膜-膜加强膜组件、膜-催化剂层组件、膜-电极组件、以及高分子电解质型燃料电池制造技术

一种膜－膜加强部件组件，具备：具有大致四角形的形状的高分子电解质膜（１）、在高分子电解质膜（１）的一方的主面的一侧以沿该一方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第１膜加强部件（１０ａ）、和在高分子电解质膜（１）的另一方的主面的一侧以沿该另一方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第２膜加强部件（１０ｂ），高分子电解质膜（１）形成为配置有一对第１膜加强部件（１０ａ、１０ａ）和一对第２膜加强部件（１０ｂ、１０ｂ）的部分为凹状，一对第１膜加强部件（１０ａ、１０ａ）和一对第２膜加强部件（１０ｂ、１０ｂ）以其主面露出的方式且以作为整体包围高分子电解质膜（１）的周缘部的方式配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及膜-膜加强膜组件、膜-催化剂层组件、膜-电极组件、 以及高分子电解质型燃料电池，特别涉及膜-膜加强膜组件的构造。
技术介绍
燃料电池通过使城市天然气等原料气体改性后的含氢的燃料气体 和空气等含氧的氧化剂气体发生电化学反应，而同时地产生电和热。 该燃料电池的单电池(电池)具有由高分子电解质膜及一对气体扩散电极构成的MEA (Membrane-Electrode-Assembly)、垫片、和导电性隔 板。在隔板上，在和气体扩散电极相接的主面上设置有用于流动燃料 气体或者氧化剂气体(将它们称为反应气体)的沟状的气体流路。并 且，在周缘部上配置有垫片的MEA被一对隔板所夹，而构成电池。作为这样的燃料电池的电池的制造方法，已知有谋求装配性的改 善的固体高分子型燃料电池的制造方法(例如，参照专利文献l)。图15为表示专利文献1所公开的电池的制造工序(催化剂层涂布 工序310以及扩散层一体化工序320)的概要的模式图。如图15所示，在该燃料电池的制造方法中，在催化剂层涂布工序 310中，在高分子电解质膜330上形成催化剂层331、 331，使用热辊 380、 380，将催化剂层，电解质组件332 —体化。然后，在扩散层一体 化工序320中，在催化剂层，电解质组件332的两面上配置扩散层333、 333，通过热辊390、 390接合扩散层333、 333。于是，电池的装配作 业变得容易。可是，燃料电池为将电池层叠，进行缔结，使邻接的MEA相互电 连接且串联连接，即一般的层叠型的燃料电池，但是，在制造电池堆 时，用端板夹持层叠的电池的两端，通过缔结工具使该端板和电池缔 结。因此，为了能承受缔结的压力，而且，为了在长时间的使用中不发生磨耗等造成的物理的破损，高分子电解质膜有必要具有充分的强 度。针对这样的要求，已知有在高分子电解质膜上安装框状的保护膜的固体高分子电解质型燃料电池的密封构造(例如，参照专利文献2)。图16为表示专利文献2所公开的固体高分子电解质型燃料电池的 密封构造的概要的模式图。如图16所示，由氟树脂类薄片形成的框状的保护膜220以它的内 周缘部被电极213覆盖的方式被配置在固体高分子电解质膜210的主 面上。而且，以气体密封件212和电极213之间具有缝隙214的方式， 且以包围电极213的方式配设有气体密封件212。于是，在气体密封件 212及电极213和固体高分子电解质膜210之间夹持有保护膜220，保 护膜220在缝隙214中加强了固体高分子电解质膜210，因而，可以使 固体高分子电解质膜210的厚度不变厚，并防止固体高分子电解质膜 210的破损。专利文献1:日本特开2001-236971号公报专利文献2:日本特开平5-21077号公报
技术实现思路
但是，在专利文献2所公开的固体高分子电解质型燃料电池的密 封构造中，预先形成框状的保护膜220，使固体高分子电解质膜210、 保护膜220和电极214 —起复合化，即以通过分批式制造MEA为前提， 因而，在利用专利文献1所公开的燃料电池的制造方法意图进一步的 低成本化和进一步提高生产性(意图高效率的大量生产)的情况下， 还存在改善的余地。本专利技术鉴于以上的问题，目的在于提供可以确保充分的耐久性、 并且具有适于燃料电池的低成本化及大量生产的构成的膜-催化剂层组 件、膜-电极组件以及高分子电解质型燃料电池。为了解决上述问题，本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件具备具 有大致四角形的形状的高分子电解质膜、在所述高分子电解质膜的一 方的主面的一侧以沿该一方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸 的方式配置的一对膜状的第1膜加强部件、在所述高分子电解质膜的另一方的主面的一侧以沿该另一方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第2膜加强部件，所述高分子电解质 膜形成为配置有所述一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件 的部分为凹状，该一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件以 其主面露出的方式且以作为整体包围所述高分子电解质膜的周缘部的 方式配置。如上所述，本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件是指以沿高分子电解质膜的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式、配置有第1及第2膜加强部件、然后、在高分子电解质膜上层叠带状的膜加强部 件、制造由高分子电解质膜和膜加强部件的层叠体形成的轧辊，可以 容易地适用专利文献l所公开的电池的制造方法，而且，与如图16所 示的具有在高分子电解质膜210的主面的全部的周缘部分上配置保护 膜220的构成的专利文献2所公开的高分子电解质型燃料电池相比， 可以降低材料成本。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第l膜 加强部件和所述一对第2膜加强部件可以以夹持所述高分子电解质膜 的四个角的部分的方式配置。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第l膜 加强部件和所述一对第2膜加强部件可以以从所述高分子电解质膜的 厚度方向看，作为整体在所述高分子电解质膜的周缘部相互不重合的 方式配置，所述高分子电解质膜可以以所述一对第1膜加强部件的露 出的主面和所述高分子电解质膜的所述一方的主面的位于所述一对第 1膜加强部件之间的部分实质上位于相同的平面上的方式弯曲为段状。于是，在缔结燃料电池时，可以谋求在膜-膜加强部件组件的高分 子电解质膜的一方的主面的位于一对第1膜加强部件之间的部分和一 对膜-膜加强部件的露出的主面上所施加的压力的平均化。而且，由于 可以谋求压力的平均化，因而，可以降低膜-膜加强部件的破损。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第l膜 加强部件可以以遍及所述相互相对的一组边的全长并沿该一组边延伸 的方式配置。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第2膜8加强部件可以以和各自的两端弯曲了的所述高分子电解质膜的阶梯部 接触的方式配置。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第2膜 加强部件可以具有使该一对第2膜加强部件的与所述高分子电解质膜 不接触的一方的主面和该高分子电解质膜的所述另一方的主面的位于 比该一对第2膜加强部件的两端更外方的部分实质上位于相同的平面 上的那样的厚度。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第l膜 加强部件可以以露出的主面和所述高分子电解质膜的一方的主面实质 上位于相同的平面上的方式配置在所述高分子电解质膜上，所述一对 第2膜加强部件可以以露出的主面和所述高分子电解质膜的另一方的 主面实质上位于相同的平面上的方式配置在所述高分子电解质膜上。于是，在缔结燃料电池时，可以谋求在膜-膜加强部件组件的高分 子电解质膜的一方的主面的位于一对第1膜加强部件之间的部分和一 对第1膜-膜加强部件的露出的主面上所施加的压力以及在高分子电解 质膜的另一方的主面的位于一对第2膜加强部件之间的部分和一对第 2膜-膜加强部件的露出的主面上所施加的压力的平均化。而且，由于 可以进一步谋求膜-膜加强部件组件的两个主面的面压力的平均化，因 而，可以降低膜-膜加强部件的破损。而且，在本专利技术所涉及的膜-膜加强部件组件中，在所述一对第1 膜加强部件和所述一对第2膜加强部件上，在各自的两端部形成有嵌 合部，所述一对第1膜加强部件的嵌合部和所述一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜－膜加强部件组件，其特征在于，具备，　具有大致四角形的形状的高分子电解质膜；　在所述高分子电解质膜的一方的主面的一侧以沿该方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第１膜加强部件；和，　在所述高分子 电解质膜的另一方的主面的一侧以沿该另一方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第２膜加强部件，　所述高分子电解质膜形成为配置有所述一对第１膜加强部件和所述一对第２膜加强部件的部分为凹状，　所述一对第１膜加强部 件和所述一对第２膜加强部件以其主面露出的方式且以作为整体包围所述高分子电解质膜的周缘部的方式配置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-11-7 301140/2006;JP 2006-11-7 301834/2006;1. 一种膜-膜加强部件组件，其特征在于，具备，具有大致四角形的形状的高分子电解质膜；在所述高分子电解质膜的一方的主面的一侧以沿该方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第1膜加强部件；和，在所述高分子电解质膜的另一方的主面的一侧以沿该另一方的主面的四条边中相互相对的一组边延伸的方式配置的一对膜状的第2膜加强部件，所述高分子电解质膜形成为配置有所述一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件的部分为凹状，所述一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件以其主面露出的方式且以作为整体包围所述高分子电解质膜的周缘部的方式配置。2. 根据权利要求1所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件以夹持所述高分子电解质膜的四个角的部分的方式配置。3. 根据权利要求1所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件以从所述高分子电解质膜的厚度方向看，作为整体在所述高分子电解质膜的周缘 部相互不重合的方式配置，所述高分子电解质膜以所述一对第1膜加强部件的露出的主面和 所述高分子电解质膜的所述一方的主面的位于所述一对第1膜加强部 件之间的部分实质上位于相同的平面上的方式弯曲为段状。4. 根据权利要求3所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述一对第1膜加强部件以遍及所述相互相对的一组边的全长并沿该一组边延伸的方式配置。5. 根据权利要求4所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述一对第2膜加强部件以和各自的两端弯曲了的所述高分子电解质膜的阶梯部接触的方式配置。6. 根据权利要求5所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述一对第2膜加强部件具有使该一对第2膜加强部件的与所述高分子电解质膜不接触的一方的主面和该高分子电解质膜的所述另一 方的主面的位于比该一对第2膜加强部件的两端更外方的部分实质上 位于相同的平面上的那样的厚度。7. 根据权利要求1所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述一对第1膜加强部件以露出的主面和所述高分子电解质膜的一方的主面实质上位于相同的平面上的方式配置在所述高分子电解质 膜上，所述一对第2膜加强部件以露出的主面和所述高分子电解质膜的 另一方的主面实质上位于相同的平面上的方式配置在所述高分子电解 质膜上。8. 根据权利要求1所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 在所述一对第1膜加强部件和所述一对第2膜加强部件上，在各自的两端部形成有嵌合部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：野木淳志，冈西岳太，辻庸一郎，牟田葵，新谷晴彦，武部安男，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]