[其他]燃料电池的带沟隔板的制造方法

说明书

本发明涉及燃料电池用带沟隔壁板的制造方法。

燃料电池是以氢、联氨、甲醇等为燃料，以空气（氧）为氧化剂，进行电化学反应，直接取出电能的装置。从一个电池中取出的电压不过0.3～1.2V，这个电压很低，所以在实际应用中，是将几十个～几百个单元电池串联积层在一起使用的，用隔壁板这种构造材料将各单元电池电气导通。而且对供给单元电池的燃料和氧化剂来说，起的是分离界膜的作用。因此，就要求隔壁板具有导电性，对气体和液体具有不渗透性，并且还要求对于燃料、氧化剂、电解质（磷酸、硫酸、氢氧化钠溶液等）具有抗蚀性。

使用膨胀石墨成形板，可作为满足上述性能的材料。然而，如图1所示，在形成两面带沟的隔壁板时，由于在沟部集中负荷的影响，在隔壁板上产生微小的裂缝，使对气体液体的不浸透性下降。为了防止这种现象，保持对气体液体的不渗透性，必须增加板的厚度，这便产生了增大燃料电池体积的问题。

本发明的目的是，解决上述问题，提供具有充分不渗透性的且厚度薄的燃料电池用的带沟隔壁板的制造方法。

本发明提供的燃料电池用带沟隔壁板的制造法如下：

迭层浸泡过水和（或）有机溶剂的多个膨胀石墨板，或浸泡过水和（或）有机溶剂的多个膨胀石墨板与没有浸泡过水和（或）有机溶剂的一个或多个膨胀石墨板的组合。

在具有沟槽的模中，预成形迭层板。

干燥预成形后的迭层板。

加压成形干燥后的迭层板。

附图是燃料电池用带沟的隔壁板的简图。

本发明所使用的膨胀石墨可以这样制造。

石墨具有层状结构，是碳原子排成的六角环网状平面重迭构成的，层平面内的结合力非常强，形成密网平面。但是，在与层平面成直角的方向结合力较弱，在层之间相对地存在较大的空间。因此，在适当的条件下，酸、碱金属、卤素、氯化物等多种类的化学物质容易进入石墨层间，与碳原子结合，形成石墨层间化合物。将这种石墨层间化合物加热到适当的温度，例如350℃以上，最好是在800℃以上，化合物就会立刻分解，侵入的化学物质变为蒸气逸出，石墨沿结晶的C轴方向膨胀10～400倍。将这样取得的膨胀石墨制成粒子状加以使用。

用于制作本发明膨胀石墨板的膨胀石墨粒子，一般可采用体积密度在0.001g/Cm³至0.02g/Cm³的粒子，最好是使用体积密度为0.001g/Cm³至0.005g/Cm³的。将这样的膨胀石墨粒子单独地利用冲压或辊压加压成形，制成体积密度达到0.1～1.0g/Cm³的板状膨胀石墨板（以下称板）。这时板厚可以根据燃料电池用隔壁板（以下称为隔壁板）的厚度适当地选定，从0.2毫米～几毫米。

板的迭层数是考虑了隔壁板的密度、板厚和干燥板重量后而决定的，通常可使用3～30块板。

用水和（或）有机溶剂对板浸渗的方法可使用喷涂法、涂布法、浸渍法等任何一种。膨胀石墨粒子体积密度为0.001g/Cm³至0.005g/Cm³的板以使用浸渍法为宜。

添加的水和（或）有机溶剂，使膨胀石墨板加压成形时，膨胀石墨粒子容易流动，防止了在隔壁板沟部和凸部出现裂缝，有很好的方向性，所以对气体液体有优良的不透过性。对达到上述目的的有机溶剂没有特殊限制，只要使用与水具有同等蒸气压，并且价格便宜的有机溶剂就可以。例如，有机溶剂有甲醇、乙醛、丁醇、丙酮、三氯乙烯等，以及它们的混合物。

水和酒精的混合液、表面活性剂的水溶液等也可使用在本发明中。以下，仅以水为例进行说明。

膨胀石墨板内的水含浸量为体积的5～40%为宜。过少时达不到效果，过多时成形操作复杂，干燥时间变长。

迭层板可以采用完全使用了水或有机溶剂浸泡的板，或者是把隔壁板的凸部体积的部分用水和（或）有机溶剂等浸泡，而其余部分没有用水或有机溶剂浸泡的板来进行迭层，任一种方法都可以。

予成形是在室温中平均压力通常为50～200Kg/Cm²的条件下进行的，以100～200Kg/Cm²为宜。

干燥通常在50～150℃的温度中进行。如果急剧加热，就会在受压的膨胀石墨板之间产生气孔，所以最好从50℃开始，每小时升温10℃，在高于100℃时保持1小时以上。使用有机溶剂时，需检查有无起火的危险性等，以便确定干燥条件。