(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素成分を焼成することなしに圧縮成形により燃料電池用の集電体を製造する方法であって、
熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末に、主として粒径が５μｍ以上で２００μｍ以下である球状または塊状の炭素粉末を混合する工程と、
該工程による混合物を圧縮成形する工程と
を備えることを特徴とする燃料電池用集電体の製造方法。
【請求項２】
炭素成分を焼成することなしに圧縮成形により燃料電池用の集電体を製造する方法であって、
球状または塊状の炭素粉末に所定の樹脂よりなるバインダを被覆する工程と、
熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末に、上記バインダの被覆がなされた炭素粉末を混合する工程と、
該工程による混合物を圧縮成形する工程と
を備えることを特徴とする燃料電池用集電体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池に備えられる集電体を製造する燃料電池用集電体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、燃料の有しているエネルギを直接電気的エネルギに変換する装置として燃料電池が知られている。燃料電池は、通常、電解質膜を挟んで一対の電極を配置するとともに、一方の電極の表面に水素等の燃料ガスを接触させ、また他方の電極の表面に酸素を含有する酸素含有ガスを接触させ、このとき起こる電気化学反応を利用して、電極間から電気エネルギを取り出すようにしている。燃料電池は、燃料ガスと酸素含有ガスの供給を受けて高い効率で電気エネルギを取り出すことができる。
【０００３】
ところで、こうした燃料電池は、電解質膜と一対の電極とからなる接合体を複数積層することで、高出力を実現している。このため、燃料電池は、通常、接合体と接合体との境に集電体（あるいはセパレータ）と呼ばれる部材を配置して、複数の接合体を直列接続する構造としている。
【０００４】
こうした集電体は、熱膨張黒鉛を主な材料として成形される。かかる集電体の製造方法として、熱膨張黒鉛と耐蝕性樹脂（熱硬化性樹脂）と球状または塊状の他の炭素粉末とからなる混合物により集電体を成形するものが提案されている（特開平１−３１１５７０号公報）。これによれば、熱硬化性樹脂を加えることにより機械的強度の向上が図られ、球状または塊状の炭素粉末を加えることにより電気伝導性の向上が図られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術では、次のような理由で集電体の電気伝導性は充分なものではなかった。集電体の材料となる熱膨張黒鉛は、嵩高い粉末状のものであることから、熱膨張黒鉛の粒子の間に炭素粉末を介在させるようにしても、通常の粒径の炭素粉末（特開平１−３１１５７０号公報記載のカーボンブラックの粒径は数ｎｍ〜数十ｎｍである）では、熱膨張黒鉛粒子の間隙を充分に埋めることができないためであり、熱膨張黒鉛粒子の積層方向の電気伝導性が充分ではなかった。
【０００６】
また、次のような理由でも電気伝導性は充分なものではなかった。熱膨張黒鉛が嵩高い粉末状のものであることから、熱硬化性樹脂を熱膨張黒鉛全体にゆき渡らすには、多量の熱硬化性樹脂を添加する必要があるためである。
【０００７】
この発明の燃料電池用集電体の製造方法は、こうした問題に鑑みてなされたもので、電気伝導性に充分に優れた集電体を製造することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
前述した課題を解決するための手段として、以下に示す構成をとった。
【０００９】
第１の発明の燃料電池用集電体の製造方法は、
炭素成分を焼成することなしに圧縮成形により燃料電池用の集電体を製造する方法であって、
熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末に、主として粒径が５μｍ以上で２００μｍ以下である球状または塊状の炭素粉末を混合する工程と、
該工程による混合物を圧縮成形する工程と
を備えることを特徴としている。
【００１０】
通常、熱膨張黒鉛粉末における結晶の層間の距離は、数μｍから数百μｍであり、鱗片状の天然黒鉛粉末における結晶の層間の距離は、数十μｍから数百μｍである。このため、主として粒径が５μｍ以上、２００μｍ以下である球状または塊状の炭素粉末を熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末に混合して圧縮成形することにより、上記熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末における結晶の層間の間隙に上記炭素粉末の粒子をがっしりと食い込ませることができる。この結果、結晶の積層方向の間隙が炭素粉末で電気的に完全に導通した状態となることから、その混合物は、結晶の積層方向にも優れた電気導電性を示したものとなる。
【００１１】
従って、厚さ方向にも電気伝導性の優れた集電体を製造することができる。
【００１２】
第２の発明の燃料電池用集電体の製造方法は、
炭素成分を焼成することなしに圧縮成形により燃料電池用の集電体を製造する方法であって、
球状または塊状の炭素粉末に所定の樹脂よりなるバインダを被覆する工程と、
熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末に、上記バインダの被覆がなされた炭素粉末を混合する工程と、
該工程による混合物を圧縮成形する工程と
を備えることを特徴としている。
【００１３】
球状または塊状の炭素粉末に所定の樹脂よりなるバインダを被覆することは容易である。しかも、熱膨張黒鉛粉末または鱗片状の天然黒鉛粉末（以下、主原料と呼ぶ）に球状または塊状の炭素粉末を混合するだけで、炭素粉末を主原料に均一にゆき渡らせることもできる。このため、バインダは主原料に容易に均一にゆき渡る。
【００１４】
従って、バインダを主原料にゆき渡らせるのに少量のバインダですむことから、電気伝導性に優れた集電体を製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
【００１６】
まず、第１実施例としての燃料電池用集電体の製造方法により製造された集電体を使用した固体高分子型燃料電池１０の構成について先に説明する。図１は、この固体高分子型燃料電池１０の構造図である。この図に示すように、固体高分子型燃料電池１０は、電解質膜１１と、この電解質膜１１を両側から挟んでサンドイッチ構造とするガス拡散電極としてのカソード１２およびアノード１３と、このサンドイッチ構造を両側から挟みつつカソード１２およびアノード１３とで材料ガスおよび燃料ガスの流路を形成する集電体１５とを備える。
【００１７】
電解質膜１１は、高分子材料、例えばフッ素系樹脂により形成されたイオン交換膜であり、湿潤状態で良好な電気電導性を示す。ここでは、米国Ｅ.Ｉ.デュポン社製の商標名ナフィオン（Nafion）を使用する。カソード１２およびアノード１３は、炭素繊維からなる糸で織成したカーボンクロスにより形成されており、このカーボンクロスの表面には、触媒としての白金または白金と他の金属からなる合金等を担持したカーボン粉が塗布されている。
【００１８】
白金を担持したカーボン粉は次のような方法で作成されている。塩化白金酸水溶液とチオ硫酸ナトリウムを混合して、亜硫酸白金錯体の水溶液を得る。この水溶液を攪拌しながら、過酸化水素水を摘下して、水溶液中にコロイド状の白金粒子を析出させる。次に担体となるカーボンブラック（例えばＶｕｌｃａｎ  ＸＣ−７２（米国のＣＡＢＯＴ社の商標）やデンカブラック（電気化学工業株式会社の商標）を添加しながら、攪拌し、カーボンブラックの表面にコロイド状の白金粒子を付着させる。次に溶液を吸引ろ過または加圧ろ過して白金粒子が付着したカーボンブラックを分離した後、脱イオン水（純水）で繰り返し洗浄した後、室温で完全に乾燥させる。
【００１９】
次に、凝集したカーボンブラックを粉砕器で粉砕した後、水素還元雰囲気中で、２５０℃〜３５０℃で２時間程度加熱することにより、カーボンブラック上の白金を還元するとともに、残留していた塩素を完全に除去して、白金を担持したカーボン粉が完成する。ここでは、カーボンブラックの重量に対して白金の重量が２０％（重量％）になるようにして製作している。
【００２０】
集電体１５は、緻密質のカーボンプレートにより形成されている。集電体１５には、直線状に延びる複数のリブが形成されており、このリブとカソード１２の表面とで材料ガスである酸素含有ガスの流路をなす酸素含有ガス流路１５ａを形成し、また、上記リブとアノード１３の表面とで燃料ガスである水素ガスと水蒸気との混合ガスの流路をなす水素含有ガス流路１５ｂを形成する。なお、この集電体１５の製造方法については後ほど詳しく説明する。
【００２１】
以上説明した電解質膜１１、カソード１２、アノード１３および集電体１５が固体高分子型燃料電池１０の単一セルの構成であり、実際には、集電体１５、カソード１２、電解質膜１１、アノード１３、集電体１５をこの順に複数組（図１では２組）積層して、固体高分子型燃料電池１０は構成されている。なお、互いに隣接する二つのセルの接合部に位置する集電体は、一方の面に酸素含有ガス流路１５ａを備え、他方の面に水素含有ガス流路１５ｂを備えるもので、一つの集電体で両側のセルの流路を兼ねる。
【００２２】
こうした構成の固体高分子型燃料電池１０の集電体１５の製造方法について、以下、詳しく説明する。図２は、その集電体の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【００２３】
図２に示すように、まず、熱膨張黒鉛粉末を用意する（工程Ｓ１００）。この熱膨張黒鉛粉末は次のようにして製造される。まず、天然の燐片状の黒鉛粉末を用意し、この黒鉛粉末を濃硫酸や濃硝酸および混酸などに浸して、黒鉛粉末を湿式酸化させる。その後、この黒鉛粉末を９００℃以上の高温で急速加熱すると、黒鉛の結晶構造における層間の間隙が膨張して、層間の距離が３０〜５００μｍとなる熱膨張黒鉛の粉末が形成される。この熱膨張黒鉛粉末を主原料として用意する。
【００２４】
次いで、粒径が約２０μｍである球状の黒鉛粉末を用意する（工程Ｓ１１０）。この黒鉛粉末は、日本黒鉛製の人造黒鉛あるいは塊状粉末であり、主とする粒径の大きさが約２０μｍである。なお、この黒鉛粉末に換えて、主とする粒径が５μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜２００μｍである球状の黒鉛粉末を用意してもよい。
【００２５】
続いて、工程Ｓ１００で用意した熱膨張黒鉛粉末に、工程Ｓ１１０で用意した黒鉛粉末を２０％（重量％）だけ添加混合する工程を実行する（工程Ｓ１２０）。ここでは、乾式混粉機にて混合する。
【００２６】
その後、工程Ｓ１２０により得られる混合物である混合粉末を、プレス治具２０を用いて圧縮成形する工程を実行する（工程Ｓ１３０）。
【００２７】
図３は、プレス治具２０の断面形状を示す構成図である。図示するように、プレス治具２０は、筒形状のダイス型２２と、このダイス型２２内に嵌入される上型２４および下型２６と、上型２４に固定され上型２４を上下に移動する上スライド２８と、下型２６に固定され下型２６を上下に移動する下スライド３０とを備える。なお、図３は、上型２４が下死点に、下型２６が上死点にそれぞれある状態を示している。
【００２８】
上型２４および下型２６は、焼結金属製のポーラス型（気孔径約７μｍ、気孔率２５％）であり、集電体１５の形状に対応した押圧面の形状を有している。即ち、集電体１５には、酸素含有ガス流路１５ａ、水素含有ガス流路１５ｂを構成するリブが形成されていることから、このリブを形成するための凸部２４ａ、２６ａを上型２４および下型２６の押圧面は備える。
【００２９】
上スライド２８および下スライド３０は、図示しない移動機構と接続されており、上下に移動する。上スライド２８および下スライド３０には、縦軸方向に延びるエア抜き用の貫通孔２８ａ，３０ａがそれぞれ設けられている。両貫通孔２８ａ，３０ａには、真空ポンプ３２，３４がそれぞれ接続されており、これら真空ポンプ３２，３４を駆動することで、両貫通孔２８ａ，３０ａの先端に接する上型２４および下型２６から、上型２４と下型２６との間の空間（キャビティ）を減圧する。なお、上型２４および下型２６は、貫通孔を有してはいないが、前述したようにポーラス型であることから、上記キャビティの減圧は、上型２４および下型２６の表面全体から減圧することが可能である。また、気密性を保つため、上スライド２８および下スライド３０には、摺動部を密封するＯリング３６，３７が設けられている。
【００３０】
工程Ｓ１３０では、上記構成のプレス治具２０を用いて圧縮成形がなされる。この圧縮成形の工程について図４のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００３１】
図４に示すように、まず、上型２４を上方向に下型２６を下方向に移動し、両型２４，２６の間にキャビティを形成し、そのキャビティに工程Ｓ１２０で得られる混合粉末ＭＰをセットする（工程Ｓ１３１）。その後、真空ポンプ３２および真空ポンプ３４をオン状態にして、上記キャビティの減圧を開始する（工程Ｓ１３２）。続いて、上スライド２８を下方に、下スライド３０を上方に移動して、上型２４および下型２６に圧力をかけることにより、混合粉末ＭＰを圧縮成形する工程を実行する（工程Ｓ１３３）。
【００３２】
この圧縮成形処理では、２ton/cm2 の圧力がかけられる。また、この圧縮成形処理の最中には、工程Ｓ１３２でオン状態となった真空ポンプ３２，３４により上型２４および下型２６間のキャビティ部の減圧がなされている。このときのキャビティ部の真空度は、圧縮率Ｐｒ×７６０torr以下となるように、真空ポンプ３２、３４は運転されている。ここで、圧縮率Ｐｒは、成形後の空隙率を成形前の空隙率で割ったものである。
【００３３】
工程Ｓ１３３で、圧縮成形処理が終了すると、その後、真空ポンプ３２，３４をオフ状態とし（工程Ｓ１３４）、この圧縮成形の工程を終了する。この結果、酸素含有ガス流路１５ａおよび水素含有ガス流路１５ｂを構成する直線状のリブを備える集電体１５が上記工程Ｓ１２０により得られた混合粉末ＭＰから製造される。
【００３４】
以上詳述したように、この第１実施例では、粒径が約２０μｍである球状の黒鉛粉末を熱膨張黒鉛粉末の粉末に混合する工程Ｓ１２０と、この工程により得られた混合粉末ＭＰを圧縮成形する工程Ｓ１３０とを備える。熱膨張黒鉛粉末における結晶の層間の距離は、前述したように３０μｍ〜５００μｍであることから、この熱膨張黒鉛粉末に上記粒径の球状の黒鉛粉末を混合することにより、熱膨張黒鉛粉末結晶の層間の間隙に上記黒鉛粉末の粒子をがっしりと食い込ませることができる。
【００３５】
図５は、この第１実施例にて製造される集電体の結晶構造を示す模式図である。この図５に示すように、熱膨張黒鉛粉末は、ハニカム構造の六角層Ｐを積層した結晶構造を持ち、その層間の間隙に上記黒鉛粉末の粒子Ｃががっしりと食い込んでいる。このため、結晶の積層方向の間隙が黒鉛粉末で電気的に完全に導通した状態となる。従って、この第１実施例の集電体の製造方法によれば、厚み方向（結晶の積層方向）にも電気導電性の優れた集電体を製造することができる。
【００３６】
また、熱膨張黒鉛粉末の層間の間隙に球状の黒鉛粉末の粒子が前述したようにがっしりと食い込むことから、結晶の層の層方向へのすべりを抑制することができる。従って、この第１実施例の集電体の製造方法によれば、機械的強度の点でも優れた集電体を製造することができる。
【００３７】
なお、第１実施例で示した製造方法で、粒径の相違する幾つかの球状の黒鉛粉末を用いて集電体を製造したので、その集電体についての固有抵抗値、曲げ強度を測定して、その測定結果を図６および図７に示した。
【００３８】
図６は、球状の黒鉛粉末の粒径と集電体の厚み方向の固有抵抗値との関係を示すグラフである。この図に示すように、球状の黒鉛粉末の粒径が５μｍ、２０μｍおよび２００μｍのときには、固有抵抗値は５ないし６ｍΩ・ｃｍであり、５〜２００μｍの範囲より小さい２０ｎｍのときや、その範囲より大きい５００μｍのときには、固有抵抗値は５ｍΩ・ｃｍより遙かに大きい値となる。この測定結果は、球状の黒鉛粉末の粒径が５μｍ以上で２００μｍ以下であるときには良好な電気伝導度を示し、この範囲からずれると、電気伝導度が悪化することを示している。
【００３９】
図７は、球状の黒鉛粉末の粒径と集電体の曲げ強度との関係を示すグラフである。この図に示すように、球状の黒鉛粉末の粒径が５μｍ、２０μｍおよび２００μｍのときには、曲げ強度は大きく、５〜２００ｎｍの範囲より小さい２０ｎｍのときや、その範囲より大きい５００μｍのときには、曲げ強度は小さい。この測定結果は、球状の黒鉛粉末の粒径が５μｍ以上で２００μｍ以下のときには良好な曲げ強度を示し、この範囲からずれると、曲げ強度が悪化することを示している。なお、黒鉛粉末の粒径が５００μｍのときに図６および図７に示すデータ値となるのは、粒径が極端に大きくなると、成形体密度が上がりにくくない、固有抵抗値は頭打ちとなり、強度は粗大粒子が破壊起点となり低下するためである。
【００４０】
図６および図７の結果は、電気伝導度に優れた集電体を製造するのに良好な粒径の黒鉛粉末が、曲げ強度の点でも良好な結果を示すことを示している。
【００４１】
次に、球状の黒鉛粉末の粒径を２０μｍのものに固定して、その黒鉛粉末の添加量を変えて集電体を製造した。図８は、黒鉛粉末の添加量（％）と固有抵抗値との関係を示したグラフである。図８において、固有抵抗値は集電体の面方向と厚さ方向とを示している。この図８から判るように、黒鉛粉末の添加量が５〜５０％、好ましくは２０〜４０％の範囲で厚さ方向の固有抵抗値が小さく、５〜５０％の範囲を外れると、厚さ方向の固有抵抗値が大きくなる。
【００４２】
図９は、黒鉛粉末の添加量（％）と曲げ強度との関係を示したグラフである。この図９から、黒鉛粉末の添加量が５〜５０％、好ましくは２０〜５０％の範囲で曲げ強度に優れていることがわかる。このことは、黒鉛粉末の添加量を、前述したように固有抵抗値が良好となる５〜５０％としても、曲げ強度が優れていることを示している。即ち、固有抵抗値を高めるために球状の黒鉛粉末を５〜５０％の範囲で添加しても、製造される集電体の曲げ強度を低下させるようなことはない。従って、前記第１実施例では、球状の黒鉛粉末の添加量を２０％としたが、５〜５０％の範囲内では他の比率の添加量としてもよい。
【００４３】
また、この第１実施例では、上型２４と下型２６との間のキャビティを真空ポンプ３２、３４で減圧しつつ、上型２４および下型２６による圧縮成形を行なっていることから、熱膨張黒鉛粉末内に気泡を残すことなく圧縮成形を行なうことができる。従来、集電体材料内に気泡が含有されると、脱型後、成形体内部に閉じ込められた気泡が膨張して、成形体は表面が膨れたり、層状に剥離したりするが、上述のように気泡を抜いて圧縮生成することができることから、表面の膨れや剥離のない集電体１５を製造することができる。
【００４４】
なお、この第１実施例では、前述したような真空ポンプ３２、３４による減圧成形を行なっているが、これに換えて、減圧成形を行なわない構成としてもよい。この第１実施例では、熱膨張黒鉛粉末の層間に大きな粒径の黒鉛粉末が介在する構成となっていることから、熱膨張黒鉛粉末の層間の空気を追い出して気泡が残ることは従来例と比べて少ない。従って、減圧しない構成であっても、表面の膨れや剥離の少ない集電体１５を製造することができる。
【００４５】
本発明の第２実施例について、次に説明する。この第２実施例は、第１実施例の固体高分子型燃料電池１０と同じ構成の燃料電池に関わるもので、その固体高分子型燃料電池１０に使用される集電体１５の製造方法が第１実施例と相違する。
【００４６】
図１０は、その集電体の製造方法の工程を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、熱膨張黒鉛粉末を用意する（工程Ｓ２００）。この工程は、第１実施例の工程Ｓ１００と同一のものである。次いで、球状の天然黒鉛粉末を用意する（工程Ｓ２１０）。なお、この黒鉛粉末の粒径は特にこだわらず、第１実施例のように約２０μｍのものを用意してもよいし、特開平１−３１１５７０号公報記載のカーボンブラックのように数ｎｍ〜数十ｎｍのものを用意する構成としてもよい。
【００４７】
続いて、工程Ｓ２１０で用意した球状の黒鉛粉末にバインダを被覆する工程を実行する（工程Ｓ２２０）。詳しくは、バインダとなるエポキシ系の熱硬化性樹脂を、黒鉛粉末の全量に対して５〜１０％（重量％）の量だけ用意して、その量の熱硬化性樹脂をメチルエチルケトンの溶媒で希釈する。こうして得た溶液を工程Ｓ２１０で用意した球状の黒鉛粉末と混合して、その後、乾燥する。この結果、工程Ｓ２１０で用意した球状の黒鉛粉末の表面にバインダを均一に被覆することができる。
【００４８】
その後、工程Ｓ２００で用意した熱膨張黒鉛粉末に、工程Ｓ２２０でバインダの被覆がなされた球状の黒鉛粉末を１０％（重量％）だけ添加混合する工程を実行する（工程Ｓ２３０）。続いて、工程Ｓ２３０により得られた混合粉末を、プレス治具を用いて圧縮成形する工程を実行する（工程Ｓ２４０）。この圧縮成形の工程では、第１実施例のそれとほぼ同一の工程が行なわれるが、相違する点は、使用するプレス治具に加熱ヒータが設けられており、加熱しながらの圧縮成形が可能となっている。この圧縮成形の工程の終了後、この集電体の製造方法を終了する。
【００４９】
以上詳述したように、この第２実施例では、球状の黒鉛粉末にバインダである熱硬化性樹脂を被覆する工程Ｓ２２０と、熱膨張黒鉛粉末にこのバインダの被覆された黒鉛粉末を混合する工程Ｓ２４０と、この工程により得られた混合物を圧縮成形する工程Ｓ１３０とを備える。球状の炭素粉末に熱硬化性樹脂よりなるバインダを被覆することは容易であり、しかも、熱膨張黒鉛粉末に球状の炭素粉末を混合するだけで、炭素粉末を主原料に均一にゆき渡らせることもできる。このため、バインダは熱膨張黒鉛粉末に容易に均一にゆき渡る。従って、バインダを主原料にゆき渡らせるのに少量のバインダですむことから、電気伝導性に優れた集電体１５を製造することができる効果を奏する。
【００５０】
この第２実施例により製造された集電体１５がいかに優れているかを実測データにより示すのが、図１１および図１２である。図１１は、この第２実施例と、バインダを熱膨張黒鉛粉末全体に混合した従来例とでそれぞれ製造した集電体の固有抵抗値を示すグラフであり、図１２は、この第２実施例と上記従来例とでそれぞれ製造した集電体の曲げ強度を示すグラフである。図１２に示すように、第２実施例によれば、バインダ添加量が２０％である従来例と比べて、少ないバインダの添加量５％、１０％でありながら、曲げ強度は、ほぼ同じ水準に保つことができ、それにも拘わらず、図１１に示すように、厚さ方向の固有抵抗値は、半分以下の小さい値に抑えることができる。
【００５１】
この結果からも、この第２実施例の製造方法によれば、少量のバインダ量でありながら集電体の機械的強度を十分に高めることができ、さらには、集電体の電気伝導性を優れたものにすることができることが判る。
【００５２】
なお、この発明は、上記第１および第２実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施し得ることが可能であり、例えば、次のような他のような変形も可能である。
【００５３】
（１）固体高分子型の燃料電池に換えて、りん酸型のもの、あるいは溶融炭酸塩型の燃料電池に用いられる集電体を製造する構成としてもよい。
【００５４】
（２）集電体の主原料を熱膨張黒鉛粉末に換えて、鱗片状の天然黒鉛粉末とした構成であってもよい。鱗片状の天然黒鉛粉末も、熱膨張黒鉛粉末と同様、嵩高い粉末状のもので、熱膨張黒鉛粒子の間に間隙があることから、熱膨張黒鉛粒子の積層方向の電気伝導性が悪いが、上記第１または第２実施例と同様の構成で集電体を製造することで、電気伝導性を良好な集電体を製造することができる。
【００５５】
（３）主原料に添加する炭素粉末を、球状のものに換えて、立方体等の他の形状のものとしてもよく、要は、少なくとも塊状のものであればよい。なお、炭素粉末が立方体形状のものであるときは、請求項１で言う「粒径」とは、その立方体の一辺の長さであり、粒の大きさを示している。
（４）また、球状の炭素粉末は、第１または第２実施例のような天然黒鉛粉末に換えて、人造の黒鉛粉末を用いた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の集電体の製造方法で製造される集電体を使用した固体高分子型燃料電池１０の構造図である。
【図２】その集電体の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図３】その製造方法の圧縮成形の工程で使用されるプレス治具２０の断面形状を示す構成図である。
【図４】その圧縮成形の工程を示すフローチャートである。
【図５】集電体の結晶構造を示す模式図である。
【図６】球状の黒鉛粉末の粒径と集電体の厚み方向の固有抵抗値との関係を示すグラフである。
【図７】球状の黒鉛粉末の粒径と集電体の曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図８】黒鉛粉末の添加量（％）と固有抵抗値との関係を示したグラフである。
【図９】黒鉛粉末の添加量（％）と曲げ強度との関係を示したグラフである。
【図１０】第２実施例の集電体の製造方法の工程を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施例と従来例とでそれぞれ製造した集電体の固有抵抗値を示すグラフである。
【図１２】第２実施例と従来例とでそれぞれ製造した集電体の曲げ強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…固体高分子型燃料電池
１１…電解質膜
１２…カソード
１３…アノード
１５…集電体
１５ａ…酸素含有ガス流路
１５ｂ…水素含有ガス流路
２０…プレス治具
２２…ダイス型
２４…上型
２６…下型
２４ａ、２６ａ…凸部
２８…上スライド
２８ａ，３０ａ…貫通孔
３０…下スライド
３２，３４…真空ポンプ
３６，３７…Ｏリング
【図１】
0003731255.tif 000002
【図２】
0003731255.tif 000003
【図３】
0003731255.tif 000004
【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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