strength. Although the metal separator can satisfy these requirements, since the separators 7A and 7B are exposed to both an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere, it is preferable to use a corrosion resistant metal or to perform surface treatment by metal plating.

도 1을 참조하면, 본 발명은, 이상과 같이 구성된 MEA(1)와 GDL(6A, 6B)과 세퍼레이터(7A, 7B)를, 가압 지그(113, 123)를 구비한 프레스기(101)를 이용하여 조립한다. Referring to FIG. 1, the present invention uses the press machine 101 provided with the pressure jig 113 and 123 to the MEA 1, the GDLs 6A, 6B, and the separators 7A, 7B configured as described above. To assemble.

MEA(9)는 롤(100)로부터 반송 롤러(102), 벨트 컨베이어(103), 및 배출 롤러(104)로 이루어지는 반송 메커니즘에 의해서 대략 수평 방향으로 프레스기(101)를 향하여 송출된다. 바람직하게는, MEA(9)의 양 측부에 일정 간격으로 반송 구멍을 형성하고, 반송 롤러(102)와 배출 롤러(104)에 반송 구멍에 걸어 맞추는 돌기를, 동일한 각도 간격으로 형성해 놓는다. 이러한 구성에 의해, MEA(9)가 반송 도중에 느슨해지는 것을 방지하고, 촉매층(8)의 형성 간격에 맞추어 일정 길이씩, MEA(9)를 높은 정밀도로 프레스기(101)에 공급할 수 있다. 또한, MEA(9)에 촉매층(8A, 8B)의 위치에 대응한 마크를 붙이고, 프레스기(101)에 마크를 읽어내는 센서를 배치하는 것도 바람직하다. 센서가 읽어내는 마크에 기초하여 MEA(9)의 송출을 행함으로써, 프레스기(101) 내의 소정의 작업 위치에 촉매층(8A, 8B)을 정확히 배치할 수 있다. The MEA 9 is fed from the roll 100 toward the press 101 in a substantially horizontal direction by a conveying mechanism composed of a conveying roller 102, a belt conveyor 103, and a discharging roller 104. Preferably, the conveyance hole is formed in the both sides of the MEA 9 by a fixed space | interval, and the projection which engages with a conveyance hole in the conveyance roller 102 and the discharge roller 104 is formed in the same angular interval. By such a configuration, the MEA 9 can be prevented from being loosened during the conveyance, and the MEA 9 can be supplied to the press machine 101 with a high precision at regular intervals in accordance with the formation interval of the catalyst layer 8. Moreover, it is also preferable to attach the mark corresponding to the position of the catalyst layers 8A and 8B to the MEA 9, and arrange | position the sensor which reads a mark in the press machine 101. FIG. By sending out the MEA 9 based on the mark read out by the sensor, the catalyst layers 8A, 8B can be accurately disposed at a predetermined working position in the press 101.

MEA(9)의 표면을 덮는 보호 필름은, 롤(100)로부터 MEA(1)가 송출될 때에, 보호 필름 권취 롤러(105)에 의해서 권취된다. The protective film covering the surface of the MEA 9 is wound by the protective film winding roller 105 when the MEA 1 is fed out from the roll 100.

제1 GDL(6A)은, 반송 롤러(106A), 벨트 컨베이어(107), 및 배출 롤러(108)로 이루어지는 반송 메커니즘에 의해, MEA(9)의 아래쪽을 통과하여 프레스기(101)에 공급된다. 제2 GDL(6B)는, 같은 구성에 의한 반송 메커니즘에 의해, MEA(9)의 위쪽을 통과하여 프레스기(101)에 공급된다. The first GDL 6A is supplied to the press 101 through the lower side of the MEA 9 by a conveying mechanism composed of the conveying roller 106A, the belt conveyor 107, and the discharging roller 108. The 2nd GDL 6B is supplied to the press machine 101 through the upper part of the MEA 9 by the conveyance mechanism by the same structure.

제1 GDL(6A)와 제2 GDL(6B)의 반송의 초기 위치는, 각각 반송 롤러(106)와 벨트 컨베이어(107)에 걸치는 위치이다. 이들 2개의 초기 위치에 GDL(6A, 6B)을 반입하는 것은 도 2에 도시하는 공급 메커니즘(200)에 의해서 행한다. The initial positions of conveyance of the 1st GDL 6A and the 2nd GDL 6B are the positions which apply to the conveyance roller 106 and the belt conveyor 107, respectively. Loading the GDLs 6A and 6B into these two initial positions is performed by the supply mechanism 200 shown in FIG.

도 2를 참조하면, 공급 메커니즘(200)은 반송 롤러(106)와 벨트 컨베이어(107)의 옆쪽에 배치된다. 공급 메커니즘(200)은 반입 스테이지(201)와 로봇(203)을 구비한다. 로봇(203)은 선회식 로봇 아암(202)을 구비한다. 반입 스테이지(201) 상에 반입된 GDL(6A, 6B)은 선회식 로봇 아암(202)에 파지(把持)되어, 소기(所期) 위치에 세팅된다. 로봇(203)은 MEA(1)의 제1 GDL(6A)의 초기 위치와, 제2 GDL(6B)의 초기 위치의 쌍방에 GDL(6A, 6B)을 세팅 가능한 구조로 한다. Referring to FIG. 2, the feeding mechanism 200 is disposed on the side of the conveying roller 106 and the belt conveyor 107. The supply mechanism 200 has a loading stage 201 and a robot 203. The robot 203 has a pivoting robot arm 202. The GDLs 6A, 6B carried on the carrying-in stage 201 are gripped by the revolving robot arm 202, and are set to a desired position. The robot 203 has a structure in which the GDLs 6A and 6B can be set at both the initial position of the first GDL 6A of the MEA 1 and the initial position of the second GDL 6B.

다시 도 1을 참조하면, 제1 세퍼레이터(7A)는, 반송 롤러(109)와, 벨트 컨베이어(110)와, 배출 롤러(111)로 이루어지는 반송 메커니즘에 의해서 프레스기(101)를 향하여 송출된다. 제2 세퍼레이터(7B)도 같은 구성에 의한 다른 반송 메커니즘에 의해서 프레스기(101)를 향하여 송출된다. Referring again to FIG. 1, the first separator 7A is fed toward the press 101 by a conveying mechanism composed of a conveying roller 109, a belt conveyor 110, and a discharge roller 111. The 2nd separator 7B is also sent toward the press machine 101 by the other conveyance mechanism by the same structure.

제1 세퍼레이터(7A)의 반송 메커니즘은, 제1 GDL(6A)의 반송 메커니즘의 더 아래쪽에 배치된다. 제2 세퍼레이터(7B)의 반송 메커니즘은, 제2 GDL(6B)의 반송 메커니즘의 더 위쪽에 배치된다. The conveyance mechanism of the 1st separator 7A is arrange | positioned further below the conveyance mechanism of the 1st GDL 6A. The conveyance mechanism of the 2nd separator 7B is arrange | positioned further above the conveyance mechanism of the 2nd GDL 6B.

제1 세퍼레이터(7A)와 제2 세퍼레이터(7B)의 반송의 초기 위치는, 각각 반송 롤러(109)와 벨트 컨베이어(110)에 걸치는 위치이다. 이들 2개의 초기 위치에 세퍼레이터(7A, 7B)를 반입하는 것은, GDL(6A, 6B)의 공급 메커니즘과 동일하게 구성된 공급 메커니즘에 의해 행한다. 세퍼레이터(7A, 7B)의 공급 메커니즘은 GDL(6A, 6B)의 공급 메커니즘과 간섭하지 않도록, 바람직하게는 반송 메커니즘을 사이에 두고 GDL(6A, 6B)의 공급 메커니즘과 반대측에 배치한다. The initial position of conveyance of the 1st separator 7A and the 2nd separator 7B is a position over the conveyance roller 109 and the belt conveyor 110, respectively. Loading the separators 7A and 7B into these two initial positions is performed by a supply mechanism configured in the same manner as the supply mechanism of the GDLs 6A and 6B. The feeding mechanisms of the separators 7A and 7B are preferably arranged on the opposite side to the feeding mechanisms of the GDLs 6A and 6B with the transfer mechanism in between, so as not to interfere with the feeding mechanisms of the GDLs 6A and 6B.

이상의 구성에 의해, 프레스기(101)에는 제1 세퍼레이터(7A), 제1 GDL(6A), MEA(9), 제2 GDL(6B), 및 제2 세퍼레이터(7B)가 이 순서로 공급된다. By the above structure, the press machine 101 is supplied with the 1st separator 7A, the 1st GDL 6A, the MEA 9, the 2nd GDL 6B, and the 2nd separator 7B in this order.

프레스기(101)는, 승강 테이블(112)과, 그 위쪽에 고정된 지지구(120)로 이루어진다. 승강 테이블(112)은 제1 세퍼레이터(7A), 제1 GDL(6A), MEA(9), 제2 GDL(6B), 및 제2 세퍼레이터(7B)를 실어놓는 가압 지그(113)와, 가압 지그(113)를 지지하는 수직의 샤프트(113A)를 구비한다. 샤프트(113A)에는 랙(114)이 형성된다. 승강 테이블(112)은 랙(114)에 맞물리는 피니언(115)과, 피니언(115)을 회전 구동하는 서보 모터(116)와, 샤프트(113A)의 상하움직임을 안내하는 베어링(117)을 더 구비한다. 가압 지그(113)에는 히터(118)가 내장된다. The press machine 101 consists of an elevating table 112 and the support 120 fixed to the upper side. The lifting table 112 includes a pressurizing jig 113 for mounting the first separator 7A, the first GDL 6A, the MEA 9, the second GDL 6B, and the second separator 7B, and a pressurization. A vertical shaft 113A supporting the jig 113 is provided. The rack 114 is formed in the shaft 113A. The elevating table 112 further includes a pinion 115 engaged with the rack 114, a servo motor 116 for rotationally driving the pinion 115, and a bearing 117 for guiding vertical movement of the shaft 113A. Equipped. The pressure jig 113 includes a heater 118.

지지구(120)는, 승강 테이블(112)이 밀어 올린 연료 전지의 구성 부재를 하향으로 지지하는 가압 지그(123)를 구비한다. 가압 지그(123)에는 히터(121)가 매설된다. MEA(9)의 반송 방향에 관해서, 지지구(120)의 전면과 배면에는, MEA(9)를 절단하는 한 쌍의 커터(122)가 장착된다. The support tool 120 is provided with the pressing jig 123 which supports the structural member of the fuel cell which the lifting table 112 pushed up downward. The heater 121 is embedded in the pressurizing jig 123. Regarding the conveying direction of the MEA 9, a pair of cutters 122 for cutting the MEA 9 are attached to the front and rear surfaces of the support tool 120.

다음으로 도 3을 참조하여, 프레스기(101)에 의한 핫 프레스 공정을 설명한다. Next, with reference to FIG. 3, the hot press process by the press machine 101 is demonstrated.

2매의 GDL(6A, 6B)의, MEA(9)에 상대하는 면에는, 한정된 소정 위치에 미리 페놀계 또는 에폭시계의 열경화 수지를 포함하는 접착제를 각각 도포하여 둔다. 접착제의 도포는 공급 메커니즘(200)에서 행하거나, 혹은 반송 메커니즘에 의한 GDL(6A, 6B)의 반송 과정에서 행한다. On the surface of the two GDLs 6A and 6B, which face the MEA 9, an adhesive containing a phenol-based or epoxy-based thermosetting resin is applied to a predetermined position in advance. Application | coating of an adhesive agent is performed in the supply mechanism 200, or in the conveyance process of GDL6A, 6B by a conveyance mechanism.

제2 GDL(6B)에 관해서는, 하면에 접착제를 도포하므로, 접착제의 도포 위치는 반송 롤러(102), 벨트 컨베이어(103), 및 배출 롤러(104)와 간섭하지 않는 위치로 설정한다. Regarding the second GDL 6B, since the adhesive is applied to the lower surface, the application position of the adhesive is set to a position which does not interfere with the transfer roller 102, the belt conveyor 103, and the discharge roller 104.

2매의 세퍼레이터(7A, 7B)의 GDL(6A, 6B)에 상대하는 면에는, 미리 페놀계 또는 에폭시계의 열경화 수지를 포함하는 접착제를 각각 도포해 놓는다. 구체적으 로는, 도 3에서, 세퍼레이터(7A, 7B)의 가스 통로(7C)의 사이에 위치하는 격벽부(7F)에 접착제를 도포해 둔다. 접착제의 도포는 세퍼레이터(7A, 7B)의 공급 메커니즘에서 행하거나 혹은, 반송 메커니즘에 의한 세퍼레이터(7A, 7B)의 반송 과정에서 행한다. 세퍼레이터(7A)에 관해서는 하면에 접착제를 도포하므로, 접착제의 도포 위치는 반송 롤러(109), 벨트 컨베이어(110) 및 배출 롤러(111)와 간섭하지 않는 위치로 설정한다. The adhesive agent containing the phenol type or epoxy type thermosetting resin is apply | coated previously to the surface which faces GDL 6A, 6B of two separators 7A, 7B, respectively. Specifically, in FIG. 3, an adhesive is applied to the partition 7F located between the gas passages 7C of the separators 7A and 7B. Application | coating of an adhesive agent is performed in the supply mechanism of the separators 7A and 7B, or in the conveyance process of the separators 7A and 7B by a conveyance mechanism. Since the adhesive agent is apply | coated to the lower surface about the separator 7A, the application | coating position of an adhesive agent is set to the position which does not interfere with the conveyance roller 109, the belt conveyor 110, and the discharge roller 111. FIG.

핫 프레스는, MEA(9), GDL(6A, 6B) 및 세퍼레이터(7A, 7B)를 가열하면서 프레스함으로써, 이들 부재를 열 압착 또는 열 접착에 의해 일체화하는 공정이다. A hot press is a process of integrating these members by thermocompression bonding or thermal bonding by pressing while heating MEA 9, GDL 6A, 6B, and separators 7A, 7B.

각 반송 메커니즘이, 제1 세퍼레이터(7A), 제1 GDL(6A), MEA(9), 제2 GDL(6B) 및 제2 세퍼레이터(7B)를 이 순서로 가압 지그(113) 상에 적층한 후, 도 3에 도시하는 바와 같이 프레스기(101)는 서보 모터(116)의 운전에 의해 피니언(115)을 회전 구동하고, 랙(114)과 샤프트(113A)를 통해 가압 지그(113)를 지지구(120)를 향하여 밀어 올린다. Each conveyance mechanism laminated | stacked the 1st separator 7A, the 1st GDL 6A, the MEA 9, the 2nd GDL 6B, and the 2nd separator 7B on the pressurizing jig 113 in this order. 3, the press machine 101 rotates and drives the pinion 115 by the operation of the servo motor 116, and supports the pressure jig 113 through the rack 114 and the shaft 113A. Push it up towards the earth (120).

도 4를 참조하면, 가압 지그(113)의 상승에 의해, 적층체의 최상부에 위치하는 제2 세퍼레이터(7B)는, 지지구(120)의 가압 지그(123)에 접촉한다. 가압 지그(123)는 히터(121)에 의해서, 가압 지그(113)는 히터(118)에 의해서, 미리 각각 섭씨 80도 내지 150도의 범위로 가열해 놓는다. 또한, 도면에서는 설명을 위해, MEA(9), GDL(6A, 6B) 및 세퍼레이터(7A, 7B)가 각각 서로 격리되어 있지만, 실제로 가압 지그(113)가 상승하는 경우에는, 이들 부재는 적층된 상태로 상승한다. Referring to FIG. 4, with the rising of the pressing jig 113, the second separator 7B positioned at the top of the laminate contacts the pressing jig 123 of the support 120. The pressurizing jig 123 is heated by the heater 121, and the pressurizing jig 113 is heated by the heater 118 in the range of 80 degreeC-150 degree | times, respectively. Incidentally, in the drawing, for the sake of explanation, the MEA 9, the GDLs 6A, 6B and the separators 7A, 7B are isolated from each other, but when the pressing jig 113 actually rises, these members are stacked. Rise to the state.

제2 세퍼레이터(7B)가 가압 지그(123)에 접촉한 후, 가압 지그(113)는 가압 지그(123)와의 사이에서 적층 상태의 MEA(9), GDL(6A, 6B) 및 세퍼레이터(7A, 7B)에 상하 방향으로부터 소정의 압력과 열을 가한다. 그 결과, GDL(6A, 6B)에 도포한 접착제가 MEA(9)와 열 접착한다. 구체적으로는, 접착제에 포함되는 열경화제가 가열에 의해 경화함으로써, MEA(9)와 GDL(6A, 6B)을 강고하게 접착한다.  After the second separator 7B contacts the pressure jig 123, the pressure jig 113 is stacked between the MEA 9, the GDLs 6A, 6B, and the separators 7A, in a stacked state with the pressure jig 123. A predetermined pressure and heat are applied to 7B) from the up and down direction. As a result, the adhesive applied to the GDLs 6A and 6B is thermally bonded to the MEA 9. Specifically, the thermosetting agent contained in the adhesive is cured by heating to firmly bond the MEA 9 and the GDL 6A, 6B.

접착제는 전술과 같이 DGL(6A, 6B)의 전체면이 아니라, 한정된 장소에만 도포되어 있다. 따라서, 완성 후의 연료 전지에서, GDL(6A, 6B)로부터 촉매층(8A, 8B)으로 가스가 확산하고 침투하는 것은, 접착제에 저해되는 일없이 행하여진다. 접착제를 도포하지 않는 면에 대해서도, 촉매층(8A, 8B)을 구성하는 전해질이 GDL(6A, 6B)에 열 압착하여, 앵커(anchor) 효과로 GDL(6A, 6B)과 촉매층(8A, 8B)을 간극없이 밀착시킨다. As described above, the adhesive is applied only to a limited place, not to the entire surface of the DGLs 6A and 6B. Therefore, in the fuel cell after completion, gas diffusion and penetration into the catalyst layers 8A and 8B from the GDLs 6A and 6B are performed without being impeded by the adhesive. Even on the surface where the adhesive is not applied, the electrolyte constituting the catalyst layers 8A and 8B is thermally compressed to the GDLs 6A and 6B, and the GDLs 6A and 6B and the catalyst layers 8A and 8B are anchored by the anchor effect. Close contact without gaps.

또한, 세퍼레이터(7A, 7B)의 격벽부(7F)에 도포한 접착제도, 열경화제의 경화에 의해서, 세퍼레이터(7A, 7B)와 GDL(6A, 6B)을 강고하게 접착한다. Moreover, the adhesive agent apply | coated to the partition 7F of separator 7A, 7B also adheres separator 7A, 7B and GDL 6A, 6B firmly by hardening of a thermosetting agent.

이와 같이 하여, 제1 세퍼레이터(7A), 제1 GDL(6A), MEA(9), 제2 GDL(6B) 및 제2 세퍼레이터(7A)의 순서로 적층된 적층체는, 한번의 핫 프레스 공정에 의해 일체화되어, 단시간에 연료 전지를 완성한다. Thus, the laminated body laminated | stacked in order of the 1st separator 7A, the 1st GDL 6A, the MEA 9, the 2nd GDL 6B, and the 2nd separator 7A is one hot press process. It is integrated by and completes a fuel cell in a short time.

프레스기(101)에서 일체화된 연료 전지는, 도 1과 도 3에 도시하는, 로봇 아암(301)을 구비한 로봇(300)에 의해 집적 장소로 반출된다. The fuel cell integrated in the press 101 is carried out to the integration site by the robot 300 provided with the robot arm 301 shown in FIGS. 1 and 3.

이후에는 다시, 각 공급 메커니즘과 반송 메커니즘에 의한, 세퍼레이터(7A), GDL(6A), MEA(9), GDL(6B) 및 세퍼레이터(7B)의 프레스기(101)에의 공급과, 프레스기(101)에 의한 이들 부재의 일체화와, 일체화된 연료 전지의 로봇(300)에 의한 집 적 장소로의 반출이 반복하여 행하여진다. Subsequently, the supply of the separator 7A, GDL 6A, MEA 9, GDL 6B, and separator 7B to the press machine 101 by each supply mechanism and conveyance mechanism again, and the press machine 101 Integration of these members by the member and carrying out of the integrated fuel cell to the accumulation place by the robot 300 are repeatedly performed.

이상과 같이, 본 발명은, 세퍼레이터(7A), GDL(6A), MEA(9), GDL(6B) 및 세퍼레이터(7B)를 한번의 핫 프레스 공정으로 일체화하므로, 고체 고분자막 연료 전지의 제조 프로세스를 단축할 수 있다. As described above, the present invention integrates the separator 7A, the GDL 6A, the MEA 9, the GDL 6B, and the separator 7B in one hot press process. It can be shortened.

이상의 실시예에서는, 고체 고분자막(5)의 양면에 촉매층(8A, 8B)을 일정 간격으로 코팅한 MEA(9)를 이용하고 있으나, 촉매층(8A, 8B)을 GDL(6A, 6B)의 표면에 형성하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 반송 롤러(102), 벨트 컨베이어(103), 및 배출 롤러(104)로 이루어지는 반송 메커니즘이 단체(單體)의 고체 고분자막(5)을 프레스기(101)에 공급한다. 한편, GDL(6A, 6B)의 공급 메커니즘(200)은, GDL(6A, 6B)의 고체 고분자막(5)에 면하는 면에 촉매층(8A, 8B)을 도포한 후에, GDL(6A, 6B)을 반송 초기 위치에 공급한다. 이 경우에는, 프레스기(101)에서의 핫 프레스에 의해 촉매층(8A, 8B)을 고체 고분자막(5)에 열 압착시킨다. 고체 고분자막(5)의 반송 공정에서 촉매층(8A, 8B)을 고체 고분자막(5)의 소정 위치에 도포하는 것도 가능하다. In the above embodiment, the MEAs 9 coated with the catalyst layers 8A and 8B at regular intervals on both surfaces of the solid polymer membrane 5 are used, but the catalyst layers 8A and 8B are applied to the surfaces of the GDLs 6A and 6B. It is also possible to form. In this case, the conveyance mechanism which consists of the conveyance roller 102, the belt conveyor 103, and the discharge roller 104 supplies the single solid polymer membrane 5 to the press machine 101. As shown in FIG. On the other hand, the supply mechanism 200 of the GDLs 6A and 6B applies the catalyst layers 8A and 8B to the surface facing the solid polymer membrane 5 of the GDLs 6A and 6B, and then the GDLs 6A and 6B. Is supplied to the initial position of conveyance. In this case, the catalyst layers 8A and 8B are thermocompression-bonded to the solid polymer membrane 5 by hot pressing in the press 101. It is also possible to apply the catalyst layers 8A and 8B to the predetermined position of the solid polymer membrane 5 in the conveyance process of the solid polymer membrane 5.

본 발명에 의한 연료 전지의 제조 방법의 주제는 프레스기(101)에 의한 핫 프레스이고, 프레스기(101)에 부재를 공급하는 것이나, 일체화된 연료 전지를 반출하는 것에 관해서는, 어떠한 방법을 이용하여도 좋다. The subject of the fuel cell manufacturing method according to the present invention is a hot press by the press machine 101, and any method may be used for supplying the member to the press machine 101 and for carrying out the integrated fuel cell. good.

다음으로 도 5를 참조하여, 프레스기(101)의 가압 지그(113)의 형상에 관한 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. Next, with reference to FIG. 5, the 2nd Embodiment of this invention regarding the shape of the pressing jig 113 of the press machine 101 is demonstrated.

이 실시예는, 가압 지그(113)의 상면의 형상에 특징을 지닌다. 여기에서는, 가압 지그(113)의 상면을 평면으로 형성하는 대신에, 제1 세퍼레이터(7A)에 형성된 홈 형상의 냉각액 통로(7D)에 끼워 맞추는 상향의 띠 형상 돌기(13)를 형성하고 있다. 가압 지그(113)에 이러한 띠 형상 돌기(13)를 형성함으로써, 세퍼레이터(7A)의 위치 결정이 정확하게 행하여진다. 또한, 세퍼레이터(7A)를 흑연으로 형성할 때에는, 흑연이 무르기 때문에, 프레스기(101)가 적층체에 충분한 압축력을 가하기 어렵다. 이 실시예와 같이, 가압 지그(113)의 띠 형상 돌기(13)가 세퍼레이터(7A)의 홈 형상의 냉각 통로(7D)에 끼워 맞춰져서, 응력의 집중을 회피하면서, 충분한 압축력을 적층체에 가할 수 있다. This embodiment is characterized by the shape of the upper surface of the pressing jig 113. Here, instead of forming the upper surface of the pressurizing jig 113 into a plane, the upward strip | belt-shaped protrusion 13 which fits into the groove-shaped coolant flow path 7D formed in 7 A of 1st separators is formed. By forming such a strip | belt-shaped protrusion 13 in the pressing jig 113, positioning of the separator 7A is performed correctly. In addition, when forming the separator 7A from graphite, since the graphite is soft, it is difficult for the press machine 101 to apply sufficient compressive force to the laminate. As in this embodiment, the strip-shaped protrusion 13 of the pressing jig 113 is fitted into the groove-shaped cooling passage 7D of the separator 7A, and a sufficient compressive force is applied to the laminate while avoiding concentration of stress. Can be added.

다음으로 도 6을 참조하여, 프레스기(101)의 가압 지그(123)의 형상에 관한 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. Next, with reference to FIG. 6, the 3rd Embodiment of this invention regarding the shape of the pressing jig 123 of the press machine 101 is demonstrated.

이 실시예에서는, 제2 세퍼레이터(7B)의 배면에도 냉각액 통로(7D)를 형성하는 동시에, 제2 실시예의 띠 형상 돌기(13)를 가압 지그(113)의 상면과, 가압 지그(123)의 하면에 각각 형성한다. In this embodiment, the coolant passage 7D is also formed on the rear surface of the second separator 7B, and the band-shaped projection 13 of the second embodiment is placed on the upper surface of the pressing jig 113 and the pressing jig 123. It is formed on the bottom surface respectively.

이 실시예에 의하면, 세퍼레이터(7A, 7B)가 가압 지그(113)와 가압 지그(123)에 각각 간극없이 접하기 때문에, 핫 프레스에서의 세퍼레이터(7A, 7B)의 지지 구조가 한층 더 안정된다. According to this embodiment, since the separators 7A and 7B are in contact with the pressurizing jig 113 and the pressurizing jig 123 without gaps, the supporting structure of the separators 7A and 7B in the hot press is further stabilized. .

또한, 제2 실시예와 제3 실시예는, 냉각액 통로(7D) 대신에 가스 통로를 형성한 세퍼레이터에도 적용 가능하다. The second embodiment and the third embodiment are also applicable to a separator in which a gas passage is formed instead of the cooling liquid passage 7D.

2004년 1월 28일을 출원일로 하는 일본에서의 특허출원 2004-019743호의 내용을 여기에 인용에 의해 합체한다. The content of patent application 2004-019743 in Japan which makes a January 28, 2004 filing date is hereby incorporated by reference.

이상과 같이, 본 발명을 몇 개의 특정한 실시예를 통하여 설명하였으나, 본 발명은 상기의 각 실시예로 한정되는 것이 아니다. 당업자에게는, 특허청구범위의 기술 범위에서 이러한 실시예에 여러가지 수정 혹은 변경을 가하는 것이 가능하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated through several specific Example, this invention is not limited to each said Example. Those skilled in the art can make various modifications or changes to these embodiments within the scope of the claims.

본 발명에 의하면, 적층한 연료 전지의 구성 부재를 한번의 핫 프레스로 일체화할 수 있다. 따라서, 고체 고분자형 연료 전지 단체(單體)의 제조 프로세스를 단축할 수 있는 동시에, 수많은 연료 전지를 이용한 연료 전지 스택의 제조 프로세스의 일환으로서 본 발명을 받아들임으로써 특히 바람직한 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, the constituent members of the stacked fuel cells can be integrated in one hot press. Therefore, the manufacturing process of the solid polymer fuel cell alone can be shortened, and the present invention can be particularly advantageous by adopting the present invention as part of the manufacturing process of the fuel cell stack using a large number of fuel cells.

본 발명의 실시예가 포함하는 배타적 성질 혹은 특징은 이하와 같이 특허청구된다. Exclusive properties or features included in the embodiments of the present invention are claimed as follows.

Claims (7)

고체 고분자막(5)과, 고체 고분자막(5)의 일면에 제1 가스 확산층(6)과 제1 세퍼레이터(7A)를 적층하고, 고체 고분자막(5)의 다른 일면에 제2 가스 확산층(6B)과 제2 세퍼레이터(7B)를 적층한 고체 고분자막 연료 전지의 제조 방법에 있어서: The first gas diffusion layer 6 and the first separator 7A are stacked on one surface of the solid polymer film 5 and the solid polymer film 5, and the second gas diffusion layer 6B is disposed on the other surface of the solid polymer film 5. In the manufacturing method of the solid polymer membrane fuel cell which laminated | stacked the 2nd separator 7B: 제1 세퍼레이터(7A)의 제1 가스 확산층(6A)과의 접촉면에 접착제를 도포하고; An adhesive is applied to the contact surface of the first separator 7A with the first gas diffusion layer 6A; 제2 세퍼레이터(7B)의 제2 가스 확산층(6B)과의 접촉면에 접착제를 도포하고; An adhesive is applied to the contact surface of the second separator 7B with the second gas diffusion layer 6B; 제1 세퍼레이터(7A)와 제1 가스 확산층(6A)과 고체 고분자막(5)과 제2 가스 확산층(6B)과 제2 세퍼레이터(7B)를 한 쌍의 가압 지그(113, 123)의 사이에 기재한 순서로 겹쳐서 배치하고; The 1st separator 7A, the 1st gas diffusion layer 6A, the solid polymer film 5, the 2nd gas diffusion layer 6B, and the 2nd separator 7B are described between a pair of pressurizing jig 113 and 123. Overlapping in one order; 제1 세퍼레이터(7A)와 제2 세퍼레이터(7B)를 가압 지그(113, 123)로 압축하면서 가열함으로써 일체화된 연료 전지를 얻는 제조 방법. A manufacturing method of obtaining an integrated fuel cell by heating while compressing a first separator (7A) and a second separator (7B) with a pressure jig (113, 123). 청구항 1에 있어서, 제1 세퍼레이터(7A)는 제1 가스 확산층(6A)에 면하는 홈 형상의 가스 통로(7C)를 구비하고, 제1 세퍼레이터(7A)에 도포하는 접착제는 가스 통로(7C)를 화성(畵成)하는 격벽부(7F)에 도포되고, 제2 세퍼레이터(7B)는 제2 가스 확산층(6B)에 면하는 홈 형상의 가스 통로(7C)를 구비하고, 제2 세퍼레이터(7B)에 도포하는 접착제는 가스 통로(7C)를 화성하는 격벽부(7F)에 도포되는 제조 방 법. The first separator 7A has a groove-shaped gas passage 7C facing the first gas diffusion layer 6A, and the adhesive applied to the first separator 7A is a gas passage 7C. Is applied to the partition wall portion 7F for chemical conversion, the second separator 7B is provided with a groove-shaped gas passage 7C facing the second gas diffusion layer 6B, and the second separator 7B. ) Is applied to the partition wall portion 7F forming the gas passage 7C. 청구항 1 또는 2에 있어서, 고체 고분자막(5)의 양면에 미리 제1 촉매층(8A)과 제2 촉매층(8B)을 코팅하고, 가압 지그(113, 123)가 제1 세퍼레이터(7A)와 제2 세퍼레이터(7B)에 가하는 압축력과 열에 의해, 제1 가스 확산층(6A)을 제1 촉매층(8A)에 열 압착시키고, 제2 가스 확산층(6B)을 제2 촉매층(8B)에 열 압착시키는 제조 방법. The method according to claim 1 or 2, wherein the first catalyst layer 8A and the second catalyst layer 8B are coated on both surfaces of the solid polymer membrane 5 in advance, and the pressure jigs 113 and 123 are provided with the first separator 7A and the second. The manufacturing method which heat-compresses the 1st gas-diffusion layer 6A to the 1st catalyst layer 8A by the compression force and heat applied to the separator 7B, and thermo-compresses the 2nd gas-diffusion layer 6B to the 2nd catalyst layer 8B. . 청구항 3에 있어서, 제1 가스 확산층(6A)의 제1 촉매층(8A)에 면하는 일부의 개소에만 접착제를 도포하고, 제2 가스 확산층(6B)의 제2 촉매층(8B)에 면하는 일부의 개소에만 접착제를 도포하고, 가압 지그(113, 123)가 제1 세퍼레이터(7A)와 제2 세퍼레이터(7B)에 가하는 압축력과 열에 의해, 제1 가스 확산층(6A)을 제1 촉매층(8A)에 열 접착시키고, 제2 가스 확산층(6B)을 제2 촉매층(8B)에 열 접착시키는 제조 방법. The adhesive agent is applied to only a part of the surface facing the first catalyst layer 8A of the first gas diffusion layer 6A and partially facing the second catalyst layer 8B of the second gas diffusion layer 6B. The adhesive is applied only to the location, and the first gas diffusion layer 6A is applied to the first catalyst layer 8A by the compression force and heat applied by the pressure jig 113 and 123 to the first separator 7A and the second separator 7B. The manufacturing method of heat bonding and heat bonding a 2nd gas diffusion layer (6B) to a 2nd catalyst layer (8B). 청구항 1에 있어서, 접착제는 열경화 수지를 포함하는 제조 방법. The method of claim 1, wherein the adhesive comprises a thermosetting resin. 청구항 1에 있어서, 제1 세퍼레이터(7A)는 가압 지그(113)에 면하는 면에 오목부(7D)를 구비하고, 가압 지그(113)는 제1 세퍼레이터(7A)의 오목부(7D)에 끼워 맞추는 볼록부(13)를 구비하는 제조 방법. The 1st separator 7A is provided with the recessed part 7D in the surface which faces the pressurizing jig 113, The pressurizing jig 113 is provided in the recessed part 7D of the 1st separator 7A. The manufacturing method provided with the convex part 13 to fit. 청구항 1에 있어서, 오목부(7D)는 연료 전지의 냉각액 통로(7D)인 제조 방법. The manufacturing method according to claim 1, wherein the recessed portion 7D is a coolant passage 7D of the fuel cell.
KR1020067015070A 2004-01-28 2004-12-28 Solid polymer membrane fuel cell manufacturing method KR100737660B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00019743 2004-01-28
JP2004019743A JP2005216598A (en) 2004-01-28 2004-01-28 Solid polymer membrane type fuel cell and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070001104A true KR20070001104A (en) 2007-01-03
KR100737660B1 KR100737660B1 (en) 2007-07-09

Family

ID=34823729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067015070A KR100737660B1 (en) 2004-01-28 2004-12-28 Solid polymer membrane fuel cell manufacturing method

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2005216598A (en)
KR (1) KR100737660B1 (en)
CN (1) CN1906787A (en)
DE (1) DE112004002695T5 (en)
WO (1) WO2005074061A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100957370B1 (en) * 2008-04-29 2010-05-11 현대자동차주식회사 Auto assembly device and method of Membrane Electrode Assembly
KR100957366B1 (en) * 2008-03-13 2010-05-12 현대자동차주식회사 Jig apparatus for fuel cell separator
US8110850B2 (en) 2008-12-26 2012-02-07 Lg Innotek Co., Ltd Semiconductor light emitting device

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7651581B2 (en) * 2005-12-20 2010-01-26 Gm Global Technology Operations, Inc. Catalyst coated diffusion media
US8431284B2 (en) 2007-06-26 2013-04-30 GM Global Technology Operations LLC Low electrical resistance bipolar plate-diffusion media assembly
JP5348388B2 (en) * 2008-11-12 2013-11-20 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of fuel cell
GB201207759D0 (en) * 2012-05-03 2012-06-13 Imp Innovations Ltd Fuel cell
KR101703617B1 (en) * 2015-09-03 2017-02-07 현대자동차 주식회사 Heat treatment device of mea for fuel cell
FR3062958B1 (en) 2017-02-10 2019-04-05 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives ELEMENTARY MODULE OF A FUEL CELL
FR3062960B1 (en) 2017-02-10 2021-05-21 Commissariat Energie Atomique FUEL CELL
JP6926999B2 (en) * 2017-12-05 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 How to manufacture fuel cell
CN113728478B (en) * 2019-09-09 2024-05-28 Nok株式会社 Sealing structure of separator for fuel cell unit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878028A (en) * 1994-08-31 1996-03-22 Aqueous Res:Kk Solid polymer electrolyte fuel cell and its manufacture
JP2001236971A (en) * 2000-02-24 2001-08-31 Fuji Electric Co Ltd Method of producing solid high polymer fuel cell
JP3609016B2 (en) * 2000-10-18 2005-01-12 本田技研工業株式会社 Fuel cell seal mounting method and fuel cell

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100957366B1 (en) * 2008-03-13 2010-05-12 현대자동차주식회사 Jig apparatus for fuel cell separator
KR100957370B1 (en) * 2008-04-29 2010-05-11 현대자동차주식회사 Auto assembly device and method of Membrane Electrode Assembly
US8110850B2 (en) 2008-12-26 2012-02-07 Lg Innotek Co., Ltd Semiconductor light emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1906787A (en) 2007-01-31
WO2005074061A1 (en) 2005-08-11
KR100737660B1 (en) 2007-07-09
DE112004002695T5 (en) 2007-09-13
JP2005216598A (en) 2005-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100737660B1 (en) Solid polymer membrane fuel cell manufacturing method
EP2048730B1 (en) Membrane electrode assembly, method for producing the same, and solid polymer fuel cell using the same
JP6056964B2 (en) Fuel cell manufacturing method and manufacturing apparatus
US9130206B2 (en) Method for manufacturing resin-framed membrane electrode assembly for fuel cell
CN109216724B (en) Fuel cell membrane electrode bonding device and bonding method
CN1322619C (en) Fuel cell and its making method
KR20060108667A (en) Fuel cell and production of fuel cell stack
CN108461794B (en) Proton membrane unit manufacturing device and proton membrane unit
US20140335444A1 (en) Fuel cell separator with gasket and method for manufacturing the same
JP4882221B2 (en) Separator bonding method
JP2004303627A (en) Manufacturing method of electrolyte membrane-electrode jointed assembly for direct methanol type fuel cell
US7681304B2 (en) Membrane electrode assembly and method of manufacturing a membrane electrode assembly
US20050048349A1 (en) Method of manufacturing a fuel cell array and a related array
JP2008052953A (en) Manufacturing method for fuel battery component
US20210288338A1 (en) Fuel cell and method for producing fuel cell
JP2010027234A (en) Fuel battery, and manufacturing method of electrode body of fuel battery cell
US20070154628A1 (en) Solid polymer membrane fuel-cell manufacturing method
CN116014162A (en) Integrated fuel cell unit and manufacturing method thereof
JP2005332697A (en) Manufacturing method and manufacturing device of fuel cell stack
JP6221680B2 (en) Manufacturing method of fuel cell
KR20210026928A (en) Apparatus for manufacturing an elastomeric cell frame for fuel cell
JP2016012435A (en) Manufacturing method of fuel cell
JP2020518980A (en) Method for assembling a fuel cell
KR100957370B1 (en) Auto assembly device and method of Membrane Electrode Assembly
KR20090036290A (en) Ultrasonic wave welding apparatus for welding metal separator of fuel cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee