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公開番号2025088395
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023203074
出願日2023-11-30
発明の名称燃料電池のセルのためのシール材
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01M 8/0276 20160101AFI20250604BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池の単セルを挟持するセパレータとシール材とを、粘着剤を用いて適切に固定できる技術を提供する。
【解決手段】シール材2を、シール基部層4と、シール基部層4の表面に配置された粘着剤層6と、を備え、粘着剤層6は、セパレータに対向して突出し、粘着剤層6の一部から外周縁部に向かうにつれて小さくなる高さを有する複数の凸部8と、複数の凸部8同士の間に前記一部から前記外周縁部に向かって連続する凹部10と、を備える。複数の凸部8は、荷重付加によって圧壊して凹部10を充填するように構成されている
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池の単セルを挟持するセパレータに対して固定されるシール材であって、
シール基部層と、
前記シール基部層の少なくとも一方の表面に配置された粘着剤層と、
を備え、
前記粘着剤層は、前記セパレータに対向して突出し、前記粘着剤層の一部から前記粘着剤層の外周縁部に向かうにつれて小さくなる高さを有する複数の凸部と、前記複数の凸部同士の間に前記一部から前記外周縁部に向かって連続する凹部と、を備えており、
前記複数の凸部は、荷重付加によって圧壊して前記凹部を充填するように構成されている、シール材。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記シール基部層の前記一部は、前記粘着剤層の中央部である、請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記複数の凸部の少なくとも一部の複数の凸部は、２種類以上の高さを備えており、前記粘着剤層の一部から前記粘着剤層の外周縁部に向かうにつれて小さい高さとなるように配列されている、請求項１又は２に記載のシール材。
【請求項４】
前記少なくとも一部の複数の凸部は、前記粘着剤層においてドットグリッド状に配列されている、請求項３に記載のシール材。
【請求項５】
前記複数の凸部の少なくとも１つの凸部は、前記粘着剤層の一部から前記粘着剤層の外周縁部に向かって延在し、前記粘着剤層の一部から前記粘着剤層の外周縁部に向かって徐々に高さが低くなるように傾斜する頂面を有する、請求項１又は２に記載のシール材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、燃料電池のセルのためのシール材に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、高分子型燃料電池のセルは、発電部としての膜電極複合体（ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ、以下、ＭＥＡ）を備え、この両面にガス拡散層が配置される。ガス拡散層が配置されたＭＥＡ（膜電極ガス拡散層接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ－ＥｌｅｃｔｒｏｄｅＧａｓＤｉｆｆｕｓｉｏｎＬａｙｅｒＡｓｓｅｍｂｌｙ、以下、ＭＥＧＡ））には、その外周に、反応ガスの漏洩（いわゆるクロスリーク）や、触媒電極同士の電気的短絡を抑制するためのシール部が一体的に形成される。シール部を形成するシール材は、粘着剤などを介してセパレータにより狭持されて、ＭＥＧＡに一体化される（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－６７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セパレータとシール材とを粘着剤を介して接合する場合、ＭＥＧＡとシール材との間に空気の残留（気泡の噛み込み）が発生してしまうことがあった。空気の残留は接合強度を低下させ、シール性を損なう恐れがある。
【０００５】
本明細書は、燃料電池の単セルを挟持するセパレータに粘着剤を用いてシール材を適切に固定する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する技術は、燃料電池の単セルを挟持するセパレータに対して固定されるシール材を提供する。前記シール材は、シール基部層と、前記シール基部層の少なくとも一方の表面に配置された粘着剤層と、を備える。前記粘着剤層は、前記セパレータに対向して突出し、前記粘着剤層の一部から前記粘着剤層の外周縁部に向かうにつれて小さくなる高さを有する複数の凸部と、前記複数の凸部同士の間に前記一部から前記外周縁部に向かって連続する凹部と、を備えており、前記複数の凸部は、荷重付加によって圧壊して前記凹部を充填するように構成されている。
【０００７】
このシール材によれば、複数の凸部が、シール基部層の一部から外周縁部に近づくほど、セパレータと粘着剤層の凹部で規定される空間が小さくなる。また、複数の凸部は、接合時の荷重により凸部が圧壊して凹部を充填する。これらにより、シール材とセパレータとの接合時に、シール材とセパレータとの間に介在されていた空気を、前記一部から前記外周縁部に向かうにつれて狭小な空間に追い込むことができる。この結果、シール材とセパレータとの間の空気を一定の方向性でかつ効果的に排出でき、空気の残留を抑制又は回避できる。また、凸部が圧壊して凹部を充填することで粘着剤層とセパレータとを密着させることができる。これらにより、セパレータとの接合強度及びシール性を確保できる。
【０００８】
また、このシール材によれば、従来、気泡の噛み込みを抑制しながらの接合作業は、生産性作業性を著しく低下させることがあったが、そのような接合作業を回避して効率的な接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
シール材の一例を示す図（ａ）～（ｄ）である。
シール材とセパレータとの接合工程の一例を示す図である。
粘着剤層の他の例を示す断面図（ａ）及び（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に開示される燃料電池の単セルを挟持するセパレータを固定するためのシール材の一実施形態は、シール基部層と、前記シール基部層の少なくとも一方の表面に配置された粘着剤層と、を備える。前記粘着剤層は、前記セパレータに対向して突出し、前記粘着剤層の一部から前記粘着剤層の外周縁部に向かうにつれて小さくなる高さを有する複数の凸部と、前記複数の凸部同士の間に前記一部から前記外周縁部に向かって連続する凹部と、を備えており、前記複数の凸部は、荷重付加によって圧壊して前記凹部を充填するように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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