(57)【要約】【課題】ターミナルプレートとエンドプレートの間に介在させる絶縁樹脂層が良好な電気絶縁性を発揮でき、その結果、絶縁プレートを廃止して燃料電池スタックの軽量化・小型化を図ることができる燃料電池スタックを提供する。【解決手段】燃料電池スタックは、複数の電池セル及びセパレータを配列してなる電池セル群、並びに、その電池セル群の各端部に配設されたターミナルプレート１及びエンドプレート３を備える。エンドプレート３は、ターミナルプレート１に対向する対向面３１を有する金属板材として構成されている。エンドプレート３の少なくとも対向面３１には、エンドプレート３とターミナルプレート１との間に介在して両者を電気的に絶縁するための絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜３５が電着塗装法によって被覆形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セル及びセパレータを配列してなる電池セル群、並びに、その電池セル群の各端部に配設されたターミナルプレート及びエンドプレートを備えてなる燃料電池スタックにおいて、
前記エンドプレートは、前記ターミナルプレートに対向する対向面を有する金属板材として構成されており、そのエンドプレートの少なくとも対向面には、エンドプレートとターミナルプレートとの間に介在して両者を電気的に絶縁するための絶縁樹脂層が電着塗装法によって被覆形成されていることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項２】
前記エンドプレートの対向面と該対向面に対し非平行に交差する非平行面とによって構築される角部には、対向面と非平行面とを滑らかにつなぐ湾曲面が形成されており、エンドプレートの対向面、湾曲面及び非平行面の三面にわたって前記絶縁樹脂層が連続被覆されている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】
複数の電池セル及びセパレータを配列してなる電池セル群、並びに、その電池セル群の各端部に配設されたターミナルプレート及びエンドプレートを備えてなる燃料電池スタックにおいて、
前記ターミナルプレートは、前記エンドプレートに対向する対向面を有する導電性金属の板材として構成されており、そのターミナルプレートの少なくとも対向面には、ターミナルプレートとエンドプレートとの間に介在して両者を電気的に絶縁するための絶縁樹脂層が電着塗装法によって被覆形成されていることを特徴とする燃料電池スタック。
【請求項４】
前記ターミナルプレートの対向面と該対向面に対し非平行に交差する非平行面とによって構築される角部には、対向面と非平行面とを滑らかにつなぐ湾曲面が形成されており、ターミナルプレートの対向面、湾曲面及び非平行面の三面にわたって前記絶縁樹脂層が連続被覆されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池スタック。
【請求項５】
前記ターミナルプレートにおいて、前記絶縁樹脂層が被覆されている部位以外の部位には、導電性金属からなる導電層が被覆形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料電池スタック。
【請求項６】
前記対向面（前記湾曲面を除く）に形成された前記絶縁樹脂層における任意の少なくとも１０箇所の膜厚から算出する標準偏差は、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃料電池スタック。
【請求項７】
前記対向面（前記湾曲面を除く）に形成された前記絶縁樹脂層における任意の少なくとも１０箇所の膜厚から算出する平均値は、１０μｍ〜４０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池スタック。
【請求項８】
前記絶縁樹脂層は、ポリイミド電着塗料を電着塗装して得たポリイミド皮膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の燃料電池スタック。
【請求項９】
燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法であって、
エンドプレートに対向する対向面を持った導電性金属の板材を準備する準備工程と、
前記導電性金属の板材の全表面のうちの少なくとも前記対向面に、ポリイミド電着塗料を用いた電着塗装法によってポリイミド皮膜を被覆形成する電着塗装工程と、
前記ポリイミド皮膜が被覆されている部位以外の部位に、前記ポリイミド皮膜をメッキ時のマスキング材として活用するメッキ処理によって、導電性金属からなる導電層を被覆形成するメッキ工程と
を経て、絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜及び導電層が表面に被覆された燃料電池スタック用ターミナルプレートを製造する方法。
【請求項１０】
前記準備工程の後に、前記導電性金属の板材の対向面と該対向面に対し非平行に交差する非平行面とによって構築される角部に、対向面と非平行面とを滑らかにつなぐ湾曲面を形成するＲ化処理工程を更に備えており、
前記電着塗装工程では、前記導電性金属の板材の全表面のうちの対向面、湾曲面及び非平行面の三面にわたって連続するように、ポリイミド電着塗料を用いた電着塗装法によってポリイミド皮膜を被覆形成することを特徴とする請求項９に記載の燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法。
【請求項１１】
前記メッキ工程で形成される導電層は、前記板材を構成する導電性金属よりも耐食性において勝る耐食導電性金属からなる耐食導電層を含んでいることを特徴とする請求項９又は１０に記載の燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法。
【請求項１２】
前記電着塗装工程後、前記ポリイミド皮膜を前記対向面に加熱定着させる定着工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法。
【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に関する。特に、燃料電池スタックの両端部に配設されるターミナルプレート（端子板）とエンドプレートとの間の電気絶縁構造の改良に関する。また、そのような電気絶縁構造を提供するターミナルプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、従来の燃料電池スタックは、複数の電池セルとセパレータとを交互に配置して直列接続した電池セル群Ｃ、並びに、その両端部に配設されたターミナルプレート１、絶縁プレート２及びエンドプレート３からなる端部プレート群を備え、これらを締結部材４で締結することにより構成されている（例えば特許文献１参照）。エンドプレート３は、締結部材４による締め付け力を直接受け止めて電池セル群Ｃに所定の面圧を付与する役目を担う。絶縁プレート２は、電極端子としてのターミナルプレート１とエンドプレート３との間を電気的に絶縁するための板状絶縁材であり、一般に樹脂製である。
【０００３】
他方、燃料電池スタックの軽量化を図るために、端部プレート群から絶縁プレートを省き、その代わりにエンドプレートの内側面（ターミナルプレートとの対向面）に樹脂を吹き付ける蒸着法によって絶縁性樹脂をコーティングするという手法が提案されている（例えば特許文献２の第０００３段落参照）。しかし、かかる蒸着法には、樹脂粒子や気泡等に起因したピンホールが生じて絶縁不良を起こしやすいといった問題や、概して直方体形状のエンドプレートにあってはその陵部で、蒸着コーティングされた樹脂膜が脆く剥離しやすいといった密着不良の問題（特許文献２の第００１８段落参照）があった。
【０００４】
上述のような蒸着法による絶縁コーティングの欠点を回避するために、特許文献２の燃料電池では、フッ素系樹脂（絶縁性樹脂）からなる約２００μｍの厚みのフィルムシート構造体を、その底板部の周囲から四つの側板部を所定高さ起立させた上面解放の箱体形状に成形し、その上面解放箱体のフィルムシート構造体をエンドプレート本体（十分な強度を有する金属板）の片面側に被冠することによりエンドプレートを構成している（特許文献２の第００１６，００１７段落参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４６８６９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７００６６号公報
【特許文献３】特開２００３−２４９２４０号公報（セパレータ）
【特許文献４】特開２００４−３１１６６号公報（金属セパレーター用電着塗料）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の絶縁性フィルムシート構造体付きエンドプレートにも欠点がある。即ち、約２００μｍという厚みを確保することでピンホールの存在を限りなくゼロに近づけることができるものの、エンドプレート本体とは別に、膜厚なフィルムシート構造体を予め成形しておく必要がある。このため、例えばエンドプレート本体に微細な凹凸形状が付与される等してエンドプレート自体が複雑な形状を呈する場合には、それに対応する形状のフィルムシート構造体を予め成形することが難しいという問題がある。燃料電池ではプレート材の多機能化に対応して形状が複雑化する傾向にあり、複雑な形状をしたエンドプレートに対し、特許文献２の技術を適用することは容易ではない。また、特許文献２の技術も、上記蒸着法と同様、エンドプレート本体に存する陵部や角部における被膜の密着不良の問題に対し根本的な解決策を提示するものではない。
【０００７】
また、特許文献２の絶縁フィルムは、厚さが約２００μｍあるので、膜厚のばらつきを小さく、例えば１０μｍ以下、に抑えることは困難であると考えられる。さらに、膜厚のばらつきを小さくするために、厚さが薄い、例えば５０μｍ以下、の絶縁フィルムを被冠しようとしても、そのような薄い絶縁フィルムを作製することのみならず、エンドプレートに均一に被冠することも非常に困難であると考えられる。特に、複雑な凹凸形状を備えたエンドプレートに対し、例えば厚さ５０μｍ以下の絶縁フィルムを被冠したとしても、絶縁フィルムとエンドプレート間の密着性にばらつきが生じることになる。これにより、絶縁フィルムに破壊の起点となりやすい部分が生じ、絶縁フィルムに亀裂等が発生することになる。そのため、絶縁フィルムがその絶縁性能を十分に発揮することができなくなるという問題もある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものである。尚、特許文献３及び特許文献４は、燃料電池スタックの電池セル群を構成するセパレータの表面に電着塗装法によってコーティングを施す技術を開示するが、これらは、腐食性ガスに対する耐食性（防食性）の向上を目的とした導電性コーティングに関するものである。
【０００９】
本発明の目的は、ターミナルプレートとエンドプレートの間に介在させる絶縁樹脂層が良好な電気絶縁性を発揮でき、その結果、絶縁プレートを廃止して燃料電池スタックの軽量化・小型化を図ることができる燃料電池スタックを提供することにある。また、エンドプレート又はターミナルプレートが複雑な形状を呈する場合でも絶縁樹脂層を被覆形成することが可能な燃料電池スタックを提供することにある。更に、そのような電気絶縁構造を提供する燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ターミナルプレートとエンドプレートの間に良好な電気絶縁性能を示す絶縁樹脂層を形成することを狙ったものである。即ち、蒸着法による膜形成の欠点（ピンホール発生や低密着）の原因を解明した結果、数ある成膜法のうちでも電着塗装法により形成される皮膜が、基材となるプレート上で優れた均一性及び連続性を示し、比較的薄膜であっても高い電気絶縁性能を発揮できることを見出したものである。
【００１１】
本発明の燃料電池スタック（請求項１〜８）は、複数の電池セル及びセパレータを配列してなる電池セル群、並びに、その電池セル群の各端部に配設されたターミナルプレート及びエンドプレートを備えてなるものである。そして、前記エンドプレートは、前記ターミナルプレートに対向する対向面を有する金属板材として構成されており、そのエンドプレートの少なくとも対向面には、エンドプレートとターミナルプレートとの間に介在して両者を電気的に絶縁するための絶縁樹脂層が電着塗装法によって被覆形成されていることを特徴とする燃料電池スタックである（請求項１，２，６〜８）。あるいは、前記ターミナルプレートは、前記エンドプレートに対向する対向面を有する導電性金属の板材として構成されており、そのターミナルプレートの少なくとも対向面には、ターミナルプレートとエンドプレートとの間に介在して両者を電気的に絶縁するための絶縁樹脂層が電着塗装法によって被覆形成されていることを特徴とする燃料電池スタックである（請求項３〜８）。
【００１２】
より好ましくは、前記エンドプレート（又はターミナルプレート）の対向面と該対向面に対し非平行に交差する非平行面とによって構築される角部には、対向面と非平行面とを滑らかにつなぐ湾曲面が形成されており、エンドプレート（又はターミナルプレート）の対向面、湾曲面及び非平行面の三面にわたって前記絶縁樹脂層が連続被覆されていることを特徴とする燃料電池スタックである（請求項２，４）。
【００１３】
本発明の燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法（請求項９〜１２）は、エンドプレートに対向する対向面を持った導電性金属の板材を準備する準備工程と、前記導電性金属の板材の全表面のうちの少なくとも前記対向面に、ポリイミド電着塗料を用いた電着塗装法によってポリイミド皮膜を被覆形成する電着塗装工程と、前記ポリイミド皮膜が被覆されている部位以外の部位に、前記ポリイミド皮膜をメッキ時のマスキング材として活用するメッキ処理によって、導電性金属からなる導電層を被覆形成するメッキ工程とを経て、絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜及び導電層が表面に被覆された燃料電池スタック用ターミナルプレートを製造する方法である。
【００１４】
より好ましくは、前記メッキ工程で形成される導電層は、前記板材を構成する導電性金属よりも耐食性において勝る耐食導電性金属からなる耐食導電層を含んでいることを特徴とする燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法である。
【００１５】
なお、本発明の各構成要件の意義、本発明の更に好ましい態様や追加的構成要件については、後記「発明を実施するための最良の形態」の欄で更に説明する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料電池スタック（請求項１〜８）によれば、エンドプレート又はターミナルプレートに電着塗装法によって被覆形成された絶縁樹脂層は、比較的薄膜にもかかわらず良好な電気絶縁性を示すため、絶縁プレートを廃止して燃料電池スタックの軽量化・小型化を図ることができる。特に、電着塗装法によって形成された絶縁樹脂層は、基材となるプレートに対して優れた密着性及び形状対応性を示すと共に、均一な膜厚及び連続性を有し、基材の表面が複雑な凹凸形状を呈する場合でも、膜剥離やピンホールその他の膜亀裂を生じにくく、電気絶縁性能を安定的に維持することができる。
【００１７】
また、エンドプレート又はターミナルプレートにおいて、その対向面と該対向面に対し非平行に交差する非平行面とによって構築される角部に、対向面と非平行面とを滑らかにつなぐ湾曲面を形成すると共に、当該プレートの対向面、湾曲面及び非平行面の三面にわたって絶縁樹脂層を連続被覆した場合には、その絶縁樹脂層の内部応力（残留応力）が集中することで破壊起点となり得るような角（エッジ）が存在しないため、絶縁樹脂層の局部的な亀裂や破壊を回避できる。その結果、絶縁樹脂層全体の密着性及び連続性が向上し、電気絶縁性能が更に安定する。
【００１８】
本発明の燃料電池スタック用ターミナルプレートの製造方法（請求項９〜１２）によれば、導電性金属板材の表面に絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜及び導電層を被覆形成することで、従来の絶縁プレートの機能をも併せ持つターミナルプレートを効率的に製造することができる。特に、電着塗装法により形成した絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜を、導電層のメッキ時のマスキング材としてそのまま活用できるため、製造プロセスを簡略化して製造コストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、メッキ工程で形成される導電層が、板材を構成する導電性金属よりも耐食性において勝る耐食導電性金属からなる耐食導電層を含んでいる場合には、板材として、一般に耐食性の低い汎用の導電性金属からなる板材を躊躇無く使用することができ、その結果、製造コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の燃料電池スタックは、図１に示すように、複数の電池セル及びセパレータを配列してなる電池セル群Ｃ、その電池セル群Ｃの各端部に配設されたターミナルプレート１及びエンドプレート３、並びに、これら（Ｃ，１，３）を束ねて締結するための締結部材４を備えている。
【００２１】
エンドプレート３は、締結部材４による締め付け力を直接受け止めることから高強度・高剛性の材料で構成される。エンドプレート３の構成材料としては、例えばステンレス鋼、鋳鋼、鋳鉄などの鉄系材料やマグネシウム系材料があげられる。一般にエンドプレート３は、それ単独で高剛性を保てるように比較的厚肉な板形状（つまり比較的偏平な直方体形状）に形成される。
【００２２】
ターミナルプレート１は、電池セル群Ｃの両端に位置する電極端子として機能することから導電性材料で構成される。ターミナルプレート１を構成する導電性材料としては、汎用性及び経済性の観点から導電性金属が好ましい。ターミナルプレート１用の導電性金属としては、アルミニウム系材料（アルミニウム及びその合金）、銅、銀などがあげられる。一般にターミナルプレート１は、比較的薄肉な板形状に形成される。
【００２３】
図２及び図３は、図１の水平断面位置でのターミナルプレート１及びエンドプレート３の概略水平断面を示す（但し、プレート上の皮膜の状況を見やすくするため、両プレート１，３を離間させた状態で図示する）。図２及び図３に示すように、エンドプレート３は少なくとも、ターミナルプレート１に対向接触する対向面３１と、その対向面３１に対し非平行に交差する非平行面（例えば直角に交差する周縁側面３３）とを有しており、その対向面３１と非平行面３３との境界位置には、これら二つの面によって構築される角部の存在を想定することができる。同様に、ターミナルプレート１は少なくとも、エンドプレート３に対向接触する対向面１１と、その対向面１１に対し非平行に交差する非平行面（例えば直角に交差する周縁側面１３）とを有しており、その対向面１１と非平行面１３との境界位置には、これら二つの面によって構築される角部の存在を想定できる。
【００２４】
本発明の燃料電池スタックでは、エンドプレート３の対向面３１又はターミナルプレート１の対向面１１のいずれか一方に、絶縁樹脂層（３５又は１５）が電着塗装法によって被覆形成されている。この絶縁樹脂層（３５又は１５）は、燃料電池スタックの組立完了後にエンドプレート３とターミナルプレート１との間に介在して両者を電気的に絶縁することで、従来必要とされた絶縁プレートに代替する電気絶縁層として機能する。それ故、絶縁プレートを廃止して燃料電池スタックの軽量化・小型化を図ることができる。また、絶縁樹脂層（３５又は１５）の形成方法として電着塗装法を採用したため、被着面に対して絶縁樹脂を万遍なく均一にコーティングすることができる。電着塗装法によって形成された被膜の均一性は非常に高く、ピンホール等はほとんど生じないため、ピンホール等に起因する絶縁不良はほとんど生じない。
【００２５】
エンドプレート３又はターミナルプレート１に対する電着塗装法としては、被塗物（即ちエンドプレート３又はターミナルプレート１）が金属製である場合には、被塗物に負電圧を印加し、正に分極した電着塗料を被塗物の表面に析出させるカチオン電着塗装法を採用することが好ましい。
【００２６】
電着塗装に使用する電着塗料は特に限定されないが、ポリイミド系の電着塗料、フッ素樹脂系の電着塗料、ポリアミドイミド系の電着塗料、エポキシ樹脂系の電着塗料、アクリル樹脂系の電着塗料を用いることは好ましい。ポリイミド系の電着塗料としては、次の化学式１に示すような化学構造のポリイミドを主成分とするカチオン型ポリイミド電着塗料が最も好ましい。化学式１中、Ｒはアルキル鎖を、Ａｒは芳香族構造を意味する。このカチオン型ポリイミド電着塗料の絶縁破壊電圧は約１０００Ｖであり、極めて高い電気絶縁性を有している。また、このカチオン型ポリイミド電着塗料のガラス転移温度は約２００℃（ＤＳＣ測定）、５％質量減少温度は約４００℃（ＴＧＡ測定）であり、有機ポリマーとしては極めて高い耐熱性を有する。
【００２７】
【化１】
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【００２８】
エンドプレート３又はターミナルプレート１に対しカチオン型ポリイミド電着塗料を用いてカチオン電着塗装を施した後、そのポリイミド電着塗料を被塗物に加熱定着（例えば焼き付け定着）させることは好ましい。また、特に被塗物がターミナルプレート１の場合には、その一部に導電性表面又は導電部を確保する必要があることから、ターミナルプレートの導電性表面に対しては必要に応じてマスキングを施してから電着塗装を施すことが好ましい。なお、電着塗装の条件や、被塗物の前処理及び後処理の方法、電着塗料の加熱定着条件等は、使用する電着塗料の種類や性質に応じて適宜選択される。
【００２９】
絶縁樹脂層（３５又は１５）を電着塗装で形成することにより、絶縁樹脂層（３５又は１５）の厚み（ｔ１又はｔ２）のばらつきを小さくすることができる。好ましくは、エンドプレート３の対向面３１（エンドプレート３の角部（湾曲面３４含む）及び周縁側面３３は除く）又はターミナルプレート１の対向面１１（ターミナルプレート１の角部（湾曲面１４含む）及び周縁側面１３は除く）上に形成された絶縁樹脂層において、任意の少なくとも１０箇所の膜厚から算出する標準偏差σは１μｍ以下である。膜厚を均一にすることにより、絶縁樹脂層の破損を防止することができる。
【００３０】
ここで、対向面（３１又は１１）上における絶縁樹脂層（３５又は１５）のｎ箇所（ｎ≧１０）の膜厚をｘ１、ｘ２、…、ｘｎとすると、標準偏差σは、以下の数１の式から算出される。
【００３１】
【数１】
2007042598.tif 000004
【００３２】
なお、絶縁樹脂層（３５又は１５）の厚み（ｔ１又はｔ２）、例えば平均膜厚、については、ターミナルプレート１を介して出力される電力や、当該絶縁樹脂層の強度や絶縁性等に応じて適宜設定されるものであるが、１０μｍ〜４０μｍ、特に概して２０μｍ以上、が好ましいことが多い。絶縁樹脂層（３５又は１５）の膜厚が１０μｍ未満の場合においては、絶縁樹脂層（３５又は１５）の絶縁性能が不十分となるおそれがある。また、絶縁樹脂層（３５又は１５）の絶縁性能を確保するためには、膜厚は４０μｍあれば十分であると考えられる。
【００３３】
ここで、本発明において、絶縁樹脂層（３５又は１５）の平均膜厚は、標準偏差を算出する場合と同様にして測定した任意の少なくとも１０箇所の膜厚の算術平均とする。
【００３４】
絶縁樹脂層（３５又は１５）の平均膜厚が、１０μｍ〜４０μｍである場合、上記標準偏差σから算出した変動係数ＣＶは、０．０５以下になると好ましい。変動係数ＣＶとは、標準偏差と算術平均の比であり、以下の数２の式から算出される。
【００３５】
【数２】
2007042598.tif 000005
【００３６】
絶縁樹脂層と被塗物との密着性は、ＪＩＳ５６００−５−６に準拠した試験方法による試験結果の評価において、ＪＩＳ５６００−５−６に規定された分類０（表１）を満たすと好ましい。
【００３７】
エンドプレート３又はターミナルプレート１の少なくとも対向面（３１又は１１）に対し絶縁樹脂層（３５又は１５）を電着塗装法によって被覆形成する前に、前処理として、基材となるエンドプレート３又はターミナルプレート１に対してＲ化処理を施しておくことは好ましい。ここで「Ｒ化処理」とは、基材となるプレート（３又は１）の対向面（３１又は１１）と該対向面に対し非平行に交差する非平行面（３３又は１３）とによって構築される角部に、対向面と非平行面とを滑らかにつなぐ湾曲面（３４又は１４）を形成することをいう。Ｒ化処理の具体的手法としては、面取り加工や研磨加工のような機械的処理や、化学的処理があげられる。化学的なＲ化処理としては、プレートの構成材料を溶かし得るエッチング液にプレートを所定時間だけ浸すことで角部の角を丸める処理手法を例示できる。このようなＲ化処理を事前に施しておくことで、電着塗装時には、基材となるプレート（３又は１）の対向面（３１又は１１）、湾曲面（３４又は１４）及び非平行面（３３又は１３）の三面にわたって絶縁樹脂層（３５又は１５）を無理なく連続被覆することが可能となり、基材となるプレートに対する絶縁樹脂層全体の密着性及び連続性が向上し、電気絶縁性能が更に安定する。
【００３８】
なお、図２及び図３の例では、エンドプレート３の対向面３１に対し直角に交差する非平行面としての周縁側面３３の一部、又は、ターミナルプレート１の対向面１１に対し直角に交差する非平行面としての周縁側面１３の一部に被覆形成された絶縁樹脂層（３５又は１５）が、プレートの対向面の端（四辺）から周縁側面の上にまで及んでいる。このため、プレートの周縁側面に塵埃や異物が接触したときでも、これらが電気的ブリッジとなって発生し得る両プレート１，３間のショートを極力防止することができる。
【００３９】
図３に示すように、ターミナルプレート１において、絶縁樹脂層１５が被覆されている部位以外の残りの部位に、導電性金属からなる導電層１６を被覆形成することは好ましい。導電層１６を構成する導電性金属としては、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）及びニッケル（Ｎｉ）があげられる。これらのうちでも特に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及び白金（Ｐｔ）は、耐食性に優れた金属（耐食導電性金属）である。そして、導電層１６が、ターミナルプレート１となる板材を構成する導電性金属よりも耐食性において勝る耐食導電性金属からなる耐食導電層を含んでいることは、非常に好ましい。ここで、「耐食導電層を含んでいる」とは、導電層１６が例えば多層構造を有しそのうちの一層が耐食導電層に相当する場合を意味することはもちろんであるが、それだけにとどまらず、導電層１６が耐食導電層そのものである場合をも包含する意味である。
【００４０】
ターミナルプレート１の全表面のうち電池セル群Ｃと接触する側の面は、必ずしも耐食性能を必要とするものではない。但し、ターミナルプレート１の表面を絶縁樹脂層１５及び耐食導電層を含む導電層１６で被覆した場合には、ターミナルプレート１の表面耐食性が向上することは間違いない。その場合には、ターミナルプレート１を構成する導電性材料として、アルミニウム系材料や銅などの比較的安価だが耐食性が低い導電性金属を使用することが可能になり、ターミナルプレート１の製造コストを低減することができる。
【００４１】
図３に示す燃料電池スタック用ターミナルプレート１の製造方法としては、次のような手順を経ることが好ましい。
【００４２】
先ず、エンドプレート３に対向する対向面１１を持った導電性金属の板材（１）を準備する（準備工程）。尚、この準備工程の直後に、導電性金属の板材（１）の対向面１１と該対向面１１に対し非平行に交差する非平行面（例えば周縁側面１３）とによって構築される角部に、対向面１１と非平行面１３とを滑らかにつなぐ湾曲面１４を形成するＲ化処理を施すこと（Ｒ化処理工程）は好ましい。Ｒ化処理の好ましい態様については既に説明した通りである。
【００４３】
次に、導電性金属の板材の全表面のうちの少なくとも対向面１１に、ポリイミド電着塗料を用いた電着塗装法によってポリイミド皮膜１５を被覆形成する（電着塗装工程）。具体的には、ターミナルプレート１の導電性表面又は導電部として露出させる必要がある部位に対し予めマスキングを施しておき、マスク済みの導電性金属の板材（１）に対してポリイミド電着塗料を用いた電着塗装を施す。電着塗料及び電着塗装法の好ましい態様については既に説明した通りである。板材上へのポリイミド皮膜１５の形成が完了したらマスキング材を除去し、その後に必要に応じてポリイミド皮膜１５を板材上に加熱定着等させる。尚、上記Ｒ化処理を施した導電性金属の板材（１）に対しては、その対向面１１、湾曲面１４及び非平行面１３の三面にわたって連続するように、ポリイミド電着塗料を用いた電着塗装法によってポリイミド皮膜１５を被覆形成することが好ましい。
【００４４】
最後に、導電性金属の板材（１）の表面のうち、ポリイミド皮膜１５が被覆されている部位以外の部位に、ポリイミド皮膜１５をメッキ時のマスキング材として活用するメッキ処理によって、導電性金属からなる導電層１６を被覆形成する（メッキ工程）。特に、ターミナルプレート１用板材を構成する導電性金属よりも耐食性において勝る耐食導電性金属からなる耐食導電層を含む導電層１６を形成することは好ましい。例えば、メッキ用の（耐食）導電性金属として金（Ａｕ）を用いることは非常に好ましい。このメッキ処理においては、ポリイミド皮膜１５付きの導電性金属の板材（１）を金属化合物の浴中に浸すだけで、簡単に無電解メッキを施すことができる。その際、金属化合物の浴中では、ポリイミド皮膜１５が無電解メッキにおけるマスキング材として機能するため、ポリイミド皮膜１５の表面に金属皮膜が付着形成されることがない。
【００４５】
このように上記準備工程、電着塗装工程及びメッキ工程を経て、絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜１５及び導電層１６が表面に被覆された燃料電池スタック用ターミナルプレート１が製造される。この製造方法によれば、電着塗装工程で形成した絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜１５を、導電層１６のメッキ時のマスキング材としてそのまま活用できるため、製造プロセスを簡略化して製造コストの低減を図ることができる。
【００４６】
以下、エンドプレート３及びターミナルプレート１の具体的実施例を示す。
【実施例１】
【００４７】
［エンドプレートの実施例］
エンドプレート３として、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製の板材を準備した。このステンレス鋼製板材は比較的偏平な直方体形状をなし、寸法はおおよそ縦３００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ２０ｍｍである。図２に示すように、この直方体状エンドプレート３は、ターミナルプレート１との対向面３１（内側面）、その対向面３１と反対側の反対面３２（外側面）及びこれら両面の周縁四辺を区画する四つの周縁側面３３を有する。四つの周縁側面３３の各々は、前記対向面３１及び反対面３２に対し直角に交差する。
【００４８】
先ず、この直方体状エンドプレートの対向面３１と、これに対し直角に交差する各周縁側面３３とによって構築されるエッジ状の角部に対してＲ化処理を施した。Ｒ化処理は、ステンレス鋼を溶解可能なエッチング液（例えば、リン酸、硝酸、塩酸および酢酸の混合水溶液）に当該エンドプレートを所定時間ひたすことにより達成される。かかるＲ化処理によって、角部は角張ったエッジ形状から角のとれた曲面形状に変わり、角部には湾曲面３４が出現する。この湾曲面３４の曲率半径Ｒ１は約０．２〜０．５ｍｍである。
【００４９】
次に、エンドプレートの反対面３２及びその反対面３２の周縁四辺に連なる四つの周縁側面３３の一部分にマスキング材（例えば、市販の絶縁性マスキングテープ）でマスキングを施し、エンドプレートの対向面３１及びその対向面３１の周縁四辺に連なる四つの周縁側面３３の残り部分を露出状態とした。このマスキング材付きエンドプレート３を十分に脱脂洗浄し、更にイオン交換水又は純水で水洗した。その一方で、電着塗装槽に、カチオン型ポリイミド電着塗料（株式会社シミズ製商品：エレコートＰＩ）をイオン交換水で適度な濃度に希釈した水浴を準備し、その浴温を約２５℃に調整しておく。そのポリイミド電着塗料水浴中に前記洗浄済みのエンドプレート３を浸してエンドプレート３の一部（電極接続部）を直流電源装置の負極に接続すると共に、水浴中に浸したカーボン製対向電極を直流電源装置の正極に接続し、２０〜２２０Ｖの電圧にて約２分間、電着塗装を施した。その後、電着塗装槽から取り出したエンドプレート３を水洗し、エアーブロー後に予備乾燥（８０〜１００℃で約１０分間）を行った。予備乾燥したエンドプレート３から前記マスキング材を除去した後、それを加熱装置に移し、ポリイミド電着塗料の焼付け処理（約２１０℃で３０分間）を行った。
【００５０】
こうして図２に示すように、エンドプレートの対向面３１及びその対向面３１の周縁四辺に連なる四つの周縁側面３３の一部分に、絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜３５が形成されたステンレス鋼製のエンドプレート３を得た。エンドプレート３の対向面３１（湾曲面３４除く）に形成されたポリイミド皮膜３５の１４箇所の膜厚ｔ１を測定した。この１４個の膜厚値から、ポリイミド皮膜３５の平均膜厚、標準偏差及び変動係数を算出したところ、平均膜厚は２２．９４μｍ、標準偏差は０．５９μｍ、及び変動係数は０．０２６であった。尚、この少なくとも対向面３１がポリイミド皮膜３５で被覆されたエンドプレート３を用いて図１のような燃料電池スタックを構成したところ、ターミナルプレート１とエンドプレート３との間の電気絶縁性に何ら支障は生じなかった。
【実施例２】
【００５１】
［ターミナルプレートの実施例］
ターミナルプレート１として、アルミニウム合金製の板材を準備した。このアルミニウム合金製板材は長方形の板形状をなし、寸法はおおよそ縦３００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ２ｍｍである。図３に示すように、この板状ターミナルプレート１は、エンドプレート３との対向面１１（外側面）、その対向面１１と反対側の反対面１２（内側面）及びこれら両面の周縁四辺を区画する四つの周縁側面１３を有する。四つの周縁側面１３の各々は、前記対向面１１及び反対面１２に対し直角に交差する。
【００５２】
先ず、この板状ターミナルプレートの対向面１１と、これに対し直角に交差する各周縁側面１３とによって構築されるエッジ状の角部に対してＲ化処理を施した。Ｒ化処理は、アルミニウム合金を溶解可能なエッチング液（例えば、リン酸、硝酸、硫酸および酢酸の混合水溶液）に当該ターミナルプレートを所定時間ひたすことにより達成される。かかるＲ化処理によって、角部は角張ったエッジ形状から角のとれた曲面形状に変わり、角部には湾曲面１４が出現する。この湾曲面１４の曲率半径Ｒ２は、約０．２〜０．５ｍｍである。
【００５３】
次に、ターミナルプレートの反対面１２及びその反対面１２の周縁四辺に連なる四つの周縁側面１３の一部分にマスキング材（例えば、市販の絶縁性マスキングテープ）でマスキングを施し、ターミナルプレートの対向面１１及びその対向面１１の周縁四辺に連なる四つの周縁側面１３の残り部分を露出状態とした。このマスキング材付きターミナルプレート１を十分に脱脂洗浄し、更にイオン交換水又は純水で水洗した。その一方で、電着塗装槽に、カチオン型ポリイミド電着塗料（株式会社シミズ製商品：エレコートＰＩ）をイオン交換水で適度な濃度に希釈した水浴を準備し、その浴温を約２５℃に調整しておく。そのポリイミド電着塗料水浴中に前記洗浄済みのターミナルプレート１を浸してターミナルプレート１の一部（電極接続部）を直流電源装置の負極に接続すると共に、水浴中に浸したカーボン製対向電極を直流電源装置の正極に接続し、２０〜２２０Ｖの電圧にて約２分間、電着塗装を施した。その後、電着塗装槽から取り出したターミナルプレート１を水洗し、エアーブロー後に予備乾燥（８０〜１００℃で約１０分間）を行った。予備乾燥したターミナルプレート１から前記マスキング材を除去した後、それを加熱装置に移し、ポリイミド電着塗料の焼付け処理（約２１０℃で３０分間）を行った。こうして、ターミナルプレートの対向面１１及びその対向面１１の周縁四辺に連なる四つの周縁側面１３の一部分にポリイミド皮膜１５を形成した（図３参照）。
【００５４】
ターミナルプレート１の対向面１１（湾曲面１４除く）に形成されたポリイミド皮膜１５の１８箇所の膜厚ｔ２を測定した。この１８個の膜厚値から、ポリイミド皮膜１５の平均膜厚、標準偏差及び変動係数を算出したところ、平均膜厚は２３．６２μｍ、標準偏差は０．５０μｍ、及び変動係数は０．０２１であった。
【００５５】
続いて、このポリイミド皮膜付きのターミナルプレート（中間製品）をイオン交換水又は純水で再び水洗し、これに対して多段階のメッキ処理を施した。具体的には、亜鉛置換メッキ、銅メッキ、ニッケルメッキ及び金メッキの順で化学メッキ（無電解メッキ）を施すことにより、アルミニウム合金製板材の露出表面に、亜鉛メッキ層、銅メッキ層、ニッケルメッキ層及び金メッキ層の四層からなる導電層１６を形成した。例えば金メッキ層については、ニッケルメッキ層までが形成されたプレートをシアン化金の浴中に浸すことにより形成した。その際、上記焼付け処理されたポリイミド皮膜１５がメッキ処理時のマスキング材として機能し、ポリイミド皮膜１５が形成された部位以外のアルミニウム合金の露出面全体（即ち、ターミナルプレートの反対面１２及びその反対面１２の周縁四辺に連なる四つの周縁側面１３の残りの部分）に導電層１６が形成された。なお、導電層１６を構成する亜鉛メッキ層、銅メッキ層及びニッケルメッキ層の各層の膜厚はそれぞれ１μｍ以下であるのに対し、導電層１６の最外層を構成する金メッキ層の膜厚は４〜１０μｍである。
【００５６】
こうして図３に示すように、ターミナルプレートの対向面１１及びその対向面１１の周縁四辺に連なる四つの周縁側面１３の一部分に絶縁樹脂層としてのポリイミド皮膜１５が形成されると共に、その余のプレート表面部分に、耐食性及び導電性を兼ね備えた金メッキ層を最外層（耐食導電層）として含む導電層１６が形成されたアルミニウム合金製のターミナルプレート１を得た。
【００５７】
尚、この少なくとも対向面１１がポリイミド皮膜１５で被覆されたターミナルプレート１を用いて図１のような燃料電池スタックを構成したところ、ターミナルプレート１とエンドプレート３との間の電気絶縁性に何ら支障は生じなかった。また、ターミナルプレート１の電極端子としての機能に異常は見られなかった。
【００５８】
［変更例］本発明の実施形態を以下のように変更してもよい。
上記エンドプレート３の実施例では、マスキング材でマスクした部位にはポリイミド被膜３５を形成しなかったが、マスキングを施すことなく、エンドプレート３を構成する金属板材の全表面に対してポリイミド被膜３５を被覆形成してもよい。
【００５９】
［変更例］上記ターミナルプレート１の実施例では、ポリイミド皮膜１５が形成された部位以外の残りの露出面の全体に導電層１６を形成したが、導電層１６の形成については、ポリイミド皮膜１５が形成された部位以外の残りの露出面のうちの一部分だけに限定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の燃料電池スタックの正面図。
【図２】エンドプレートの実施例における図１の水平断面位置でのターミナルプレート及びエンドプレート（両者離間状態）の概略水平断面図並びに丸破線部の拡大図。
【図３】ターミナルプレートの実施例における図１の水平断面位置でのターミナルプレート及びエンドプレート（両者離間状態）の概略水平断面図並びに丸破線部の拡大図。
【図４】従来例の燃料電池スタックの正面図。
【符号の説明】
【００６１】
Ｃ…電池セル群、１…ターミナルプレート、２…絶縁プレート、３…エンドプレート、４…締結部材、１１…ターミナルプレートの対向面、１３…ターミナルプレートの周縁側面（非平行面）、１４…ターミナルプレートの角部の湾曲面、１５…ターミナルプレートのポリイミド皮膜（絶縁樹脂層）、１６…ターミナルプレートの導電層、３１…エンドプレートの対向面、３３…エンドプレートの周縁側面（非平行面）、３４…エンドプレートの角部の湾曲面、３５…エンドプレートのポリイミド皮膜（絶縁樹脂層）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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