[发明专利]燃料电池用隔板

说明书

本发明是中国专利申请号为200480015837.8，申请日为2004年7月8日的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃料电池用隔板。

背景技术

固体高分子燃料电池是应用从氢气和氧气(空气)生成水的过程中获取电流的原理来发电的电池。该燃料电池是由能透过氢离子的电解质膜和夹持该电解质膜的两片隔板组成的组件多层迭加而成的燃料电池堆(stack)构成的。并且，要求构成组件的隔板具备能遮蔽氢气和氧气并能导出电流的性能。

此外，在燃料电池堆内使用氢气，氧气和冷却用水，为密封这些物质，堆内需要安装密封垫，从密封垫的预先单独成型到将其安装至堆内必然相当费时费工，例如在特开2001-185174中记载的发明就提出了在隔板主体表面上将密封垫一体加工成形的方法，并且提出了有关在一体成型中为防止因内部压力导致密封垫边缘易位而在隔板主体表面开密封垫成型沟，以及在该成型沟内开通孔，且因该通孔的固着效应，密封垫可以固定在隔板主体两面的方法。

另一方面，密封垫的材料，一直以来使用低粘度的液体橡胶，硅树脂橡胶，因硅树脂橡胶的特性而发生氢气的透过，硅树脂的析出及硅树脂的膨胀等方面的问题，针对这个问题，在特开2002-50369中记载的发明提出使用高粘度的合成型橡胶EPDM或含氟橡胶来代替硅树脂橡胶。

但是，在隔板主体上将密封垫一体加工成形的情况下，因硅树脂橡胶是低粘度的液体，在低喷射压力下可以成型，对隔板没有损伤，然而，使用EPDM及含氟橡胶的话，因橡胶粘度高，要求高喷射压力是必然的，于是如图10所示，发生密封垫成型槽的底面10a及11a因橡胶的压力被击穿的问题，发生因密封垫成型沟的侧面强度低而沟底面转角部分14因橡胶的压力被击穿出现损伤部分15的问题，故存在因隔板主体的损伤而损坏密封性的问题。

此外，为了燃料电池的小型化和轻型化将隔板主体做的越来越薄，出现了液态橡胶在低喷射压力下成型时成型沟的底面及沟底面转角部分被损伤的问题。并且，即便是没有开通孔的密封垫，因橡胶等在进行喷射成型时在密封垫成型沟的背面形成成型沟及粘和沟等沟而导致应力集中，出现了密封垫成型沟的底面受到损伤的问题。

专利文献1：特开2001-185174

专利文献2：特开2002-050369

发明内容

发明力图解决的课题

本发明鉴于以上几点，提供一种在隔板主体上密封垫成型沟之间开通孔进行橡胶成型加工从而在隔板主体两面将密封垫一体加工成形的燃料电池用隔板，即便在因密封垫材料选用高粘度型的EPDM或含氟橡胶而在高喷射压力下进行成型加工的情况下，不发生密封垫成型沟的底面因橡胶的压力被击穿的问题，也不会发生因密封垫成型沟的侧面强度低而沟底面转角部分因橡胶的压力发生击穿的问题，可以抑制密封垫成型沟部分的损伤，进而实现可防止因隔板损伤而降低密封性的燃料电池用隔板的目的。

此外，本发明提供的具备密封垫成型沟的燃料电池用隔板的目的是，在因燃料电池的小型化和轻型化而越做越薄的隔板主体上具备通孔的成型沟，即便是低喷射压力下进行液态橡胶成型加工的时候，成型沟的底面及沟底面转角部分也不会因橡胶的压力而受到损伤。

此外，本发明的目的是，提供当两面都具有沟的隔板主体上没有通孔时，对背面有沟的成型沟进行橡胶等的成型加工时，成型沟的底面不会因橡胶的压力而受到损伤的具备密封垫成型沟的燃料电池用隔板。

解决问题的方法

为实现上述目的，将橡胶构成的密封垫射出成形于由碳粉和树脂的混合物压缩形成的隔板主体上，并在隔板主体的两个面上设置密封垫成型沟；其特征在于，在上述隔板主体的两面上，山形的边缘部分形成于上述的密封垫；形成于上述隔板主体的密封垫成型沟的沟底面转角部分处设有曲率。。

此外，根据本发明第2个方面的燃料电池用隔板，是一种在隔板主体上密封垫成型沟之间开通孔进行橡胶成型加工从而在隔板主体两面将密封垫一体加工成形的燃料电池用隔板，具有成型于上述隔板主体上的上述密封垫成型沟的沟侧面是斜面的特征。

此外，根据本发明第3个方面的燃料电池用隔板，是一种由在隔板主体上密封垫成型沟之间开通孔进行橡胶成型加工从而在隔板主体两面将密封垫一体加工成形的燃料电池用隔板，具有成型于上述隔板主体上的上述密封垫成型沟的沟底面转角部分设有曲率的特征。