燃料电池用膜/电极复合体的制造方法技术

技术编号:14860946 阅读:180 留言:0更新日期:2017-03-19 14:03
本发明专利技术提供高分子电解质膜的处理性优异、能够防止高分子电解质膜的变形和皱折的产生、并且能够将高分子电解质膜、气体扩散电极和/或气体扩散层高效组装的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法。本发明专利技术的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法是具备第1气体扩散电极、高分子电解质膜和第2气体扩散电极的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,所述制造方法包括:将该高分子电解质膜、第1气体扩散电极和/或第2气体扩散电极粘贴于粘合力通过外部刺激而降低的粘合片进行输送的步骤;以及通过对该粘合片施加外部刺激而使该粘合片的粘合力降低、将该粘合片剥离的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池用膜/电极复合体的制造方法
技术介绍
一般,作为燃料电池的构件的膜/电极复合体(MEA)是由高分子电解质膜、气体扩散电极等形成的层叠体。这种层叠体结构的膜/电极复合体从生产效率、生产成本等角度来看,寻求通过连续的方法来层叠制造。作为连续的生产方法,已知有下述方法:通过涂覆在长条状的高分子电解质膜的两面形成催化剂层并在该催化剂层上层叠气体扩散层的方法,通过压接在长条状的高分子电解质膜的两面层叠具有催化剂层的气体扩散电极的方法,将形成在由聚四氟亚烯等构成的片上的催化剂层转印至高分子电解质膜来在高分子电解质膜上形成催化剂层并在该催化剂层上层叠气体扩散层的方法等。近年来,以提高输出等为目的,寻求高分子电解质膜的薄膜化(例如30μm以下)。然而,对高分子电解质膜进行薄膜化时,会产生连续生产中的处理性变差、加工精度降低的问题。为了消除这种问题,提出了将高分子电解质膜临时固定于具有粘合性的输送片进行输送的方法。根据该方法,通过具有粘合性的输送片,在输送时电解质膜被固定,能够实现处理性的提高。然而,在使用具有粘合性的输送片的情况下,在将输送后的高分子电解质膜(实质上是包括高分子电解质膜的膜/电极复合体)自输送片剥离时受到拉伸应力,高分子电解质膜变形(沿长度方向的拉伸,宽度方向的收缩、变形)或高分子电解质膜产生皱折。这些现象在高速处理时变显著,特别是在大量生产、高速生产时会构成问题。此外,在MEA的连续生产中,为了提高生产效率,要求没有构成限速的工序。从这种角度来看,要求确立不仅能够提高高分子电解质膜的处理性而且能够将气体扩散电极等构件高效组装的制造方法。然而,在要想将气体扩散电极等由碳构成的脆弱的构件无损伤地组装时存在生产效率降低的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-339062号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为了解决上述现有问题而做出的,其目的在于提供高分子电解质膜的处理性优异、能够防止高分子电解质膜的变形和皱折的产生、并且能够将高分子电解质膜、气体扩散电极和/或气体扩散层高效组装的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法是具备第1气体扩散电极、高分子电解质膜和第2气体扩散电极的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,所述制造方法包括:将该高分子电解质膜、第1气体扩散电极和/或第2气体扩散电极粘贴于粘合力通过外部刺激而降低的粘合片进行输送的步骤;以及,通过对该粘合片施加外部刺激而使该粘合片的粘合力降低、将该粘合片剥离的步骤。在1个实施方式中,上述第1气体扩散电极和第2气体扩散电极分别具备气体扩散层,所述制造方法包括:将前述高分子电解质膜和/或该气体扩散层粘贴于前述粘合片进行输送的步骤;以及,通过对该粘合片施加外部刺激而使该粘合片的粘合力降低、将该粘合片剥离的步骤。在1个实施方式中,作为上述粘合片,使用第1粘合片、第2粘合片和第3粘合片,所述制造方法依次包括下述工序:在该第1粘合片的粘合面粘贴前述高分子电解质膜并输送该高分子电解质膜的工序;在该第2粘合片的粘合面粘贴前述第1气体扩散电极并输送该第1气体扩散电极,在该高分子电解质膜的与该第1粘合片相反一侧的面依次层叠该第1气体扩散电极和该第2粘合片的工序;通过对该第1粘合片施加外部刺激而使该第1粘合片的粘合力降低、将该第1粘合片剥离的工序;在该第3粘合片的粘合面粘贴前述第2气体扩散电极并输送该第2气体扩散电极,在该高分子电解质膜的与该第1气体扩散电极相反一侧的面依次层叠该第2气体扩散电极和该第3粘合片的工序;通过对该第2粘合片施加外部刺激而使该第2粘合片的粘合力降低、将该第2粘合片剥离的工序;通过对该第3粘合片施加外部刺激而使该第3粘合片的粘合力降低、将该第3粘合片剥离的工序。在1个实施方式中,上述第1粘合片对外部刺激的响应性与上述第2粘合片对外部刺激的响应性不同。在1个实施方式中,上述第2粘合片对外部刺激的响应性与上述第3粘合片对外部刺激的响应性不同。在1个实施方式中,作为上述外部刺激,包括使用热。在1个实施方式中,上述粘合片具备粘合剂层,该粘合剂层含有热膨胀性微球。在1个实施方式中,作为上述外部刺激,包括使用活性能量射线。在1个实施方式中,上述粘合片具备粘合剂层,该粘合剂层通过活性能量射线照射而固化。在1个实施方式中,使用热作为用于降低上述第1粘合片的粘合力的外部刺激、用于降低上述第2粘合片的粘合力的外部刺激和用于降低上述第3粘合片的粘合力的外部刺激,用于降低该第1粘合片的粘合力的外部刺激的温度Ta、用于降低该第2粘合片的粘合力的外部刺激的温度Tb以及用于降低该第3粘合片的粘合力的外部刺激的温度Tc之间的关系为Ta<Tb<Tc。在1个实施方式中,上述粘合片为长条状。在1个实施方式中,上述燃料电池用膜/电极复合体还具备以包围前述第1气体扩散电极的周围的方式配置的第1垫片和以包围前述第2气体扩散电极的周围的方式配置的第2垫片,所述制造方法包括:在输送该第1气体扩散电极时,将该第1垫片与该第1气体扩散电极一起粘贴于前述第2粘合片进行输送,将该第1垫片与该第1气体扩散电极同时层叠在前述高分子电解质膜上的步骤;以及,在输送该第2气体扩散电极时,将该第2垫片与该第2气体扩散电极一起粘贴于前述第3粘合片进行输送,该第2垫片与该第2气体扩散电极同时层叠在前述高分子电解质膜上的步骤。在1个实施方式中,其包括通过在加热下进行压接而将前述第1垫片和前述第1气体扩散电极层叠在前述高分子电解质膜上的步骤,使用热作为用于降低前述第1粘合片的粘合力的外部刺激,压接时的温度Tp与用于降低该第1粘合片的粘合力的外部刺激的温度Ta之间的关系为Tp<Ta。专利技术的效果根据本专利技术,通过使用粘合力会通过外部刺激而降低或消失的粘合片输送高分子电解质膜、气体扩散电极或气体扩散层,能够高效地进行这些构件的组装。此外,通过作为高分子电解质膜的输送材料使用上述粘合片,在输送该高分子电解质膜时具有充分的粘合力,在剥离该高分子电解质膜时粘合力降低或消失,能够防止该高分子电解质膜的变形和皱折的产生。此外,通过将上述粘合片制成长条状,可以连续生产膜/电极复合体,制造效率提高的效果更为显著。附图说明图1是示出本专利技术的制造方法中使用的粘合片的一个例子的剖视示意图。图2是用于说明基于本专利技术的第1实施方式的燃料电池用膜/电极本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,所述燃料电池用膜/电极复合体具备第1气体扩散电极、高分子电解质膜和第2气体扩散电极,所述制造方法包括:将该高分子电解质膜、第1气体扩散电极和/或第2气体扩散电极粘贴于粘合力通过外部刺激而降低的粘合片进行输送的步骤;以及,通过对该粘合片施加外部刺激而使该粘合片的粘合力降低、将该粘合片剥离的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.09 JP 2013-211857;2014.08.13 JP 2014-164791.一种燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,所述燃料电池用膜/电极复合体具备第
1气体扩散电极、高分子电解质膜和第2气体扩散电极,
所述制造方法包括:
将该高分子电解质膜、第1气体扩散电极和/或第2气体扩散电极粘贴于粘合力通过外
部刺激而降低的粘合片进行输送的步骤;以及,
通过对该粘合片施加外部刺激而使该粘合片的粘合力降低、将该粘合片剥离的步骤。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,其中,
所述第1气体扩散电极和第2气体扩散电极分别具备气体扩散层,
所述制造方法包括:
将所述高分子电解质膜和/或该气体扩散层粘贴于所述粘合片进行输送的步骤;以及,
通过对该粘合片施加外部刺激而使该粘合片的粘合力降低、将该粘合片剥离的步骤。
3.根据权利要求1所述的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,其中,
作为所述粘合片使用第1粘合片、第2粘合片和第3粘合片,
所述制造方法依次包括下述工序:
在该第1粘合片的粘合面粘贴所述高分子电解质膜并输送该高分子电解质膜的工序;
在该第2粘合片的粘合面粘贴所述第1气体扩散电极并输送该第1气体扩散电极,在该
高分子电解质膜的与该第1粘合片相反一侧的面依次层叠该第1气体扩散电极和该第2粘合
片的工序;
通过对该第1粘合片施加外部刺激而使该第1粘合片的粘合力降低、将该第1粘合片剥
离的工序;
在该第3粘合片的粘合面粘贴所述第2气体扩散电极并输送该第2气体扩散电极,在该
高分子电解质膜的与该第1气体扩散电极相反一侧的面依次层叠该第2气体扩散电极和该
第3粘合片的工序;
通过对该第2粘合片施加外部刺激而使该第2粘合片的粘合力降低、将该第2粘合片剥
离的工序;以及,
通过对该第3粘合片施加外部刺激而使该第3粘合片的粘合力降低、将该第3粘合片剥
离的工序。
4.根据权利要求3所述的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,其中,所述第1粘合片
对外部刺激的响应性与所述第2粘合片对外部刺激的响应性不同。
5.根据权利要求3或4所述的燃料电池用膜/电极复合体的制造方法,其中,所述第2粘
合片对外部刺激的响应性与所述第3粘合片对外部刺激的响应性不同...

【专利技术属性】
技术研发人员:仲野武史佐藤司正木敏明西井弘行松村健有满幸生
申请(专利权)人:日东电工株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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