(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対の電極触媒層で電解質膜を挟んで構成した電解質膜電極積層体をさらにその両側からガス流路を画成する対の金属製セパレータで挟むことによって燃料電池セルを構成し、隣接して積層される燃料電池セルのセパレータ同士の背面を接触させて両者間に温調媒体を流通させる流路が形成される燃料電池スタックにおいて、
前記セパレータの前記電解質膜電極積層体に対峙する反応側表面のみに耐食被覆処理層を形成し、前記セパレータは、前記ガス流路を画成し平面状に延びるリブ平面部を有し、各リブ平面部の前記背面同士が接触する部位の少なくとも一部を互いに接合する接合部を備え、
前記接合部は、前記セパレータの前記ガス流路を画成する溝底となる部位同士を溶接した溶接部であり、
前記流路に流れる温調媒体は、前記セパレータのリブ平面部以外の背面に酸化被膜を形成させる流体である
ことを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
前記セパレータの基材を、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの少なくとも一つ以上を主成分とするステンレス鋼としたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池スタック。
【請求項３】
前記第一、第二セパレータは、前記リブ平面部と、このリブ平面部の端部で曲折するリブ角部とを有し、各リブ平面部同士を接合する溶接部を各リブ角部に達する領域に形成したことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池スタック。
【請求項４】
前記第一、第二セパレータの接触面積に対して接合部の占める接合面積割合を５％以上に設定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
【請求項５】
前記接合部は、前記第一、第二セパレータの背面の酸化皮膜を除去した後、前記第一、第二セパレータの背面同士を溶接した部位であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
【請求項６】
前記接合部は、前記第一、第二セパレータの背面の酸化皮膜を溶液中で所定の電位をセパレータにかけて除去した後、前記第一、第二セパレータの背面同士を溶接した部位であることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック。
【請求項７】
前記接合部は、前記第一、第二セパレータの背面の酸化皮膜を削って除去した後、前記第一、第二セパレータの背面同士を溶接した部位であることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池スタック。
【請求項８】
前記接合部は、前記第一、第二セパレータ同士を圧縮した状態で前記第一、第二セパレータの背面同士を溶接した部位であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
【請求項９】
前記接合部は、前記電解質膜電極積層体のカソード側に接触する前記第二セパレータを加熱して前記第一、第二セパレータを溶接した部位であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
【請求項１０】
前記接合部は、前記第一、第二セパレータを溶接する溶接部を形成した後、少なくともこの溶接部の表面に耐食処理を施した部位であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の燃料電池スタック。
【請求項１１】
前記接合部は、前記耐食処理として少なくとも前記溶接部に熱処理を施した部位であることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池スタック。
【請求項１２】
前記接合部は、前記耐食処理として少なくとも前記溶接部の表面に酸化皮膜を形成した部位であることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池スタック。
【請求項１３】
前記接合部は、前記耐食処理として少なくとも前記溶接部の表面にレーザビームを照射して酸化皮膜を形成した部位であることを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池スタック。
【請求項１４】
前記接合部は、前記電解質膜電極積層体のカソード側に接触する前記第二セパレータにレーザビームを照射して溶接する溶接部を形成した後、前記耐食処理としてこのレーザビームをその出力を下げて照射してこの溶接部の表面に酸化皮膜を形成した部位であることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池スタック。
【請求項１５】
前記接合部は、前記電解質膜電極積層体のカソード側に接触する前記第二セパレータにレーザビームを照射して溶接する溶接部を形成した後、前記耐食処理としてこのレーザビームをその焦点範囲を広げて照射してこの溶接部の表面に酸化皮膜を形成した部位であることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池スタック。
【請求項１６】
前記接合部は、前記耐食処理として少なくとも前記溶接部の表面を酸性溶液に浸漬して酸化皮膜を形成した部位であることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池スタック。
【請求項１７】
前記接合部は、前記耐食処理として少なくとも前記溶接部の表面を酸性溶液に浸漬して電解により酸化皮膜を形成した部位であることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池スタック。
【請求項１８】
対の電極触媒層で電解質膜を挟んで構成した電解質膜電極積層体をさらにその両側からガス流路を画成して挟むことで燃料電池セルを構成する金属製のセパレータであり、隣接する燃料電池セルのセパレータと背面同士を接触させて両者間に温調媒体を流通させる流路を形成する燃料電池セパレータにおいて、
前記セパレータの前記電解質膜電極積層体に対峙する反応側表面のみに耐食被覆処理層を形成し、前記セパレータは、前記ガス流路を画成し平面状に延びるリブ平面部を有し、各リブ平面部の前記背面同士が接触する部位の少なくとも一部を互いに接合する接合部を備え、
前記接合部は、前記セパレータの前記ガス流路を画成する溝底となる部位同士を溶接した溶接部であり、
前記流路に流れる温調媒体は、前記セパレータの前記リブ平面部以外の背面に酸化被膜を形成させる流体である
ことを特徴とする燃料電池セパレータ。
【請求項１９】
対の電極触媒層で電解質膜を挟んで構成した電解質膜電極積層体をさらにその両側からガス流路を画成して挟むことで燃料電池セルを構成し、隣接して積層される燃料電池セルのセパレータ同士の背面を接触させて両者間に温調媒体を流通させる流路が形成される燃料電池スタックの製造方法において、
前記セパレータの前記電解質膜電極積層体に対峙する反応側表面のみに耐食被覆処理層を形成し、前記セパレータは前記ガス流路を画成する溝底となる部位であって平面状に延びるリブ平面部を有し、前記リブ平面部の前記背面同士が接触する部位の少なくとも一部を互いに溶接し、その後、前記流路に温調媒体として、前記セパレータのリブ平面部以外の背面に酸化被膜を形成させる流体を流す
ことを特徴とする燃料電池スタックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法に関し、特に、セパレータを金属板で構成するのに好適な燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池は、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を備え、この電解質膜を挟んで設けられる一対の電極のうちアノードに燃料ガスを供給するとともに、他方のカソードに酸化剤ガスを供給し、電解質膜の表面で生じる電気化学反応を利用して発電するものである。
【０００３】
この燃料電池は、後述する燃料電池セルからなり、必要とする出力電圧に相当する数の燃料電池セルが一列に配置される。各燃料電池セルの発電出力は、直列に接続して取り出される。
【０００４】
１つの燃料電池セルは、一対の電極触媒層で電解質膜を挟んで構成する電解質膜電極積層体（ＭＥＡ）と、電解質膜電極積層体の両側にガス流路を画成するセパレータとを備える。
【０００５】
セパレータは燃料ガスあるいは酸化剤ガスを流通させるガス流路を画成するとともに、温調媒体を流通させる流路を画成する。
【０００６】
また、セパレータは、各燃料電池セルの電極触媒層から出力を取り出す導電経路を兼ねるため、全体が導電性の材料で構成される。
【０００７】
従来、燃料電池用のセパレータは耐食性と導電性を兼ね備えたカーボン製のものが用いられてきたが、近年、金属製セパレータを用いて製品のコストダウンをはかるとともに、セパレータを薄肉化して出力密度を向上させる燃料電池構造が、例えば特許文献１〜４にあるように、種々提案されている。
【０００８】
特許文献１には、ステンレス鋼板の表面にクラッドされたチタン又はチタン合金による耐食被覆処理層を形成したセパレータが開示されている。
【０００９】
特許文献２には、ステンレス鋼板の表面に貴金属メッキ層からなる耐食被覆処理層が形成したセパレータが開示されている。
【００１０】
特許文献３には、ステンレス鋼板の表面にチタンコーティング層からなる耐食被覆処理層を形成したセパレータが開示されている。
【００１１】
特許文献４には、金属板の表面に貴金属メッキ層からなる耐食被覆処理層を形成したセパレータが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−００２４１１号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０９６８号公報
【特許文献３】特開２００５−２７６８０７号公報
【特許文献４】特開２００５−３１７４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、このような従来の金属製セパレータにあっては、その表面に耐食被覆処理層を形成しているため、高価な貴金属の使用量が増え、製品のコストアップを招くという問題点があった。
【００１３】
また、セパレータ同士を例えば溶接により接合する場合には、溶接の条件によっては耐食被覆処理層が除去されて耐食性が低下するという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、製品のコストアップを抑え、セパレータに必要な耐食性と導電性を確保できる燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、対の電極触媒層で電解質膜を挟んで構成した電解質膜電極積層体をさらにその両側からガス流路を画成する対の金属製セパレータで挟むことによって燃料電池セルを構成し、隣接して積層される燃料電池セルのセパレータ同士の背面を接触させて両者間に温調媒体を流通させる流路を形成する燃料電池スタックおよび燃料電池セパレータ並びにその製造方法に適用する。
【００１６】
そして、セパレータの電解質膜電極積層体に対峙する反応側表面のみに耐食被覆処理層を形成し、セパレータはガス流路を画成する溝底となる部位であって平面状に延びるリブ平面部を有し、リブ平面部の背面同士が接触する部位の少なくとも一部を互いに溶接し、その後、前記流路に温調媒体として、前記セパレータのリブ平面部以外の背面に酸化被膜を形成させる流体を流すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、第一、第二セパレータの反応側表面には耐食被覆処理層を形成したため、反応側表面の耐食性が十分に確保される。耐食被覆処理層を介して反応側表面の導電性が維持されることにより、第一、第二セパレータと電解質膜電極積層体の接触抵抗を低く保つことができる。
【００１８】
第一、第二セパレータの背面には要求される耐食性が低いことに対応して耐食被覆処理層を形成しないため、耐食被覆処理層を形成する工数を減らして製品のコストダウンがはかれる。
【００１９】
第一、第二セパレータの背面同士が接触する部位を接合したため、背面同士の接合部を介して耐食被覆処理層が形成されない背面間の抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の燃料電池セパレータおよび燃料電池スタック並びにその製造方法の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係るセパレータによる燃料電池セルを積層した燃料電池スタックの要部断面図である。燃料電池スタック１は、複数の燃料電池セル２を直列に積層するとともに、積層方向の両端に図示しないエンドプレートを配置して、図示しない複数本のタイロッドが各エンドプレートを引き寄せることにより各燃料電池セル２の積層方向に締め付け荷重が付与される。
【００２２】
なお、自動車に搭載される燃料電池にあっては、燃料電池スタック１は例えば３００〜４００個の燃料電池セル２が直列に積層される。
【００２３】
単位ユニットとして設けられる燃料電池セル２は、一対の電極触媒層５Ａ、５Ｃで電解質膜４を挟んで構成した電解質膜電極積層体（ＭＥＡ）３と、電解質膜電極積層体３の両側にガス流路８Ａ、８Ｃを画成する第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃとを備える。
【００２４】
電解質膜電極積層体３は、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜４を備え、この電解質膜４の反応領域の両面に各極の電極触媒層５Ａ、５Ｃを配置し、さらにこれらを挟持するように各極のガス拡散層６Ａ、６Ｃを配置して構成される。電極触媒層５Ａ、５Ｃは例えば白金または白金と他の金属からなる合金によって形成される。ガス拡散層６Ａ、６Ｃは例えばカーボンクロス、カーボンペーパ、あるいはカーボンフェルト等、ガス拡散性と導電性を有する材料によって構成される。
【００２５】
燃料電池は、電解質膜４を挟んで設けられる一方のアノードに燃料ガスを供給するとともに、他方のカソードに酸化剤ガスを供給することにより、電解質膜４の表面で下記の（１）、（２）式で表される反応がそれぞれ行われて発電する。
アノード反応：Ｈ2  →  ２Ｈ+  ＋  ２ｅ-                        …（１）
カソード反応：２Ｈ+  ＋  ２ｅ-  ＋  （１／２）Ｏ2  →  Ｈ2Ｏ    …（２）
電解質膜電極積層体３の両側には電解質膜４の反応領域を囲む周辺領域に図示しないガスケットが配置され、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃはこのガスケットを介して電解質膜電極積層体３を挟持する。
【００２６】
第一セパレータ７Ａとガス拡散層６Ａの間にアノードガスを導くガス流路８Ａが画成される。アノードガスとして例えば水素ガスを図示しない入口マニホールドからガス流路８Ａに導入し、このガス流路８Ａを通してガス拡散層６Ａに供給し、反応に利用されなかったガスを出口マニホールドに排出する。
【００２７】
第二セパレータ７Ｃとガス拡散層６Ｃの間にカソードガスを導くガス流路８Ｃが画成される。カソードガスとして例えば空気を入口マニホールドからガス流路８Ｃに導入して、ガス流路８Ｃを通してガス拡散層６Ｃに供給し、反応に利用されなかったガスを出口マニホールドに排出する。
【００２８】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの間には温調媒体を流通させる温調媒体流路９が画成される。温調媒体流路９は温調媒体として例えば冷却水を入口マニホールドから導入して第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの間を通して出口マニホールドに排出する。温調媒体は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを介して反応熱を吸収し、燃料電池スタック１を冷却する。
【００２９】
なお、温調媒体は、高い電気抵抗値を有することが望ましく、自動車に搭載される燃料電池にあっては、寒冷地でも凍結しない不凍液を用いる。
【００３０】
金属板からなる第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは、燃料電池の作動条件や電池内環境を考慮して、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼が使用される。
【００３１】
なお、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの基材は、これに限らず、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの少なくとも一つ以上を主成分とするステンレス鋼であるか、Ａｌ、Ｔi、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅの単体もしくはこれらを主成分とする合金としても良い。
【００３２】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは、流路等の形状を型彫りした金型により金属板をプレス成形することにより製作される。この金属板の厚さは、例えば、０．１〜１．０［ｍｍ］程度に設定される。
【００３３】
図２は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ単体の断面図である。第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは波板状に形成され、ガス拡散層６Ａ、６Ｃに隣接する凸部２１と、隣接する燃料電池セル２のセパレータ７Ａ、７Ｃと隣接する凸部２２とが交互に並ぶように形成される。各凸部２１、２２の間に画成される各ガス流路８Ａ、８Ｃ、温調媒体流路９の流路幅は例えば、０．１〜５．０［ｍｍ］程度に設定される。
【００３４】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは電解質膜電極積層体３に対峙する反応側表面２５と、その反対側の背面２６とを有し、各反応側表面２５によって各ガス流路８Ａ、８Ｃが画成される一方、背面２６によって温調媒体流路９が画成される。
【００３５】
ところで、ステンレス鋼は、不働態形成により他のＦｅ系材料より良好な耐食性を有するが、燃料電池特有の強酸性環境、特に硫酸酸性環境での耐食性が不足し、ステンレス鋼単独で第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを構成すると、腐食が進行する可能性がある。
【００３６】
これに対処して、上記したようにステンレス鋼を基材とする第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは、各反応側表面２５のみに耐食被覆処理層２７を形成し、各背面２６にはこの耐食被覆処理層を形成しないものとする。
【００３７】
反応側表面２５に施される耐食被覆処理層２７は、例えば金（Ａｕ）からなり、その厚さを５μｍ程度とする金メッキ層を形成し、燃料電池特有の強酸性環境、特に硫酸酸性環境での耐食性を確保する。
【００３８】
なお、反応側表面２５に施される耐食被覆処理層２７は、金メッキ層に限らず、耐食性向上のための、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）を用いたコーティングもしくは表面改質処理によって形成しても良い。
【００３９】
一方、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの各背面２６にはこの耐食被覆処理層が形成されず、その表層に酸化皮膜が形成される。この酸化皮膜は絶縁性を持つ被膜であり、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの耐食性を向上させる反面、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの接触抵抗ひいては燃料電池の内部抵抗を増加させる要因になる。
【００４０】
これに対処して、図３に示すように、隣接する燃料電池セル２の第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を接合する接合部として溶接部１０を備える。この溶接部１０は電極触媒層５Ａ、５Ｃに挟まれる反応領域に形成され、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を低減する。
【００４１】
図３に示すように溶接部１０の基端幅ｗ１と先端幅ｗ２と深さｈ等の寸法は任意に設定される。溶接深さｈを大きく設定することにより、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の接触抵抗が低減される。
【００４２】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを接合する方法としては、アーク溶接、レーザ溶接、ティグ溶接、マグ溶接、ミグ溶接、プラズマ溶接、電子ビーム溶接等種々の溶接形態で実施できる。また、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを接合する方法としてロウ付けを行うことも可能である。
【００４３】
溶接部１０は、カソード側の第二セパレータ７Ｃを加熱して第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接する。
【００４４】
溶接部１０はカソード側の第二セパレータ７Ｃを加熱して第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接することにより、アノード側の第一セパレータ７Ａに位置する溶接部１０の先端幅ｗ２が、カソード側の第二セパレータ７Ｃ側に位置する溶接部１０の基端幅ｗ１より小さくなる。
【００４５】
金属板をプレス成形することにより形成される各凸部２１、２２は、平面状に延びるリブ平面部２１ａ、２２ａと、このリブ平面部２１ａ、２２ａの端部で円弧状に曲折するリブ角部２１ｂ、２２ｂを有する。
【００４６】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは、各ガス流路８Ａ、８Ｃを画成する溝底となるリブ平面部２１ａ同士を溶接する。
【００４７】
各リブ平面部２１ａ、２２ａを接合する溶接部１０は各リブ角部２１ｂ、２２ｂに達する領域に形成される。
【００４８】
図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの製造工程を示し、以下これについて説明する。
【００４９】
まず、図４の（ａ）に示すように、基材３１に耐食被覆処理層２７を形成した金属板３２を形成する。
【００５０】
次に、図４の（ｂ）に示すように、金属板３２をプレス成形して第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを形成する。
【００５１】
次に、図４の（ｃ）に示すように、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接部１０により接合する。
【００５２】
このようにして第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを一体化したアッセンブリが形成される。
【００５３】
なお、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの製造工程は、これに限らず、基材３１をプレス成型した後に、基材３１に耐食被覆処理層２７を形成しても良い。
【００５４】
以上のように構成されて、次に作用及び効果について説明する。
【００５５】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃにおいて電解質膜電極積層体３に対峙する反応側表面２５は、高温、高加湿、酸性雰囲気下における耐食性が要求される。これに対処して各反応側表面２５に酸化劣化しにくい耐食被覆処理層２７を形成することにより、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの基材となるステンレス鋼が保護され、十分な耐食性が確保される。耐食被覆処理層２７を介して各反応側表面２５の導電性が維持されることにより、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃと電解質膜電極積層体３の接触抵抗が低く保たれる。
【００５６】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃにおいて温調媒体流路９を画成する背面２６は、上記反応側表面２５に比べて要求される耐食性が低い。これに対応して、各背面２６には耐食被覆処理層を形成しないため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの両面２５、２６に耐食被覆処理層を形成する従来構造に比べて耐食被覆処理層２７を形成する工数が減るとともに、耐食被覆処理層２７に用いられる貴金属の使用量が減らされ、製品のコストダウンがはかれる。
【００５７】
各背面２６にはこの耐食被覆処理層が形成されないものの、この背面２６は燃料電池の作動中に温調媒体流路９を流れる冷却水（温調媒体）にさらされることにより、その表層に酸化皮膜が形成される不働態処理が行われ、その耐食性が高められる。
【００５８】
背面２６の表層に形成される酸化皮膜は、絶縁性の被膜であるが、隣接する燃料電池セル２の第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接部１０により接合するため、溶接部１０では第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の貫通抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【００５９】
また、溶接部１０により第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃが一体化するため、両者のズレが防止されるとともに、燃料電池スタック１の部品数を減らし、組み立て性を高められる。
【００６０】
溶接部１０を設けることにより耐食被覆処理層２７が除去されて基材が露出する可能性がある。これに対処して、溶接部１０はカソード側から溶接されることにより、カソード側の第二セパレータ７Ｃより腐食しやすい環境にあるアノード側の第一セパレータ７Ａにて溶接部１０によって耐食被覆処理層２７が損傷する度合いを小さくし、腐食性能の低下を最小限に抑えられる。
【００６１】
（実施例１）
図５に示すように、前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃに各凸部２１、２２の大きさ、プレス後の反り形状等に応じて直線状のライン溶接部１１、点状のドット溶接部１２を任意に配置したものを実施例１とする。
【００６２】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃによって画成される各流路８Ａ、８Ｃ、９が直線状に延びている場合に各凸部２１同士が隙間なく接しているが、サーペンタイン形状の場合に各凸部２１間に隙間が部分的に生じる可能性がある。こうした第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの接触部分の分布状態に応じてライン溶接部１１、ドット溶接部１２を適宜組み合わせて配置する。
【００６３】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの接触面積に対して溶接部１０が占める溶接面積（接合面積）の割合を溶接面積割合（接合面積割合）とすると、この溶接面積割合を５％以上に設定する。
【００６４】
溶接部１０は各リブ平面部２１ａの全域を接合することにより、各リブ平面部２１ａの間にて隙間腐食が生じることを抑えられる。
【００６５】
図６は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを所定の荷重で圧縮した状態で、溶接面積割合を変えて第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を測定した実験結果を示す。この図６の特性図から、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの接触抵抗は、溶接面積割合が０％となる溶接無しの状態で大きく、溶接面積割合が５％に達するまで急に低下し、溶接面積割合が５％を超えて１００％に達するまで緩やかに低下することがわかる。すなわち、溶接面積割合の５％がこの特性の変化点となる。したがって、溶接面積割合を５％に設定することにより、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を十分に低減することと、溶接工数を少なくして生産性を高めることを両立できる。
【００６６】
図７は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の面圧を変化させて第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を測定した実験結果を示す。図７において、ａの特性は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃが溶接面積割合５０％で溶接されているもの、ｂの特性は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃが溶接されていないものである。この図７の特性図から、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃが溶接されるものは、溶接されていないものに比べて抵抗を大幅に低減するとともに、面圧の変化に対する抵抗の変化が小さいことがわかる。
【００６７】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの導電経路は図８に示すように構成され、その貫通抵抗Ｒは、溶接面積が１００％でない場合、溶接部１０の抵抗Ｒａ、基材の貫通抵抗Ｒｂ並びに背面２６同士の接触部の接触抵抗Ｒｃとの並列の合成抵抗として表され、次式の関係を持つ、
１／Ｒ＝（１／Ｒａ）＋１／(２Ｒｂ＋Ｒｃ)  …（１）
図９に示す測定装置１４は、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を計測するものである。これは、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを厚板からなる端子板１５により挟み、端子板１５間の圧縮荷重を加えつつ、端子板１５間に電流Ｉ（Ａ）を流した場合の端子板２１間の電圧値Ｖ（V）とからオームの法則に基づいて抵抗値Ｒ（Ω）を算出するようになっている。
【００６８】
（実施例２）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の酸化皮膜を除去した後、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接したものを実施例２とする。
【００６９】
本実施例における酸化皮膜を除去する方法は、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの基材を硫酸酸性中に浸漬し、基材自体に所定の電位をかけることで実施される。
【００７０】
図１０は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の面圧を変化させて第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を測定した実験結果を示す。図１０において、特性Ａは背面２６の酸化皮膜を除去しないで溶接したものであり、特性Ｂは背面２６の酸化皮膜を酸によって除去した後に溶接したものであり、特性Ｃは背面２６の酸化皮膜を酸および電解によって除去した後に溶接したものである。これから、貫通抵抗は特性Ａに比べて特性Ｂ、Ｃが大幅に低く、特性Ｂに比べて特性Ｃは面圧が低い領域で小さくなることがわかる。
【００７１】
図１１は水溶液中における基材の分極曲線を示す。酸化皮膜を除去する工程において、基材にかける電位は、酸化皮膜の有無に係わらず溶液中の基材の腐食電位Ｅcorrより低い電位に設定する。本実施例では基材にＳＵＳ３１６Ｌを用いており、酸化皮膜が形成された状態でのEcorr＝０．２５Ｖvs.ＳＨＥである。これに対応して、ｐＨ＝４の溶液中にて−０．５Ｖvs.ＳＨＥを１分間保持させ皮膜の除去を行う設定とする。
【００７２】
なお、多量のセパレータを皮膜除去することを考慮すると、溶液の酸性度はｐＨ＝２〜７、温度は室温から燃料電池作動温度の６０〜１００℃程度、電解時間はプレートの面積に依存するものの短い方が好ましい。
【００７３】
反応側表面２５に形成される耐食被覆処理層２７は燃料電池作動環境下における耐食性を有しているため、特異的な水溶液環境下（例えば、強酸性（ｐＨ＜１）、高温（＞２００℃）、高ハロゲン濃度（Ｆイオン濃度＞１％））を除けば、セパレータ全体を水溶液中に浸漬させて酸化皮膜を除去しても、反応側表面２５の耐食被覆処理層２７を損傷することはない。
【００７４】
（実施例３）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の酸化皮膜を機械加工により削って除去した後、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接したものを実施例３とする。
【００７５】
第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の表面粗さは温調媒体流路９に囲まれる部位では所定の表面粗さＸ−２（図１２参照）として導電性を高める一方、図示しないガスケットに対峙する部位では表面粗さをＸ−２より小さい値にしてシール性を高める構成とする。
【００７６】
図１２は２つの金属Ｘ、Ｙからなる第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の表面粗さを変化させて第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を測定した実験結果を示す。これから金属Ｘ、Ｙの材料違いによる抵抗値の絶対差は存在するが、両金属Ｘ、Ｙにおいて表目粗さに対する抵抗値の感度がある。金属Ｘは表面粗さＸ−２にて抵抗値が最小となる。
【００７７】
図１３は表面粗さＸ−１のものと表面粗さＸ−２のものに対して第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の面圧を変化させて第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を測定した実験結果を示す。これから、表面粗さが最適なＸ−２において面圧の大小によらず低い抵抗値を示すことがわかる。
【００７８】
（実施例４）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ同士を所定の荷重で圧縮した状態で、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接したものを実施例４とする。
【００７９】
図１４は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを反応側表面２５から見た概要図である。第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃはガス流路８Ａの入口マニホールド４１、出口マニホールド４２から直線状に延びる部位に直線状のライン溶接部１１を形成し、その中間部に点状のドット溶接部１２を所定の間隔を持って形成する。
【００８０】
ライン溶接部１１またはドット溶接部１２は、これらから最も離れた反応エリアの任意の位置における第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗が所定値（例えば２００ｍΩｃｍ２）以下となるように配置する。
【００８１】
このようにガス流路８Ａの形状に応じてライン溶接部１１とドット溶接部１２を適宜配置することにより、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を有効に低下させられる。
【００８２】
図１５は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の面圧を変化させて第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの貫通抵抗を測定した実験結果を示す。図１５において、特性Ｐは第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接しないものであり、特性Ｑは第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６に前記所定値より小さい面圧を付与した状態で第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接したもの、特性Ｒは第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６に前記所定の面圧を付与した状態で第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接したものである。これから、貫通抵抗は特性Ｐに比べて特性Ｑ、Ｒが大幅に低く、特性Ｑに比べて特性Ｒは全域で小さくなることがわかる。
【００８３】
（実施例５）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接した後、少なくとも溶接部１０に熱処理をする耐食処理を施したものを実施例５とする。
【００８４】
熱処理を行う方法として、溶接後の第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを炉内に入れて昇温加熱する。
【００８５】
溶接部１０は溶接時の熱影響により組織変化および応力の残留による耐食性低下が起こる。このため、カソード側の第二セパレータ７Ｃの反応側表面２５にあっては溶接部１０とその周辺部で耐食被覆処理層２７が損傷されるが、溶接部１０およびその周辺部に熱処理を行うことにより、溶接時に生じた組織変化および応力の残留による耐食性低下の影響を軽減する。
【００８６】
なお、熱処理をする方法としては、他の加熱方法を用いても良い。
【００８７】
（実施例６）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接した後、少なくとも溶接部１０の表面にレーザビーム１９を照射する耐食処理を施したものを実施例６とする。
【００８８】
図１６は第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接する工程を示し、常温雰囲気にてレーザビーム１９をカソード側の第二セパレータ７Ｃの反応側表面２５に照射して溶接部１０を形成する。溶接の実施後、耐食処理として、レーザビーム１９を溶接部１０の表面および溶接部１０の周辺部に対して照射することにより、その照射部を８０℃〜２００℃の範囲で加熱し、その照射部に酸化皮膜２８を形成する。
【００８９】
耐食処理として、溶接後にレーザビーム１９をその出力を連続的に下げて照射し、その照射部に酸化皮膜２８を形成する。
【００９０】
また、耐食処理として、溶接後にレーザビーム１９をその焦点範囲を連続的に広げて照射し、その照射部に酸化皮膜２８を形成しても良い。
【００９１】
溶接部１０は溶接時の熱影響により組織変化および応力の残留による耐食性低下が起こる。このため、カソード側の第二セパレータ７Ｃの反応側表面２５にあっては溶接部１０とその周辺部で耐食被覆処理層２７が損傷されるが、溶接部１０の表面とその周辺部に酸化皮膜２８を形成する耐食処理を施すことにより、ここに腐食が生じることを抑えられる。また、レーザビーム１９を照射することにより局部的な加熱処理が行われ、これによって耐食被覆処理層２７を損傷することが抑えられる。
【００９２】
レーザビーム１９をその出力を変えて照射することにより溶接処理とその酸化皮膜２８を形成する熱処理が連続して行われ、この処理工数を大幅に削減できる。さらに、レーザビーム１９により照射範囲を溶接部１０とその周辺に限定しているため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃへの熱影響を抑えられる。
【００９３】
また、レーザビーム１９をその焦点範囲を変えて照射することにより溶接処理とその酸化皮膜２８を形成する熱処理が連続して行われ、この処理工数を大幅に削減できる。さらに、レーザビーム１９により照射範囲を溶接部１０とその周辺に限定しているため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃへの熱影響を抑えられる。
【００９４】
レーザビーム１９の照射により８０℃〜２００℃程度の低温加熱処理をして酸化皮膜２８を形成することにより、燃料電池作動環境下で耐えうる不働態皮膜が形成される。一方、８０℃以下で加熱して酸化皮膜２８を形成した場合は燃料電池作動環境に耐えうるだけの十分な不働態皮膜が形成されない。また、２００℃以上に加熱した場合、酸化皮膜２８の成長およびスケール化が懸念され、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの接触抵抗が増加する可能性がある。
【００９５】
また、アノード側の第一セパレータ７Ａの反応側表面２５にあって、溶接部１０とその周辺部で耐食被覆処理層２７が損傷される場合、溶接部１０の表面とその周辺部にレーザビーム１９をその出力を下げて照射することにより酸化皮膜２８を形成する耐食処理を施し、ここに腐食が生じることを抑えられる。
【００９６】
なお、酸化皮膜２８を形成する方法としては、他の加熱方法を用いても良い。
【００９７】
（実施例７）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接した後、少なくとも溶接部１０をｐＨ４以下でかつ通気してある酸性溶液に浸漬して酸化皮膜を形成する耐食処理を施したものを実施例７とする。
【００９８】
図１７に示すように、溶接した第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを５０℃の通気してある４．８Ｍ硝酸酸性溶液６１中に２時間浸漬し溶接部１０に不働態皮膜を形成させる。溶接部１０のある溝に硝酸酸性溶液６１を満たす。
【００９９】
また、多量の溶接された第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの耐食処理を考慮すると、温度範囲４０℃〜８０℃、ｐＨ１以下で酸素や硝酸のような酸化性のイオンを含む溶液に１〜２時間浸漬させるのが適切である。
【０１００】
４．８Ｍ硝酸酸性溶液６１は燃料電池環境のｐＨよりもはるかに酸度が高くかつ硝酸イオンは酸化性の高いイオンであるため、溶接により剥き出しとなったＳＵＳ３１６Ｌ基材上には燃料電池環境に耐えうるだけの安定な不働態皮膜が形成される。この方法を用いると溶液に浸漬させるだけで溶接部の耐食処理を行える利点がある。また、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの反応側表面２５は耐食被覆処理層２７が形成されているため、酸による影響を受けない。
【０１０１】
溶接部１０を燃料電池環境のｐＨ以下の溶液に浸漬させることにより溶接部のみを選択的に不働態皮膜を形成させることが可能となり溶接部の腐食の影響を軽減できる。一方、このｐＨより高い溶液で浸漬を行っても燃料電池環境に耐えうる不働態皮膜を形成できない。
【０１０２】
（実施例８）
前記第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接した後、少なくとも溶接部１０をｐＨ４以下でかつ通気してある酸性溶液に浸漬し定電位電解により酸化皮膜を形成する耐食処理を施したものを実施例８とする。
【０１０３】
図１８に示すように、溶接した第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを常温、通気してあるｐＨ４の硫酸酸性溶液７１中に浸漬し定電位電解により不働態皮膜を形成する。電位電流制御装置７４は一方の電極７５を第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃに接続し、他方の電極７２を溶液７１に接続し、電位をモニターする参照電極７２を介して溶液７１に浸されている第二セパレータ７Ｃの表面に任意の電流及び電位を印加させる。
【０１０４】
こうして第二セパレータ７Ｃの表面に印加する電位は図１１の分極曲線図に基づいて０．３Ｖ〜０．６Ｖ(ｖｓ ＳＨＥ)の範囲に設定することにより、溶接部１０の表面に不働態皮膜が形成される。これに対して、０．３Ｖ以下または０．６Ｖ以上の範囲に設定すると溶接部１０の表面に不働態皮膜を十分に形成できない。
【０１０５】
図１１はＳＵＳ３１６Ｌ基材の試験片を常温、通気してあるｐＨ４の硫酸酸性溶液中に浸漬し動電位分極した分極曲線であるが、この結果より０．３Ｖ〜０．６Ｖｖｓ．ＳＨＥの電位範囲でＳＵＳ３１６Ｌ材は不働態化することがわかる。
【０１０６】
したがって、本実施例では０．５Ｖｖｓ．ＳＨＥに３０分間定電位分極を行うことで溶接部に安定な不働態皮膜を形成させる。
【０１０７】
図１９は定電位電解中に観測されたＳＵＳ３１６Ｌ材の電流変化であるが、３０分間の分極で電流値は一定の値に収束している。これより、溶接部１０に安定な不働態皮膜が形成されていることが確認された。
【０１０８】
また本実施例において、燃料電池稼動時においてカソード側の第二セパレータ７Ｃは０．４Ｖ〜１．０Ｖｖｓ．ＳＨＥの電位範囲に保持されていると考えられるため、０．５Ｖｖｓ．ＳＨＥで分極することで安定した不働態皮膜が形成される。さらに、酸性溶液に浸漬するのみの方法と比べて、電位をかけることで強制的に溶接部１０の表面に酸化皮膜を形成することにより、安定な不働態皮膜が形成される。
【０１０９】
定電位電解による方法はｐＨ１〜７程度で通気してある溶液を用い、電解時間は１分〜３０分程度とすることにより、安定な不働態皮膜を形成することができる。
【０１１０】
前記実施例５、実施例７、実施例８の方法で溶接部１０の耐食処理を行った第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの耐食性を確認するため、各実施例５〜７の方法で耐食処理を行った後に第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃから溶接部位をカッターにより無作為に切り出し、図２０に示すように、その溶接部切り出し材１０１を水槽に満たした８０℃、ｐＨ４の硫酸酸性溶液１００に浸漬して浸漬前後の質量変化を経時的に測定することで各々の耐食処理方法における耐食性の評価を行った。なお、切り出し破断面にはシリコンシールによる防食処理を施してある。
【０１１１】
図１１は２００時間浸漬した場合の切り出し材１０１の腐食質量の経時変化を示すものである。図１１において、特性Ａは耐食処理を全く行っていないものであり、特性Ｂは１００℃で１分間の低温加熱処理を行ったものであり、特性Ｃは５０℃で４．８Ｍ硝酸溶液に２時間浸漬する処理を行ったものであり、特性Ｄは常温でｐＨ２硫酸溶液中に浸漬し０．５Ｖｖｓ．ＳＨＥの条件で３０分間電解を行ったものである。これから腐食による質量変化は、特性Ａが大幅に大きくなり、特性Ｂ、Ｃ、Ｄの順に小さくなることがわかる。
【０１１２】
これらの耐食処理方法を比較した場合、前処理工程の簡略化をはかるならば実施例５の低温加熱処理する方法が適切であり、安定な不働態皮膜形成でかつ工程の簡略化をはかるならば実施例７の溶液浸漬のみする方法が適切であり、確実に不働態皮膜形成をはかるならば実施例８の浸漬して電解する方法が適切である。
【０１１３】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【０１１４】
（ア）対の電極触媒層５Ａ、５Ｃで電解質膜４を挟んで構成した電解質膜電極積層体３をさらにその両側からガス流路８Ａ、８Ｃを画成して挟むことで燃料電池セル２を構成する金属製の第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃであり、隣接する燃料電池セル２の第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃと背面２６同士を接触させて両者間に温調媒体を流通させる温調媒体流路９を形成する燃料電池の第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃにおいて、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの電解質膜電極積層体３に対峙する反応側表面２５のみに耐食被覆処理層２７を形成し、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士が接触する部位を接合した。このため、耐食被覆処理層２７によって第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの耐食性を確保するとともに、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６に耐食被覆処理層２７を形成する工数を減らして製品のコストダウンがはかれる。背面２６同士の接合部（溶接部１０）を介して耐食被覆処理層２７が形成されない背面２６間の抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【０１１５】
（イ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの基材を、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの少なくとも一つ以上を主成分とするステンレス鋼とした。このため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの各背面２６にはその表層に酸化皮膜が形成され、温調媒体流路９を画成する背面２６に要求される耐食性を確保することができる。
【０１１６】
（ウ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの各ガス流路８Ａ、８Ｃを画成する溝底となる部位（リブ平面部２１ａ）同士を溶接する。このため、溶接部１０が電解質膜電極積層体３から離れて相対的に腐食しにくい部位に形成されることにより、溶接部１０によって耐食被覆処理層２７が損傷されても、腐食性能の低下を小さくに抑えられる。
【０１１７】
（エ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃは平面状に延びるリブ平面部２１ａ、２２ａと、このリブ平面部２１ａ、２２ａの端部で曲折するリブ角部２１ｂ、２２ｂとを有し、各リブ平面部２１ａ、２２ａを接合する溶接部１０を各リブ角部２１ｂ、２２ｂに達する領域に形成する。このため、溶接部１０は各リブ平面部２１ａの全域を接合することにより、溶接面積を増して背面２６間の抵抗を低減する。また、各リブ平面部２１ａの間にて隙間腐食が生じることを抑えられる。
【０１１８】
（オ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの接触面積に対する溶接面積割合を５％以上に設定する。このため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【０１１９】
（カ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の酸化皮膜を除去した後、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接する。このため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の接触抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【０１２０】
（キ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の酸化皮膜を溶液中で所定の電位を第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃにかけて除去した後、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接する。このため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の接触抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【０１２１】
（ク）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６の酸化皮膜を削って除去した後、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接する。このため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の接触抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【０１２２】
（ケ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ同士を所定の荷重で圧縮した状態で第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃの背面２６同士を溶接する。このため、第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃ間の抵抗を低減し、燃料電池の発電性能を高められる。
【０１２３】
（コ）溶接部１０は、カソード側の第二セパレータ７Ｃを加熱して第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接する。このため、カソード側の第二セパレータ７Ｃより腐食しやすい環境にあるアノード側の第一セパレータ７Ａにて溶接部１０によって耐食被覆処理層２７が損傷する度合いを小さくし、腐食性能の低下を最小限に抑えられる。
【０１２４】
（サ）第一、第二セパレータ７Ａ、７Ｃを溶接した後、少なくとも溶接部１０の表面に耐食処理を施す。このため、溶接部１０が形成されることによって耐食被覆処理層２７が損傷されても、ここに腐食が生じることを抑えられる。
【０１２５】
（シ）耐食処理として少なくとも溶接部１０に熱処理をする。このため、溶接時に生じた組織変化および応力の残留による耐食性低下の影響が軽減される。
【０１２６】
（ス）耐食処理として少なくとも溶接部１０の表面に酸化皮膜を形成する。このため、少なくとも溶接部１０の表面が酸化皮膜によって不働態化されることにより、ここに腐食が生じることを抑えられる。
【０１２７】
（セ）耐食処理として少なくとも溶接部１０の表面にレーザビーム１９を照射して酸化皮膜を形成する。このため、溶接部１０またはその周辺部を局部的に加熱し、他の部位に熱的影響を与えることを抑えられる。
【０１２８】
（ソ）カソード側の第二セパレータ７Ｃにレーザビーム１９を照射して溶接し、この溶接部１０にレーザビーム１９をその出力を下げて照射して溶接部１０の表面に酸化皮膜を形成する。このため、溶接処理と溶接部１０のの耐食皮膜を形成する熱処理が連続して行われ、この処理工数を大幅に削減できる。
【０１２９】
（タ）カソード側の第二セパレータ７Ｃにレーザビーム１９を照射して溶接し、この溶接部１０にレーザビーム１９をその焦点範囲を広げて照射して溶接部１０の表面に酸化皮膜を形成する。このため、溶接処理と溶接部１０のの耐食皮膜を形成する熱処理が連続して行われ、この処理工数を大幅に削減できる。
【０１３０】
（チ）耐食処理として少なくとも溶接部１０の表面を酸性溶液に浸漬して酸化皮膜を形成する。このため、少なくとも溶接部１０の表面が酸化皮膜によって不働態化されることにより、ここに腐食が生じることを抑えられる。
【０１３１】
（ツ）耐食処理として少なくとも溶接部１０の表面を酸性溶液に浸漬して電解により酸化皮膜を形成する。このため、少なくとも溶接部１０の表面が酸化皮膜によって不働態化されることにより、ここに腐食が生じることを抑えられる。
【０１３２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す燃料電池スタックの断面図。
【図２】同じく第一、第二セパレータの断面図。
【図３】同じく第一、第二セパレータの断面図。
【図４】同じく第一、第二セパレータの製造工程を示す図。
【図５】同じく第一、第二セパレータの斜視図。
【図６】同じく溶接面積割合と第一、第二セパレータの貫通抵抗の関係を示す特性図。
【図７】同じく面圧と第一、第二セパレータの貫通抵抗の関係を示す特性図。
【図８】同じく第一、第二セパレータの貫通抵抗の構成図。
【図９】同じく第一、第二セパレータの貫通抵抗を測定する装置の構成図。
【図１０】同じく酸化皮膜の有無と面圧と第一、第二セパレータの貫通抵抗の関係を示す特性図。
【図１１】同じく水溶液中における基材の分極曲線図。
【図１２】同じく背面の表面粗さとと第一、第二セパレータの貫通抵抗の関係を示す特性図。
【図１３】同じく背面の表面粗さと面圧と第一、第二セパレータの貫通抵抗の関係を示す特性図。
【図１４】同じく第一、第二セパレータの概略構成図。
【図１５】同じく溶接時の圧縮量と面圧と第一、第二セパレータの貫通抵抗の関係を示す特性図。
【図１６】同じくレーザビームによる耐食処理方法を示す概略図。
【図１７】同じく溶液浸漬による耐食処理方法を示す概略図。
【図１８】同じく電解による耐食処理方法を示す概略図。
【図１９】同じく定電位電解中の電流変化を示す特性図。
【図２０】同じく溶接部切り出し材の耐食評価試験方法を示す概略図。
【図２１】同じく腐食評価試験における溶接部切り出し材の質量変化を示す特性図。
【符号の説明】
【０１３４】
１  燃料電池スタック
２  燃料電池セル
３  電解質膜電極積層体
４  電解質膜
５Ａ、５Ｃ  電極触媒層
７Ａ、７Ｃ  第一、第二セパレータ
８Ａ、８Ｃ  ガス流路
９  温調媒体流路
１０  溶接部（接合部）
２５  反応側表面
２６  背面
２７  耐食被覆処理層
２１ａ、２２ａ  リブ平面部
２１ｂ、２２ｂ  リブ角部
【図１】
0005343307.tif 000002
【図２】
0005343307.tif 000003
【図３】
0005343307.tif 000004
【図４】
0005343307.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005343307.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005343307.tif 000011
【図１１】
0005343307.tif 000012
【図１２】
0005343307.tif 000013
【図１３】
0005343307.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005343307.tif 000016
【図１６】
0005343307.tif 000017
【図１７】
0005343307.tif 000018
【図１８】
0005343307.tif 000019
【図１９】
0005343307.tif 000020
【図２０】
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【図２１】
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