[发明专利]燃料电池用面状部件及面状部件的制造方法

说明书

本发明提供燃料电池用面状部件及面状部件的制造方法，通过对钛粒径进行优化，能够减小局部伸长，减小与冲模之间的滑动距离，减少冲模的磨损。燃料电池用面状部件是扩张网流路(10a)或分隔件(10b)，例如通过压力冲裁而形成冲裁部(13，14)，并由钛或钛合金形成，钛的平均粒径为15.9μm以下。

技术领域

本发明涉及燃料电池用的扩张网流路、分隔件等面状部件。

背景技术

固体高分子型燃料电池(PEFC：polymer electrolyte fuel cell：聚合物电解质燃料电池)层叠多个燃料电池单体等而组装为燃料电池组。各燃料电池单体包括：电解质膜、催化剂层、气体扩散层及分隔件。通常，燃料电池用分隔件通过对金属材料或碳材料等进行机械加工等而制造。

在金属材料制的燃料电池用分隔件中，存在有凹凸型分隔件和平坦分隔件。平坦分隔件例如由不锈钢或钛等金属基体和导电性被膜形成。在平坦分隔件上通过压力冲裁而形成用于使燃料气体通过的冲裁部。

作为与燃料电池用分隔件相关的技术，例如，以下的燃料电池用分隔件被公开(参照专利文献1)，其具备由钛成形的金属基体及形成于表面并具有导电性的导电性被膜，导电性被膜包含导电性粒子，导电性粒子的平均粒径为1nm以上且100nm以下。

专利文献1：日本特开2012-190816号公报

发明内容

本发明要解决的课题

然而，在由钛制的金属基体形成以往的燃料电池用分隔件等的情况下，当实施压力冲裁(剪切冲压)时，冲模容易磨损，在冲裁部的缘部容易产生毛刺。这是因为，如图6所示的燃料电池用分隔件的粒径与应力-应变曲线(stress-strain curve)的关系所示，当钛制金属基体的粒径较大时，局部伸长增大，冲模与分隔件之间的滑动距离增大。其结果是，冲模容易磨损，该冲模的维护频度变大，制造成本增大。

本发明鉴于上述情况而作出，其目的是提供通过对钛或钛合金的粒径进行优化而能够减小局部伸长，减小与冲模之间的滑动距离，从而减少冲模的磨损的燃料电池用面状部件。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明涉及的燃料电池用面状部件的特征在于，由钛或钛合金形成，上述钛的平均粒径为15.9μm以下。

发明效果

本发明的燃料电池用面状部件通过将钛或钛合金的粒径设定为15.9μm以下，而能够减小局部伸长，减小与冲模之间的滑动距离，从而减少冲模的磨损。

附图说明

图1是本发明的实施方式的燃料电池用扩张网流路的俯视图及放大图。

图2是本发明的实施方式的燃料电池用分隔件的俯视图。

图3是本发明的实施方式的燃料电池用分隔件及集电体的示意图。

图4是本发明的实施方式的燃料电池用分隔件的粒径与冲模的耐磨损性之间的关系的说明图。

图5是本发明的实施方式的燃料电池用分隔件的冲裁部的模具磨损与粒径之间的关系的说明图。

图6是燃料电池用分隔件的粒径与应力-应变曲线之间的关系的说明图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对相同或相似的部分用相同或相似的标号表示。其中，附图是示意性的图。因此，具体的尺寸等应该对照以下的说明来判断。另外，当然，在附图相互之间也包含有相互的尺寸的关系、比例不同的部分。

首先，参照附图对本发明的实施方式的燃料电池用面状部件的结构进行说明。