[发明专利]燃料电池用隔离件

说明书

本发明的目的在于提供导电率优异的燃料电池用隔离件及其制造方法。上述燃料电池用隔离件是具备金属基材以及形成于该基材的表面的表面层的燃料电池用隔离件，表面层在其最表面包含含锑氧化锡膜，含锑氧化锡膜的由式(1)计算的表示(200)面的取向性的值(％)为35以上。(式中，各峰强度为由X射线衍射得到的值)。

技术领域

本发明涉及燃料电池用隔离件及其制造方法。

背景技术

燃料电池是在活性物质中使用氢、一氧化碳、烃等燃烧性化学物质或含有该燃烧性化学物质的燃料，用电化学方法使该化学物质或燃料的氧化反应进行，使氧化过程中的能量变化直接转换为电能的电池，可期待高的能量转换效率。

例如专利文献1中记载了一种在由金属陶瓷构成的隔离件基体上设有掺Sb氧化锡的保护膜的燃料电池用隔离件，上述金属陶瓷由耐热金属和陶瓷构成。根据专利文献1，认为该隔离件具有高致密度、高强度、良好的导电性，耐热性、耐腐蚀性优异，而且保持可调整热膨胀率等热膨胀特性这样的良好的隔离件物性，同时还不会对阴极造成不良影响。然而，该燃料电池用隔离件存在与碳材料等的层间接触电阻未充分降低而导电性不充分这样的问题。

专利文献2中记载了一种具有由金属材料形成的基材和形成于所述基材的表面的由导电性金属氧化物构成的薄膜层的隔离件，记载了上述导电性金属氧化物优选含有选自锡、钽、铌、钛、钨、锆中的1种以上的元素。一直以来，在以金属系材料作为形成材料的隔离件(金属隔离件)的情况下，如果因腐蚀而金属离子从金属隔离件溶出且该溶出的金属离子流入电解质膜，则该流入的金属离子与在燃料电池内部生成的过氧化物反应，由此产生自由基，这样的自由基使电解质膜损伤，因此，结果促进电解质膜的劣化，这成为问题。根据专利文献2，认为通过该隔离件，能够抑制金属离子的溶出。专利文献2中，记载了薄膜层能够通过使用物理蒸镀法(溅射法、离子镀法)、化学蒸镀法(化学气相沉积法)进行成膜而形成，但物理蒸镀法是在减压气氛下的工艺，因此，存在处理时间长、装置昂贵这样的问题，作为化学蒸镀法的化学气相沉积法需要在常压或减压下使原料气化，存在原料成本昂贵这样的问题。

专利文献3中记载了在玻璃基板上，通过二乙酸二丁基锡的有机溶剂液的喷雾热分解法来形成沿(200)面选择性地取向的氧化锡膜(TO)，进一步通过在该有机溶剂液中添加了锑或氟等最外层电子数比锡或氧多一个的元素的溶液的喷雾热分解，形成含有锑或氟等最外层电子数比锡或氧多一个的元素的氧化锡膜(ATO或FTO)。根据专利文献3，认为该氧化锡薄膜的高取向性、低电阻性以及透明性优异。然而，基于喷雾热分解法的成膜中作为原料使用的二乙酸二丁基锡昂贵，存在原料成本高这样的问题。

关于如上所述的隔离件，仍需要进一步适于在燃料电池中使用并具有充分高的导电率的隔离件。另外，需要导电率优异的燃料电池用隔离件以及以经济的方法制造该隔离件的方法。

专利文献1：日本特开平8－185870号公报

专利文献2：日本特开2013－77436号公报

专利文献3：日本特开平10－53418号公报

发明内容

本发明的目的在于提供导电率优异的燃料电池用隔离件及其制造方法。

本发明人等对用于解决上述课题的手段进行了各种研究，结果发现通在金属基材上形成在最表面包含由式(1)计算的表示(200)面的取向性的值为特定值以上的含锑氧化锡膜的表面层，能够使所得到的隔离件的导电率提高。另外，本发明人等发现通过设定特定的条件，能够使用含有廉价的氯化锡和氯化锑的溶液作为原料而形成上述含锑氧化锡膜。

即，本发明的主旨如下所述。

[1]一种燃料电池用隔离件，是具备金属基材以及形成于该基材的表面的表面层的燃料电池用隔离件，

表面层在其最表面包含含锑氧化锡膜，