專利名稱：燃料電池分隔板的制造方法及燃料電池分隔板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于固體高分子型燃料電池的燃料電池分隔板(bipolarPlate)的制造方法及燃料電池分隔板。
背景技術(shù)：
以往，作為構(gòu)成燃料電池的主要部件之一有燃料電池分隔板。該燃料電池分隔板在表面及背面兩面上設(shè)有復(fù)數(shù)槽部構(gòu)成，作為其制造方法，有包括冷壓工序的制造方法及包括熱壓工序的制造方法，這為人們所公知。
若概略說明上述包括冷壓工序的制造方法，先使得熱硬化性樹脂包覆在石墨粉末上，形成熱硬化性樹脂包覆粉末石墨(以下簡(jiǎn)記為"燃料電池分隔板用材料")，將該燃料電池分隔板用材料充填到設(shè)置在壓力機(jī)裝置的常溫的模具中，以熱硬化性樹脂的軟化熔融溫度以下的溫度，對(duì)模具施加15-100MPa的壓縮力(冷壓)，成形為所設(shè)定形狀,在不加壓狀態(tài)下加熱該成形體，使得樹脂硬化(例如參照專利文獻(xiàn)l)。
另一方面，若概略說明上述包括熱壓工序的制造方法，混合碳粉末及熱硬化性樹脂，將其充填到設(shè)置在壓力機(jī)裝置的模具中，對(duì)模具施加20-40MPa的壓縮力，同時(shí)，將模具加熱到樹脂的熱硬化開始溫度以上的150-250'C (熱壓)，與加壓大致同時(shí)，使得樹脂硬化(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
上述熱硬化性樹脂具有軟化熔融溫度作為其物理性質(zhì)，若加熱該樹脂，則先軟化熔融,此后，開始熱硬化。熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度可以使用例如差示掃描熱量計(jì)(DSC)，通過測(cè)定發(fā)熱開始溫度進(jìn)行評(píng)價(jià)。
但是，上述制造方法存在以下問題
在上述包括冷壓工序的制造方法中，壓縮成形后，在不加壓狀態(tài)下，使得熱硬化性樹脂硬化，因此，膨脹密度大幅度低下。隨此，體積電阻率及彎曲強(qiáng)度等性能也低下。
另一方面，在上述包括熱壓工序的制造方法中，需要在加壓中使得樹脂完全硬化，因此，即使使用硬化速度快的熱硬化性樹脂,熱傳遞到原料粉使得
樹脂硬化在16(TC溫度下需要5-IO分鐘左右,存在制造速度低下問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題而提出來的，其目的在于，提供一種既不使得制造速度低下又滿足分隔板所要求的物性值的燃料電池分隔板的制造方法，以及燃料電池分隔板。
于是，本發(fā)明人對(duì)既不使得制造速度低下又滿足分隔板所要求的物性值的制造方法進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將壓縮成形時(shí)的溫度設(shè)定為熱硬化樹脂的熱硬化開始溫度以上，壓縮成形后，在熱硬化性樹脂沒有完全硬化狀態(tài)下，通過導(dǎo)入樹脂的硬化工序，能大幅度改善。
艮口，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及的燃料電池分隔板的制造方法以及燃料電池分隔板采用以下技術(shù)手段。
本發(fā)明第l方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于,包括壓縮成形工序,將碳粉末和熱硬化性樹脂的混合物作為原料粉充填到模
腔中，邊以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要溫度加熱，邊
以所需要的加壓力壓縮成形分隔板形狀的成形板；
加熱硬化工序，使得通過上述壓縮成形工序壓縮成形的上述成形板，在不加壓狀態(tài)下，以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要溫度加熱硬化。
本發(fā)明第2方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述壓縮成形工序完成上述成形板的壓縮成形，且在上述熱硬化性樹脂處于半硬化狀態(tài)下結(jié)束。
本發(fā)明第3方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
實(shí)行上述加熱硬化工序，直到在上述壓縮成形工序中處于半硬化狀態(tài)的熱硬化性樹脂的硬化成為完全硬化狀態(tài)。在此，定義如下:所謂完全硬化是指對(duì)于已成形的燃料電池用分隔板，即 使進(jìn)行進(jìn)一步加熱，質(zhì)量變化處于土O. 05%以內(nèi)的狀態(tài),所謂半硬化狀態(tài)是指 當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步加熱時(shí)，與完全硬化狀態(tài)的燃料電池用分隔板的質(zhì)量比較，相 差O. 05%-0. 5%的狀態(tài)。另外,在本說明書中沒有觸及，所謂未硬化狀態(tài)定義為 當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步加熱時(shí)，與完全硬化狀態(tài)的燃料電池用分隔板的質(zhì)量比較,相 差超過O. 5%的狀態(tài)。
本發(fā)明第4方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
決定上述壓縮成形工序中的壓縮成形條件，使得上述加熱硬化工序前后 的上述成形板的質(zhì)量變化處于O. 05-0. 5%。
本發(fā)明第5方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述原料粉為碳粉末80-90%，熱硬化性樹脂10-20%的質(zhì)量比例。
本發(fā)明第6方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述壓縮成形工序的上述所需要溫度為80'C-200'C 。
本發(fā)明第7方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述壓縮成形工序的上述所需要的加壓力為100MPa-300MPa。
本發(fā)明第8方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述加熱硬化工序的上述所需要溫度為15(rC-20()'C。
本發(fā)明第9方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述加熱硬化工序前后的上述成形板的質(zhì)量變化為O. 05-0. 5%。
本發(fā)明第10方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于
上述熱硬化性樹脂為酚醛樹脂。
本發(fā)明第ll方面涉及的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于 上述壓縮成形工序后的上述成形板中的游離酚的含有量為O. 008質(zhì)量 %-0. 08質(zhì)量％。
本發(fā)明第12方面涉及的燃料電池分隔板，其特征在于 用上述第1-第l 1中任一方面所述的制造方法制造； 上述加熱硬化工序后的密度為l. 95g/cm3以上。


圖1A是表示本發(fā)明的燃料電池分隔板的一實(shí)施形態(tài)的主視圖，圖1B是其
后視圖。
圖2A是沿圖l的n-II向得到的截面圖，圖2B是A部的放大圖。 圖3是表示載置用于本發(fā)明的燃料電池分隔板的制造方法的成形模的壓
力機(jī)裝置的一實(shí)施形態(tài)的概略說明圖。
圖4是表示用于本發(fā)明的燃料電池分隔板的制造方法的加熱裝置的一實(shí)
施形態(tài)的概略說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。在以下實(shí)施形態(tài)中，雖然對(duì)構(gòu)成 要素，種類，組合，形狀，相對(duì)配置等作了各種限定，但是，這些僅僅是例舉，本 發(fā)明并不局限于此。
圖1A是表示本發(fā)明的燃料電池分隔板的一實(shí)施形態(tài)的主視圖，圖1B是其 背視圖，圖2A是沿圖1的I1-II向得到的截面圖，圖2B是A部的放大圖。
該燃料電池分隔板l是適用于固體高分子型燃料電池系統(tǒng)的分隔板，在 表面及背面兩面(至少一面)上設(shè)有流路槽部2及圍住流路槽部2周圍的圍繞
部4。在流路槽部2形成作為燃料氣體,氧化氣體或冷卻水的流路的槽(流路 槽)3。并且,在分隔板1表面的被圍繞部4圍住的所定區(qū)域內(nèi)，細(xì)密配置形成流 路槽3，構(gòu)成流路槽部2。
這樣的流路槽3與形成在分隔板1的圍繞部4的總管(manifold) 5連接，通 過總管5使得燃料氣體,氧化氣體或冷卻水導(dǎo)入 排出流路槽3。在圖l中，僅 僅圖示流路槽3及總管5兩系統(tǒng)，圖示省略第三流路槽及第三總管。
圖3是表示載置用于本發(fā)明的燃料電池分隔板的制造方法的成形模的壓 力機(jī)裝置的一實(shí)施形態(tài)的概略說明圖。
如圖3所示，該壓力機(jī)裝置10設(shè)有液壓缸11,將成形模20定位載置在所定 位置。液壓缸11通過成形模20以必要的加壓力對(duì)充填在后述型腔25內(nèi)的由碳 粉末及熱硬化性樹脂的混合物組成的原料粉加壓(壓縮成形)。成形模20包括設(shè)在下側(cè)塊21的下沖頭(下模)22,設(shè)在上側(cè)塊26的上沖頭 (上模)27，以及模(框體)24。型腔25形成在上下兩模22，27之間，所述框體24 為該型腔25外周的模。
另外，成形模20在下沖頭(下模)22及上沖頭(上模)27分別設(shè)有加熱器23， 28。該加熱器23， 28在壓縮成形時(shí)將充填在型腔25內(nèi)的原料粉加熱到其中含 有的熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要的溫度。
圖4是表示用于本發(fā)明的燃料電池分隔板的制造方法的加熱裝置的一實(shí) 施形態(tài)的概略說明圖。
如圖4所示,該加熱裝置(硬化爐)30具有能多層排列多個(gè)分隔板1進(jìn)行收 納的內(nèi)容積,在上部設(shè)有加熱器(例如電加熱器等)31 。將原料粉充填在成形 模20的型腔25中，在壓力機(jī)裝置10壓縮成形，從成形模20取出，收納在加熱裝 置(硬化爐)30中，加熱器31 (加熱裝置30)將收納在該加熱裝置(硬化爐)30中 的成形板(分隔板l的半成品)加熱到上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以 上的所需要的溫度,使其硬化。
本發(fā)明的燃料電池分隔板的制造方法使用碳粉末及熱硬化性樹脂的混 合物作為原料粉。
艮P，本發(fā)明的燃料電池分隔板的制造方法包括以下工序
(1)使用壓力機(jī)裝置10及成形模20，將上述原料粉充填在成形模20的型 腔25中，通過加熱器23， 28以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所 需要的溫度邊加熱，邊通過液壓缸ll以所需要的加壓力壓縮成形分隔板形狀 的成形板(壓縮成形工序)。
通過該壓縮成形工序，實(shí)現(xiàn)上述成形板的壓縮成形，且能得到上述熱硬 化性樹脂的硬化為半硬化狀態(tài)的成形板(分隔板l的半成品)。S卩，在此得到的 成形板(分隔板l的半成品)形狀形成為板狀，但包含在原料粉中的熱硬化性 樹脂為半硬化狀態(tài)。
關(guān)于壓縮成形工序的結(jié)束基準(zhǔn)，具體地說，較好的是，此后的加熱硬化工 序前后(即，壓縮成形工序結(jié)束時(shí)和加熱硬化工序結(jié)束時(shí))的上述成形板的質(zhì) 量變化處于O. 05-0. 5%，以此決定壓縮成形條件(壓縮速度 壓縮時(shí)間)，結(jié)束壓縮成形工序。
(2)使用加熱裝置(硬化爐)30，在不加壓狀態(tài)下，以上述熱硬化性樹脂的 熱硬化開始溫度以上的所需要的溫度，使得通過上述壓縮成形工序被壓縮成 形的上述成形板(分隔板l的半成品)加熱硬化(加熱硬化工序)。
該加熱硬化工序一直實(shí)行到在上述壓縮成形工序中處于半硬化狀態(tài)的 熱硬化性樹脂完全硬化。通過該加熱硬化工序，能得到包含在上述成形板(分 隔板l的半成品)的原料粉中的熱硬化性樹脂完全硬化結(jié)束的分隔板l。
在上述燃料電池分隔板的制造方法中，先使得碳粉末及熱硬化性樹脂以 所定的質(zhì)量比例配方,充分?jǐn)嚢?混合原料粉。關(guān)于原料粉的混合質(zhì)量比例，
成為碳粉末90%-80%，熱硬化性樹脂10%-20%的比例合適。在原料粉中，除了碳 粉末及熱硬化性樹脂以外，可以根據(jù)需要添加纖維基材，充填材，脫模劑，耐 水解劑等。
作為熱硬化性樹脂，若使用以可溶型酚醛樹脂，線型酚醛樹脂為代表的 酚醛樹脂，則成形性良好,若使用將酚醛樹脂涂布在碳粉末的材料，則強(qiáng)度高, 很合適。
在壓縮成形工序中，使用圖3所示那樣的壓力機(jī)裝置10,將原料粉均一充 填在成形模20的型腔25內(nèi)，以熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的80-200 。C邊進(jìn)行加熱，邊通過液壓缸11使得100-300MPa的壓力作用在原料粉上，壓 縮成形分隔板形狀的成形板。
通過該熱壓縮工序，能不降低成形速度，硬化工序前后的成形板的質(zhì)量 變化為O. 05-0. 5%左右，使得熱硬化性樹脂硬化。
因此，能降低樹脂的加熱硬化工序中的硬化膨脹率，防止體積電阻率，彎 曲強(qiáng)度及氣體透過率的性能低下。
通過壓力機(jī)裝置10壓縮成形時(shí),使得100-300MPa的壓力作用在原料粉上， 能得到高密度的分隔板形狀的成形板,能制造具有高性能且生產(chǎn)性良好的燃 料電池分隔板l。
與以往的熱壓縮成形不同，熱硬化性樹脂不完全硬化，因此，模與制品不 發(fā)生粘接,具有脫模性良好的優(yōu)點(diǎn)。在加熱硬化工序中，將從成形模20取出的半硬化狀態(tài)的成形板(分隔板1
的半成品)搬入如圖4所示那樣的加熱裝置(硬化爐)30，在不加壓狀態(tài)下，通 過加熱器(電加熱器等)31加熱到熱硬化性樹脂的樹脂硬化溫度以上的 150-20(TC，通過使得熱硬化性樹脂完全硬化,能得到燃料電池分隔板l。
此時(shí)，加熱硬化工序前后的成形板的質(zhì)量變化為O. 05-0. 5%左右，因此， 能防止因樹脂的硬化膨脹引起的性能低下。
又，此時(shí)的壓縮成形工序后的成形板中的游離酚的含有量為O. 008-0. 08 質(zhì)量％。
得到的燃料電池分隔板l在加熱硬化工序后的密度為1.95g/cm3以上。
在加熱硬化工序中，可以將多個(gè)成形板搬入分批式爐中加熱，也可以通 過連續(xù)爐使得成形板載置在帶式輸送機(jī)上加熱。不管什么方式，加熱化費(fèi)時(shí) 間,但若采用該方式,能大量進(jìn)行處理，總制造時(shí)間變少。
如上所述，按照本實(shí)施形態(tài)，通過合用壓力機(jī)裝置10對(duì)由碳粉末及熱硬 化性樹脂組成的原料粉實(shí)行的熱壓縮成形工序，以及由加熱裝置30實(shí)行的熱 硬化性樹脂的加熱硬化工序，能不降低生產(chǎn)速度，能制造抑制因樹脂硬化膨 脹引起的性能低下的燃料電池分隔板。
下面表示幾個(gè)實(shí)施例及比較例，具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受以下 實(shí)施例所局限。
說明在各實(shí)施例及各比較例中通用的燃料電池分隔板用材料的構(gòu)成，使 用相對(duì)平均粒徑5-50 u m左右的球狀的石墨粉末100質(zhì)量份，通過溶液包覆法 包覆20質(zhì)量份的酚醛樹脂。該酚醛樹脂的熱硬化開始溫度為80'C左右。
關(guān)于各實(shí)施例及各比較例，測(cè)定質(zhì)量，密度，體積電阻率,彎曲強(qiáng)度及氣 體透過率進(jìn)行比較,密度，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率的測(cè)定方法如 下
密度制作直徑50ram,厚3mm的成形樣本，使用電子天平(島津SCIENCE制), 通過阿基米德方法計(jì)箅。
體積電阻率制作直徑50咖，厚3mm的成形樣本，使用DIA INSTRUMENTS公 司制的電阻率計(jì)LORESTAR GP，通過四端子方法測(cè)定。彎曲強(qiáng)度根據(jù)JIS一K7171標(biāo)準(zhǔn)，使用長50mm,寬25mm，厚3咖的成形樣本， 以跨度40mm的三點(diǎn)彎曲進(jìn)行測(cè)定。
氣體透過率制作直徑50mm，厚lmm的成形樣本，使用東洋精機(jī)制的氣體 透過率測(cè)定裝置,用差壓法進(jìn)行測(cè)定。
作為燃料電池分隔板要求的性能， 一般，體積電阻率為12mQ 'cm以下，彎 曲強(qiáng)度50Mpa以上。
以碳粉87%,樹脂13%的比例充分混合作為原料粉。將該原料粉均一地投 入(充填)成形模20的具有直徑50mm，深9mm的容積的型腔25中，將模具溫度設(shè) 定為170-175'C，通過壓力機(jī)裝置10以加壓速度1500kN/min作用125Mpa的壓 力，通過壓縮成硬塊，制作成形樣本。從模具取出上述成形樣本，測(cè)定質(zhì)量,密 度，體積電阻率，分別為IO. 58g， 2. 022g/cm3， 10. 81raQ'cm。
接著，將從模具取出的成形樣本搬入加熱裝置30,在160'C下加熱一小時(shí)，
使得樹脂硬化。從加熱裝置取出，觀察成形樣本，沒有觀察到扭曲，變形,膨脹 等異常。再測(cè)定質(zhì)量，密度，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率，分別為 10.55g， 2. 011g/cra3， 10. 80mQ cm, 58. 77MPa, 8. 2X l(T17mol m/m2 s Pa。 不管哪種性能對(duì)于燃料電池分隔板都是合適值。 [實(shí)施例2]
以碳粉89%,樹脂11%的比例充分混合作為原料粉。將該原料粉均一地投 入(充填)成形模20的具有直徑50mra,深9mm的容積的型腔25中，將模具溫度設(shè) 定為170-175。C,通過壓力機(jī)裝置10以加壓速度1500kN/min作用150MPa的壓 力,通過壓縮成硬塊,制作成形樣本。從模具取出上述成形樣本，測(cè)定質(zhì)量,密 度，體積電阻率，分別為IO. 32g， 2.014g/cm3, 10.59niQ'cm。
接著，將從模具取出的成形樣本搬入加熱裝置30，在160'C下加熱一小時(shí), 使得樹脂硬化。從加熱裝置取出，觀察成形樣本，沒有觀察到扭曲，變形，膨脹 等異常。再測(cè)定質(zhì)量，密度，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率，分別為 10. 29g， 2. 004g/cm3， 10. 56mQ cm, 52. 33MPa， 1. 2X l(T16mol ra/m2 s Pa。
不管哪種性能對(duì)于燃料電池分隔板都是合適值。[實(shí)施例3]
以碳粉85%,樹脂15%的比例充分混合作為原料粉。將該原料粉均一地投 入(充填)成形模20的具有直徑50咖，深9mm的容積的型腔25中，將模具溫度設(shè) 定為170-175'C，通過壓力機(jī)裝置10以加壓速度1500kN/min作用125MPa的壓 力，通過壓縮成硬塊，制作成形樣本。從模具取出上述成形樣本，測(cè)定質(zhì)量，密 度，體積電阻率，分別為9.03g， 1.999g/cm3， 10. 77mQ cm。
接著，將從模具取出的成形樣本搬入加熱裝置30,在160'C下加熱一小時(shí)， 使得樹脂硬化。從加熱裝置取出，觀察成形樣本，沒有觀察到扭曲，變形,膨脹 等異常。再測(cè)定質(zhì)量，密度，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率，分別為 9. OOg' 1. 983g/cm3, 11. 18mQ cm， 63. 57MPa， 6. 2X l(T'mol m/ra2 s Pa。 不管哪種性能對(duì)于燃料電池分隔板都是合適值。
以碳粉89%，樹脂11%的比例充分混合作為原料粉。將該原料粉均一地投 入(充填)成形模20的具有直徑50ram,深9mm的容積的型腔25中，將模具溫度設(shè) 定為75'C,通過壓力機(jī)裝置10以加壓速度1500kN/min作用125MPa的壓力，通 過壓縮成硬塊,制作成形樣本。從模具取出上述成形樣本，測(cè)定質(zhì)量，密度，體 積電阻率，分別為IO. 85g， 1.978g/cm3, 12. 22mQ'cm。
接著，將從模具取出的成形樣本搬入加熱裝置30，在160'C下加熱一小時(shí)， 使得樹脂硬化。從加熱裝置取出，觀察成形樣本，觀察到氣泡。再測(cè)定質(zhì)量， 密度，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率，分別為10.77g, 1.943g/cm3， 14. 78raQ cm, 32. 39MPa, 6. 2X 10M4mol m/m2 s Pa。體積電阻率，彎曲 強(qiáng)度,氣體透過率都發(fā)生很大劣化，作為燃料電池分隔板使用不合適。
以碳粉89%，樹脂11%的比例充分混合作為原料粉。將該原料粉均一地投 入(充填)成形模20的具有直徑50mm,深9mm的容積的型腔25中，將模具溫度設(shè) 定為常溫(25'C),通過壓力機(jī)裝置10以加壓速度1500kN/min作用125MPa的壓 力，通過壓縮成硬塊，制作成形樣本。從模具取出上述成形樣本,測(cè)定質(zhì)量，密 度，體積電阻率，分別為ll. 12g， 1. 979g/cm3, 13. 05mQ cm。接著，將從模具取出的成形樣本搬入加熱裝置30，在16(TC下加熱一小時(shí), 使得樹脂硬化。從加熱裝置取出，觀察成形樣本，觀察到氣泡。再測(cè)定質(zhì)量， 密度，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率，分別為11.03g， 1.938g/cm3， 17.69mQ .cm， 17. 50MPa，氣體透過率由于密封差不能測(cè)定。體積電阻率及 彎曲強(qiáng)度都發(fā)生很大劣化，作為燃料電池分隔板使用不合適。
以石墨粉末87%，酚醛樹脂13呢的比例充分混合作為原料粉(樣本A)。將該 混合粉均一地投入(充填)成形模20的具有直徑50mm，深9mm的容積的型腔25 中，將模具溫度設(shè)定為170-175'C，通過壓力機(jī)裝置10以加壓速度1500kN/min 作用125MPa的壓力，通過壓縮成硬塊,制作成形樣本(樣本B)。接著，從模具取 出上述成形樣本，將其搬入加熱裝置30,在160'C下加熱一小時(shí)，使得樹脂硬 化(樣本C)。對(duì)于這樣得到的樣本A-C，測(cè)定質(zhì)量變化及未反應(yīng)酚(游離酚)的 殘留質(zhì)量。測(cè)定方法根據(jù)JIS一K7240標(biāo)準(zhǔn)"酚醛樹脂成形中的游離酚的測(cè)定 方法。其結(jié)果表示在表l中。
表l
樣本重量變化(%)游離酚比例(wt90
A00. 086
B-0. 920. 015
C-1. 070. 006
如表l所示可知，在樣本B—C的工序中，質(zhì)量減少O. 15%，由此，游離酚比 例減少O. 009質(zhì)量％。
如上所述，在壓縮成形工序中的溫度為熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度 以上的實(shí)施例1-3中，能得到外觀，體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率各種 性能均能滿足的具有充分物性的燃料電池分隔板l。與此相反，在壓縮成形工 序中的溫度為熱硬化開始溫度以下的比較例l-2中，在外觀，體積電阻率，彎 曲強(qiáng)度上發(fā)生劣化，不能得到具有充分物性的燃料電池分隔板。
下面說明本發(fā)明的在產(chǎn)業(yè)上的可利用性。
13按照本發(fā)明，邊以熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的溫度加熱，邊 壓縮成形，因此，能使得在此后的樹脂硬化工序前后的質(zhì)量變化小，因此，能 防止硬化膨脹為起因的體積電阻率，彎曲強(qiáng)度及氣體透過率的性能低下。
上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施 例。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1. 一種燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于，包括壓縮成形工序，將碳粉末和熱硬化性樹脂的混合物作為原料粉充填到模腔中，邊以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要溫度加熱，邊以所需要的加壓力壓縮成形分隔板形狀的成形板；加熱硬化工序，使得通過上述壓縮成形工序壓縮成形的上述成形板，在不加壓狀態(tài)下，以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要溫度加熱硬化。
2. 如權(quán)利要求l所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于上述壓縮成形工序完成上述成形板的壓縮成形，且在上述熱硬化性樹脂 處于半硬化狀態(tài)下結(jié)束。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于實(shí)行上述加熱硬化工序，直到在上述壓縮成形工序中處于半硬化狀態(tài)的 熱硬化性樹脂的硬化成為完全硬化狀態(tài)。
4. 如權(quán)利要求l-3中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征 在于決定上述壓縮成形工序中的壓縮成形條件，使得上述加熱硬化工序前后 的上述成形板的質(zhì)量變化處于O. 05-0. 5%范圍。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征 在于上述原料粉為碳粉末80-90%，熱硬化性樹脂10-20%的質(zhì)量比例。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征 在于上述壓縮成形工序的上述所需要溫度為8(TC-200°C 。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于上述壓縮成形工序的上述所需要的加壓力為100MPa-300MPa。
8. 如權(quán)利要求l-7中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征 在于上述加熱硬化工序的上述所需要溫度為15(TC-20(TC。
9. 如權(quán)利要求l-8中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征 在于上述加熱硬化工序前后的上述成形板的質(zhì)量變化為O. 05-0. 5%。
10. 如權(quán)利要求l-9中任一項(xiàng)所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特 征在于上述熱硬化性樹脂為酚醛樹脂。
11. 如權(quán)利要求10所述的燃料電池分隔板的制造方法，其特征在于 上述壓縮成形工序后的上述成形板中的游離酚的含有量為O. 008質(zhì)量%-0. 08質(zhì)量％。
12. —種燃料電池分隔板，其特征在于 用權(quán)利要求l-ll中任一項(xiàng)所述的制造方法制造； 上述加熱硬化工序后的密度為l. 95g/cm3以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃料電池分隔板的制造方法及燃料電池分隔板。通過合用對(duì)由碳粉末和熱硬化性樹脂組成的原料粉的熱壓縮成形工序及熱硬化性樹脂的加熱硬化工序，不使得生產(chǎn)速度低下，制造能抑制因樹脂硬化膨脹引起的性能低下的燃料電池分隔板。該燃料電池分隔板的制造方法包括壓縮成形工序，將碳粉末和熱硬化性樹脂的混合物作為原料粉充填到模型腔中，邊以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要溫度加熱，邊以所需要的加壓力壓縮成形分隔板形狀的成形板；加熱硬化工序，使得通過上述壓縮成形工序壓縮成形的上述成形板，在不加壓狀態(tài)下，以上述熱硬化性樹脂的熱硬化開始溫度以上的所需要溫度加熱硬化。
文檔編號(hào)H01M8/02GK101467290SQ20078002168
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日
發(fā)明者山崎勇次郎, 鈴木正已, 高橋茂信 申請(qǐng)人:株式會(huì)社精工技研