[发明专利]金属材料及其制造方法

说明书

提供一种金属材料及其制造方法，所述金属材料包括优选作为燃料电池用隔板、该集电板的原料，在表面具有钝化膜且在具有耐蚀性的同时接触电阻较小。金属基材(1)在表面具有钝化膜(2)，且导电性粒子(3)以在厚度方向上贯穿该钝化膜(2)的状态嵌入并附着于金属基材(1)，并且该金属基材的表面被具有导电性及耐蚀性的涂膜遮盖。为了以这种方式附着导电性粒子，也可以是，在具有钝化膜(2)的金属基材(1)上散布导电性粒子(3)，并通过辊等进行施压而向金属基材(1)的表面压入该导电性粒子(3)。

技术领域

本发明涉及能够作为燃料电池用元件等而使用的，在表面具有钝化膜且耐蚀性优秀，而且接触电阻较小的金属材料及其制造方法。

背景技术

燃料电池被期待作为一种无污染的动力源，其将在氢和氧反应时的能量提取为电力，而不排出CO₂。在燃料电池的内部，使用了大量被称为隔板的板状的元件。隔板主要发挥形成氢和氧的各流路以及在电池单体间通电这一作用。

针对隔板，特别是固体高分子型燃料电池(PEFC)中的隔板，基本上要求有如下的特性。

a)耐蚀性优秀。因为在接近于100℃的稀硫酸溶液中，被施加1V左右的电压而使用。

b)接触电阻低。因为有必要与相邻的电极接触并将电池单体间电连接。

c)易于在表面加工槽。因为为了提高发电能力，作为氢、氧的各流路而在表面所加工的槽越细表面积越大越有利。

此外，这些对于与隔板一起安装于燃料电池的集电板也是同样的。

以往，作为隔板的原料，具有由塑料碳纤维组成的材料、Ti(钛)制并由石墨涂料遮盖的材料，但存在无法使板厚变薄(前者)、成本较高(后者)、以及槽加工困难(两者)这些技术问题。

作为代替这些的原料，近年来提案有铝制的隔板。例如在下述的专利文献1、2中，记载有在Al或Al合金的基材的表面形成两层具有导电性和耐蚀性的涂膜而作为隔板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-111079号公报

专利文献2：专利第5132224号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述的各专利文献中，记载有：在去除了存在于Al板(或Al合金等)的表面的氧化膜(Al₂O₃。为钝化膜且导电性低)的基础上，在板表面上形成具有导电性、耐蚀性的涂膜。但是，Al板中的氧化膜即使被去除，在大气中也会立即再次形成。而且，即使该氧化膜薄到数nm的程度，电阻也是非常大的。因此，实际上难以减少Al板与上述涂膜之间的电阻，因此在接触电阻方面，不足以作为燃料电池用元件。

另外，在Al板的表面形成涂膜时，也容易发生其涂膜剥离的问题。若涂膜剥离，则由于上述氧化膜(Al₂O₃)而无法承受稀硫酸的腐蚀，因此会导致失去作为燃料电池用隔板等的耐用性。

如上所述的不良状况使得难以将Al板等作为燃料电池用元件而使用，从而妨碍了燃料电池的小型、轻量化及低成本化。

本发明以解决上述技术问题为目的，提供一种金属材料及其制造方法，所述金属材料在表面具有钝化膜且在具有耐蚀性的同时接触电阻较小，因此优选作为燃料电池用元件的原料等。

用于解决技术问题的方案