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公開番号2025139300
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038151
出願日2024-03-12
発明の名称燃料電池用セパレータの製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社,トヨタ車体株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H01M 8/0226 20160101AFI20250918BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】十分なガス不透過性及び導電性を有しながら多層構造を有しない燃料電池用セパレータを、短い成形時間で製造することができる、燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。
【解決手段】燃料電池用セパレータの製造方法は、熱可塑性樹脂、球状黒鉛、及び炭素繊維を混合して混合材を作製する工程であって、前記混合材が、前記混合材の総体積を基準として37体積%以上45体積%未満の量の前記熱可塑性樹脂を含む、工程と、前記混合材を加熱して軟化させる工程と、軟化した前記混合材をプレスしながら冷却して成形体を得る工程と、を含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池用セパレータの製造方法であって、
熱可塑性樹脂、球状黒鉛、及び炭素繊維を混合して混合材を作製する工程であって、前記混合材が、前記混合材の総体積を基準として３７体積％以上４５体積％未満の量の前記熱可塑性樹脂を含む、工程と、
前記混合材を加熱して軟化させる工程と、
軟化した前記混合材をプレスしながら冷却して成形体を得る工程と、
を含む、方法。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記成形体の表面の樹脂層を除去する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合材をプレスしながら冷却する時間が１０～２０秒である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂がポリエーテルスルホンである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂、前記球状黒鉛、及び前記炭素繊維を混合して作製される前記混合材がシート状の形状を有する、請求項１又は２に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料電池用セパレータの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池において、セパレータは、各単位セルに導電性を持たせるとともに、単位セルに供給される燃料及び空気（酸素）の通路を確保しながら燃料と空気とを分離する境界壁としても機能する。そのため、燃料電池用のセパレータは、ガス不透過性及び導電性を有することが求められる。
【０００３】
特許文献１には、導電性の基材シートと、第１の黒鉛粒子及び樹脂を含む緻密層と、第２の黒鉛粒子及び樹脂を含む導電層とを備える、多層構造の燃料電池セパレータ用前駆体シートを圧縮成形して、燃料電池セパレータを製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－０９１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の燃料電池セパレータ用前駆体シートは多層構造であるため、製造工程が複雑で生産効率が低くなりやすい。そこで、本開示は、十分なガス不透過性及び導電性を有しながら多層構造を有しない燃料電池用セパレータを短い成形時間で製造することができる、燃料電池用セパレータの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の態様は以下のものを含む。
［態様１］
燃料電池用セパレータの製造方法であって、
熱可塑性樹脂、球状黒鉛、及び炭素繊維を混合して混合材を作製する工程であって、前記混合材が、前記混合材の総体積を基準として３７体積％以上４５体積％未満の量の前記熱可塑性樹脂を含む、工程と、
前記混合材を加熱して軟化させる工程と、
軟化した前記混合材をプレスしながら冷却して成形体を得る工程と、
を含む、方法。
［態様２］
前記成形体の表面の樹脂層を除去する工程をさらに含む、態様１に記載の方法。
［態様３］
前記混合材をプレスしながら冷却する時間が１０～２０秒である、態様１又は２に記載の方法。
［態様４］
前記熱可塑性樹脂がポリエーテルスルホンである、態様１～３のいずれかに記載の方法。
［態様５］
前記熱可塑性樹脂、前記球状黒鉛、及び前記炭素繊維を混合して作製される前記混合材がシート状の形状を有する、態様１～４のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の燃料電池用セパレータの製造方法により、十分なガス不透過性及び導電性を有しながら多層構造を有しない燃料電池用セパレータを、短い成形時間で製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本願において、記号「～」を用いて表される数値範囲は、特段の記載がない限り、記号「～」の前後に記載される数値のそれぞれを下限及び上限として含む。本願において記載された上限及び下限は、単独で用いることも任意に組み合わせることもできる。
【０００９】
本願において、「～を含む」は、特段の記載がない限り、追加の成分又は要素を含み得ることを意味し、「～から本質的になる」及び「～からなる」を包含する。「～から本質的になる」は、実質的に悪影響を及ぼさない追加の成分又は要素を含み得ることを意味する。「～からなる」は、記載された材料又は要素のみを含むことを意味するが、不可避の不純物をさらに含むことを除外しない。
【００１０】
実施形態に係る燃料電池用セパレータの製造方法は、熱可塑性樹脂、球状黒鉛、及び炭素繊維を混合して混合材を作製する工程であって、前記混合材が、前記混合材の総体積を基準として３７体積％以上４５体積％未満の量の前記熱可塑性樹脂を含む、工程（混合材作製工程）と、前記混合材を加熱して軟化させる工程（軟化工程）と、軟化した前記混合材をプレスしながら冷却して成形体を得る工程（成形工程）と、を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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