[发明专利]带辅助衬垫的膜电极接合体及其制造方法和制造装置

说明书

本发明提供一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法以及制造装置、带辅助衬垫的膜电极接合体，能够抑制在带辅助衬垫膜的膜电极接合体中产生褶皱等变形。基材接合体(B3)从一侧到另一侧依次具有第一背片(91a)、第一辅助衬垫膜(92a)、膜电极接合体(85)、第二辅助衬垫膜(92b)、以及第二覆盖膜(93b)。膜电极接合体包括在一侧的面具有第一催化剂层(83)且在另一侧的面具有第二催化剂层(84)的电解质膜(82)。另外，基材接合体还具有：第一覆盖膜(93a)，配置在第一辅助衬垫膜与第一催化剂层(83)之间，呈与第一催化剂层(83)相对应的形状；第二覆盖膜(93b)，配置在第二催化剂层与第二辅助衬垫膜之间，呈与第二催化剂层相对应的形状。

技术领域

本发明涉及制造带辅助衬垫的膜电极接合体的技术。

背景技术

近年来，作为汽车、手机等的驱动电源，燃料电池备受关注。燃料电池是通过燃料所包含的氢气(H₂)和空气中的氧气(O₂)的电化学反应来产生电力的发电系统。燃料电池与其他电池相比，具有发电效率高且对环境的负荷小的优点。

燃料电池因使用的电解质不同而存在几个种类。其中之一是使用离子交换膜(电解质膜)作为电解质的固体高分子型燃料电池(PEFC：Polymer Electrolyte Fuel Cell)。固体高分子型燃料电池能够在常温下工作且能够小型轻量化，因此，期待应用于汽车、便携设备。

一般而言，固体高分子型燃料电池具有多个电池单元层叠的结构。一个电池单元通过利用一对隔板夹持膜电极接合体(MEA：Membrane-Electrode-Assembly)的两侧而构成。膜电极接合体具有电解质膜、形成于电解质膜的两面的一对电极层(催化剂层)。一对电极层中的一方为阳极电极，另一方为阴极电极。在含有氢气的燃料气体与阳极电极接触，并且空气与阴极电极接触时，通过电化学反应产生电力。

上述的膜电极接合体容易因外压而损伤。因此，在固体高分子型燃料电池的制造工序中，在膜电极接合体上合适地安装树脂制的框体(辅助衬垫膜)。并且，在搬运膜电极接合体时，有时用辅助衬垫膜进行把持等，而非膜电极接合体自身。

例如，在专利文献1中记载有向膜电极接合体附加辅助衬垫膜的衬垫附加装置。在衬垫附加装置中，通过设置切断部来切除辅助衬垫膜的非使用区域并使膜电极接合体对位于该被切除的非使用区域内，在膜电极接合体的催化剂层的周围贴付有作为框体的辅助衬垫膜。

专利文献1：日本特开2018-142407号公报

然而，在以往技术的情况下，由于从辅助衬垫膜预先切除非使用区域，因此，辅助衬垫膜的刚性不太高。因此，存在如下问题：在带辅助衬垫的膜电极接合体中，在辅助衬垫膜、膜电极接合体上容易产生褶皱等变形。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种技术，能够抑制在带辅助衬垫膜的膜电极接合体中产生褶皱等变形。

为了解决上述问题，第一技术方案，一种带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法，其中，包括：(a)工序，准备第一基材，所述第一基材从一侧朝向另一侧依次具有第一背片、第一辅助衬垫膜、包括在一侧的面具有第一催化剂层且在另一侧的面具有第二催化剂层的电解质膜的膜电极接合体，并且在所述第一辅助衬垫膜与所述第一催化剂层之间还具有与所述第一催化剂层相对应的形状的第一覆盖膜；(b)工序，准备第二基材，所述第二基材依次具有第二背片、第二辅助衬垫膜、与所述第二催化剂层相对应的形状的第二覆盖膜；以及(c)工序，一边使所述第二基材的所述第二覆盖膜与所述第一基材的第二催化剂层对位，一边将所述第二基材贴付于所述第一基材来制作基材接合体。

第二技术方案，在第一技术方案的带辅助衬垫的膜电极接合体的制造方法中，所述第一基材具有第一切断部，所述第一切断部沿所述第一覆盖膜的缘部贯通所述第一辅助衬垫膜，并且从所述第一背片的一侧的表面到达厚度方向的中间部。