(57)【要約】【課題】構成が単純で小型化が可能であり、さらに製造が容易かつ効率のよい電力供給が可能な燃料電池を実現する。【解決手段】シート状の導電性多孔質体１１から突出した端子用タブ１２と、導電性多孔質体１１の周囲を囲んで面方向に延びる樹脂枠１３とが設けられ、この樹脂枠１３の外面１３ａに端子用タブ１２が露出している構造のガス拡散層部材。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の導電性多孔質体から突出した端子用タブと、前記導電性多孔質体の周囲を囲んで面方向に延びる樹脂枠とが設けられ、該樹脂枠の外面に前記端子用タブが露出していることを特徴とする固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材。
【請求項２】
前記導電性多孔質体が複数並び、その周りに前記樹脂枠が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池。
【請求項３】
前記導電性多孔質体をインサート部品として、該導電性多孔質体の縁部に連なるように樹脂を射出して前記樹脂枠を成形するインサート成形を行うことにより、請求項１に記載のガス拡散層用部材を製造することを特徴とする固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項４】
前記導電性多孔質体を複数並べておいて、その周りに樹脂を射出して前記樹脂枠を成形することを特徴とする請求項３に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項５】
前記導電性多孔質体に接続する端子用タブを、インサート成形後、前記樹脂枠上に形成することを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項６】
前記導電性多孔質体に接続する端子用タブを、前記導電性多孔質体から突出するように形成しておき、これら導電性多孔質体および端子用タブをインサート部品としてインサート成形を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項７】
前記端子用タブを前記樹脂枠内部に設けておき、該樹脂枠および端子用タブを貫通する貫通孔を形成することを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項８】
前記導電性多孔質体に接続する端子用タブを二色成形により導電性樹脂で形成することを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体高分子型燃料電池に用いられるガス拡散層部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体高分子電解質の利用により、携帯可能な小型の固体高分子型燃料電池の開発が進められている。通常、固体高分子型燃料電池では、一対の電極（単セル）による起電力が小さいので、複数の単セルを直列に接続する構造となっている。ところが、複数の単セルを順次接続するために、単セルを積み重ねた構成（いわゆるスタック型）を採用すると、積み重ねた各単セル間にセパレータ板を配置しなければならず、また、積み重ねた狭い流路に燃料であるメタノール水溶液や空気を送る必要が生じ、ポンプなどの補機が必要となる。そのため、体積、重量、コスト等の点で不利となる。そこで、セパレータ板を用いずに単セルを平面に並べて接続することにより省スペース化を図る、いわゆる平面型の開発が進められている。
【０００３】
平面型燃料電池としては、たとえば、燃料極と空気極との間に電解質層を挟んだ単セルを構成し、各単セルの燃料極および空気極の電解質層とは反対側の面に、貫通孔を有する接続板を配置して、隣り合う単セルの燃料極と空気極とを接続板で順次接続する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５６８５５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、まずガスシール部、燃料極および空気極を一体化した単セルを複数形成しておき、その単セルを平面上に間隔をおいて並べ、隣り合う単セルの一方の下面と他方の上面とに接続するＺ字状の接続板を順次配置し、さらに接続板間の隙間にシール剤を充填するという多くの工程を行わなければならず、組み立てる部材も多いため、製造が容易ではない。
また、燃料電池のより一層の小型化が図られた場合、何層もの構造を有する単セル間の微小な隙間に確実にシール剤を充填するのは困難であり、シール剤の充填不足によるセル間の絶縁不良や液体燃料の漏れ等の問題が生じるおそれもある。
【０００６】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、構成が単純で小型化が可能であり、さらに製造が容易かつ効率のよい電力供給が可能な燃料電池を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材は、シート状の導電性多孔質体から突出した端子用タブと、導電性多孔質体の周囲を囲む樹脂枠とが設けられ、この樹脂枠の外周面に端子用タブが露出していることを特徴としている。
【０００８】
なお、固体高分子型燃料電池に用いられる燃料としては水素ガスとメタノール水溶液の２種類があり、メタノール水溶液を用いる場合には導電性多孔質体を流れる燃料は液体であるが、この部分は慣用的にガス拡散層と呼ばれている。ここでは、液体燃料を用いる場合も含めて、慣用に従いガス拡散層と呼んでいるのであって、気体燃料用に限定するものではない。
【０００９】
この発明によれば、ガス拡散層および集電体を兼ねる導電性多孔質体から端子用タブを突出させてこれを樹脂枠で囲むという簡素な構成であるので、製造が容易である。
そして、このガス拡散層用部材を用いて、導電性多孔質体の一方の面に触媒層を形成しておき、触媒層を設けた面を対向させた２枚のガス拡散層用部材間に電解質膜を配置してホットプレス等でこれらを接合するだけで、樹脂枠によって端面のガスシールがなされた単セルを容易に実現することができる。
【００１０】
また、導電性多孔質体および端子用タブが平面上に複数並び、その周りに設けられた樹脂枠が各導電性多孔質体を同時に保持する構造とすれば、触媒層の形成とホットプレス等の接合工程を行うだけで、相互間を絶縁して複数の単セルを平面的に並べたいわゆる平面セルを、容易に実現することができる。
【００１１】
なお、端子用タブは、樹脂枠の表面（上下面）や側面等、いずれかの部位で露出していればよく、たとえば全体が樹脂枠中に埋め込まれた状態で先端のみが露出する構成や、上下面のいずれかに露出するのみで側面には露出しない構成などでもよい。
【００１２】
導電性多孔質体としては、カーボンペーパー、カーボンクロスといったカーボン製多孔体を用いてもよいが、ガス拡散性と導電性がともに良好な、３次元網目構造を有する金属製のもの、たとえば金属粉末を焼結したシート、金属不織布、積層メッシュ等を用いることが望ましい。なかでも、気孔率や厚さを適宜調節でき、使用できる原料金属も多様である金属粉末を焼結したシートは、このガス拡散層用部材の導電性多孔質体として、より好適である。さらにまた、金属粉末をバインダ、溶媒を加えて混練したものに発泡剤を混ぜて発泡性スラリーとし、発泡成形後に焼結して得られる発泡金属焼結シートでは、高い気孔率までも製造可能であることから、より好ましい。
【００１３】
また、本発明のガス拡散層用部材の製造方法は、導電性多孔質体をインサート部品として、この導電性多孔質体の縁部に連なるように樹脂を射出して樹脂枠を成形するインサート成形を行うことを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、導電性多孔質体の側部に開口する気孔中に溶融樹脂が入り込んで固化するので、導電性多孔質体のガスシールを確実にすることができるとともに、アンカー効果により導電性多孔質体と樹脂枠とを強固に接続させることができる。
【００１５】
また、導電性多孔質体を複数並べておいて、その周りに樹脂を射出して樹脂枠を成形することにより、複数の単セルを有する平面セルの製造を容易にするガス拡散層用部材を製造することができる。
【００１６】
この製造方法において、端子用タブは、樹脂枠を形成した後に、めっき、蒸着、スパッタ等、各種方法により、樹脂枠上に形成することができる。あるいは、導電性多孔質体に端子用タブを一体に形成しておき、これら導電性多孔質体および端子用タブをインサート部品としてインサート成形してもよい。
【００１７】
樹脂枠を形成した後に端子用タブを形成する場合、成形用金型間で導電性多孔質体を挟持して、この導電性多孔質体の周囲に樹脂を射出することができる。また、端子用タブを形成した導電性多孔質体をインサート部品とする場合、導電性多孔質体から突出した端子用タブを金型間で挟持して、樹脂を射出することができる。
【００１８】
さらに、この製造方法において、いわゆる二色成形により、導電性樹脂からなる端子用タブと非導電性樹脂からなる樹脂枠とを射出形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図１９を参照して説明する。
図１に、本発明の一実施形態に係るガス拡散層用部材１０を示す。このガス拡散層用部材１０は、シート状の導電性多孔質体１１と、導電性多孔質体１１から突出した端子用タブ１２と、導電性多孔質体１１の周囲を囲む樹脂枠１３とが設けられ、樹脂枠１３の外面１３ａに端子用タブ１２の先端１２ａが露出している構成となっている。
【００２０】
このガス拡散層用部材１０は、導電性多孔質体１１中で集電した電子を端子用タブ１２から流出させる、あるいは端子用タブ１２から流入した電子を導電性多孔質体１１中に流出させるため、導電性多孔質体１１および端子用タブ１２は導電性に優れた材質で形成される。なお、腐食が問題となる場合には、ステンレス鋼などの耐食材料を用いることが好ましい。
【００２１】
図１に示すガス拡散層用部材１０の実施形態では、各導電性多孔質体１１にそれぞれ１つの端子用タブ１２を設けているが、導電性多孔質体１１の導電性が低い場合には集電効率が低くなるのを防ぐために、図２に示すように導電性多孔質体１１の両端から端子用タブ１２を各１つずつ突出させたり、図３に示すように導電性多孔質体１１と端子用タブ１２との接触面を大きくしたり、さらに図４に示すように、端子用タブ１２の形状を、導電性多孔質体１１の長さ方向に延び両端からそれぞれ突出するように形成したりするなど、種々の構成を採用することができる。
【００２２】
また、端子用タブ１２は、樹脂枠１３の側面１３ａや表面（上下面）１３ｂ，１３ｃ等、いずれかの部位で露出していればよく、たとえば全体が樹脂枠１３中に埋め込まれた状態で端子用タブ１２の先端１２ａのみが露出する構成（図５）や、上下面１３ｂ，１３ｃのいずれかの面に露出するのみで側面１３ａには露出しない構成（図６）などでもよい。さらには、図７に示すように、端子用タブ１２全体を樹脂枠１３中に埋め込んで、端子用タブ１２ごと樹脂枠１３を貫通する貫通孔ｈを設け、この貫通孔ｈの内周面に端子用タブ１２が露出する構成を採用することもできる。
【００２３】
導電性多孔質体１１は、固体高分子型燃料電池において、３次元網目構造による通気性および導電性を備えることによりガス拡散層と集電板とを兼ねるシート状部材であって、具体的には、たとえば金属粉末を焼結したシート、発泡金属焼結シート、金属不織布、積層メッシュなどを所要形状に形成したものである。
【００２４】
ここで、導電性多孔質体１１の一例として、金属粉末を焼結して製造される多孔質の発泡金属焼結シート１１について説明する。この発泡金属焼結シート１１は、たとえば、金属粉末を含むスラリーＳを薄く成形して乾燥させたグリーンシートＧを焼成することにより製造される。
【００２５】
スラリーＳは、導電性を有する金属粉末、発泡剤（ヘキサン）、有機バインダ（メチルセルロース）、溶媒（水）等を混合したものである。このスラリーＳをドクターブレード法により薄く成形するグリーンシート製造装置２０を図８に示す。
【００２６】
グリーンシート製造装置２０において、まず、スラリーＳが貯蔵されたホッパー２１から、ローラ２２によって搬送されるキャリアシート２３上にスラリーＳが供給される。キャリアシート２３上のスラリーＳは、移動するキャリアシート２３とドクターブレード２４との間で延ばされ、所要の厚さに成形される。
【００２７】
成形されたスラリーＳは、さらにキャリアシート２３によって搬送され、加熱処理を行う発泡槽２５および加熱炉２６を順次通過する。発泡槽２５では高湿度雰囲気下にて加熱処理を行うので、スラリーＳにひび割れを生じさせずに発泡剤を発泡させることができる。そして、発泡により空洞が形成されたスラリーＳが加熱炉２６にて乾燥されると、粒子間に空洞を形成している金属粉末が有機バインダによって接合された状態のグリーンシートＧが形成される。
【００２８】
このグリーンシートＧを、キャリアシート２３から取り外した後、図示しない真空炉にて脱脂・焼成することにより、有機バインダが取り除かれ、金属粉末同士が焼結した多孔質体が得られる。この多孔質体を適当な大きさに切断して、発泡金属焼結シート（導電性多孔質体）１１とすることができる。
【００２９】
以上のように形成された発泡金属焼結シート１１には、端子用タブ１２が接続されている。端子用タブ１２は、通気性がなく導電性のよい金属薄板や導電性樹脂からなり、導電性多孔質体１１から突出するように設けられている。本実施形態の端子用タブ１２は金属薄板からなり、導電性多孔質体１１から面方向に突出するように、導電性多孔質体１１に対して一部分を重ねた状態で、スポット溶接等により溶着されている。
【００３０】
樹脂枠１３は、通気性がなく電気絶縁性を有する樹脂からなり、導電性多孔質体１１の面方向に延び、間隔をおいて平面状に並んだ複数の導電性多孔質体１１の間を埋めるとともに、導電性多孔質体１１の周囲（縁部）を囲むように設けられ、導電性多孔質体１１の側部１１ｃの通気性をシールしている。この樹脂枠１３の外面１３ａには、導電性多孔質体１１に接続された端子用タブ１２の先端１２ａが露出している。
【００３１】
この樹脂枠１３には、ガス拡散層同士を挟んで固定したり位置を固定したりするためのネジ穴を設けてもよい。また、外周のシール性をより向上させるため、Ｏリング用の溝を設けたり、軟質の樹脂で凸部を設けたりしてもよい。
【００３２】
次に、本発明の一実施形態に係るガス拡散層用部材１０の製造方法について説明する。この方法は、発泡金属焼結シート１１をインサート部品としてインサート成形するものであり、ここでは、１つのガス拡散層用部材１０について、４つの発泡金属焼結シート１１をインサートするものとする。
【００３３】
まず、図９に示すように、各発泡金属焼結シート１１に端子用タブ１２を溶接して一体としておき、この端子用タブ１２が溶接された４つの発泡金属焼結シート１１を、互いに面方向に間隔を空けて、図１０に示す射出成形用金型の一対の型板４０，４１間に形成されたキャビティ４２内に配置しておく。
【００３４】
キャビティ４２内では、キャビティ４２内に突出するピン部材４６によって各端子用タブ１２を押さえるとともに、各型板４０，４１によって各発泡金属焼結シート１１を挟持させ、射出される樹脂の圧力によってキャビティ４２内で発泡金属焼結シート１１および端子用タブ１２が移動しないように固定する。したがって、溶融樹脂を発泡金属焼結シート１１とほぼ同じ厚さで充填させることになるので、発泡金属焼結シート１１の両面１１ａ，１１ｂの大部分をガス拡散層用部材１０の表面に露出させることができる。
【００３５】
なお、型閉時のキャビティ４２の厚さを発泡金属焼結シート１１よりも若干小さくして、型閉時に型板４０，４１間で発泡金属焼結シート１１が３〜９０％圧縮させるようにすると、射出樹脂圧に対して発泡金属焼結シート１１をキャビティ４２に固定できるとともに、発泡金属焼結シート１１の平坦度を向上させることができる。
【００３６】
そして、型閉したキャビティ４２内に、ランナ４３からゲート４４を通じて射出した溶融樹脂４５を充填することにより、各発泡金属焼結シート１１の周囲に発泡金属焼結シート１１と等しい厚さの樹脂枠１３が一体に形成される。
【００３７】
このとき、発泡金属焼結シート１１の両面１１ａ，１１ｂには型板４０，４１に接しているので、この面１１ａ，１１ｂ全体を樹脂が被覆することはなく、樹脂枠１３から発泡金属焼結シート１１の面１１ａ，１１ｂは露出している。
また、発泡金属焼結シート１１の側部１１ｃに開口する気孔中、５μｍ〜１０００μｍ程度の深さまで溶融樹脂が入り込んで硬化することにより、発泡金属焼結シート１１と樹脂枠１３とは強固に接合され、発泡金属焼結シート１１の側部１１ｃは全体が樹脂枠１３によって覆われる。
【００３８】
ここで、成形された樹脂枠１３の外面（側面）１３ａに対して、端子用タブ１２は、その先端１２ａが一致している必要はなく、突出していても構わない。また、端子用タブ１２の先端１２ａまで溶融樹脂が回り込んだために樹脂枠１３の外面１３ａに先端１２ａが露出していない場合、樹脂枠１３を研削するなどして、先端１２ａを露出させればよい。
【００３９】
なお、発泡金属焼結シート１１の気孔径や気孔率が小さすぎると溶融樹脂が気孔中に入り込めないので、ガスシール効果およびアンカー効果が不十分となる虞がある。一方、気孔径や気孔率が大きすぎると、強度が不足して樹脂成形圧および樹脂硬化時の圧縮に耐えられず、変形の虞がある。したがって、発泡金属焼結シート１１は、気孔径１０μｍ〜２ｍｍ程度、気孔率４０〜９８％程度であるとより好ましい。
【００４０】
また、樹脂枠１３の材質は、熱可塑性樹脂、エラストマー（ゴムを含む）など、射出成形可能な材質で、かつ導電性および通気性を有していなければよいので、耐熱温度や硬度等を考慮し、適宜選択すればよい。たとえば軟質な樹脂を用いれば、導電性多孔質体１１の側部１１ｃのシール性を高めることができる。
【００４１】
上記第一の実施形態では、端子用タブ１２を形成する際、金属薄板を導電性多孔質体１１に溶接する方法を採用した。これに対し、本発明の他の実施形態に係る以下のようなガス拡散層用部材１０の製造方法を採用することもできる。
すなわち、導電性多孔質体１１のみをインサート部品としてインサート成形により樹脂枠１３を形成した後、樹脂枠１３上にめっき、蒸着、スパッタ等により、面１１ａ，１１ｂから延びて樹脂枠１３の外面１３ａに露出する配線を形成して端子用タブ１２とする。この第二の実施形態に係る製造方法では、端子用タブ１２が薄く、導電性多孔質体１１に対して端子用タブ１２を溶接しないので、導電性多孔質体１１の変形を抑制することができる。また、樹脂枠１３の表面に端子用タブ１２を形成するので、先端１２ａを外面１３ａに確実かつ容易に露出させることができる。
【００４２】
さらに、ガス拡散層用部材１０を製造する方法の他の実施形態として、二色成形により、導電性樹脂を射出成形して端子用タブ１２を形成し、非導電性樹脂を射出成形して樹脂枠１３を形成する方法を採用することもできる。
【００４３】
以上のように製造されたガス拡散層用部材１０は、各発泡金属焼結シート１１の一面に触媒層を形成して空気極あるいは燃料極とし、電解質層を挟んで各端子用タブ１２を順次接続することにより、固体高分子型の燃料電池の平面セルを構成することができる。
【００４４】
すなわち、図１１および図１２（図１１におけるＸＩ−ＸＩ線に沿う断面矢視図）に示すように、端子用タブ１２を取り付けていない側に露出した各発泡金属焼結シート１１の面１１ａに、スクリーン印刷等により白金触媒を塗布し、ここに触媒層１４を形成する。
【００４５】
次いで、図１３に示すように、触媒層１４側を対向させて配置した２枚のガス拡散層用部材１０間に、固体高分子膜から形成された電解質層１５を配置し、各部材をたとえば１２０℃の高温で厚さ方向に圧接させるホットプレスを行うことにより、各ガス拡散層用部材１０の樹脂枠１３と電解質層１５とを接合させるとともに、軟質化した電解質層１５を触媒層１４に密着させる。
【００４６】
このとき、触媒層１４は多孔質体の表面に触媒を塗布して形成されているので、その表面に開放気孔を有している。そして、この気孔内に電解質層１５が押し込まれることにより、触媒層１４と電解質層１５とが大きな面積で接触するので、触媒層１４と電解質層１５との間の電気抵抗が抑えられる。
【００４７】
そして、図１４に示すように、電解質層１５を挟んで対向する一方のガス拡散層用部材１０の各端子用タブ１２を燃料極Ａ、他方のガス拡散層用部材１０の各端子用タブ１２を空気極Ｂとして、各極Ａ，Ｂが交互に直列に接続されるように、ガス拡散層用部材１０の端子用タブ１２が露出した側部端面に配線１６を形成する。配線１６の形成は、たとえば導電性塗料のスクリーン印刷により可能である。
【００４８】
さらに、燃料極Ａを有するガス拡散層用部材１０の面１１ｂに、燃料供給部３０を接触させて配置する。燃料供給部３０は、毛管作用により燃料を供給保持する多孔質部３１と、シールのためにこの多孔質部３１の外周に設けられた樹脂部３２とからなる構造となっている。燃料供給部３０と燃料極Ａとは、燃料供給部３０の樹脂部３２と燃料極Ａを有するガス拡散層用部材１０の樹脂枠１３とをたとえば超音波接合することにより固定される。
【００４９】
以上のように、本発明のガス拡散層用部材１０を用いれば、燃料供給部３０から燃料を供給される燃料極Ａ側のガス拡散層用部材１０と、開放され空気を供給される空気極Ｂ側のガス拡散層用部材１０との間で電力を発生させる平面型の固体高分子型燃料電池を容易に製造できる。
【００５０】
また、本発明のガス拡散層用部材は、図１５から図１９に示すような、ガス拡散層用部材の面方向に燃料供給部３０を配置する構造の固体高分子型燃料電池に適用することもできる。
【００５１】
この場合、図１５に示すように、燃料極Ａを備えたガス拡散層用部材１１０の発泡金属焼結シート（導電性多孔質体）１１１と、燃料供給部３０の多孔質部３１とが直接接触しない構造となる。そこで、図１６（図１５におけるＸＶ−ＸＶ線に沿う断面矢視図）に示すように、樹脂枠１１３の面方向に貫通する連通孔１１４を設けることにより、この連通孔１１４を通じて、多孔質部３１と発泡金属焼結シート１１１とを連通させて燃料を供給させるとともに、発電時の副生成物である二酸化炭素ガスを排出させることができる。
【００５２】
さらに、発泡金属焼結シート１１１の表面を覆う板状部材１１５を取り付けて燃料供給部３０の樹脂部３２との隙間を塞ぐことにより、発泡金属焼結シート１１１からの燃料漏れを防止できるので、たとえば、この板状部材１１５側を液晶ディスプレイの背面に配置して薄型のノートパソコンに適用する構造が実現できる。
【００５３】
また、多孔質部３１と発泡金属焼結シート１１１とを連通させる構造として、図１７に示すように、樹脂枠１１３の表面に面方向に延びる溝１１３ａを設けるようにしてもよい。この場合、板状部材１１５のガス拡散層用部材１１０側の表面にも面方向に延びる溝１１５ａを形成して、この溝１１５ａを樹脂枠１１３の溝１１３ａおよび発泡金属焼結シート１１１表面に連通させれば、この溝１１５ａを通じて発泡金属焼結シート１１へとより効率よく燃料を供給し、二酸化炭素ガスを排出させることができる。
【００５４】
なお、図１８および図１９に示すように、空気極Ｂを有するガス拡散層用部材２１０の側に発泡金属焼結シート（導電性多孔質体）２１１の表面を覆う板状部材１１６のような部材を配置する場合には、発泡金属焼結シート２１１に空気を供給するために、板状部材１１６の表面に発泡金属焼結シート２１１に通じる溝１１６ａを形成したり（図１８）、ガス拡散層用部材２１０の樹脂枠２１３表面に溝２１３ａを形成したり（図１９）する構造とすればよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材によれば、ガス拡散層および集電体を兼ねる導電性多孔質体から端子用タブを突出させてこれを樹脂枠で囲むという簡素な構成であるので、製造が容易である。
そして、このガス拡散層用部材を用いて、樹脂枠によって端面のガスシールがなされた単セルを容易に実現することができる。
また、平面上に並ぶ複数の導電性多孔質体を樹脂枠が一体に保持する構造も、本発明のガス拡散層用部材では容易であり、いわゆる平面セルの実現も容易に可能となる。
【００５６】
また、本発明のガス拡散層用部材の製造方法によれば、導電性多孔質体の側部に開口する気孔中に溶融樹脂が入り込んで固化するので、導電性多孔質体のガスシールを確実にすることができるとともに、アンカー効果により導電性多孔質体と樹脂枠とを強固に接続させることができる。
さらに、導電性多孔質体を平面上に複数並べておいて、その周りに樹脂を射出して樹脂枠を成形すれば、いわゆる平面セルを実現するガス拡散層用部材を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス拡散層用部材の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のガス拡散層用部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明のガス拡散層用部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明のガス拡散層用部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明のガス拡散層用部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明のガス拡散層用部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明のガス拡散層用部材の他の実施形態を示す斜視図である。
【図８】導電性多孔質体を製造する際に用いる装置を示す模式図である。
【図９】ガス拡散層用部材の製造方法を説明する斜視図である。
【図１０】ガス拡散層用部材を製造する射出成形金型を示す模式図である。
【図１１】本発明のガス拡散層用部材を燃料電池に組み込む一工程を示す図である。
【図１２】本発明のガス拡散層用部材を燃料電池に組み込む一工程を示し、図１１におけるＸＩ−ＸＩ線に沿う断面矢視図である。
【図１３】本発明のガス拡散層用部材を燃料電池に組み込む一工程を示す断面図である。
【図１４】本発明のガス拡散層用部材を組み込んだ固体高分子型燃料電池の要部を示す図である。
【図１５】本発明のガス拡散層用部材の面方向に燃料供給部を配置した固体高分子型燃料電池の要部を示す図である。
【図１６】図１５におけるＸＶ−ＸＶ線に沿う断面矢視図である。
【図１７】本発明のガス拡散層用部材の面方向に燃料供給部を配置した固体高分子型燃料電池の要部を示す図である。
【図１８】本発明のガス拡散層用部材の面方向に燃料供給部を配置した固体高分子型燃料電池の要部を示す図である。
【図１９】本発明のガス拡散層用部材の面方向に燃料供給部を配置した固体高分子型燃料電池の要部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０  ガス拡散層用部材
１１，１１１，２１１  導電性多孔質体（金属シート）
１２，１１２  端子用タブ
１３，１１３，２１３  樹脂枠
１３ａ  外面
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月10日(2004.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の導電性多孔質体から突出した端子用タブと、前記導電性多孔質体の周囲を囲んで面方向に延びる樹脂枠とが設けられ、該樹脂枠の外面に前記端子用タブが露出していることを特徴とする固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材。
【請求項２】
前記導電性多孔質体が複数並び、その周りに前記樹脂枠が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材。
【請求項３】
前記導電性多孔質体をインサート部品として、該導電性多孔質体の縁部に連なるように樹脂を射出して前記樹脂枠を成形するインサート成形を行うことにより、請求項１に記載のガス拡散層用部材を製造することを特徴とする固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項４】
前記導電性多孔質体を複数並べておいて、その周りに樹脂を射出して前記樹脂枠を成形することを特徴とする請求項３に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項５】
前記導電性多孔質体に接続する端子用タブを、インサート成形後、前記樹脂枠上に形成することを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項６】
前記導電性多孔質体に接続する端子用タブを、前記導電性多孔質体から突出するように形成しておき、これら導電性多孔質体および端子用タブをインサート部品としてインサート成形を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項７】
前記端子用タブを前記樹脂枠内部に設けておき、該樹脂枠および端子用タブを貫通する貫通孔を形成することを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。
【請求項８】
前記導電性多孔質体に接続する端子用タブを二色成形により導電性樹脂で形成することを特徴とする請求項３または４に記載の固体高分子型燃料電池のガス拡散層用部材の製造方法。