JPH0465499B2 - - Google Patents
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- JPH0465499B2 JPH0465499B2 JP59223309A JP22330984A JPH0465499B2 JP H0465499 B2 JPH0465499 B2 JP H0465499B2 JP 59223309 A JP59223309 A JP 59223309A JP 22330984 A JP22330984 A JP 22330984A JP H0465499 B2 JPH0465499 B2 JP H0465499B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8892—Impregnation or coating of the catalyst layer, e.g. by an ionomer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
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- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
- H01M4/8896—Pressing, rolling, calendering
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、燃料電池用電極基材処理方法に関
し、特に電極基材の撥水処理およびシール処理方
法に関するものである。
し、特に電極基材の撥水処理およびシール処理方
法に関するものである。
燃料電池は火力発電に代わる発電システムに用
いられるものとして広く知られている。燃料電池
のような電気化学的電池においては、多数の電極
を積層して構成されており、その中の１つでも不
良の電極が存在すると電池全体の運転に支障をき
たす。従つて電極の製造プロセスにおいては良品
を大量に生産できることが必要となる。
いられるものとして広く知られている。燃料電池
のような電気化学的電池においては、多数の電極
を積層して構成されており、その中の１つでも不
良の電極が存在すると電池全体の運転に支障をき
たす。従つて電極の製造プロセスにおいては良品
を大量に生産できることが必要となる。
第６図はリン酸型燃料電池の電極構成を示す断
面図である。図において、１は空気極、２は燃料
極で、この場合は空気極１と燃料極２を離して示
している。空気極１は、電極基材、例えば300〜
600μｍ程度の厚さのカーボンペーパー３と、50
〜200μｍ程度の触媒層４、およびフツ素ゴムよ
り成るパツキング５とで構成されている。また、
燃料極２はカーボンペーパー３、30〜150μｍ程
度の触媒層８、シール処理されたウエツトシール
部６、周辺ガスシール部７および150μｍ程度の
マトリツクス層９から成つている。なお、マトリ
ツクス層９は独立膜として形成される場合もあ
る。
面図である。図において、１は空気極、２は燃料
極で、この場合は空気極１と燃料極２を離して示
している。空気極１は、電極基材、例えば300〜
600μｍ程度の厚さのカーボンペーパー３と、50
〜200μｍ程度の触媒層４、およびフツ素ゴムよ
り成るパツキング５とで構成されている。また、
燃料極２はカーボンペーパー３、30〜150μｍ程
度の触媒層８、シール処理されたウエツトシール
部６、周辺ガスシール部７および150μｍ程度の
マトリツクス層９から成つている。なお、マトリ
ツクス層９は独立膜として形成される場合もあ
る。
電極の製造プロセスとしては、空気極１の場合
カーボンペーパー３の撥水処理工程と触媒層４の
塗工工程の２つの工程があり、燃料極２の場合、
カーボンペーパー３の撥水処理工程、ウエツトシ
ール部６のシール処理工程、触媒層８の塗工工
程、周辺ガスシール部７の塗工工程、およびマト
リツクス層９の塗工工程の５つの工程がある。な
お燃料極２のウエツトシール部６と周辺ガスシー
ル部７は、ウエツトシール部６下部に設けらたた
リン酸補給機構（外部リザーバ）からマトリツク
ス層９へリン酸を補給する際の経路としても重要
な役割を持つている。
カーボンペーパー３の撥水処理工程と触媒層４の
塗工工程の２つの工程があり、燃料極２の場合、
カーボンペーパー３の撥水処理工程、ウエツトシ
ール部６のシール処理工程、触媒層８の塗工工
程、周辺ガスシール部７の塗工工程、およびマト
リツクス層９の塗工工程の５つの工程がある。な
お燃料極２のウエツトシール部６と周辺ガスシー
ル部７は、ウエツトシール部６下部に設けらたた
リン酸補給機構（外部リザーバ）からマトリツク
ス層９へリン酸を補給する際の経路としても重要
な役割を持つている。
電極の製造プロセスの中で電極基材３の撥水処
理工程は、電解液によつて電極基材３が濡れて触
媒層４，８へのガス拡散が悪くなるのを防止する
と共に電極基材３の電解液による腐食を防ぐため
に必要となる。
理工程は、電解液によつて電極基材３が濡れて触
媒層４，８へのガス拡散が悪くなるのを防止する
と共に電極基材３の電解液による腐食を防ぐため
に必要となる。
撥水処理は例えば電極基材３にポリテトラフル
オロエチレンの微粒子を付着させ、320℃以上の
温度でポリテトラフルオロエチレンの微粒子を電
極基材３に溶融密着させることによつて行なわれ
る。
オロエチレンの微粒子を付着させ、320℃以上の
温度でポリテトラフルオロエチレンの微粒子を電
極基材３に溶融密着させることによつて行なわれ
る。
従来、ポリテトラフルオロエチレンの微粒子を
電極基材３に付着せしめる方法としてハケ塗り、
スプレー法、および撥水処理ペースト浴に電極基
材３を沈め引き上げる方法などがあつた。
電極基材３に付着せしめる方法としてハケ塗り、
スプレー法、および撥水処理ペースト浴に電極基
材３を沈め引き上げる方法などがあつた。
ハケ塗りは、ハケに撥水処理ペーストを含ま
せ、電極基材３に撥水処理ペーストを塗り、電極
基材３に撥水処理ペーストを浸透付着せしめる方
法であり、撥水処理ペーストとしてはトリトン
X100を分散剤として含むポリテトラフルオロエ
チレンの水溶液（ポリテトラフルオロエチレン；
30重量パーセント）が用いられていた。このハケ
塗りによる撥水処理の場合、人手によつて行なわ
れるために非常に時間がかかる欠点があり、また
撥水の程度（電極基材３に付着するポリテトラフ
ルオロエチレンの量）が、ハケに含ませる撥水処
理ペーストの量によつて変化し、不均一になりや
すいという問題点があつた。
せ、電極基材３に撥水処理ペーストを塗り、電極
基材３に撥水処理ペーストを浸透付着せしめる方
法であり、撥水処理ペーストとしてはトリトン
X100を分散剤として含むポリテトラフルオロエ
チレンの水溶液（ポリテトラフルオロエチレン；
30重量パーセント）が用いられていた。このハケ
塗りによる撥水処理の場合、人手によつて行なわ
れるために非常に時間がかかる欠点があり、また
撥水の程度（電極基材３に付着するポリテトラフ
ルオロエチレンの量）が、ハケに含ませる撥水処
理ペーストの量によつて変化し、不均一になりや
すいという問題点があつた。
また、スプレー法による撥水処理は、ハケ塗り
と同様の撥水処理ペーストを霧のように電極基材
３に吹き付ける方法であるが、電極基材３が大変
ポーラスなために、吹き付ける圧力によつてペー
ストが電極基材３の下まで透過してしまい、電極
基材３の下層部の撥水性が弱くなるなどの問題点
があつた。
と同様の撥水処理ペーストを霧のように電極基材
３に吹き付ける方法であるが、電極基材３が大変
ポーラスなために、吹き付ける圧力によつてペー
ストが電極基材３の下まで透過してしまい、電極
基材３の下層部の撥水性が弱くなるなどの問題点
があつた。
また、撥水処理ペースト浴に電極基材３を一旦
沈め、電極基材３に充分撥水処理ペーストを含ま
せた後、電極基材３を引き上げる方法は、電極基
材３を引き上げる時に、電極基材３に含まれた撥
水処理ペーストが移動するため、引き上げる最初
の部分と最後の部分とで撥水の程度が異なり、最
後の部分の方が撥水性が強くなるという欠点があ
つた。
沈め、電極基材３に充分撥水処理ペーストを含ま
せた後、電極基材３を引き上げる方法は、電極基
材３を引き上げる時に、電極基材３に含まれた撥
水処理ペーストが移動するため、引き上げる最初
の部分と最後の部分とで撥水の程度が異なり、最
後の部分の方が撥水性が強くなるという欠点があ
つた。
なお、これらの方法によつてポリテトラフルオ
ロエチレンを付着せしめた電極基材３は80〜120
℃程度で水分の乾燥のため熱処理され最終的には
320℃以上の温度でポリテトラフルオロエチレン
を溶融させ、電極基材３に密着させる。
ロエチレンを付着せしめた電極基材３は80〜120
℃程度で水分の乾燥のため熱処理され最終的には
320℃以上の温度でポリテトラフルオロエチレン
を溶融させ、電極基材３に密着させる。
上記のような従来の燃料電池用電極基材処理方
法は、いずれの場合も撥水処理量が不均一であ
り、撥水処理とシール処理とを同時に処理するこ
とができず、量産性が低く自動化が図れないとい
う問題点があつた。
法は、いずれの場合も撥水処理量が不均一であ
り、撥水処理とシール処理とを同時に処理するこ
とができず、量産性が低く自動化が図れないとい
う問題点があつた。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、撥水処理量を均一化し、撥水処理
とシール処理とを同時に処理し、量産性を高める
とともに、自動化を容易にすることを目的とす
る。
されたもので、撥水処理量を均一化し、撥水処理
とシール処理とを同時に処理し、量産性を高める
とともに、自動化を容易にすることを目的とす
る。
この発明に係る燃料電池用電極基材処理方法
は、搬送ロールを回転させて電極基材を搬送し、
上記搬送ロールの回転と同方向に回転し、上記搬
送ロールに上記電極基材を介在させて対向するコ
ーテイングロールを有し、このコーテイングロー
ルとこれに調節可能な間〓を設けて対向するドク
ターロール間に、ペースト溜を仕切り板により仕
切つて３つのペースト溜分室を構成し、中央のペ
ースト溜分室より撥水処理ペーストを供給すると
同時に両端のペースト溜分室よりシール処理ペー
ストを供給し、上記コーテイングロールの回転に
伴つて上記２種類のペーストを同時に上記電極基
材上に転写し、上記電極基材に上記２種類のペー
ストを浸透させた後、熱処理するようにしたもの
である。
は、搬送ロールを回転させて電極基材を搬送し、
上記搬送ロールの回転と同方向に回転し、上記搬
送ロールに上記電極基材を介在させて対向するコ
ーテイングロールを有し、このコーテイングロー
ルとこれに調節可能な間〓を設けて対向するドク
ターロール間に、ペースト溜を仕切り板により仕
切つて３つのペースト溜分室を構成し、中央のペ
ースト溜分室より撥水処理ペーストを供給すると
同時に両端のペースト溜分室よりシール処理ペー
ストを供給し、上記コーテイングロールの回転に
伴つて上記２種類のペーストを同時に上記電極基
材上に転写し、上記電極基材に上記２種類のペー
ストを浸透させた後、熱処理するようにしたもの
である。
この発明においては、搬送ロールとコーテイン
グロールの回転を同方向に回転させるリバースロ
ールコータ法を用い、コーテイングロールに対向
するドクターロール間に、ペースト溜を仕切り板
により仕切つて３つのペースト溜分室を構成し、
中央のペースト溜分室から撥水処理ペーストを供
給すると同時に両端のペースト溜分室からシール
処理ペーストを供給しているので、常に一定量の
撥水処理ペーストとシール処理ペーストとを同時
に電極基材上に転写し浸透でき、量産性を向上す
るとともに、各ロールを制御して容易に自動化で
きる。
グロールの回転を同方向に回転させるリバースロ
ールコータ法を用い、コーテイングロールに対向
するドクターロール間に、ペースト溜を仕切り板
により仕切つて３つのペースト溜分室を構成し、
中央のペースト溜分室から撥水処理ペーストを供
給すると同時に両端のペースト溜分室からシール
処理ペーストを供給しているので、常に一定量の
撥水処理ペーストとシール処理ペーストとを同時
に電極基材上に転写し浸透でき、量産性を向上す
るとともに、各ロールを制御して容易に自動化で
きる。
まず、この発明に関する予備実験の結果につい
て説明する。第１図および第２図は、この発明の
燃料電池用電極基材処理方法を用いて行なつた予
備実験装置を示す断面図および平面図である。こ
の装置は電極基材の撥水処理を行なうものであ
り、この予備実験は装置の基本性能の確認と揆水
処理ペースト組成の最適化のために行なつたもの
である。図において、１０は電極基材、１１は撥
水処理ペースト、１２はドクターロール（以下Ｄ
ロールと記す）、１３は矢印Ａ方向に回転するコ
ーテイングロール（以下Ｃロールと記す）、１４
は矢印Ｂ方向に回転する搬送ロール（以下Ｂロー
ルと記す）、１５は矢印Ｃ方向に回転するクリー
ニングロール、１６は撥水処理ペースト１１を収
納するペースト溜、１７はサイド板１８を支持す
る支持棒である。Ｄロール１２はＣロール１３と
の間に調節された間隙Ｓ１で固定されており、Ｃ
ロール１３の回転によつて撥水処理ペースト１１
がペースト溜１６から間隙を通つて引き出され
る。さらにペーストはＣロール１３の周りに沿つ
て展開され、Ｂロール１４により矢印Ｄ方向に搬
送される電極基材１０上に転写する。転写された
撥水処理ペーストが電極基材１０に浸透した後、
熱処理して撥水処理ペーストを電極基材１０に密
着させる。
て説明する。第１図および第２図は、この発明の
燃料電池用電極基材処理方法を用いて行なつた予
備実験装置を示す断面図および平面図である。こ
の装置は電極基材の撥水処理を行なうものであ
り、この予備実験は装置の基本性能の確認と揆水
処理ペースト組成の最適化のために行なつたもの
である。図において、１０は電極基材、１１は撥
水処理ペースト、１２はドクターロール（以下Ｄ
ロールと記す）、１３は矢印Ａ方向に回転するコ
ーテイングロール（以下Ｃロールと記す）、１４
は矢印Ｂ方向に回転する搬送ロール（以下Ｂロー
ルと記す）、１５は矢印Ｃ方向に回転するクリー
ニングロール、１６は撥水処理ペースト１１を収
納するペースト溜、１７はサイド板１８を支持す
る支持棒である。Ｄロール１２はＣロール１３と
の間に調節された間隙Ｓ１で固定されており、Ｃ
ロール１３の回転によつて撥水処理ペースト１１
がペースト溜１６から間隙を通つて引き出され
る。さらにペーストはＣロール１３の周りに沿つ
て展開され、Ｂロール１４により矢印Ｄ方向に搬
送される電極基材１０上に転写する。転写された
撥水処理ペーストが電極基材１０に浸透した後、
熱処理して撥水処理ペーストを電極基材１０に密
着させる。
撥水処理ペーストの電極基材１０への転写量
は、Ｄロール１２とＣロール１３間の間隙Ｓ１
と、Ｃロール１３とＢロール１４の回転比によつ
て容易に調節でき、任意に定めることができる。
図中、各ロール１２，１３，１４，１５の中心に
おける矢印は、各ロール１２，１３，１４，１５
を設定する時の移動可能な方向を示している。
は、Ｄロール１２とＣロール１３間の間隙Ｓ１
と、Ｃロール１３とＢロール１４の回転比によつ
て容易に調節でき、任意に定めることができる。
図中、各ロール１２，１３，１４，１５の中心に
おける矢印は、各ロール１２，１３，１４，１５
を設定する時の移動可能な方向を示している。
撥水処理ペーストは、例えば、固形分としてポ
リテトラフルオロエチレンを主成分とする水溶液
で、ポリテトラフルオロエチレンは平均粒径0.3μ
ｍ程度の微粒子であることが望ましい。また、ポ
リテトラフルオロエチレンの重量比はペーストに
対して20〜40％が適当で、40％を越えると撥水量
が多過ぎて、電極基材１０の通気性を阻害するな
どの併害を生じる。また20％よりも少ないと撥水
量が少な過ぎて、電極基材１０に充分な撥水性を
与えることができない。また、ポリテトラフルオ
ロエチレンの微粒子を安定に分散させるため、分
散剤として非イオン性界面活性剤が必要である
が、これは例えばポリエチレングリコールオクチ
ルフエニルエーテルやポリエテレングリコールノ
ニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルエーテルなどがあり、ペーストの重量に対し
て２〜６％程度含まれている必要がある。２％を
下廻るとポリテトラフルオロエチレンの微粒子の
分散が充分でなく、ペーストの安定性に問題が生
じる。また６％を上廻る場合にもペーストのゲル
化などの問題を生じる。さらにペーストには増粘
剤を加える必要がある。これは分散剤のみを含む
ポリテトラフルオロエチレンの水溶液では粘性が
低過ぎて、Ｃロール１３上に展開された時、下に
したたり落ちてしまうためである。この増粘剤と
してはセルロース誘導体がポリテトラフルオロエ
チレンとの相互作用が少なく適していた。セルロ
ース誘導体は、例えばカルボキシメチルセルロー
スNa塩やカルボキシメチルセルロースアンモニ
ウム塩、メチルセルロースなどがあるが、いずれ
の場合にもペーストに対して0.5〜３％程度加え
ることによつて適当な粘性を得ることができる。
リテトラフルオロエチレンを主成分とする水溶液
で、ポリテトラフルオロエチレンは平均粒径0.3μ
ｍ程度の微粒子であることが望ましい。また、ポ
リテトラフルオロエチレンの重量比はペーストに
対して20〜40％が適当で、40％を越えると撥水量
が多過ぎて、電極基材１０の通気性を阻害するな
どの併害を生じる。また20％よりも少ないと撥水
量が少な過ぎて、電極基材１０に充分な撥水性を
与えることができない。また、ポリテトラフルオ
ロエチレンの微粒子を安定に分散させるため、分
散剤として非イオン性界面活性剤が必要である
が、これは例えばポリエチレングリコールオクチ
ルフエニルエーテルやポリエテレングリコールノ
ニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルエーテルなどがあり、ペーストの重量に対し
て２〜６％程度含まれている必要がある。２％を
下廻るとポリテトラフルオロエチレンの微粒子の
分散が充分でなく、ペーストの安定性に問題が生
じる。また６％を上廻る場合にもペーストのゲル
化などの問題を生じる。さらにペーストには増粘
剤を加える必要がある。これは分散剤のみを含む
ポリテトラフルオロエチレンの水溶液では粘性が
低過ぎて、Ｃロール１３上に展開された時、下に
したたり落ちてしまうためである。この増粘剤と
してはセルロース誘導体がポリテトラフルオロエ
チレンとの相互作用が少なく適していた。セルロ
ース誘導体は、例えばカルボキシメチルセルロー
スNa塩やカルボキシメチルセルロースアンモニ
ウム塩、メチルセルロースなどがあるが、いずれ
の場合にもペーストに対して0.5〜３％程度加え
ることによつて適当な粘性を得ることができる。
0.5％よりも少ないと充分な粘性を得ることが
できず、３％を越えると粘性が高過ぎてペースト
の電極基材１０への浸透性が悪くなつた。
できず、３％を越えると粘性が高過ぎてペースト
の電極基材１０への浸透性が悪くなつた。
このように調整された撥水処理ペーストを用い
て、第１図に示した装置により電極基材１０の撥
水処理を行ない、従来法のハケ塗りの場合と撥水
処理量の均一性の比較を行なつた。
て、第１図に示した装置により電極基材１０の撥
水処理を行ない、従来法のハケ塗りの場合と撥水
処理量の均一性の比較を行なつた。
第１図に示した装置において、間隙Ｓ１を
100μｍ、Ｂロールの回転速度を２ｍ／分、Ｃロ
ールの回転速度を３ｍ／分の条件下で、710×610
mm、厚さ0.4mmの電極基材１０の撥水処理を行な
つた。撥水処理ペーストのペースト溜１６への供
給は、撥水処理ペーストを入れたバケツ（図示せ
ず）からペースト溜１６にローラポンプ（図示せ
ず）を用いて自動的にペーストを供給し、連続的
に50枚の電極基材１０の撥水処理を行なつた。そ
の所要時間は約20分間であり、ペーストの利用率
（電極基材上に転写した重量／使用した重量）は
90％を越えた。電極基材１０は100℃で乾燥し、
表面を観察したが、目視による観察では、不均一
に撥水処理した場合にポリテトラフルオロエチレ
ンの偏在によつて生じる白い斑点などが全く見ら
れず、表裏共、同様の状態で撥水性が得られてい
た。また、その中の１枚を100×150mmの小片に切
断（もとの電極基材を24個の小片に切断）し、そ
の重量を測定した。この結果を0.05ｇ間隔の等高
線に置き換えたものを第３図に示す。この重量の
誤差は0.1ｇの範囲内に入つており、この誤差は
電極基材１０そのものの重量誤差と同じである。
従つて、非常に均一に撥水処理できたことが実証
された。
100μｍ、Ｂロールの回転速度を２ｍ／分、Ｃロ
ールの回転速度を３ｍ／分の条件下で、710×610
mm、厚さ0.4mmの電極基材１０の撥水処理を行な
つた。撥水処理ペーストのペースト溜１６への供
給は、撥水処理ペーストを入れたバケツ（図示せ
ず）からペースト溜１６にローラポンプ（図示せ
ず）を用いて自動的にペーストを供給し、連続的
に50枚の電極基材１０の撥水処理を行なつた。そ
の所要時間は約20分間であり、ペーストの利用率
（電極基材上に転写した重量／使用した重量）は
90％を越えた。電極基材１０は100℃で乾燥し、
表面を観察したが、目視による観察では、不均一
に撥水処理した場合にポリテトラフルオロエチレ
ンの偏在によつて生じる白い斑点などが全く見ら
れず、表裏共、同様の状態で撥水性が得られてい
た。また、その中の１枚を100×150mmの小片に切
断（もとの電極基材を24個の小片に切断）し、そ
の重量を測定した。この結果を0.05ｇ間隔の等高
線に置き換えたものを第３図に示す。この重量の
誤差は0.1ｇの範囲内に入つており、この誤差は
電極基材１０そのものの重量誤差と同じである。
従つて、非常に均一に撥水処理できたことが実証
された。
一方、従来のハケ塗り方法により電極基材１０
の撥水処理を行ない、100℃で乾燥して電極基材
１０表面の観察を行なつた。目視による観察で
は、ポリテトラフルオロエチレンの偏在によつて
生じる白い斑点が至るところに見られ、基材１０
の表と裏では明らかに撥水性が異なつていた。ま
た100×150mmの小片に切断した後、その重量を測
定し、等高線に置き換えたものを第４図に示す。
100×150mmの平均重量はこの予備実験によるもの
とほぼ同一であつたが、重量誤差は大きくなり、
0.5ｇであつた。
の撥水処理を行ない、100℃で乾燥して電極基材
１０表面の観察を行なつた。目視による観察で
は、ポリテトラフルオロエチレンの偏在によつて
生じる白い斑点が至るところに見られ、基材１０
の表と裏では明らかに撥水性が異なつていた。ま
た100×150mmの小片に切断した後、その重量を測
定し、等高線に置き換えたものを第４図に示す。
100×150mmの平均重量はこの予備実験によるもの
とほぼ同一であつたが、重量誤差は大きくなり、
0.5ｇであつた。
以上の結果からこの発明の燃料電池用電極基材
処理方法に係る装置の基本的性能の確認と揆水処
理ペーストの最適化を行なうことができた。
処理方法に係る装置の基本的性能の確認と揆水処
理ペーストの最適化を行なうことができた。
次に、この発明の一実施例を図について説明す
る。第５図はこの発明の燃料電池用電極基材処理
方法に係る装置の一実施例を示す平面図である。
なお、この装置を示す断面図は第１図と同様の構
成である。図において、１８は両端のサイド板で
あり、Ｃロール１３とＤロール１２との間隙Ｓ１
に２枚の仕切り板１９を設け、３つのペースト溜
分室を設けている。第５図は第６図に示した燃料
極２の電極基材３とウエツトシール部６の処理を
同時に行なうものである。
る。第５図はこの発明の燃料電池用電極基材処理
方法に係る装置の一実施例を示す平面図である。
なお、この装置を示す断面図は第１図と同様の構
成である。図において、１８は両端のサイド板で
あり、Ｃロール１３とＤロール１２との間隙Ｓ１
に２枚の仕切り板１９を設け、３つのペースト溜
分室を設けている。第５図は第６図に示した燃料
極２の電極基材３とウエツトシール部６の処理を
同時に行なうものである。
３つのペースト溜分室のうち中央のペースト溜
１６には撥水処理ペースト１１を入れ、他のペー
スト溜２０にはシール処理ペーストを入れる。２
１は例えばスウエーデン鋼でできたスクレーパー
である。スクレーパー２１はＣロール１３上やペ
ースト溜１６，２０にペーストが戻る際に２種類
のペーストが混合しないように、２液の接合部分
のペーストをＣロール１３上から取う去るための
ものであり、取り去つたペーストはペースト受け
２３に溜めて回収する。また、２２はスクレーパ
ー２１を固定するための棒である。
１６には撥水処理ペースト１１を入れ、他のペー
スト溜２０にはシール処理ペーストを入れる。２
１は例えばスウエーデン鋼でできたスクレーパー
である。スクレーパー２１はＣロール１３上やペ
ースト溜１６，２０にペーストが戻る際に２種類
のペーストが混合しないように、２液の接合部分
のペーストをＣロール１３上から取う去るための
ものであり、取り去つたペーストはペースト受け
２３に溜めて回収する。また、２２はスクレーパ
ー２１を固定するための棒である。
以上の構成により、先の予備実験の場合と同様
に間〓Ｓ１を100μｍ、Ｂロールの回転速度を２
ｍ／分、Ｃロールの回転速度を３ｍ／分の条件下
で、710×610mm、厚さ0.4mmの電極基材１０の両
端30mmをシール処理、中央部を揆水処理として同
時に処理した。なお、シール処理ペーストの固形
分としては、炭化ケイ素イ、リン酸ジルコニウム
ロ、並びに炭化ケイ素及びリン酸ジルコニウムの
混合物のうちのいずれか１種を主成分とするもの
が適していた。予備実験の場合と同様に揆水処理
部とシール処理部の均一性を肉眼及び重量法で調
べ、充分に均一性が保たれていることを確認し
た。また、揆水処理部とシール処理部の間にはす
き間や重なりが生じていないことも確認された。
に間〓Ｓ１を100μｍ、Ｂロールの回転速度を２
ｍ／分、Ｃロールの回転速度を３ｍ／分の条件下
で、710×610mm、厚さ0.4mmの電極基材１０の両
端30mmをシール処理、中央部を揆水処理として同
時に処理した。なお、シール処理ペーストの固形
分としては、炭化ケイ素イ、リン酸ジルコニウム
ロ、並びに炭化ケイ素及びリン酸ジルコニウムの
混合物のうちのいずれか１種を主成分とするもの
が適していた。予備実験の場合と同様に揆水処理
部とシール処理部の均一性を肉眼及び重量法で調
べ、充分に均一性が保たれていることを確認し
た。また、揆水処理部とシール処理部の間にはす
き間や重なりが生じていないことも確認された。
この発明は以上説明したとおり、搬送ロールを
回転させて電極基材を搬送し、上記搬送ロールの
回転と同方向に回転し、上記搬送ロールに上記電
極基材を介在させて対向するコーテイングロール
を有し、このコーテイングロールとこれに調節可
能な間〓を設けて対向するドクターロール間に、
ペースト溜を仕切り板により仕切つて３つのペー
スト溜分室を構成し、中央のペースト溜分室より
撥水処理ペーストを供給すると同時に両端のペー
スト溜分室よりシール処理ペーストを供給し、上
記コーテイングロールの回転に伴つて上記２種類
のペーストを同時に上記電極基材上に転写し、上
記電極基材に上記２種類のペーストを浸透させた
後、熱処理するようにしたので、撥水処理量を均
一化し、ペーストを混合させることなく間〓を設
けることなく撥水処理とシール処理とを同時に処
理でき、量産性を高め自動化を容易にすることが
できる効果がある。
回転させて電極基材を搬送し、上記搬送ロールの
回転と同方向に回転し、上記搬送ロールに上記電
極基材を介在させて対向するコーテイングロール
を有し、このコーテイングロールとこれに調節可
能な間〓を設けて対向するドクターロール間に、
ペースト溜を仕切り板により仕切つて３つのペー
スト溜分室を構成し、中央のペースト溜分室より
撥水処理ペーストを供給すると同時に両端のペー
スト溜分室よりシール処理ペーストを供給し、上
記コーテイングロールの回転に伴つて上記２種類
のペーストを同時に上記電極基材上に転写し、上
記電極基材に上記２種類のペーストを浸透させた
後、熱処理するようにしたので、撥水処理量を均
一化し、ペーストを混合させることなく間〓を設
けることなく撥水処理とシール処理とを同時に処
理でき、量産性を高め自動化を容易にすることが
できる効果がある。
第１図および第２図は、この発明の一実施例に
係る電極基材撥水処理方法を用いて行なつた予備
実験装置を示す断面図および平面図、第３図は予
備実験による電極基材の撥水処理結果で、撥水処
理量の重量の等高線図、第４図は従来の方法によ
る撥水処理量の重量の等高線図、第５図はこの発
明の一実施例に係る電極基材処理装置を示す平面
図、第６図は燃料電池の電極構成を示す断面図で
ある。 １０……電極基材、１１……撥水処理ペース
ト、１２……ドクターロール、１３……コーテイ
ングロール、１４……搬送ロール、１６……ペー
スト溜、１９……仕切り板、２０……ペースト溜
分室。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。
係る電極基材撥水処理方法を用いて行なつた予備
実験装置を示す断面図および平面図、第３図は予
備実験による電極基材の撥水処理結果で、撥水処
理量の重量の等高線図、第４図は従来の方法によ
る撥水処理量の重量の等高線図、第５図はこの発
明の一実施例に係る電極基材処理装置を示す平面
図、第６図は燃料電池の電極構成を示す断面図で
ある。 １０……電極基材、１１……撥水処理ペース
ト、１２……ドクターロール、１３……コーテイ
ングロール、１４……搬送ロール、１６……ペー
スト溜、１９……仕切り板、２０……ペースト溜
分室。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 搬送ロールを回転させて電極基材を搬送し上
記搬送ロールの回転と同方向に回転し、上記搬送
ロールに上記電極基材を介在させて対向するコー
テイングロールを有し、このコーテイングロール
とこれに調節可能な間〓を設けて対向するドクタ
ーロール間に、ペースト溜を仕切り板により仕切
つて３つのペースト溜分室を構成し、中央のペー
スト溜分室より撥水処理ペーストを供給すると同
時に両端のペースト溜分室よりシール処理ペース
トを供給し、上記コーテイングロールの回転に伴
つて上記２種類のペーストを同時に上記電極基材
上に転写し、上記電極基材に上記２種類のペース
トを浸透させた後、熱処理するようにした燃料電
池用電極基材処理方法。 ２ 撥水処理ペーストは、固形分としてポリテト
ラフルオロエチレンを主成分とし、分散剤と増粘
剤を含む水溶液であり、ポリテトラフルオロエチ
レンは、撥水処理ペーストの重量に対して20〜40
％含まれており、分散剤は非イオン性界面活性剤
であつて、撥水処理ペーストの重量に対して２〜
６％含まれており、増粘剤は、撥水処理ペースト
の重量に対して0.5〜３％含まれることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の燃料電池用電極
基材処理方法。 ３ シール処理ペーストは、固形分として炭化ケ
イ素、リン酸ジルコニウム、並びに炭化ケイ素お
よびリン酸ジルコニウムを混合したもののいずれ
か１種を主成分とすることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項記載の燃料電池用電極
基材処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223309A JPS6199272A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 燃料電池用電極基材処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223309A JPS6199272A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 燃料電池用電極基材処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199272A JPS6199272A (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0465499B2 true JPH0465499B2 (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=16796126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59223309A Granted JPS6199272A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 燃料電池用電極基材処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199272A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013161253A1 (en) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Hitachi Zosen Corporation | Functional porous material, metal-air battery, and method for manufacturing functional porous material |
| CN102896066B (zh) * | 2012-10-23 | 2014-08-27 | 重庆市璧山宏向汽配有限公司 | 一种汽车刹车衬片涂胶机 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50155541A (ja) * | 1974-06-06 | 1975-12-15 | ||
| JPS6042588B2 (ja) * | 1978-07-11 | 1985-09-24 | 三洋電機株式会社 | 電池用電極の製造法 |
| JPS57124864A (en) * | 1981-01-28 | 1982-08-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Gas diffusion electrode of fuel cell |
| JPS57156064A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-27 | Matsushita Electric Works Ltd | Roll coater |
| US4426340A (en) * | 1981-09-29 | 1984-01-17 | United Technologies Corporation | Process for fabricating ribbed electrode substrates and other articles |
| JPS58142764A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガス拡散型空気極の製造法 |
| JPS6017863A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガス拡散型触媒極の製造法 |
-
1984
- 1984-10-22 JP JP59223309A patent/JPS6199272A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6199272A (ja) | 1986-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |