JPH069142B2 - 燃料電池の組立方法 - Google Patents
燃料電池の組立方法Info
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- JPH069142B2 JPH069142B2 JP59055708A JP5570884A JPH069142B2 JP H069142 B2 JPH069142 B2 JP H069142B2 JP 59055708 A JP59055708 A JP 59055708A JP 5570884 A JP5570884 A JP 5570884A JP H069142 B2 JPH069142 B2 JP H069142B2
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- cathode
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H—ELECTRICITY
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- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/0289—Means for holding the electrolyte
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- 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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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、各構成部材を積層して組み立てる燃料電池の
組立方法に関する。
組立方法に関する。
第１図に電気化学反応に基づく燃料電池の単電池の原理
図を示す。同図において、１はアノード、２はカソード
を示し、これらアノード１とカソード２に電解質層３が
挾まれている。アノード１に隣接して燃料４が送られる
燃料室５が設けられ、カソード２に隣接して酸化剤６が
送られる酸化剤室７が設けられている。燃料４として
は、メタノール、ヒドラジン等の液体や水素等の気体が
用いられる。また、酸化剤６としては酸素あるいは酸素
を含む空気等の気体が用いられる。電解質としては、硫
酸やリン酸のような酸性型と、水酸化カリウム等のアル
カリ性型がある。
図を示す。同図において、１はアノード、２はカソード
を示し、これらアノード１とカソード２に電解質層３が
挾まれている。アノード１に隣接して燃料４が送られる
燃料室５が設けられ、カソード２に隣接して酸化剤６が
送られる酸化剤室７が設けられている。燃料４として
は、メタノール、ヒドラジン等の液体や水素等の気体が
用いられる。また、酸化剤６としては酸素あるいは酸素
を含む空気等の気体が用いられる。電解質としては、硫
酸やリン酸のような酸性型と、水酸化カリウム等のアル
カリ性型がある。
生成ガス８として、アノード１では燃料４がメタノール
の場合は炭酸ガスが発生し、ヒドラジンの場合は窒素ガ
スが発生する。一方、カソード２では電解質が酸性型の
場合は水９が生成する。電解質がアルカリ性型の場合は
カソード２の部分で水が生成する。
の場合は炭酸ガスが発生し、ヒドラジンの場合は窒素ガ
スが発生する。一方、カソード２では電解質が酸性型の
場合は水９が生成する。電解質がアルカリ性型の場合は
カソード２の部分で水が生成する。
第２図，第３図は第１図に原理図で示したそれぞれ異な
る従来の単電池の組立て前の分解斜視図を示す。第２図
ではアノード１及びカソード２が金網基体により形成さ
れ、該金網基体の周囲に金属板の集電部をとり、該集電
部より端子１０，１１をそれぞれ引き出している。燃料
室５と酸化剤室７は、プラスチック素材より形成されて
いる。また、第３図ではアノード１及びカソード２が多
孔質カーボン素材により形成され、燃料室５と酸化剤室
７は不浸透カーボン板にて成形したセパレータ１２，１
２に設けた溝により構成されている。
る従来の単電池の組立て前の分解斜視図を示す。第２図
ではアノード１及びカソード２が金網基体により形成さ
れ、該金網基体の周囲に金属板の集電部をとり、該集電
部より端子１０，１１をそれぞれ引き出している。燃料
室５と酸化剤室７は、プラスチック素材より形成されて
いる。また、第３図ではアノード１及びカソード２が多
孔質カーボン素材により形成され、燃料室５と酸化剤室
７は不浸透カーボン板にて成形したセパレータ１２，１
２に設けた溝により構成されている。
第４図は第３図に示した単電池を燃料電池として組み立
てる方法を示す斜視図である。従来は、同図で示すよう
に各単電池構成部材を別体に作成し、各構成部材を個々
に積み上げて当て板１３，１３により締め付けて積層し
ていた。
てる方法を示す斜視図である。従来は、同図で示すよう
に各単電池構成部材を別体に作成し、各構成部材を個々
に積み上げて当て板１３，１３により締め付けて積層し
ていた。
ところが、上記のような従来の組立方法では、電解質に
液体のものを用いるときは、該電解質を乾燥させないよ
うに予め組立時に濡らす必要があることから、これが原
因となつてシールが難かしくなるという欠点があつた。
また、ペースト状のマトリツクスを電解質として用いる
場合には、両電極（アノード１とカソード２）と電解質
層３との界面の密着性が悪いという欠点があつた。更
に、電極には触媒層が添着されているが、このような電
極はその活性を保持するために、燃料電池として積層さ
せるまで不活性ガス雰囲気の状態で保存される必要があ
る。そのため、この保存のために広いスペースが必要と
なり、また不活性ガスの供給排気を含めた調ガス装置が
必要となり、組立設備や組立スペースが大型化するとい
う欠点があつた。
液体のものを用いるときは、該電解質を乾燥させないよ
うに予め組立時に濡らす必要があることから、これが原
因となつてシールが難かしくなるという欠点があつた。
また、ペースト状のマトリツクスを電解質として用いる
場合には、両電極（アノード１とカソード２）と電解質
層３との界面の密着性が悪いという欠点があつた。更
に、電極には触媒層が添着されているが、このような電
極はその活性を保持するために、燃料電池として積層さ
せるまで不活性ガス雰囲気の状態で保存される必要があ
る。そのため、この保存のために広いスペースが必要と
なり、また不活性ガスの供給排気を含めた調ガス装置が
必要となり、組立設備や組立スペースが大型化するとい
う欠点があつた。
本発明は上記欠点を解消せんとするもので、組み立てを
簡単に行なうことができると共に、電解質のシール性及
び極板と電解質層との密着性を向上させ、ひいては燃料
電池の性能を向上させることのできる燃料電池の組立方
法を提供するのが目的である。
簡単に行なうことができると共に、電解質のシール性及
び極板と電解質層との密着性を向上させ、ひいては燃料
電池の性能を向上させることのできる燃料電池の組立方
法を提供するのが目的である。
上記目的を達成するために本発明は、燃料電池の構成部
材のうち電解質層と該電解質層を挾むアノード及びカソ
ードとを予め積層一体化した後、前記アノード及びカソ
ードの外側に他の構成部材を積層する燃料電池の組立方
法において、液体電解質の被含浸基体の周縁に半硬化状
態の樹脂を塗布しておき、該被含浸基体の両側より有孔
素材により形成したアノードとカノードを積層し、加熱
して前記半硬化状態の樹脂を熱硬化させて積層一体化し
た後、前記アノード又はカノードの外側より液体電解質
を前記被含浸基体に含浸させることを特徴とするもので
ある。
材のうち電解質層と該電解質層を挾むアノード及びカソ
ードとを予め積層一体化した後、前記アノード及びカソ
ードの外側に他の構成部材を積層する燃料電池の組立方
法において、液体電解質の被含浸基体の周縁に半硬化状
態の樹脂を塗布しておき、該被含浸基体の両側より有孔
素材により形成したアノードとカノードを積層し、加熱
して前記半硬化状態の樹脂を熱硬化させて積層一体化し
た後、前記アノード又はカノードの外側より液体電解質
を前記被含浸基体に含浸させることを特徴とするもので
ある。
また他の本発明は、燃料電池の構成部材のうち電解質層
と該電解質層を挾むアノード及びカソードとを予め積層
一体化した後、前記アノード及びカソードの外側に他の
構成部材を積層する燃料電池の組立方法において、イオ
ン交換膜よりなる電解質の周縁に接着剤を塗布した後、
両側より有孔素材により形成したアノードとカソードを
接着して積層一体化することを特徴とするものである。
と該電解質層を挾むアノード及びカソードとを予め積層
一体化した後、前記アノード及びカソードの外側に他の
構成部材を積層する燃料電池の組立方法において、イオ
ン交換膜よりなる電解質の周縁に接着剤を塗布した後、
両側より有孔素材により形成したアノードとカソードを
接着して積層一体化することを特徴とするものである。
以下、本発明を図面の実施例に基づいて詳細に説明す
る。第５図は本発明に係る組立方法を示す斜視図であ
る。各構成部材を個々に作成する点は従来と同様である
が、先ずアノード１と電解質層３とカソード２とを積層
一体化させ、その次に他の構成部材であるセパレータ１
２，１２を前記アノード１とカソード２の外側に積層さ
せ、これにより該セパレータ１２，１２に設けた溝によ
り構成される燃料室５と酸化剤室７を積層するのであ
る。このように、最初にアノード１と電解質層３とカソ
ード２とを積層一体化すれば、わずか三つの構成部材の
一体化であるため簡単となり、シール性や密着性の問題
を解消することが可能となる。電極と電解質層３が一体
化されてシールされていれば、電極の触媒層が外部に露
呈されないため、有孔素材よりなる極板を透過して浸入
する多少の空気と接触することはあるが、該触媒層が直
接空気にさらされているのとは格段に相違し、保存する
にしてもその調ガスに厳しいチエツクをする必要がなく
簡易的なものでよいことや、スペースも少なくてすむ上
に、触媒層を誤つて損なう等の事故を防ぐことができ
る。
る。第５図は本発明に係る組立方法を示す斜視図であ
る。各構成部材を個々に作成する点は従来と同様である
が、先ずアノード１と電解質層３とカソード２とを積層
一体化させ、その次に他の構成部材であるセパレータ１
２，１２を前記アノード１とカソード２の外側に積層さ
せ、これにより該セパレータ１２，１２に設けた溝によ
り構成される燃料室５と酸化剤室７を積層するのであ
る。このように、最初にアノード１と電解質層３とカソ
ード２とを積層一体化すれば、わずか三つの構成部材の
一体化であるため簡単となり、シール性や密着性の問題
を解消することが可能となる。電極と電解質層３が一体
化されてシールされていれば、電極の触媒層が外部に露
呈されないため、有孔素材よりなる極板を透過して浸入
する多少の空気と接触することはあるが、該触媒層が直
接空気にさらされているのとは格段に相違し、保存する
にしてもその調ガスに厳しいチエツクをする必要がなく
簡易的なものでよいことや、スペースも少なくてすむ上
に、触媒層を誤つて損なう等の事故を防ぐことができ
る。
第６図は前記積層一体化方法の一実施例を示す斜視図を
示す。この実施例は電解質が液体（酸性又はアルカリ
性）である場合の積層一体化方法であり、液体電解質の
被含浸基体１４の周縁に半硬化状態の樹脂１５を塗布し
ておき、この状態の被含浸基体１４の両側より有孔素材
により形成したアノード１とカソード２を積層し、加熱
して前記半硬化状態の樹脂１５の一部をアノード１とカ
ソード２の周縁部に含浸させると共に熱硬化させて積層
一体化し、その後、前記アノード１又はカソード２の外
側より液体電解質を前記被含浸基体１４に含浸させる方
法である。この場合、電解質層３は被含浸基体１４とこ
れに含浸した液体電解質により構成されている。ここ
で、被含浸基体１４はプラスチツク繊維やパルプ系繊維
の織布又は不織布より形成され、アノード１とカソード
２の隔膜としての機能も果している。半硬化状態の樹脂
１５はエポキシ樹脂等で、その熱硬化温度は５０〜６０
℃程度のものでも、２００℃程度の高いものであつて
も、液体電解質は上記の如く後から含浸させるため問題
ない。有孔素材よりなるアノード１及びカソード２は、
多孔質カーボン板や焼結金属あるいは金属網等で形成し
て上記熱硬化により充分な接着強度をもつて接着され
る。本実施例の場合には不織布等の被含浸基体１４に予
め半硬化状態の樹脂１５を含浸しておけるので、組立工
程が機械化でき、シールも強固にすることができる。
示す。この実施例は電解質が液体（酸性又はアルカリ
性）である場合の積層一体化方法であり、液体電解質の
被含浸基体１４の周縁に半硬化状態の樹脂１５を塗布し
ておき、この状態の被含浸基体１４の両側より有孔素材
により形成したアノード１とカソード２を積層し、加熱
して前記半硬化状態の樹脂１５の一部をアノード１とカ
ソード２の周縁部に含浸させると共に熱硬化させて積層
一体化し、その後、前記アノード１又はカソード２の外
側より液体電解質を前記被含浸基体１４に含浸させる方
法である。この場合、電解質層３は被含浸基体１４とこ
れに含浸した液体電解質により構成されている。ここ
で、被含浸基体１４はプラスチツク繊維やパルプ系繊維
の織布又は不織布より形成され、アノード１とカソード
２の隔膜としての機能も果している。半硬化状態の樹脂
１５はエポキシ樹脂等で、その熱硬化温度は５０〜６０
℃程度のものでも、２００℃程度の高いものであつて
も、液体電解質は上記の如く後から含浸させるため問題
ない。有孔素材よりなるアノード１及びカソード２は、
多孔質カーボン板や焼結金属あるいは金属網等で形成し
て上記熱硬化により充分な接着強度をもつて接着され
る。本実施例の場合には不織布等の被含浸基体１４に予
め半硬化状態の樹脂１５を含浸しておけるので、組立工
程が機械化でき、シールも強固にすることができる。
第７図も積層一体化方法の他の実施例を示す斜視図で、
電解質がイオン交換膜である場合を示す。本実施例は、
イオン交換膜１９よりなる電解質の周縁に接着剤２０を
塗布した後、両側よりアノード１とカソード２を接着し
て積層一体化する方法である。ここで、イオン交換膜１
９とアノード１及びカソード２との接触は、上記の如く
積層一体化した後、前記第３図及び第４図の従来例の記
述のようにアノード１及びカソード２のそれぞれにセパ
レータ１２を配置し、更に当て板１３で締め付けること
により確保される。なお、セパレータ１２の面において
イオン交換膜１９とアノード１及びカソード２とを一体
化するため、接着剤などを介在させた周縁以外と接する
個所を、接着剤などを介在させた周縁と接する個所より
厚くしておき、当て板１３で締め付ければ、より十分な
接触性が得られる。
電解質がイオン交換膜である場合を示す。本実施例は、
イオン交換膜１９よりなる電解質の周縁に接着剤２０を
塗布した後、両側よりアノード１とカソード２を接着し
て積層一体化する方法である。ここで、イオン交換膜１
９とアノード１及びカソード２との接触は、上記の如く
積層一体化した後、前記第３図及び第４図の従来例の記
述のようにアノード１及びカソード２のそれぞれにセパ
レータ１２を配置し、更に当て板１３で締め付けること
により確保される。なお、セパレータ１２の面において
イオン交換膜１９とアノード１及びカソード２とを一体
化するため、接着剤などを介在させた周縁以外と接する
個所を、接着剤などを介在させた周縁と接する個所より
厚くしておき、当て板１３で締め付ければ、より十分な
接触性が得られる。
また接着剤による接着強度は上記の如く当て板１３によ
る締め付けがなされるため、組立て時に不用意に分離し
ない強度が得られる接着剤であればよい。ここで接着剤
は撥水性あるいは使用する液体燃料に対して親和性のな
い素材を用いる。接着剤２０としてシリコンＲＴＶ（室
温硬化型）を用い、アノード１とカソード２を両側より
圧着し、更に外部より第８図に示したように粘着テープ
で被覆すれば、より一層シール性、密着性が向上する。
る締め付けがなされるため、組立て時に不用意に分離し
ない強度が得られる接着剤であればよい。ここで接着剤
は撥水性あるいは使用する液体燃料に対して親和性のな
い素材を用いる。接着剤２０としてシリコンＲＴＶ（室
温硬化型）を用い、アノード１とカソード２を両側より
圧着し、更に外部より第８図に示したように粘着テープ
で被覆すれば、より一層シール性、密着性が向上する。
本発明によれば、液体電解質の被含浸基体の周縁に半硬
化状態の樹脂を塗布しておき、該被含浸基体の両側より
有孔素材により形成したアノードとカソードを積層し、
加熱して前記半硬化状態の樹脂を熱硬化させて積層一体
化した後、前記アノード又はカソードの外側より液体電
解質を前記被含浸基体に含浸させるようにしたので、電
解質のシール性及び極板と電解質層との密着性を向上さ
せることができ、ひいては燃料電池の性能を向上させる
ことができる。さらに組立ても簡単となる。
化状態の樹脂を塗布しておき、該被含浸基体の両側より
有孔素材により形成したアノードとカソードを積層し、
加熱して前記半硬化状態の樹脂を熱硬化させて積層一体
化した後、前記アノード又はカソードの外側より液体電
解質を前記被含浸基体に含浸させるようにしたので、電
解質のシール性及び極板と電解質層との密着性を向上さ
せることができ、ひいては燃料電池の性能を向上させる
ことができる。さらに組立ても簡単となる。
また本願の他の発明によれば、イオン交換膜よりなる電
解質の周縁に接着剤を塗布した後、両側より有孔素材に
より形成したアノードとカソードを接着して積層一体化
するようにしたので、前記の発明と同様の効果が得られ
る。
解質の周縁に接着剤を塗布した後、両側より有孔素材に
より形成したアノードとカソードを接着して積層一体化
するようにしたので、前記の発明と同様の効果が得られ
る。
第１図は燃料電池の単電池の原理図、第２図と第３図は
第１図に原理図で示したそれぞれ異なる従来の単電池の
組立て前の分解斜視図、第４図は第３図に示した単電池
を燃料電池として組立てる方法を示す斜視図、第５図は
本発明に係る組立方法を示す斜視図、第６図乃至第８図
は積層一体化方法のそれぞれ異なる実施例を示す斜視図
である。 １…アノード、２…カソード、３…電解質層、１４…被
含浸基体、１５…半硬化状態の樹脂、１８…粘着テー
プ、１９…イオン交換膜、２０…接着剤。
第１図に原理図で示したそれぞれ異なる従来の単電池の
組立て前の分解斜視図、第４図は第３図に示した単電池
を燃料電池として組立てる方法を示す斜視図、第５図は
本発明に係る組立方法を示す斜視図、第６図乃至第８図
は積層一体化方法のそれぞれ異なる実施例を示す斜視図
である。 １…アノード、２…カソード、３…電解質層、１４…被
含浸基体、１５…半硬化状態の樹脂、１８…粘着テー
プ、１９…イオン交換膜、２０…接着剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 良太 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山口 元男 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−87774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−36785（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】燃料電池の構成部材のうち電解質層と該電
解質層を挾むアノード及びカソードとを予め積層一体化
した後、前記アノード及びカソードの外側に他の構成部
材を積層する燃料電池の組立方法において、液体電解質
の被含浸基体の周縁に半硬化状態の樹脂を塗布してお
き、該被含浸基体の両側より有孔素材により形成したア
ノードとカソードを積層し、加熱して前記半硬化状態の
樹脂を熱硬化させて積層一体化した後、前記アノード又
はカソードの外側より液体電解質を前記被含浸基体に含
浸させることを特徴とする燃料電池の組立方法。 - 【請求項２】燃料電池の構成部材のうち電解質層と該電
解質層を挾むアノード及びカソードとを予め積層一体化
した後、前記アノード及びカソードの外側に他の構成部
材を積層する燃料電池の組立方法において、イオン交換
膜よりなる電解質の周縁に接着剤を塗布した後、両側よ
り有孔素材により形成したアノードとカソードを接着し
て積層一体化することを特徴とする燃料電池の組立方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59055708A JPH069142B2 (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 燃料電池の組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59055708A JPH069142B2 (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 燃料電池の組立方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200467A JPS60200467A (ja) | 1985-10-09 |
| JPH069142B2 true JPH069142B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=13006379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59055708A Expired - Lifetime JPH069142B2 (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 燃料電池の組立方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069142B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005053071A1 (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 膜電極接合体とそれを用いた燃料電池 |
| JP2004095565A (ja) * | 2003-12-25 | 2004-03-25 | Nok Corp | 積層型燃料電池用ガスケット |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP59055708A patent/JPH069142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60200467A (ja) | 1985-10-09 |
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