JPH01309264A - 燃料電池の製法 - Google Patents
燃料電池の製法Info
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- JPH01309264A JPH01309264A JP63138981A JP13898188A JPH01309264A JP H01309264 A JPH01309264 A JP H01309264A JP 63138981 A JP63138981 A JP 63138981A JP 13898188 A JP13898188 A JP 13898188A JP H01309264 A JPH01309264 A JP H01309264A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/02—Details
- H01M8/0271—Sealing or supporting means around electrodes, matrices or membranes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は溶融炭酸塩型燃料電池の製法に関するものであ
る。
る。
（ロ）従来の技術
溶融炭酸塩燃料電池は、溶融炭酸塩をリチウムアルミネ
ートなどの多孔質セラミックス体に保持させた電解質板
、この電解質板の両面に夫々配設したアノード極及びカ
ソード極、これら両極に夫々反応ガスの供給室を構成す
るガス分離板などからなる。
ートなどの多孔質セラミックス体に保持させた電解質板
、この電解質板の両面に夫々配設したアノード極及びカ
ソード極、これら両極に夫々反応ガスの供給室を構成す
るガス分離板などからなる。
このガス分離板のシール面は、電池締付圧により電解質
板の周辺部に圧接しウェットシールを形成している。こ
のウェットシールは、電池作動温度である６５０℃の高
温下で溶融したアルカリ金属炭酸塩の流動性を利用した
ものであるが、ウェットシールを形成するガス分離板と
電解質との間もしくは電解質板の端面より溶融電解質が
外部にしみ出す現象を招き、その結果電解質の減少によ
り電池特性を劣化させる原因となっていた。
板の周辺部に圧接しウェットシールを形成している。こ
のウェットシールは、電池作動温度である６５０℃の高
温下で溶融したアルカリ金属炭酸塩の流動性を利用した
ものであるが、ウェットシールを形成するガス分離板と
電解質との間もしくは電解質板の端面より溶融電解質が
外部にしみ出す現象を招き、その結果電解質の減少によ
り電池特性を劣化させる原因となっていた。
従来このような電解質のしみ出し現象を防止するため、
保持材であるリチウムアルミネート扮末の粒径や密度を
内外で調整してシール部分の電解質保持性を向上するな
どの方法が提案されている。
保持材であるリチウムアルミネート扮末の粒径や密度を
内外で調整してシール部分の電解質保持性を向上するな
どの方法が提案されている。
（特開昭６２−８２６５６号及び特開昭６０−９１５６
９号参照）しかしこれらの方法では、イオン伝導性、機
械的強度及び電解質の保持性などの諸条件を満たすよう
な電解質板の作成は、製造プロセスが複雑となって実用
性に欠けるという問題があった。
９号参照）しかしこれらの方法では、イオン伝導性、機
械的強度及び電解質の保持性などの諸条件を満たすよう
な電解質板の作成は、製造プロセスが複雑となって実用
性に欠けるという問題があった。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明は簡（９）な工程により電解質板周縁の電解質保
持性を向上して、前記問題点を解消するものである。
持性を向上して、前記問題点を解消するものである。
（：）課題を解決するための手段
本発明は電解質保持材の微粉末を含む成型シートに、ガ
ス分離板のシール面端縁部分に沿って予め形成した膨出
部を電池組立時の締付圧によりくい込ませてシート端縁
部を局部的に圧縮し、而る後電池の昇温過程で前記成型
シートからバインダーなどを除去して多孔性シートとす
ると共に、該シートに溶融電解質を含浸せしめたもので
ある。
ス分離板のシール面端縁部分に沿って予め形成した膨出
部を電池組立時の締付圧によりくい込ませてシート端縁
部を局部的に圧縮し、而る後電池の昇温過程で前記成型
シートからバインダーなどを除去して多孔性シートとす
ると共に、該シートに溶融電解質を含浸せしめたもので
ある。
（ネ）作 用
本発明法ではガス分離板のシール面に予め膨出部を形成
して電池に組立てるだけで、電解質保持材微粉末からな
る成型シートはその周辺部分が他部に比し強く圧縮され
、電池作動時電解質板のシール面や端面からの電解質の
しみ出し現象を防止することができ、長時間に亘り電池
特性が安定化される。
して電池に組立てるだけで、電解質保持材微粉末からな
る成型シートはその周辺部分が他部に比し強く圧縮され
、電池作動時電解質板のシール面や端面からの電解質の
しみ出し現象を防止することができ、長時間に亘り電池
特性が安定化される。
（へ）実施例
まづ本発明法に用いた電解質保持体の作成例について説
明する。
明する。
γ−リチウムアルミネート（保持材）＠粉末１００重量
部 バインダー（ポリビニルブチラール樹脂）３０重量部 可塑剤（ポリエチレングリコール）２０重量部溶 媒（
Ｐ−キシレン） ３００重量部をボールミルにて
充分混合し、スラリー中に含まれた微小な気泡を減圧下
で撹拌除去して後、通常のテープキャスティング法によ
りテープ状とした。
部 バインダー（ポリビニルブチラール樹脂）３０重量部 可塑剤（ポリエチレングリコール）２０重量部溶 媒（
Ｐ−キシレン） ３００重量部をボールミルにて
充分混合し、スラリー中に含まれた微小な気泡を減圧下
で撹拌除去して後、通常のテープキャスティング法によ
りテープ状とした。
得られたグリーンテープは厚み０．３土０．０２ｍ、中
２００ｍで、この長尺テープを長さ２００ｍに切断して
一辺が２００１ｆｆｌ＋の正方形シートとした。このシ
ートを三層重ねて温度５０〜１５０℃、圧力１００〜２
００ｋｇ／ｃｒａ２にてホットプレスし、溶媒を揮散さ
せる。得られた成型シートの厚みは０５土０．０５Ｗｎ
となった。
２００ｍで、この長尺テープを長さ２００ｍに切断して
一辺が２００１ｆｆｌ＋の正方形シートとした。このシ
ートを三層重ねて温度５０〜１５０℃、圧力１００〜２
００ｋｇ／ｃｒａ２にてホットプレスし、溶媒を揮散さ
せる。得られた成型シートの厚みは０５土０．０５Ｗｎ
となった。
この成型シート（１）はガス分離板（２）などと共に電
池に組立てられるが、本発明法に用いるガス分離板（２
）には、シール面（３）の端縁部に沿って膨出部（３ａ
）が予め形成されている。この膨出部（３ａ）は、シー
ル面（３）の切削加工もしくはガス分離板の成型加工時
に作製され、その寸法は、高さ（ａ）が約０．１２５ｍ
（成型シート厚の２５％前後）、巾（ｂ）がシール面（
３）の巾（Ｂ）の５０％以下好ましくは４０％前後であ
る。
池に組立てられるが、本発明法に用いるガス分離板（２
）には、シール面（３）の端縁部に沿って膨出部（３ａ
）が予め形成されている。この膨出部（３ａ）は、シー
ル面（３）の切削加工もしくはガス分離板の成型加工時
に作製され、その寸法は、高さ（ａ）が約０．１２５ｍ
（成型シート厚の２５％前後）、巾（ｂ）がシール面（
３）の巾（Ｂ）の５０％以下好ましくは４０％前後であ
る。
このガス分離板（２）の両面に夫々アノード極（・１）
、カソード極（５）及び各棟に対応する集電板（６）５
波状板（７）をはめこみ、アノード極（４）とカソード
極（５）との間に介在する成型シート（１）に、ガス分
離板（２）のシール面（３）を当接した状態で電池を先
づ１００〜１５０℃に保温し、２ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
締付けた。
、カソード極（５）及び各棟に対応する集電板（６）５
波状板（７）をはめこみ、アノード極（４）とカソード
極（５）との間に介在する成型シート（１）に、ガス分
離板（２）のシール面（３）を当接した状態で電池を先
づ１００〜１５０℃に保温し、２ｋｇ／ｃｍ２の圧力で
締付けた。
成型シート（１）は、この加熱加圧下で適度に軟化し、
ガス分離板（２）のシール面（３）に設けた膨出部（３
ａ）により成型シート（１）の側縁部分が局部的に圧縮
されて第１図及び第４図に示すように高密度化される。
ガス分離板（２）のシール面（３）に設けた膨出部（３
ａ）により成型シート（１）の側縁部分が局部的に圧縮
されて第１図及び第４図に示すように高密度化される。
側縁部分の密度変化は、その池の部分の密度を１．０
とした場合１．３〜１．６の範囲となる。
とした場合１．３〜１．６の範囲となる。
この後２喰／Ω２の締付圧力を印加したまま電池を作動
温度の６５０’Ｃまでゆっくり昇温し、この昇温過程で
成型シート（１）中のバインダーや可塑剤を分解飛散さ
せることにより電解質の保持体としての多孔性シートと
なる。この場合多孔性シートは成型シートの厚みを維持
している。
温度の６５０’Ｃまでゆっくり昇温し、この昇温過程で
成型シート（１）中のバインダーや可塑剤を分解飛散さ
せることにより電解質の保持体としての多孔性シートと
なる。この場合多孔性シートは成型シートの厚みを維持
している。
ついで各ガス分離板（２）に設けた注入口（８）よりＬ
ｉ ２ｃＯｔ／ＫｚＣＯ，＝６２／３８ （ｍｏ１％）
の溶融炭酸塩が多孔性シートに含浸されて電解質板（ｌ
Ｏ）を構成する。
ｉ ２ｃＯｔ／ＫｚＣＯ，＝６２／３８ （ｍｏ１％）
の溶融炭酸塩が多孔性シートに含浸されて電解質板（ｌ
Ｏ）を構成する。
電解質の含浸完了後カソード極（５）に空気・炭酸ガス
の混合ガスを、アノードｆ！＋４）に燃料ガス（改質ガ
ス）を夫々供給し、電池運転を行った。
の混合ガスを、アノードｆ！＋４）に燃料ガス（改質ガ
ス）を夫々供給し、電池運転を行った。
ガス分離板のシール面に膨出部を有しない従来構成の電
池特性は、運転時間約５００時間を超えた時点から電池
抵抗が増大して特性劣化が見られるに対し、本発明法に
よる電池の特性は、１０００時間を超えても抵抗の増大
がなく長時間に亘り安定な特性を示した。これは電解質
板の外側縁部を高密度化させたことにより電解質の保持
性が向上して外部へのしみ出し現象が実質的に防止され
たためと考えられる。
池特性は、運転時間約５００時間を超えた時点から電池
抵抗が増大して特性劣化が見られるに対し、本発明法に
よる電池の特性は、１０００時間を超えても抵抗の増大
がなく長時間に亘り安定な特性を示した。これは電解質
板の外側縁部を高密度化させたことにより電解質の保持
性が向上して外部へのしみ出し現象が実質的に防止され
たためと考えられる。
（ト）発明の効果
上述の如く本発明によれば、保持材微粉末からなる成型
シートとシール面に膨出部を形成したガス分離板とを用
い、電池組立時の締付圧を利用して成型シートの側縁部
分を他部分に比し高密度化するものであるから、従来方
式のように複数なプロセスを必要としない利点を有する
と共に、この成型シートから熱処理により多孔質化して
後溶融電解質成分を含浸して形成された電解質板は、ウ
ェットシール部の電解質保持性が良好となり、シール面
や端面からの電解質のしみ出し現象を防止することがで
き、長時間に亘り電池特性が安定化される。
シートとシール面に膨出部を形成したガス分離板とを用
い、電池組立時の締付圧を利用して成型シートの側縁部
分を他部分に比し高密度化するものであるから、従来方
式のように複数なプロセスを必要としない利点を有する
と共に、この成型シートから熱処理により多孔質化して
後溶融電解質成分を含浸して形成された電解質板は、ウ
ェットシール部の電解質保持性が良好となり、シール面
や端面からの電解質のしみ出し現象を防止することがで
き、長時間に亘り電池特性が安定化される。
第１図は本発明法により組立てられた電池の要部斜面図
、第２図は同上の一部省略による組立前の電池要部斜面
図、第３図は本発明法に用いたガス分離板の要部拡大断
面図、第４図は本発明電池の要部拡大による模式的断面
図である。
、第２図は同上の一部省略による組立前の電池要部斜面
図、第３図は本発明法に用いたガス分離板の要部拡大断
面図、第４図は本発明電池の要部拡大による模式的断面
図である。
Claims (2)
- （１）電解質保持材の微粉末にバインダー等を含む成型
シートを、正負極間に介在させると共にガス分離板のシ
ール面に当接する状態で電池に組立て、電池の昇温過程
で前記成型シートからバインダー等を除去して多孔性シ
ートにして後、該シートに溶融電解質成分を含浸して電
解質板を構成せしめた燃料電池の製法において、前記ガ
ス分離板のシール面には、端縁部分に沿って予め膨出部
を形成し、電池組立時の締付圧で前記膨出部により前記
成型シートの端縁部を局部的に圧縮せしめたことを特徴
とする燃料電池の製法 - （２）前記膨出部の高さは、前記成型シート厚の約２０
〜３０％であり、前記膨出部の巾は前記シール面の巾の
約３０〜５０％であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の燃料電池の製法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63138981A JPH01309264A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 燃料電池の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63138981A JPH01309264A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 燃料電池の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01309264A true JPH01309264A (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=15234690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63138981A Pending JPH01309264A (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 燃料電池の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01309264A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057776A1 (en) * | 1998-05-04 | 1999-11-11 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Fuel cell and fuel cell stack provided with a matrix plate seal |
| WO2000045454A1 (de) * | 1999-01-28 | 2000-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Pem-brennstoffzelle und verfahren zu ihrer herstellung |
| DE10201145A1 (de) * | 2002-01-15 | 2003-07-31 | H2 Interpower Brennstoffzellen | Brennstoffzelle oder Hydrolyseur und Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelle oder eines Hydrolyseurs |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP63138981A patent/JPH01309264A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057776A1 (en) * | 1998-05-04 | 1999-11-11 | Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland | Fuel cell and fuel cell stack provided with a matrix plate seal |
| NL1009061C2 (nl) * | 1998-05-04 | 1999-11-11 | Stichting Energie | Brandstofcel respectievelijk brandstofcelstapel voorzien van matrixplaatafdichting. |
| WO2000045454A1 (de) * | 1999-01-28 | 2000-08-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Pem-brennstoffzelle und verfahren zu ihrer herstellung |
| US6638656B2 (en) | 1999-01-28 | 2003-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | PEM fuel cell and process for its production |
| DE10201145A1 (de) * | 2002-01-15 | 2003-07-31 | H2 Interpower Brennstoffzellen | Brennstoffzelle oder Hydrolyseur und Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelle oder eines Hydrolyseurs |
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