(57)【要約】【課題】枠体に膜電極接合体を接着する際に枠体の接着部と膜電極接合体に塗布された接着剤との間に残る気泡を低減し反応ガスの漏洩を抑制することができる燃料電池セルの製造方法を提供する。【解決手段】ポリプロピレン（ＰＰ）層を有する３層シート１４にＭＥＡ２１を接着して燃料電池セル１０を製造する方法であって、３層シート１４の開口部１４ｃ側から３層シート１４の外周端部に向かって移行するにしたがって漸次深くなる溝１４ｅであってＭＥＡ２１の外周端部よりも外側まで続いている溝１４ｅを３層シート１４の接着部１４ｄに形成する溝形成工程（ステップＳ１）と、ＭＥＡ２１と３層シート１４の接着部１４ｄとの間に接着剤１５を挟んでＭＥＡ２１を３層シート１４に積層する積層工程（ステップＳ２）と、ＭＥＡ２１と３層シート１４とを加熱して積層方向にプレスする加熱プレス工程（ステップＳ３）とを含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン層を有する枠体に膜電極接合体を接着して燃料電池セルを製造する方法であって、
前記枠体の開口部側から前記枠体の外周端部に向かって移行するにしたがって漸次深くなる溝であって前記膜電極接合体の外周端部よりも外側まで続いている溝を前記枠体の接着部に形成する溝形成工程と、
前記膜電極接合体と前記枠体の接着部との間に接着剤を挟んで前記膜電極接合体を前記枠体に積層する積層工程と、
前記膜電極接合体と前記枠体とを加熱して積層方向にプレスする加熱プレス工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜電極接合体フレームと膜電極接合体とを接着する燃料電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料電池セルの製造方法として、膜電極接合体と、膜電極接合体を挟む一対のガス拡散層と、膜電極接合体を支持する支持フレームとしての膜電極接合体フレーム（以下３層シートともいう。）と、３層シートとガス拡散層を挟む一対のセパレータとを備えた燃料電池セルの製造方法であって、３層シートと膜電極接合体とを接着するものが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１６２６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の燃料電池セルの製造方法においては、３層シートと膜電極接合体とを接着する際に間に気泡が混入し反応ガスが漏洩してしまうおそれがある。具体的には、図６に示すように、膜電極接合体１と３層シート２とを接着する工程において、まず、膜電極接合体１にＵＶ接着剤３がスクリーン印刷で塗布される。次いで、膜電極接合体１と３層シート２とが積層され、加圧により気泡抜きが行われた後、接着部に向けてＵＶ（紫外線）が照射され、ＵＶ接着剤３が硬化される。積層加圧工程において３層シートとＵＶ接着剤３との間に残留した気泡は、硬化後もそのまま残ってしまう。
【０００５】
図７（ａ）に示すように、膜電極接合体１と一対のガス拡散層４からなる膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode and Gas Diffusion Layer Assembly、以下ＭＥＧＡという。）５は、ＵＶ接着剤３を挟んで３層シート２に接着される。図７（ｂ）に示すように、積層加圧においては、膜電極接合体１にＵＶ接着剤３が塗布されたＭＥＧＡのサブアッセンブリ（以下Ｓ／Ａという。）と３層シート２が積層され加圧される。膜電極接合体１に塗布されたＵＶ接着剤３の表面には凹凸があるので、その上に平坦な３層シート２を積層することにより、ＵＶ接着剤３と３層シート２との間に気泡Ｂが混入する可能性がある。
【０００６】
積層によりＵＶ接着剤３と３層シート２との間に気泡Ｂが混入していると、加圧の際に気泡Ｂが全部抜けず一部が残るおそれがある。図７（ｃ）に示すように、ＵＶ接着剤３と３層シート２との間の気泡Ｂは、圧力で移動する。そして、一部の気泡Ｂは接着部の端部まで到達して端部から排出される。しかしながら、気泡Ｂは、接着部から抜ける部位と出口が塞がれて抜けない部位が存在し、抜けない部位がＵＶ接着剤３と３層シート２との間に残ってしまう。ＵＶ接着剤３の表面と３層シート２との間に気泡Ｂが残ると、ＵＶ接着剤３によるシールの有効幅が減少し、燃料電池使用時に耐クロスリーク性能が低下し、反応ガスが漏洩するおそれがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、膜電極接合体を３層シートに接着する際に３層シートの接着部と膜電極接合体に塗布された接着剤との間に残る気泡を低減し反応ガスの漏洩を抑制することができる燃料電池セルの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る燃料電池セルの製造方法は、ポリプロピレン層を有する枠体に膜電極接合体を接着して燃料電池セルを製造する方法であって、前記枠体の開口部側から前記枠体の外周端部に向かって移行するにしたがって漸次深くなる溝であって前記膜電極接合体の外周端部よりも外側まで続いている溝を前記枠体の接着部に形成する溝形成工程と、前記膜電極接合体と前記枠体の接着部との間に接着剤を挟んで前記膜電極接合体を前記枠体に積層する積層工程と、前記膜電極接合体と前記枠体とを加熱して積層方向にプレスする加熱プレス工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る燃料電池セルの製造方法は、枠体の接着部に、枠体の開口部側から枠体の外周端部に向かって移行するにしたがって漸次深くなる溝であって膜電極接合体の外周端部よりも外側まで続いている溝を形成し、膜電極接合体と枠体の接着部との間に接着剤を挟んで膜電極接合体を枠体に積層し、膜電極接合体と枠体とを加熱して積層方向にプレスする。
【００１０】
したがって、積層した際に膜電極接合体と枠体の接着部との間に混入した気泡を溝に沿って枠体の開口部側から枠体の外周端部側に向かって移動させて、膜電極接合体の外周端部から排出させることができる。また、加熱プレスした際に、溝は、加熱プレス工程でポリプロピレン（ＰＰ）層が溶融し、徐々に枠体の開口部側から枠体の外周端部側に向かって埋められる。したがって、膜電極接合体と枠体の接着部との間に気泡が残ることがなく、枠体と膜電極接合体とが有効に接着される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、膜電極接合体と枠体である３層シートとを接着剤で接着する際に、膜電極接合体と３層シートの接着部との間に残る気泡を低減し反応ガスの漏洩を抑制することができる燃料電池セルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの分解斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの図であり、図２（ａ）は、燃料電池セルの部分断面図を示し、図２（ｂ）は、接着剤が塗布された状態の３層シートの平面図および一部を拡大した拡大平面図を示す。
【図３】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造方法における工程図。
【図４】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造方法における工程を説明する説明図。
【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池セルの製造方法における実施例と比較例の表。
【図６】従来の燃料電池セルの製造方法における３層シートと膜電極接合体とを接着する工程を説明する説明図および気泡が混入している状態の接着部の部分拡大図。
【図７】従来の燃料電池セルの製造方法における燃料電池セルの図であり、図７（ａ）は、燃料電池セルの部分断面図を示し、図７（ｂ）は、積層・加圧の説明図を示し、図７（ｃ）は、積層・加圧時の接着部内の気泡の状態を表す説明図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る燃料電池セルの製造方法を適用した実施形態に係る燃料電池セル１０の製造方法について図面を参照して説明する。まず、燃料電池セル１０の構成について説明する。
【００１４】
燃料電池セル１０は、図１に示すように、ＭＥＧＡ１１と、カソード側セパレータ１２と、アノード側セパレータ１３と、３層シート１４と、図示しないガスケットと、図２（ａ）に示す接着剤１５とにより構成されている。
【００１５】
燃料電池セル１０は、複数個が積層されることにより、図示しない燃料電池スタックが形成され、その燃料電池スタックを用いて燃料電池が製造される。
【００１６】
ＭＥＧＡ１１は、図２（ａ）に示すように、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly、以下ＭＥＡという。)２１と、カソード側ガス拡散層（ＧＤＬ：Gas Diffusion Layer、以下ＧＤＬという。）２２と、アノード側ＧＤＬ２３を有している。ＭＥＧＡ１１は、ＭＥＡ２１の一方面にカソード側ＧＤＬ２２が積層され、ＭＥＡ２１の他方面にアノード側ＧＤＬ２３が積層されて構成されている。ＭＥＧＡ１１は、ＭＥＡ２１及びアノード側ＧＤＬ２３よりもカソード側ＧＤＬ２２が小さく形成されており、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔから所定範囲に亘ってＭＥＡ２１を露出させる構成となっている。ＭＥＧＡ１１は、カソード側ＧＤＬ２２の外周端部２２ｔから突出して露出する部分が、３層シート１４に対向するように積層され、カソード側ＧＤＬ２２が３層シート１４の開口部１４ｃ内に配置される。
【００１７】
ＭＥＡ２１は、電解質膜３１と、カソード側触媒層３２と、アノード側触媒層３３との接合体を有している。電解質膜３１の一方面にカソード側触媒層３２が積層され、電解質膜３１の他方面にアノード側触媒層３３が積層されて構成されている。ＭＥＡ２１は、電解質膜３１及びアノード側触媒層３３よりもカソード側触媒層３２が小さく形成されており、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔから所定範囲に亘って電解質膜３１を露出させる構成となっている。ＭＥＡ２１は、カソード側触媒層３２の外周端部３２ｔから露出する部分が、３層シート１４の接着部１４ｄに対向して配置され、接着剤１５によって接着されるようになっている。カソード側触媒層３２は、カソード側ＧＤＬ２２よりも小さく形成されており、カソード側触媒層３２の外周端部３２ｔの方が、カソード側ＧＤＬ２２の外周端部２２ｔよりも引っ込んだ位置に配置されている。カソード側ＧＤＬ２２の外周端部２２ｔと電解質膜３１は、積層方向に対向しており、接着剤１５により互いに接着されている。
【００１８】
電解質膜３１は、パーフルオロスルホン酸（ＰＦＳＡ）アイオノマーなどの固体高分子材料である高分子電解質樹脂で形成されており、イオン伝導性を有する高分子膜を電解質とするイオン交換膜からなる。電解質膜３１は、電子および気体の流通を阻止するとともに、プロトンをアノード側触媒層３３からカソード側触媒層３２に移動させる機能を有している。
【００１９】
カソード側触媒層３２は、白金や白金合金などの触媒を担持した導電性の担体からなり、例えば、触媒担持カーボン粒子などのカーボン粒子を、プロトン伝導性を有するアイオノマーで被覆して形成された電極触媒層からなる。
【００２０】
なお、アイオノマーは、電解質膜３１と同質のフッ素系樹脂などの固体高分子材料である高分子電解質樹脂からなり、イオン交換基によりプロトン伝導性を有する。カソード側触媒層３２は、プロトンと電子と酸素から水を生成する機能を有している。
【００２１】
アノード側触媒層３３は、カソード側触媒層３２と同様の材料で形成されているが、カソード側触媒層３２と異なり、水素ガス（Ｈ２）をプロトンと電子に分解する機能を有している。アノード側触媒層３３は、カソード側触媒層３２よりも大きく形成されており、電解質膜３１を挟んで３層シート１４と対向して積層されるとともに、電解質膜３１およびカソード側触媒層３２を挟んでカソード側ＧＤＬ２２と対向して積層されている。
【００２２】
カソード側ＧＤＬ２２は、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。カソード側ＧＤＬ２２は、カソード側触媒層３２の外側に接合されており、酸化剤ガスとしての空気を拡散させて均一にし、カソード側触媒層３２に行き渡らせる機能を有している。
【００２３】
アノード側ＧＤＬ２３は、カソード側ＧＤＬ２２と同様に、ガス透過性および導電性を有する材料、例えば、カーボンペーパーなどの炭素繊維や黒鉛繊維などの多孔質の繊維基材で形成されている。アノード側ＧＤＬ２３は、アノード側触媒層３３の外側に接合されており、燃料ガスとしての水素ガスを拡散させて均一にし、アノード側触媒層３３に行き渡らせる機能を有している。
【００２４】
カソード側セパレータ１２は、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板で形成されている。カソード側セパレータ１２は、カソード側ＧＤＬ２２および３層シート１４に接着されており、カソード側ＧＤＬ２２の表面に沿って酸化剤ガスとしての空気を流す図示しない酸化剤ガス流路が形成されている。カソード側セパレータ１２の表面は、チタン（Ｔｉ）薄膜が形成され、チタン薄膜に炭素層が形成されている。
【００２５】
アノード側セパレータ１３は、カソード側セパレータ１２と同様、鉄鋼板、ステンレス鋼板およびアルミニウム板などの金属板で形成されている。アノード側セパレータ１３は、アノード側ＧＤＬ２３に接合されており、アノード側ＧＤＬ２３の表面に沿って燃料ガスとしての水素を流す図示しない燃料ガス流路が形成されている。アノード側セパレータ１３の表面は、カソード側セパレータ１２の表面と同様、表面にチタン（Ｔｉ）薄膜が形成され、チタン薄膜に炭素層が形成されている。
【００２６】
３層シート１４は、本発明に係る燃料電池セルの製造方法における枠体を構成する。３層シート１４には、ＭＥＧＡ１１を接着することによって閉塞される開口部１４ｃが設けられている。３層シート１４は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、コア材１４ａと、コア材１４ａの表面および裏面に形成された各接着層１４ｂを有する３層構造で構成されている。３層シート１４は、接着層１４ｂでカソード側セパレータ１２を接着するとともに、接着剤１５により接着層１４ｂと電解質膜３１とが接着されている。本実施形態に係る３層シート１４の接着層１４ｂは、本発明に係る燃料電池セルの製造方法におけるポリプロピレン（ＰＰ）層に対応する。
【００２７】
３層シート１４は、燃料極の水素ガス（Ｈ２）や空気極の酸素ガス（Ｏ２）が、微量ながら電解質膜３１を通過し、漏洩してしまうという、いわゆるクロスリークや触媒電極同士の電気的短絡を防ぐための機能を有している。
【００２８】
コア材１４ａは、熱可塑性の合成樹脂で枠状に形成されており、中央に方形の開口部１４ｃを有している。熱可塑性の合成樹脂としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）が挙げられる。
【００２９】
各接着層１４ｂは、電解質膜３１よりも高い剛性、弾性や粘性を有する接着部材で、それぞれコア材１４ａと略同様に開口部１４ｃを有する形状で形成されている。接着部材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やエポキシ樹脂からなる接着剤が挙げられる。
【００３０】
３層シート１４の接着層１４ｂには、図２（ｂ）に示すように、ＭＥＡ２１と対向する部分に接着部１４ｄが設けられている。接着部１４ｄは、３層シート１４の開口部１４ｃの端縁に沿って全周に亘って帯状に形成されている。接着部１４ｄは、接着剤１５を間に挟んでＭＥＡ２１の電解質膜３１と接着される。
【００３１】
接着部１４ｄには、複数個の溝１４ｅが設けられている。各溝１４ｅは、３層シート１４の開口部１４ｃ側から３層シート１４の外周端部に向かって移行するにしたがって漸次深くなり、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔよりも外側まで続いている。各溝１４ｅは、３層シート１４の開口部１４ｃ側から３層シート１４の外周端部に向かって移行するにしたがって漸次深くなるようにそれぞれ傾斜して形成されている。溝１４ｅは、後述の加熱プレス工程によって接着部１４ｄが溶融して完全に埋まる大きさを有しており、その傾斜によって開口部１４ｃ側から溶けて溝１４ｅが深くなる方向に徐々に埋まるようになっている。
【００３２】
溝１４ｅは、開口部１４ｃ付近の始点から、３層シート１４とＭＥＡ２１とが積層された状態で、図２（ａ）に示すように、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔから距離Ｌ１だけ離隔した部分の終点までの間で、長さＬ２（ｍｍ）で形成されている。溝１４ｅは、開口部１４ｃ付近の始点では深さ０ｍｍとなっており、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔからＬ１の部分の終点では、深さＤ（ｍｍ）を有している。
【００３３】
また、溝１４ｅは、図２（ｂ）の拡大図に示すように、開口部１４ｃ付近の始点では幅は０ｍｍで、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔから距離Ｌ１だけ離隔した部分の終点では、徐々に拡がって幅Ｗ（ｍｍ）で形成されている。溝１４ｅは、開口部１４ｃの端縁の全周に亘って、等間隔のピッチＰ（ｍｍ）で複数個が形成されている。
【００３４】
溝１４ｅにおける、深さＤ、距離Ｌ１、長さＬ２、ピッチＰ、幅Ｗは、燃料電池セル１０の設定諸元や、形状、大きさ、材質、加工条件や実験値などのデータに基づいて適宜選択される。溝１４ｅが小さすぎると、接着剤１５内に混入した気泡が逃げにくくなることがあり、大きすぎると燃料電池セル１０のセル化の工程において溝１４ｅが埋まらず必要なシール性が確保できなくなることがある。
【００３５】
溝１４ｅは、具体的には、幅Ｗは、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度、距離Ｌ１は、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度、深さＤは、接着層１４ｂの厚み（ｍｍ）の上限程度、ピッチＰは、１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００３６】
不図示のガスケットは、ゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性を有する材料で形成されており、カソード側セパレータ１２の酸化剤ガス流路側に接着されている。ガスケットは、複数個の燃料電池セル１０を積層した際に、隣接する他の燃料電池セル１０の表面に当接し、二つの燃料電池セル１０の間を封止するように構成されている。
【００３７】
接着剤１５は、図２に示すように、３層シート１４の接着部１４ｄとＭＥＡ２１の電解質膜３１との間に挟まれており、３層シート１４の内壁面部１４ｎとカソード側ＧＤＬ２２の外周端部２２ｔにも当接するように塗布されている。接着剤１５は、カソード側ＧＤＬ２２の外周端部２２ｔと３層シート１４の内壁面部１４ｎとの間に介在し、硬化することでＭＥＡ２１および３層シート１４の気密性が確保されている。接着剤１５は、カソード側ＧＤＬ２２と電解質膜３１との間、及び、カソード側ＧＤＬ２２とカソード側触媒層３２との間にも入り込んでこれらを互いに接着している。
【００３８】
接着剤１５は、硬化後も粘着性を有するポリイソブチレン（ＰＩＢ：Polyisobutylene）を含み、紫外線を照射することにより硬化するＵＶ（紫外線）硬化型の接着剤からなる。接着剤１５は、例えば、エポキシ樹脂などのカチオン重合性樹脂からなるＵＶ硬化性の接着剤で構成されている。
【００３９】
接着剤１５は、例えば、スクリーン印刷法やディスペンサで塗布する方法で３層シート１４などの塗布領域に塗布される。塗布後、塗布領域に所定の紫外線が照射されると、照射条件に応じた時間経過により徐々に硬化が進み流動性を有する状態から流動性を殆ど有さない状態になり硬化が完了する。
【００４０】
次いで、本実施形態に係る燃料電池セル１０の製造方法について図面を参照して説明する。
【００４１】
燃料電池セル１０の製造方法は、図３に示すように溝形成工程、積層工程および加熱プレス工程を含んで構成されている。各工程は順次行われる。溝形成工程の前工程として、例えば、３層シート１４を作製する公知の工程があり、溶融工程後の次工程として、例えば、溶融によって形成された燃料電池セル１０を冷却する公知の冷却工程がある。
【００４２】
溝形成工程においては、作製された３層シート１４に、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す溝１４ｅが形成される（ステップＳ１）。溝１４ｅは、例えば、３層シート１４のロール製造時にロールプレスなどの溝形状を付与するプレス加工により加工される。
【００４３】
積層工程においては、図４の左側に示すように、３層シート１４の接着部１４ｄとＭＥＡ２１の電解質膜３１の間に接着剤１５が挟み込まれるように３層シート１４とＭＥＡ２１を積層し（ステップＳ２）、ＭＥＧＡ  Ｓ／Ａを形成する。電解質膜３１のカソード側触媒層３２から露出した部分には、予め接着剤１５が塗布されており、その上から３層シート１４が重ね合わされて積層される。電解質膜３１に塗布された接着剤１５の表面は、電解質膜３１の表面と比較して凹凸が大きく、その接着剤１５の上に、平坦な３層シート１４の接着部１４ｄを重ねた際に、３層シート１４の接着部１４ｄと接着剤１５との間には気泡Ｂが混入する。
【００４４】
本実施例では、３層シート１４の接着部１４ｄに溝１４ｅが設けられており、３層シート１４に電解質膜３１を積層した際に３層シート１４の接着部１４ｄと接着剤１５との間に混入する気泡Ｂを溝１４ｅに集めることができる。そして、気泡Ｂを、溝１４ｅに沿って３層シート１４の開口部１４ｃ側から３層シート１４の外周端部側に向かって移動させて、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔから効率よく排出させることができる。
【００４５】
セル化及び加熱プレス工程においては、図４の右側に示すように、ＭＥＧＡ  Ｓ／Ａが、上型と下型とを有するプレス型の下型内にセットされ、プレス型が所定の温度（℃）になるまで加熱され、上型と下型とによりＭＥＧＡ  Ｓ／Ａに対してそれぞれ圧力が加えられ、いわゆるＭＥＧＡ  Ｓ／Ａのホットプレスが行われる（ステップＳ３）。
【００４６】
このホットプレスにより、３層シート１４の接着層１４ｂが溶融され、溝１４ｅが徐々に３層シート１４の開口部１４ｃ側から３層シート１４の外周端部側に向かって埋められる。したがって、溝１４ｅに気泡が残ることを抑制し、３層シート１４と電解質膜３１とが有効に接着され、シール性が確保できる。
【００４７】
加熱プレス工程が終了すると、図４の最も右側の図に示すように、溝１４ｅ内の空気が外に抜け、溝１４ｅの全部が埋められ、３層シート１４と電解質膜３１とが接着される。完成した燃料電池セル１０は次工程に送られる。
【００４８】
次いで、本実施形態に係る燃料電池セル１０の製造方法における効果について、実施例および比較例に係る燃料電池セルを作製して検証した。実施例に係る燃料電池セルおよび比較例に係る燃料電池セルについて説明する。
【００４９】
実施例に係る燃料電池セルにおけるＭＥＧＡ  Ｓ／Ａと３層シート１４の図２（ａ）に示す接着部１４ｄにおいて、ＭＥＧＡ  Ｓ／Ａの電解質膜３１と３層シート１４の接着層１４ｂとが有効に接着している部分、即ちシール幅を測定し、比較例に係る燃料電池セルのシール幅と比較して接着状態を検証した。シール幅は、接着部１４ｄにおいて、３層シート１４の開口部１４ｃからＭＥＡ２１の外周端部２１ｔ方向への幅となっている。
【００５０】
実施例に係る燃料電池セルは、溝形成工程（ステップＳ１）において形成される３層シート１４の溝１４ｅの幅Ｗを０．５ｍｍとした。溝１４ｅの長さＬ２は、３層シート１４の開口部１４ｃから１ｍｍ離隔した点を始点とし、ＭＥＡ２１の外周端部２１ｔから１ｍｍだけ離隔した部分を終点とした長さにした。
【００５１】
また、溝１４ｅの深さＤは、長さＬ２の始点を０ｍｍ、長さＬ２の終点を３層シート１４の接着層１４ｂの厚みと同じ深さにした。ピッチＰを３ｍｍとして３層シート１４の開口部１４ｃの周りに全周に亘って溝１４ｅを形成した。
【００５２】
積層工程（ステップＳ２）において、図４に示すように、３層シート１４と電解質膜３１とにより接着剤１５が挟み込まれるように積層した。そして、加熱プレス工程（ステップＳ３）において、プレス型を所定の温度（℃）になるまで加熱し、上型と下型とによりＭＥＧＡ  Ｓ／Ａを所定の圧力で加圧し、実施例に係る燃料電池セルを作製した。
【００５３】
比較例は、３層シート１４に溝が形成されていないこと以外は本実施例に係る燃料電池セル１０と同様の構造を有しており、比較例のシール幅を１として、実施例と比較した。
【００５４】
実施例に係る燃料電池セルのシール幅は、図５に示すように、１．４であり、従来品のシール幅１に対して、１．４倍に増加した。したがって、実施例に係る燃料電池セルは、ＭＥＡ２１と３層シート１４とを接着剤１５で接着する際に、３層シート１４の接着部１４ｄと接着剤１５との間に残る気泡Ｂを低減することができ、反応ガスの漏洩を抑制することができるという効果が確認された。
【００５５】
したがって、実施形態に係る燃料電池セル１０の製造方法においては、燃料電池セル１０の生産性が向上し、燃料電池セル内リークの不良率が低減するという効果が得られる。さらに、燃料電池セル１０により構成される燃料電池スタックのセル内シール性が向上し、クロスリーク耐久性能の信頼性が向上するという効果が得られる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…燃料電池セル、１１…ＭＥＧＡ、１２…カソード側セパレータ、１３…アノード側セパレータ、１４…３層シート（枠体）、１４ａ…コア材、１４ｂ…接着層（ポリプロピレン層）、１４ｃ…開口部、１４ｄ…接着部、１４ｅ…溝、１４ｎ…内壁面部、１５…接着剤、２１…ＭＥＡ（膜電極接合体）、２１ｔ、２２ｔ、３１ｔ、３２ｔ…外周端部、２２…カソード側ＧＤＬ、２３…アノード側ＧＤＬ、３１…電解質膜、３２…カソード側触媒層、３３…アノード側触媒層
【図１】
2020064814.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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