[发明专利]用于制造燃料电池分隔器的方法、燃料电池分隔器以及燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造燃料电池分隔器的方法、燃料电池分隔器和燃料电池，并特别涉及制造将燃料电池的相邻电池单元分隔开的燃料电池分隔器的方法、燃料电池分隔器和燃料电池。

背景技术

作为表现出高水平效率和优秀的环境特性的电池，燃料电池近来受到关注。在燃料电池中，一般地，作为氧化剂气体的空气中的氧进行与作为燃料气体的氢的电化学反应，由此产生电能。作为氢与氧之间的电化学反应的结果，产生水。

多种燃料电池包括磷酸燃料电池、溶融碳酸盐燃料电池、固体电解质燃料电池、碱性燃料电池和固体高分子燃料电池。其中，固体高分子燃料电池提供了例如室温启动和迅速的启动时间等优点，受到了特别的关注。这种类型的固体高分子燃料电池可被用作例如车辆等移动物体的动力源。

固体高分子燃料电池通过堆叠多个单体电池、集电器、端板等等组装而成。用于燃料电池的各个电池单元包含电解质膜、触媒层、气体扩散层和分隔器。

专利文献1公开了一种使用镀金(gold plating)来以低成本为不锈钢赋予良好的焊接特性和导线结合特性的方法，其中，作为预处理，通过在包含无机酸和有机酸的电解槽中在两个分立的阶段中对不锈钢进行阴极电解，使不锈钢的表面高度活化，使得当进行镀金时，针孔(pinhole)等不会发生，且电镀附着显著改善。

专利文献2公开了一种用于燃料电池的金属分隔器，其中，不锈钢的部分进行电镀，以便避免制造成本的显著增大，其中，分隔器实现了与气体扩散电极的良好的接触电阻，并具有使得分隔器的所需寿命得以实现的良好的耐腐蚀性，且其中，导电内含物暴露在具有耐腐蚀性的表面之外，且导电内含物未暴露的表面部分用金涂敷。

专利文献1：JP 61-243193A

专利文献2：JP 2004-71321A

发明内容

本发明解决的问题

然而，在燃料电池分隔器由例如钛等的金属材料制造的情况下，通常，具有高导电性的导体，例如上面提到的金，用于对分隔器表面进行涂敷，由此，降低与气体扩散层等的接触电阻。如果导体的涂敷膜不是以致密的方式形成，则分隔器可能由于由燃料电池发电环境产生的氟(F)或氯(Cl)或类似物腐蚀。

本发明提供了制造具有特别改进的耐腐蚀性的燃料电池分隔器的方法、燃料电池分隔器以及包含燃料电池分隔器的燃料电池。

解决问题的手段

本发明提供了一种制造对燃料电池的相邻电池单元进行分隔的燃料电池分隔器的方法，该方法包含对由金属材料构成的分隔器基材进行金触击电镀，由此形成具有大约10nm到大约200nm的厚度的第一镀金层。

另外，在上面的制造燃料电池分隔器的方法中，优选为，在通过金触击电镀形成的第一镀金层之上进行附加的镀金，由此形成第二镀金层。

另外，在上面的制造燃料电池分隔器的方法中，第一镀金层优选为以不小于大约70nm且不大于大约120nm的厚度形成。

另外，在上面的制造燃料电池分隔器的方法中，第一镀金层优选为以不小于大约70nm且不大于大约100nm的厚度形成。

另外，在上面的制造燃料电池分隔器的方法中，分隔器基材优选为由钛或不锈钢模制而成。

另外，本发明还提供了使用上面的制造燃料电池分隔器的方法制造而成的燃料电池分隔器。

另外，本发明还提供了一种燃料电池，其包含使用上面的制造燃料电池分隔器的方法制造而成的燃料电池分隔器。

本发明的效果

如上所述，在根据本发明制造燃料电池分隔器的方法以及根据本发明的燃料电池分隔器和燃料电池中，由于金可在燃料电池分隔器的表面上更为致密地形成，耐腐蚀性可得到进一步的改进。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的燃料电池的电池单元的截面；

图2为一流程图，其示出了根据本发明一实施例制造分隔器的方法；

图3A-3C为原理图，其示出了根据本发明一实施例在分隔器基材上具有预定厚度的第一镀金层的形成；

图4示出了在本发明一实施例中用于进行电化学高温腐蚀测试的测试设备；

图5示出了在本发明中一实施例中的腐蚀评估测试的结果；

图6示出了在本发明一实施例中的耐腐蚀评估测试的结果；

图7示出了在本发明一实施例中，比较性实例1的分隔器测试件的截面观察结果；

图8示出了在本发明一实施例中，实例1的分隔器测试件的截面观察结果。

参考标号说明

10：用于燃料电池的电池单元

12：电解质膜

14：触媒层

16：气体扩散层