专利名称：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的制作方法
技术领域：
本发明涉及膜-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。
背景技术：
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
发明内容
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。
本发明鉴于以上的问题，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，本发明所涉及的膜-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，本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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，在本发明所涉及的膜-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对第2膜加强部件 的嵌合部可以以夹持所述高分子电解质膜的四个角的部分的方式相嵌 合地组合。
而且，在本发明所涉及的膜-膜加强部件组件中，在所述高分子电 解质膜弯曲为段状的那样的状态下，所述一对第1膜加强部件的嵌合 部和所述一对第2膜加强部件的嵌合部可以相嵌合地组合成所述一 对第1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至 少在所述高分子电解质膜的所述一方的主面的除了所述一对第2膜加 强部件的嵌合部以外的部分上重合的部分实质上位于相同的平面上。
而且，在本发明所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述一对第l膜
9加强部件可以以遍及所述一方的一组边的全长并沿该一组边延伸的方
式配置，所述一对第2膜加强部件可以以遍及所述另一方的一组边的 全长并沿该一组边延伸的方式配置。
而且，在本发明所涉及的膜-膜加强部件组件中，在所述高分子电 解质膜弯曲为段状的那样的状态下，所述一对第1膜加强部件的嵌合
部和所述一对第2膜加强部件的嵌合部可以相嵌合地组合成所述一
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至
少在所述高分子电解质膜的所述另一方的主面的除了所述一对第1膜 加强部件的嵌合部以外的部分上重合的部分实质上位于相同的平面 上。
进而，在本发明所涉及的膜-膜加强部件组件中，所述高分子电解 质膜可以具有内部加强膜，该内部加强膜在其内部具有作为离子传导 通路的贯通孔。
于是，可以增强作为高分子电解质膜整体的机械强度，而且，即 使在高分子电解质膜破损的情况下，通过内部加强膜也可以更加可靠 地防止反应气体的交叉泄露。
而且，本发明所涉及的膜-催化剂层组件具备所述膜-膜加强部件组 件、以覆盖所述高分子电解质膜的一方的主面的方式配置的第1催化
剂层、和以覆盖所述高分子电解质膜的另一方的主面的方式配置的第2 催化剂层，所述第1催化剂层以覆盖所述一对第1膜加强部件的露出 的主面的一部分和所述高分子电解质膜的一方的主面的位于该一对第 1膜加强部件之间的部分的方式配置，所述第2催化剂层以覆盖所述一 对第2膜加强部件的露出的主面的一部分和所述高分子电解质膜的另 一方的主面的位于该一对第2膜加强部件之间的部分的方式配置。
如上所述，在本发明所涉及的膜-催化剂层组件中，在缔结燃料电 池时，由于施加有高分子电解质膜的最大压力的催化剂层的端部以和 膜加强部件相接的方式(以膜加强部件覆盖催化剂层的端部的方式) 配置，因而，可以防止高分子电解质膜的破损。而且，在高分子电解 质膜的一方的主面中，即使在和催化剂层的端部相接的部分破损的情 况下，由于在该部分的另一方的主面侧上，配设有膜加强部件，因而， 也可以防止反应气体的交叉泄露。
10这样，本发明所涉及的膜-催化剂层组件可以确保充分的耐久性， 并且，可以容易地谋求进一步的低成本化和进一步的生产性的提高。
而且，在本发明所涉及的膜-催化剂层组件中，优选，所述第l催
化剂层和第2催化剂层，以从所述高分子电解质膜的厚度方向看，各 自的周缘部遍及全周且和所述第1膜加强部件及第2膜加强部件重合 的方式配置。
而且，本发明所涉及的膜-电极组件具备所述膜-催化剂层组件、以 覆盖所述膜-催化剂层组件的所述第1催化剂层的方式配置的第1气体 扩散层、以覆盖所述膜-催化剂层组件的所述第2催化剂层的方式配置 的第2气体扩散层。
而且，本发明所涉及的高分子电解质型燃料电池具备所述膜-电极 组件。
于是，本发明所涉及的燃料电池具备上述的本发明所涉及的膜-膜 加强部件组件，因而，可以容易地谋求进一步的低成本化和进一步的 生产性的提高。
而且，本发明的上述目的、其它的目的、特征以及优点通过在参 照附图的情况下对以下的优选的实施方式的详细说明中得到明确。
根据本发明的膜-膜加强部件组件、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，可以提供能够确保充分的耐久性 且适于低成本化和大量生产的膜-膜加强部件组件、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。
图1为表示本发明的第1实施方式所涉及的高分子电解质型燃料 电池的电池的概略结构的模式图。
图2为模式地表示图1所示的高分子电解质型燃料电池的电池的 高分子电解质膜的概略结构的立体图。
图3为模式地表示在图2所示的高分子电解质膜上配置有膜加强 部件的状态(膜-膜加强部件组件)的立体图。
图4 (a)为表示图1所示的高分子电解质型燃料电池的电池的膜-催化剂层组件的概略结构的模式图。
ii图4 (b)为从图4 (a)所示的箭头IVb的方向看到的模式图。 图5(a)为表示图l所示的高分子电解质型燃料电池的电池的MEA
的概略结构的模式图。
图5 (b)为从图5 (a)所示的箭头Vb的方向看到的模式图。 图6为模式地表示用于制造图4所示的膜-催化剂层层叠体的一系
列工序的一部分的模式图。
图7为用于说明图6所示的膜-催化剂层层叠体制造工序中的接合
工序的模式图。
图8为用于说明图6所示的膜-催化剂层层叠体制造工序中的接合 工序的模式图。
图9为用于说明图6所示的膜-催化剂层层叠体制造工序中的热压 接工序的模式图。
图10为用于说明图6所示的膜-催化剂层层叠体制造工序中的涂布 工序的模式图。
图11为表示在意图使用公知的薄膜层叠体的制造技术来大量生产 专利文献2所公开的固体高分子电解质型燃料电池的情况下， 一般地 设想的制造方法的一个例子的说明图。
图12为表示本发明的第2实施方式所涉及的PEFC的电池的概略 结构的模式图。
图13为表示图12所示的电池的高分子电解质膜-内部加强膜复合 体的概略结构的模式图。
图14为表示图13所示的高分子电解质膜-内部加强膜复合体的内 部加强膜的概略结构的模式图。
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 工序以及扩散层一体化工序)的概要的模式图。
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。
图17为模式地表示图1所示的PEFC的电池100的MEA5和垫片 11的概略结构的立体图。
图18为表示形成膜-膜加强部件组件薄片的其它的制造方法的模 式图。图19为将图18所示的辊式刮刀涂布机的要部扩大后的模式图。 图20为模式地表示本发明的第3实施方式所涉及的高分子电解质
型燃料电池的膜-膜加强部件组件的从斜上方看到的立体图。
图21为模式地表示图20所示的膜-膜加强部件组件的从斜下方看
到的立体图。
图22为模式地表示第3实施方式所涉及的膜-催化剂层组件的从斜 上方看到的立体图。
图23为模式地表示图22所示的膜-催化剂层组件的从斜下方看到 的模式图。
图24为图23所示的膜-催化剂层组件沿XXIII-XXIII线的剖面图。 图25为表示MEA的高分子电解质膜未弯曲状态(比较例2)的 模式图。
图26为概略地表示用于制造图22到图24所示的膜-催化剂层组件 的一系列工序(处理区域)以及制造线的一部分的模式图。
图27为用于说明图26所示的膜-催化剂层组件的制造工序的第2 工序P2的模式图。
图28为表示形成膜-膜加强部件组件薄片的其它的制造方法的模 式图。
图29为表示本发明的第4实施方式所涉及的高分子电解质型燃料 电池的电池的MEA的概略结构的模式图。
图30为用于说明第4实施方式所涉及的PEFC的电池的膜-催化剂 层组件的制造工序的接合工序P1的模式图。
图31为模式地表示本发明的第5实施方式所涉及的PEFC的电池 的MEA的概略结构的立体图。
图32为模式地表示图31所示的MEA的高分子电解质膜的从斜上 方看到的立体图。
图33为模式地表示图31所示的MEA的高分子电解质膜的从斜下 方看到的立体图。
图34为模式地表示图31所示的MEA的第1膜加强部件的从斜上 方看到的立体图。
图35为模式地表示图31所示的MEA的膜-膜加强部件组件的从斜上方看到的立体图。
图36为模式地表示图31所示的MEA的膜-膜加强部件组件的从 斜下方看到的立体图。
图37为模式地表示图31所示的MEA的膜-催化剂层组件的从斜 上方看到的立体图。
图38为模式地表示图31所示的MEA的膜-催化剂层组件的从斜 下方看到的立体图。
图39为图37所示的膜-催化剂层组件沿XXXIX-XXXIX线的剖面图。
图40为用于说明第5实施方式所涉及的PEFC的电池的膜-催化剂 层组件的制造工序的接合工序的模式图。
图41为表示用于制造膜加强部件轧辊的处理区域以及制造线的概 略的模式图。
图42为用于说明第5实施方式所涉及的PEFC的电池的膜-催化剂 层组件的制造工序的第2工序的模式图。
符号的说明
1高分子电解质膜
la第1凹部
lb第2凹部
2催化剂层
2a阳极催化剂层
2b阴极催化剂层
3气体扩散层
3a阳极气体扩散层
3b阴极气体扩散层
4电极
4a阳极
5 MEA (膜一电极组件) 6a阳极隔板
146b阴极隔板 7燃料气体流路 8氧化剂气体流路 9热介质流路 10a第1膜加强部件 10b第2膜加强部件 11垫片 12阶梯部
15高分子电解质膜-内部加强膜复合体
15a高分子电解质膜
15b高分子电解质膜
15c内部加强膜
16开口
17切口部
18嵌合部
19缝隙
20膜-膜加强部件组件 30膜-催化剂层组件 40高分子电解质膜轧辊 41a高分子电解质膜薄片 41b流延膜
41c高分子电解质膜薄片 42膜-膜加强部件层叠体 43凹部
44高分子电解质溶液(涂布液) 45刮刀
46膜-膜加强部件薄片 47掩模 48开口部
49催化剂层形成装置 50膜-催化剂层薄片51基材-高分子电解质膜薄片
60膜加强部件轧辊
60a膜加强部件轧辊
60b膜加强部件轧辊
61膜加强部件带
61a第1膜加强部件带
61b第l膜加强部件带
62膜-膜加强部件组件轧辊
63a基材带
63b基材带
64a膜加强部件带
64b膜加强部件带
65a基材-膜加强部件层叠体
65b基材-膜加强部件层叠体
66a基材-膜加强部件轧辊
66b基材-膜加强部件轧辊
67膜加强部件组件
68基材-膜加强部件组件带
69膜加强部件轧辊
70第2膜加强部件带
74基材带
75基材带
76基材-膜加强部件层叠体 76a基材-膜加强部件层叠体 76b基材-膜加强部件层叠体 77基材-膜加强部件轧辊 77b基材-膜加强部件轧辊 80辊子 81辊子 82辊子 83辊子
1684基材薄片
85基材-膜加强部件轧辊
86基材-膜加强部件组件薄片
卯凹部
91凹部
92回转辊
93涂料辊
94液坝部
95辊式刮刀涂布机
96辊刀
96a振动刀部
97切口部
97a侧面
98凹部
100电池
210固体高分子电解质膜
212垫片
213电极
214缝隙部分
220保护膜
222开口部
250保护膜
252保护膜轧辊
260固体高分子电解质膜
262高分子电解质膜轧辊
280膜-保护膜轧辊
290轧辊
310催化剂层涂布工序 320扩散层一体化工序 330高分子电解质膜 331催化剂层
17332催化剂层.电解质组件
333扩散层
380热辊
390热辊
Dl前进方向
D10前进方向
El边
E2边
E3边
E4边
Fl主面
F2主面
Pl接合工序
P2热处理工序
P3热压接工序
P4涂布工序
P5裁断工序
P12第2工序
P13第3工序
P14第4工序
P15第5工序
P16第6工序
R200部分
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。另外，在 全部附图中，对相同或者相当部分标记相同符号，从而省略重复的说 明。
(第1实施方式)
图1为模式地表示本发明的第1实施方式所涉及的高分子电解质 型燃料电池(以下，称为PEFC)的电池的概略结构的剖面图。
18如图1所示，第1实施方式所涉及的PEFC的电池100具有MEA (Membrane-Electrode-Assembly:膜-电极组件)5、第1膜加强部件 10a、第2膜加强部件10b、垫片11、阳极隔板6a、阴极隔板6b。 MEA5 具有有选择地输送氢离子的高分子电解质膜l、由阳极催化剂层(第l 催化剂层)2a以及阳极气体扩散层(第l气体扩散层)3a构成的阳极 4a、由阴极催化剂层(第2催化剂层)2b以及阴极气体扩散层(第2 气体扩散层)3b构成的阴极4b。而且，在此，由高分子电解质膜l、 第1膜加强部件10a以及第2膜加强部件10b构成的组件称为膜-膜加 强部件组件20。而且，由膜-膜加强部件组件20、阳极催化剂层2a以 及阴极催化剂层2b构成的组件称为膜-催化剂层组件30。
首先，对高分子电解质膜1和膜-膜加强部件组件20进行说明。 图2为模式地表示图1所示的PEFC的电池100的高分子电解质 膜1的概略结构的立体图。图3为模式地表示在图2所示的高分子电 解质膜1上配置有第1膜加强部件10a和第2膜加强部件IOb的状态 (膜-膜加强部件组件20)的立体图。
如图2所示，高分子电解质膜1具有大致四角形(在此为矩形) 的形状，在其缘部形成有一对第1凹部la、 la和一对第2凹部lb、 lb (其周缘部形成为凹状)。具体来说，在高分子电解质膜1的一方的 主面F1的相互相对的一组边E1、 El上，以遍及其全长且沿该边E1、 El延伸的方式形成有一对第1凹部la、 la，而且，在高分子电解质膜 1的另一方的主面F2的相互相对的一组边E2、 E2上，以遍及其全长 且沿该边E2、 E2延伸的方式形成有一对第2凹部lb、 lb。并且，如 图3所示，在高分子电解质膜1的第1凹部la、 la上，以正好被容纳 的方式设置有长方形形状且膜状的第1膜加强部件10a、 10a。换言之， 第1膜加强部件10a、 10a以露出其主面的方式被埋入高分子电解质膜 l中。而且，在高分子电解质膜l的第2凹部lb、 lb上，以正好被容 纳的方式设置有长方形形状且膜状的第2膜加强部件10b、 10b。换言 之，第2膜加强部件10b、 10b以露出其主面的方式被埋入高分子电解 质膜1中。 一对第1膜加强部件10a、 10a和一对第2膜加强部件10b、 10b以交互地存在于第1主面F1和第2主面F2上的方式配置，作为整 体沿高分子电解质膜1的四条边延伸，并且，以夹持高分子电解质膜1的四个角的部分的方式(以下，称为井字形排列状)配置。而且，一
对第1膜加强部件10a、 10a以其主面和高分子电解质膜1的主面Fl 为一个面的方式(以位于和高分子电解质膜1的主面F1相同的平面上 的方式)配置。而且， 一对第2膜加强部件10b、 10b以其主面和高分 子电解质膜1的主面F2为一个面的方式(以位于和高分子电解质膜1 的主面F2相同的平面上的方式)配置。
在此， 一个面是指实质上位于相同的平面上，也指高分子电解质 膜1的第1及第2凹部la、 lb的深度尺寸和第1及第2膜加强部件10a、 10b的高度尺寸大致相同。
于是，在缔结燃料电池(电池堆)时，可以谋求在第1膜加强部 件10a的主面和高分子电解质膜1的主面F1上所施加的压力的平均化， 同时，也可以谋求在第2膜加强部件10b的主面和高分子电解质膜1 的主面F2上所施加的压力的平均化。
而且，配置在第1凹部la、 la和第2凹部lb、 lb上的第1膜加 强部件10a、 10a和第2膜加强部件10b、 10b的厚度或者宽度方向的 尺寸只要是在得到本发明的效果的范围内，没有特别的限定，但是， 从更加可靠地得到本发明的效果的观点出发，优选第1膜加强部件10a 和第2膜加强部件10b的厚度或者宽度方向的尺寸互相相等。 接着，对膜-膜加强部件组件20的各构成要素进行说明。 高分子电解质膜1具有质子传导性。优选高分子电解质膜1具有 作为阳离子交换基的磺酸基、羧酸基、膦酸基和硫酰亚胺基，从质子 传导性的观点出发，特别优选高分子电解质膜1具有磺酸基。
作为具有构成高分子电解质膜1的磺酸基的树脂，优选离子交换 容量为0.5 1.5meq/g的干燥树脂。如果构成高分子电解质膜1的干燥 树脂的离子交换容量为0.5meq/g以上，则由于可以充分地降低发电时 的高分子电解质膜1的电阻值的上升，因而优选，而且，如果干燥树 脂的离子交换容量为1.5meq/g以下，则由于高分子电解质膜1的含水 率不会增大而变得难以膨胀，不用担心后述的催化剂层2中的细孔闭 塞，因而优选。而且，从和以上同样的观点出发，干燥树脂的离子交 换容量优选为0.8 1.2meq/g。
作为高分子电解质，优选为包括基于CF2=CF- (OCF2CFX) m-Op-
20(CF2) n-S03H所表示的全氟乙烯基化合物(m表示0~3的整数，n
表示1 12的整数，p表示O或者l, X表示氟原子或者三氟甲基)的
聚合单元和基于四氟乙烯的聚合单元的共聚物。
作为上述氟乙烯基化合物的优选例子，可以举出下述式(4) ~ (6)
所表示的化合物。在此，在下述式中，q表示l 8的整数，r表示l 8
的整数，t表示l 3的整数。
CF2=CFO (CF2) q-S03H…(4)
CF2=CFOCF2CF (CF3) O (CF2) r-S03H (5)
CF产CF (OCF2CF (CF3) ) tO (CF2) rS03H…(6)
而且，第1膜加强部件10a和第2膜加强部件10b的构成材料优
选为在制造时可以巻绕为轧辊且在解除该巻绕时可以回到原来的形状 的具有柔软性和可挠性的合成树脂。
进而，作为上述合成树脂，从耐久性的观点出发，优选为选自由 聚萘二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、氟乙烯-丙 烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧乙稀共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰 胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、多硫化物、 聚酰亚胺、以及聚酰胺酰亚胺的至少1种以上的树脂构成的合成树脂。
接着，对膜-催化剂层组件30进行说明。
图4 (a)为模式地表示图1所示的PEFC的电池100的膜-催化剂 层组件30的概略结构的立体图。而且，图4 (b)为从图4 (a)所示 的箭头IVb的方向看到的模式图。
如图4 (a)所示，膜-催化剂层组件30具有膜-膜加强部件组件20 和催化剂层2 (阳极催化剂层2a、或者阴极催化剂层2b)。阳极催化剂 层2a以覆盖位于高分子电解质膜1的主面Fl的一对第1膜加强部件 10a、 10a之间的部分和一对第l膜加强部件10a、 10a的露出的主面的 方式配置。而且，阴极催化剂层2b以覆盖位于高分子电解质膜l的主 面F2的一对第2膜加强部件10b、 10b之间的部分和一对第2膜加强 部件10b、 10b的露出的主面的方式配置(参照图4 (b))。并且，如图 4 (b)所示，在此，阳极催化剂层2a和阴极催化剂层2b形成为和高 分子电解质膜1相似的矩形，从高分子电解质膜1的厚度方向(箭头 VIb的方向)看，以各自的周缘部遍及全周且和第1膜加强部件10a
21及第2膜加强部件10b重合的方式配置。
于是，在阳极催化剂层2a的主面的4条边中，由于相互相对的一 组边E3、 E3和第1膜加强部件10a、 10a相接，和高分子电解质膜1 的主面F1没有直接相接，因而，高分子电解质膜1没有破损。同样地， 在阴极催化剂层2b的主面的4条边中，由于相互相对的一组边E4、 E4和第2膜加强部件10b、 10b相接，和高分子电解质膜1的主面F2 没有直接相接，因而，高分子电解质膜l没有破损。
另一方面，由于阳极催化剂层2a的主面的相互相对的边E4、 E4 和高分子电解质膜1的主面F1直接相接，因而，也存在高分子电解质 膜1在该部分破损的情况。但是，即使在此情况下，由于在高分子电 解质膜1的主面F2侧，在该部分上配置有第2膜加强部件10b、 10b， 因而，反应气体也没有交叉泄露(cross leak)。而且，同样地，由于阴 极催化剂层2b的主面的相互相对的边E3、 E3和高分子电解质膜1的 主面F2直接相接，因而，也存在高分子电解质膜1在该部分破损的情 况。但是，即使在此情况下，由于在高分子电解质膜l的主面F1侧， 在该部分上配置有第1膜加强部件10a、 10a，因而，反应气体也没有 交叉泄露。
作为催化剂层2的构成，只要是可以得到本发明的效果，没有特 别的限定，可以具有和公知的燃料电池的气体扩散电极的催化剂层同 样的构成，例如，可以为包括担载有电极催化剂的导电性碳粒子(粉 末)和具有阳离子(氢离子)传导性的高分子电解质的构成，而且， 也可以为还包括聚四氟乙烯等防水材料的构成。而且，阳极催化剂层 2a和阴极催化剂层2b的构成可以相同，也可以不同。
催化剂层2可以使用公知的燃料电池的气体扩散电极的催化剂层 的制造方法来形成，例如，可以调整至少包括催化剂层2的构成材料 (例如，上述的担载有电极催化剂的导电性碳粒子和高分子电解质) 和分散介质的液体(催化剂层形成用油墨)，并使用其来作成。
而且，作为高分子电解质，可以使用和构成上述的高分子电解质 膜1的材料同种的材料，而且，也可以使用不同种类的材料。而且， 作为电极催化剂，可以使用金属粒子。作为该金属粒子，可以使用没 有特别限定的各种金属，但是，从电极反应活性的观点出发，优选为选自铂、金、银、钌、铑、钯、锇、铱、铬、铁、钛、锰、钴、镍、 钼、钩、铝、硅、锌和锡的至少一种以上的金属。其中，优选铂、或 者铂和选自上述金属的至少一种以上的金属的合金，铂和钌的合金由
于使在阳极催化剂层2a中的催化剂的活性稳定，因而特别优选。
而且，优选电极催化剂所使用的上述金属粒子的平均粒径为 1 5nm 。 由于平均粒径为 lnm 以上的电 极催化剂在工业上容易调制，因而优选，而且，如果为5nm以下，则 由于更加易于充分地确保电极催化剂每单位质量的活性，所以直接关 系到燃料电池的成本降低，因而优选。
优选上述的导电性碳粒子的比表面积为50~1500m2/g。如果比表面 积为50m2/g以上，则由于可以容易地提高电极催化剂的担载率且更加 充分地确保得到的催化剂层2的输出特性，因而优选，如果比表面积 为1500m2/g以下，则由于可以更加容易地确保充分大的细孔且更加容 易被高分子电解质覆盖，更加充分地确保催化剂层2的输出特性，因 而优选。从和上述同样的观点出发，更优选比表面积为200 900mVg。
而且，优选导电性碳粒子的平均粒径为0.1 1.0nm。如果导电性碳 粒子的平均粒径为O.lpm以上，则由于易于更加充分地确保催化剂层2 中的气体扩散性且更加可靠地防止溢流，因而优选。而且，如果导电 性碳粒子的平均粒径为l.Opm以下，则由于易于使由高分子电解质覆 盖的电极催化剂的覆盖状态更加容易地变为良好的状态，易于更加充 分地确保由高分子电解质覆盖的电极催化剂的覆盖面积，且易于进一 步确保充分的电极性能，因而优选。
接着，对MEA (膜-电极组件)5进行说明。
图5 (a)为表示图1所示的PEFC的电池100的MEA5的概略结 构的模式图。图5 (b)为从图5 (a)所示的箭头Vb的方向看到的模 式图。
如图5所示，MEA5以覆盖膜-催化剂层组件30的阳极催化剂层 2a的主面的方式设置有阳极气体扩散层3a，同样地，以覆盖阴极催化 剂层2b的主面的方式设置有阴极气体扩散层3b。阳极4a由阳极催化 剂层2a和阳极气体扩散层3a构成，而且，阴极4b由阴极催化剂层2b 和阴极气体扩散层3b构成。而且，将阳极4a和阴极4b都称为电极4。
23而且，在此，阳极气体扩散层3a和阴极气体扩散层3b的主面分别形 成为和阳极催化剂层2a和阴极催化剂层2b的主面相似的矩形，并且， 构成为比它们大，但是，不局限于此，各自的主面也可以相同。
阳极气体扩散层3a和阴极气体扩散层3b (以下，称为气体扩散层 3)的构成，只要是可以得到本发明的效果，没有特别的限定，可以具 有和公知的燃料电池的气体扩散电极的气体扩散层相同的构成，而且， 气体扩散层3的构成可以相同，也可以不同。
关于气体扩散层3，例如，为了使其具有气体透过性，可以使用用 高表面积的碳微粉末、造孔材料、碳纸或者碳布等制作的具有多孔结 构的导电性基材。而且，从得到充分的排水性的观点出发，可以将氟 树脂为代表的防水性高分子等分散在气体扩散层3中。进而，从得到 充分的电子传导性的观点出发，也可以由碳纤维、金属纤维或者碳微 粉末等电子传导性材料来构成气体扩散层3。
而且，在阳极气体扩散层3a和阳极催化剂层2a之间，以及在阴 极气体扩散层3b和阴极催化剂层2b之间，还可以设置由防水性高分 子和碳粉末构成的防水碳层。于是，可以更加容易且可靠地进行MEA5 的水管理(维持MEA5的良好特性所必需的水的保持、以及不必要的 水的迅速排水)。
接着，对电池100的剩下的结构进行说明。
图17为模式地表示图1所示的PEFC的电池100的MEA5和垫片 11的概略结构的立体图。
如图1和图17所示，在这样构成的MEA5的阳极4a和阴极4b的 周围，配设有夹持高分子电解质膜1的一对氟树脂制的垫片11。垫片 11形成为大致矩形的环状。具体来说，垫片11和高分子电解质膜1相 同地，形成为大致四角形，在它的主面上，设置有开口。该开口形成 为比阳极4a或者阴极4b的主面(正确地说为气体扩散层3的主面) 大一些。并且，垫片11在将多个电池100层叠以进行缔结时，它的主 面的高度构成为和阳极4a或者阴极4b的主面的高度相同。而且，垫 片11可以将由构成垫片11的材料所形成的薄片用激光等切断来制造， 而且，还可以制作如垫片11的形状那样的铸型，将MEA5放入该铸型， 通过射出成型制作垫片11和MEA5的组件。于是，可以防止燃料气体、空气或者氧化剂气体向电池外泄露，而且，可以防止这些气体在电池
100内互相混合。而且，在高分子电解质膜1、膜加强部件10以及垫
片11的周缘部，设置有由沿厚度方向的贯通孔所形成的燃料气体供给 歧管孔等歧管孔(图中没有表示)。
而且，如图1所示，以夹持MEA5和垫片11的方式，配设有导电 性的阳极隔板6a和阴极隔板6b。这些隔板6a、 6b使用在石墨板上浸 渍了酚醛树脂并固化了的树脂浸渍石墨板。而且，也可以使用由SUS 等金属材料形成的隔板。利用阳极隔板6a和阴极隔板6b来机械地固 定MEA5，并且，使邻接的MEA5彼此相互电连接且串联连接。
在阳极隔板6a的内面(和MEA5相接的面)上，形成有蛇状的用 于流动燃料气体的沟状的燃料气体流路7。另一方面，在阳极隔板6a 的外面上，形成有蛇状的用于流动热介质的沟状的热介质流路9。而且， 在阳极隔板6a的周缘部，设置有由沿厚度方向的贯通孔形成的燃料气 体供给歧管孔等歧管孔(图中没有表示)。另一方面，在阴极隔板6b 的内面上，形成有蛇状的用于流动氧化剂气体的沟状的氧化剂气体流 路8，在它的外面上，形成有蛇状的用于流动热介质的沟状的热介质流 路9。而且，在阴极隔板6b的周缘部，和阳极隔板6a同样地设置有由
沿厚度方向的贯通孔形成的燃料气体供给歧管孔等歧管孔(图中没有 表示)。
而且，在此，燃料气体流路7、氧化剂气体流路8和热介质流路9 形成为蛇状，但是，不局限于此，只要是使反应气体或者热介质在隔 板6a、 6b的主面的大致整个区域内流通，可以为任意的形状。通过将 这样形成的电池100沿其厚度方向层叠，形成电池层叠体。此时，设 置在阳极隔板6a、阴极隔板6b和垫片10上的燃料气体供给歧管孔等 歧管孔在将电池100进行层叠时，分别沿厚度方向连接，分别形成燃 料气体供给歧管孔等歧管孔。然后，在电池层叠体的两端分别配设集 电板和绝缘板，然后，在绝缘板的两侧分别配置端板，通过用缔结工 具来进行缔结，从而形成电池堆(PEFC)。
接着，对第1实施方式所涉及的PEFC的电池的制造方法进行说 明。在此，使用按照以下说明制造的MEA5,制造电池和电池堆(PEFC) 的方法没有特别的限定，由于可以采用公知的PEFC的制造技术，因
25而省略详细的说明。
首先，对膜-催化剂层层叠体30的制造方法进行说明。
图6为概要地表示用于制造图4所示的膜-催化剂层层叠体30的一 系列工序(处理区域)以及制造线的一部分的模式图。
如图6所示，膜-催化剂层层叠体30经过接合高分子电解质膜薄片 和膜加强部件带以形成膜-膜加强部件层叠体的接合工序Pl、将膜-膜 加强部件组件薄片干燥的热处理工序P2、将膜-膜加强部件层叠体热压 接的热压接工序P3、在膜-膜加强部件组件薄片上涂布催化剂层的涂布 工序P4、以及将膜-催化剂层薄片切断的裁断工序P5，而被制造。于 是，MEA5可以以低成本且容易地大量生产。
首先，对接合工序P1进行说明。
图7和图8为用于说明图6所示的膜-催化剂层层叠体30的制造工 序中的接合工序P1的模式图。
首先，使用公知的薄膜制造技术，制造将特长的高分子电解质膜 薄片41a (切断后，为形成图1所示的高分子电解质膜1的部件)进行 巻绕的高分子电解质膜轧辊40和将膜加强部件带61 (切断后，为形成 图1所示的第1膜加强部件10a (或者第2膜加强部件10b)的部件) 进行巻绕的膜加强部件轧辊60。
接着，如图7所示，从高分子电解质膜轧辊40拉出高分子电解质 膜薄片41a，而且，从一对膜加强部件轧辊60、 60拉出一对膜加强部 件带61、 61，将它们导入具有一对辊子80、 81的热压接机(图中没有 表示)中。此时，以一对膜加强部件带61、 61配置在高分子电解质膜 薄片41a的两侧端部的方式进行高分子电解质膜薄片41a和一对膜加 强部件带61、 61的定位。然后，在热压接机中，高分子电解质膜薄片 41a和一对膜加强部件带61、 61在向前进方向Dl侧进入预热的辊子 80和辊子81之间的过程中进行接合，从而形成带状的膜-膜加强部件 层叠体42。
而且，在和高分子电解质膜薄片41a接触之前，可以在一对膜加 强部件带61、 61的表面(作为接触面的部分)上进行涂布粘结剂的前 处理。在此情况下，可以如上所述预热辊子80、 81，并进行加压处理， 也可以不进行预热，只进行加热处理。而且，作为粘结剂，优选使电
26池特性不降低的粘结剂，例如，可以使用在分散介质或者溶剂中含有
和高分子电解质膜薄片41a同种或者不同种类(但是，具有可以和高 分子电解质膜薄片41a充分地一体化的亲和性)的高分子电解质材料 (例如，在前面作为高分子电解质膜1的构成材料而例示的物质)的 液体。
接着，如图8所示，在由膜-膜加强部件层叠体42的高分子电解质 膜薄片41a以及膜加强部件带61、 61形成的沟状的凹部43上，使用 刮刀45来形成高分子电解质的流延膜41b。具体来说，通过水置换或 者醇分散等使高分子电解质为液体，将调整为适当的粘度的高分子电 解质溶液44适量载置于凹部43中，使刮刀45的下端面和膜-膜加强部 件层叠体42的膜加强部件带61、 61的主面相接。然后，通过使膜-膜 加强部件层叠体42向前进方向Dl侧移动，从而在刮刀45的下端面和 凹部43之间形成高分子电解质的流延膜41b。
接着，对热处理工序P2进行说明。
在热处理工序P2中，通过适当的手段进行热处理(例如，使膜-膜加强部件层叠体42通过温度被调整到将高分子电解质分散的分散介 质所气化的温度的干燥炉中，进行干燥)以除去在接合工序P1中形成 的高分子电解质膜的流延膜41b中所含的液体，从而，在高分子电解 质膜薄片41a的主面上(凹部43)形成高分子电解质膜薄片41c。电 解质膜薄片41c的表面形成为和膜-膜加强部件层叠体42的一对膜加强 部件带61、 61的表面为一个面。
接着，对热压接工序P3进行说明。
在热压接工序P3中，为了完全地一体化，而将在热处理工序P2 中形成的高分子电解质膜薄片41c和高分子电解质膜薄片41a进行热 压接。具体来说，使膜-膜加强部件层叠体42和高分子电解质膜薄片 41c通过具有一对辊子82、 83的热压接机(图中没有表示)。预热辊子 82和辊子83，使其温度为构成高分子电解质膜薄片41a和高分子电解 质膜薄片41c的高分子电解质的玻璃化转变温度以上的温度，在膜-膜 加强部件层叠体42和高分子电解质膜薄片41c向前进方向Dl侧进入 热压接机内的辊子82和辊子83之间的过程中，使高分子电解质膜薄 片41a和高分子电解质膜薄片41c接合而完全地一体化，从而形成特长的膜-膜加强部件组件薄片46。
而且，膜-膜加强部件组件薄片46可以按照以下方式来形成。
图9为表示形成膜-膜加强部件组件薄片46的其它的制造方法的模式图。
首先，使用公知的薄膜制造技术，制造将特长的高分子电解质膜 薄片41c巻绕的高分子电解质膜轧辊40c。此时，以高分子电解质膜薄 片41c的宽度尺寸和膜-膜加强部件层叠体42的凹部的宽度尺寸相同的 方式形成。
接着，如图9所示，从高分子电解质膜轧辊40c拉出高分子电解 质膜薄片41c，以高分子电解质膜薄片41c嵌合在膜-膜加强部件层叠 体42的凹部43上的方式，将膜-膜加强部件层叠体42和高分子电解质 膜薄片41c导入图中没有表示的热压接机内。然后，通过热压接机使 膜-膜加强部件层叠体42的高分子电解质膜薄片41a和高分子电解质膜 薄片41c接合而完全地一体化，形成特长的膜-膜加强部件组件薄片46。 而且，膜-膜加强部件组件薄片46可以按照以下方式来形成。 图18为表示形成膜-膜加强部件组件薄片46的其它的制造方法(使 用辊式刮刀涂布机(逗号式涂布机(comma coater))的制造方法)的 模式图。而且，图19为将图18所示的辊式刮刀涂布机的要部扩大后 的模式图。
首先，使用公知的薄膜制造技术，制作在特长的基材薄片84的两 侧端部贴附有一对膜加强部件带61、 61的基材-膜加强部件组件薄片 86，准备将该基材-膜加强部件组件薄片86巻绕的基材-膜加强部件轧 辊85。然后，在基材-膜加强部件组件薄片86的一方的主面(以下为 表面)上，使用图18和图19所示的公知的辊式刮刀涂布机95，制作 剖面为凸状的高分子电解质膜的流延膜41b。
在此，对辊式刮刀涂布机95进行简单的说明。
如图18所示，在流延膜41b的制造线上，配置有沿规定的回转方 向回转的转动辊92。在该转动辊92上，从基材-膜加强部件轧辊85拉 出的基材-膜加强部件组件薄片86被巻绕。在转动辊92的下方，在和 在转动辊92上巻绕的基材-膜加强部件组件薄片86之间具有规定的缝 隙，并且，配置有和转动辊92平行的涂料辊93。涂料辊93沿和转动
28辊92相反的方向回转。然后，以包围涂料辊93的方式，形成液坝部 94，涂料辊93的下部被蓄积在该液坝部94内的涂布液(在此为高分 子电解质溶液)44浸渍。而且，在基材-膜加强部件组件薄片86的前 进方向上的涂料辊93的后方的斜上方，配置有辊刀96。
如图18和图19所示，辊刀96形成为在圆柱体的周面上形成有横 跨其轴向的全长的一对V字形的切口部97的形状。 一对切口部97形 成为对称于圆柱体的中心轴。各切口部97的、由基材-膜加强部件组件 薄片86的前进方向前侧的侧面97a和圆柱体的周面形成的棱部构成振 动刀部96a。该辊刀96以在一方的振动刀部96a和在转动辊92上巻绕 的基材-膜加强部件组件薄片86之间具有规定的缝隙的方式，和转动辊 92平行地被固定。
在这样构成的辊式刮刀涂布机95中，基材-膜加强部件组件薄片 86通过转动辊92和涂料辊93之间，在通过这些辊92、 93之间时，在 基材-膜加强部件组件薄片86的表面上涂布高分子电解质溶液44。然 后，涂布了高分子电解质溶液44的基材-膜加强部件组件薄片86沿转 动辊92的周面移动。此时，由于基材-膜加强部件组件薄片86在基材 薄片84和一对膜加强部件带61、 61之间形成有凹部，因而，高分子 电解质膜的流延膜41b沿厚度方向的剖面形成为凸状。于是，形成基 材-高分子电解质膜薄片51。而且，通过转动辊92的周面(正确地说， 为基材-膜加强部件组件薄片86的表面)和辊刀96的振动刀部96a之 间的间隔，来决定在基材-膜加强部件组件薄片86的表面所形成的高分 子电解质膜薄片41d的膜厚。
接着，和热处理工序P2同样地，通过适当的手段进行热处理，以 除去如上所述形成的基材-高分子电解质膜薄片51的流延膜41b中所含
的液体。接着，通过适当的手段从基材-高分子电解质膜薄片51剥去基 材薄片84，从而形成膜-膜加强部件组件薄片46。
而且，在此，使用辊式刮刀涂布机来形成基材-高分子电解质膜薄 片51，但是，不局限于此，可以使用槽模式涂布机(slot die coater)、 唇式涂布机(lip coater)、以及照相凹版式涂布机(gmvure coater)等 公知的涂布装置来形成基材-高分子电解质膜薄片51。
接着，对涂布工序P4进行说明。图10为用于说明图6所示的膜-催化剂层层叠体30的制造工序中 的涂布工序P4的模式图。
首先，对进行涂布工序P4的区域的结构进行说明。
如图10所示，在进行涂布工序P4的区域内，配置有具有开口部 48的掩模47、从未配置有膜-膜加强部件组件薄片46的一对膜加强部 件带61、 61的一侧的主面(以下，称为背面)来支撑膜-膜加强部件组 件薄片46的图中没有表示的支撑机构(例如，支撑台)、以及催化剂 层形成装置49 (参照图6)。开口部48的形状以对应于图4所示的催 化剂层2的主面的形状的方式设计。而且，催化剂层形成装置具备用 于将催化剂层形成用油墨进行涂布或者喷溅等以在膜-膜加强部件组件 薄片46的主面上形成催化剂层2的机构。该机构可以采用为了形成公 知的燃料电池的气体扩散层的催化剂层而采用的机构，例如，可以采 用基于喷溅法、旋转涂布法(spincoat)、刮刀法(doctor blade)、模涂 布法(diecoat)、丝网印刷法而设计的机构。
接着，对涂布工序P4的处理进行说明。
首先，如果在热压接工序P3中形成的膜-膜加强部件组件薄片46 进入到涂布工序P4区域时，则暂时停止。然后，膜-膜加强部件组件 薄片46以在掩模47和图中没有表示的支撑台之间被夹持的方式被固 定。接着，催化剂层形成装置49动作，通过从掩模47的开口部48的 上方涂布催化剂层形成用油墨等，以覆盖膜-膜加强部件组件薄片46 的高分子电解质膜薄片41c的主面和一对膜加强部件带61、 61的主面 中的至少一部分的方式形成催化剂层2。如果形成催化剂层2，则掩模 47和支撑台从膜-膜加强部件组件薄片46分离。这样形成的膜-催化剂 层薄片50沿前进方向D1移动。于是，在膜-催化剂层薄片50上，沿 其长度方向以规定的间距形成催化剂层2。
而且，以催化剂层2具有适度的柔软性的方式调节其成分组成、 干燥程度等，而且，即使在膜-催化剂层薄片50的表面和背面为相反的 情况下，也要对催化剂层2实施用于不会从高分子电解质膜薄片41c 和一对膜加强部件带61、 61剥落的处置(例如，加热支撑台，对催化 剂形成用的油墨的分散介质进行干燥处理)。而且，可以在形成催化剂 层2的同时，适当地进行干燥处理(例如，加热处理、送风处理和脱气处理中的至少一个处理)。
接着，对裁断工序P5进行说明。
首先，以各自的长度方向为大致垂直的方式，并且，以背面相互 相对的方式，配置一组膜-催化剂层薄片50。然后，以一组膜-催化剂 层薄片50、 50的背面相互重合的方式，导入具有热压接机构和裁断机 构的裁断机51内。通过热压接机构，热压接导入裁断机51内的膜-催 化剂层薄片50的背面(高分子电解质膜薄片41a)和膜-催化剂层薄片 50的背面(高分子电解质膜薄片41a)。接着，通过裁断机构，裁断为 预先设定的大小，得到如图4所示的膜-催化剂层层叠体30。而且，可 以将膜-催化剂层薄片50裁断为预先设定好的大小，通过接合裁断的一 组膜-催化剂层薄片50，形成膜-催化剂层层叠体30。
而且，在图6所示的膜-催化剂层组件的制造线上，将作为素材的 高分子电解质膜薄片41a以连续的薄片状态移动直到成为膜-催化剂层 组件薄片50，但是，为了在其间使该薄片沿前进方向D1确切地移动， 在该制造线的适当的场所设置有牵引该薄片的绞盘或者辊子对等牵引 机构，赋予该薄片以适度的张力的张紧轮等张力赋予机构，以及使该 薄片在规定区域(例如，涂布工序P4)暂时停止、并且、其后用于快 送的张力调节辊等薄片暂时蓄积机构和薄片运送机构。但是，由于它 们是众所周知的，因而，省略其记载。而且，在裁断工序(区域)P5 中，其它的膜-催化剂层组件的制造线交叉。并且，在裁断工序P5中， 使由该其它的膜-催化剂层组件的制造线制造的膜-催化剂层组件薄片 50翻过来，并和由图6所示的膜-催化剂层组件的制造线制造的膜-催 化剂层组件薄片50垂直，如上述那样进行加工。由于该其它的膜-催化 剂层组件的制造线和图6 图10所示的膜-催化剂层组件的制造线全部 相同，因而，省略其说明。
接着，对MEA5的制造方法进行说明。
在如上述那样得到的膜-催化剂层层叠体30的催化剂层2的主面 上，通过接合预先裁断为适当的大小的气体扩散层3 (例如，碳布等)， 得到MEA5。而且，可以通过预先在催化剂层2的主面或者气体扩散 层3的主面上涂布防水碳层形成油墨等，形成防水碳层，从而，形成 MEA5。
31而且，在上述裁断工序P5之前，可以在膜-催化剂层薄片50的催 化剂层2的主面上接合气体扩散层3，从而形成MEA5。在此情况下， 可以在催化剂层2的主面上接合预先裁断的气体扩散层3，以形成膜-电极薄片，而且，也可以在催化剂层2的主面上接合带状的气体扩散 层，进行裁断，以形成膜-电极薄片。然后，用和上述裁断工序P5同 样的方法，接合及裁断得到的一组膜-电极薄片，从而形成MEA5。而 且，可以通过预先在催化剂层2的主面或者气体扩散层3的主面上涂 布防水碳层形成油墨等来形成防水碳层，从而，形成MEA5。
接着，作为比较例，对在意图使用公知的薄膜层叠体的制造技术 大量生产专利文献2所公开的固体高分子电解质型燃料电池的情况下， 一般地设想的制造方法进行说明。
图11为表示在意图使用公知的薄膜层叠体的制造技术来大量生产 专利文献2所公开的固体高分子电解质型燃料电池的情况下， 一般地 设想的制造方法的 一个例子的说明图。
首先，如图11所示，制造带状的固体高分子电解质膜260，将它 巻绕以作为高分子电解质膜轧辊262，制造带状的保护膜250 (连续地 形成图16所示的保护膜220后的带状的膜)，将它巻绕以作为保护膜 轧辊252。
接着，和上述的接合工序P1同样地，在带状的固体高分子电解质 膜260的主面的至少一方上，制造层叠了带状的保护膜250的层叠体。 分别从高分子电解质膜轧辊262和保护膜轧辊252，拉出带状的保护膜 250和带状的固体高分子电解质膜260，以夹在一对辊子290、 290之 间进行一体化，作为层叠体进行巻绕，并作为膜-保护膜轧辊280。
在制造该膜-保护膜轧辊280时，在保护膜250上，沿使该保护膜 250前进的方向(带状的保护膜250的长度方向)D10施加张力。此时， 保护膜250为非常薄的膜(例如，50(arn以下)，并且，在主面的内部 形成有开口部222，因而，如果施加张力，则在保护膜250中和张力的 施加方向垂直的部分R200浮起。于是，在辊子290和高分子电解质膜 轧辊252之间，在通过辊子290按压保护膜250时，在上述R200的部 分产生褶皱的可能性变高。而且，在辊子2卯和膜-保护膜280之间，由于张力，保护膜250的R200的部分从固体高分子电解质膜260剥离 的可能性变高。
因此，在专利文献2所公开的固体高分子电解质型燃料电池中， 从不出现不良品地可靠地制造的观点出发，只能够采用通过分批式方 法，将保护膜一个一个地定位并贴附在固体高分子电解质膜上的费工 夫的、复杂而高成本的制造方法。
另一方面，在第1实施方式所涉及的PEFC中，由于不存在图11 所示的保护膜250中的R200的部分(和施加张力的方向大致垂直的部 分、如果施加张力则易于浮起的部分)，在高分子电解质膜薄片41a上 接合膜加强部件带61、 61时，可以充分地防止膜加强部件带61、 61 的位置偏移或者剥落。
这样，第1实施方式所涉及的PEFC可以充分地防止高分子电解 质膜的破损和反应气体的交叉泄露的发生，并且，可以廉价地大量生 产。
(第2实施方式)
图12为表示本发明的第2实施方式所涉及的PEFC的电池的概略 结构的模式图。图13为表示图12所示的电池的高分子电解质膜-内部 加强膜复合体的概略结构的模式图。
本发明的第2实施方式所涉及的PEFC和第1实施方式所涉及的 PEFC的基本构成相同，但是，在以下的方面不同。
如图12所示，第2实施方式所涉及的PEFC的电池替代高分子电 解质膜l而设置了高分子电解质膜-内部加强膜复合体15。而且，权利
要求中的"高分子电解质膜"也包括该高分子电解质膜-内部加强膜复 合体15。高分子电解质膜-内部加强膜复合体15具有一对小片状的高 分子电解质膜15a、 15b和小片状的内部加强膜15c，高分子电解质膜 15a、 15b以主面相互对抗的方式配置。在高分子电解质膜15a、 15b上， 以在相互相对的一组边上、沿该边延伸的方式形成有凹部，这些凹部 从厚度方向(法线方向)看，形成为井字形排列状。并且，内部加强 膜15c夹在高分子电解质膜15a、 15b之间。
接着，使用图14，对内部加强膜15c进行更加详细地说明。
图14为表示图13所示的高分子电解质膜-内部加强膜复合体15
33的内部加强膜15c的概略结构的模式图。而且，在图14中，省略它的 一部分。如图14所示，内部加强膜15c具有沿厚度方向贯通的多个开 口 (贯通孔)16。在开口 16上，填充有和高分子电解质膜15a、 15b 相同成分或者不同成分的高分子电解质。相对内部加强膜15c的主面 的开口 16的面积的比率(开口度)优选为50% 90%。如果开口度在 50%以上，则可以容易地得到充分的离子导电性。另一方面，如果开口 度在90%以下，则可以容易地得到内部加强膜15c的充分的机械强度。 而且，作为内部加强膜15c的开口 16，可以为非常细微的细孔(例如， 细孔径为几十pm)。在此情况下，由于和上述同样的理由，优选，开 口度(多孔度)为50% 90%。作为内部加强膜15c，可以为树脂性的薄膜，而且，也可以为延伸 加工的多孔薄膜(图中没有表示例如Japan Gore-Tex公司制'商品名 "GORE SELECT (II)")。作为构成上述的内部加强膜15c的树脂，从化学稳定性和机械稳 定性的观点出发，优选为选自聚四氟乙烯、氟乙烯-丙烯共聚物、四氟 乙烯-全氟烷基乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚醚酰胺、聚醚酰亚胺、 聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、多硫化物、聚酰亚胺、以及 聚酰胺酰亚胺中的至少1种以上的合成树脂。而且，作为内部加强膜15c的构成，可以为通过在板状的高分子 电解质膜的内部含有纤维状的加强体粒子和球状的加强体粒子中的至 少一者，以加强高分子电解质膜的强度的构成。而且，作为加强体粒 子的构成材料，可以举出构成内部加强膜15c的树脂。高分子电解质膜-内部加强膜复合体15的制造方法没有特别的限 定，可以使用公知的薄膜制造技术来制造。PEFC的电池除了使用该高 分子电解质膜-内部加强膜复合体15以外，可以通过和上述电池同样的 方法来进行制造。(第3实施方式)本发明的第3实施方式所涉及的PEFC，基本构成和第1实施方式 所涉及的PEFC相同，但是，膜-膜加强部件组件和膜-膜催化剂层组件 的构成如以下所述而不同。首先，参照图20和图21，对膜-膜加强部件组件的构成进行说明。34图20为模式地表示本发明的第3实施方式所涉及的PEFC的膜-膜加强部件组件的从斜上方看到的立体图。而且，图21为模式地表示 图20所示的膜-膜加强部件组件20的从斜下方看到的立体图。而且， 在图20中，将膜-膜加强部件组件20的上下方向作为图中的上下方向 来表示。
如图20所示，高分子电解质膜l形成为大致四角形(在此为矩形)， 具有相互相对的第1主面F10和第2主面F20，弯曲为具有阶梯部12 的段状而形成。第1主面F10具有大致矩形的上位面Fll和一对大致 矩形的下位面F12。 一对下位面F12以遍及第1主面FIO的四边中相 互相对的一方的一组边的全长并沿该一组边延伸的方式构成，上位面 Fll以位于距下位面F12只有阶梯部12的阶差的下位面F12的上方的 方式构成。
而且，如图21所示，第2主面F20具有下位面F21和上位面F22， 第1主面F10的上位面Fll的背面构成第2主面F20的上位面F22， 第1主面F10的下位面F12的背面构成第2主面F20的下位面F21 。
这样，至于高分子电解质膜l，第1主面F10的下位面F12相对上 位面F11形成为凹状，而且，第2主面F20的上位面F22相对下位面 F21形成为凹状。
并且，在第1主面F10的一对下位面F12上，配置有呈膜状的大 致矩形的第1膜加强部件10a、 10a，而且，在第2主面F20的上位面 F22上，以沿第2主面F20的另一方的一组边延伸并且其两端和高分子 电解质膜1的阶梯部12接触的方式配置有呈膜状的大致矩形的第2膜 加强部件10b、 10b。这样，第l膜加强部件10a、 10a和第2膜加强部 件10b、 10b以作为整体沿高分子电解质膜1的四条边延伸、且包围高 分子电解质膜1的周缘部的方式配置。
高分子电解质膜1弯曲为第1主面FIO的上位面Fll与第1膜 加强部件10a、 10a的不与高分子电解质膜1接触的一侧的主面为一个 面，并且，第2主面F20的下位面F21与第2膜加强部件10b、 10b的 不与高分子电解质膜1接触的一侧的主面为一个面。而且，作为高分 子电解质膜1的阶梯部12的第1膜加强部件10a的宽度方向的端面和 第2膜加强部件10b的长度方向的端面之间的缝隙部分的尺寸构成为和高分子电解质膜1的厚度尺寸大致相同的尺寸。
在此， 一个面是指实质上位于相同的平面上。即，至少高分子电
解质膜1的上位面Fll和一对第1膜加强部件10a的主面可以为基本 相同的高度，也可以在高分子电解质膜1的上位面Fll和一对第1膜 加强部件10a的主面之间具有缝隙。而且，同样地，至少高分子电解 质膜1的下位面F21和一对第2膜加强部件10b的主面可以为基本相 同的高度，也可以在高分子电解质膜1的下位面F21和一对第2膜加 强部件lb的主面之间具有缝隙。
于是，在缔结燃料电池(电池堆)时，可以谋求在第1膜加强部 件10a的主面和高分子电解质膜1的主面FIO (正确地说，为主面FIO 的上位面Fll)上施加的压力的平均化，而且，可以谋求在第2膜加强 部件10b的主面和高分子电解质膜1的主面F20 (正确地说，为主面 F20的下位面F21)上施加的压力的平均化。
接着，参照图22到图24，对第3实施方式所涉及的膜-催化剂层 组件进行说明。
图22为模式地表示第3实施方式所涉及的膜-催化剂层组件的从斜 上方看到的立体图。图23为模式地表示图22所示的膜-催化剂层组件 的从斜下方看到的模式图。图24为图23所示的膜-催化剂层组件沿 XXIV-XXIV线的剖面图。在此，在图22中，将膜-催化剂层组件30 的上下方向作为图中的上下方向来表示。
如图22和图23所示，膜-催化剂层组件30具有膜-膜加强部件组 件20和催化剂层2 (阳极催化剂层2a和阴极催化剂层2b)。
如图22和图24所示，阳极催化剂层2a以埋入在高分子电解质膜 1上所形成的阶梯部12和第1膜加强部件10a之间可能的缝隙21的方 式，并以覆盖位于高分子电解质膜1的第1主面F10的未配置有第1 膜加强部件10a、 10a的区域的上位面Fll和第l膜加强部件10a、 10a 的主面的一部分的方式形成。
另一方面，如图23和图24所示，阴极催化剂层2b以埋入由第2 主面F20的上位面F22和下位面F21、 F21以及第2膜加强部件10b、 10b形成的凹部13 (参照图21)的方式，并以覆盖高分子电解质膜1 的第2主面F20的未配置有第2膜加强部件10b、 10b的区域的下位面F21和第2膜加强部件10b、 10b的主面的一部分的方式形成。
并且，如图22到图24所示，在此，阳极催化剂层2a和阴极催化 剂层2b形成为和高分子电解质膜1相似的矩形，从高分子电解质膜1 的厚度方向看，以各自的周缘部遍及全周且和第1膜加强部件10a、 10a 及第2膜加强部件10b、 10b重合的方式配置。而且，以阳极催化剂层 2a的厚度尺寸(第1主面F10的上位面Fll和阳极催化剂层2a的主面 之间的高低差)tl以和高分子电解质膜l的第2主面F20的下位面F21 和阴极催化剂层2b的主面之间的高低差t2大致相同的方式构成。
接着，对比比较例2，对使第1实施方式所涉及的PEFC的MEA5 的高分子电解质膜1弯曲而形成的理由进行说明。 [比较例2]
图25为表示MEA5的高分子电解质膜1未弯曲状态(比较例2) 的模式图。
如图25所示，由于比较例2的MEA5为高分子电解质膜1未弯曲 的状态，因而，第1膜加强部件10a、 10a的主面和高分子电解质膜1 的第1主面F10不是同一个面，形成为没有阶差。因此，如果在MEA5 的阳极4a周围配置平板状的垫片11，则在高分子电解质膜1的第1主 面F10的未配置有第1膜加强部件10a、 10a的一侧的端部(边Cl、 Cl)上产生缝隙。而且，同样地，在高分子电解质膜l的第2主面F20 的边C2、 C2部分上产生缝隙。因此，在使用比较例2的MEA5构成 PEFC的情况下，由于反应气体从这些缝隙向PEFC的外部泄露，因而， 效率变得非常差。而且，如果作成形状像埋入这些缝隙部分的形状的 垫片11来构成PEFC，则可以防止反应气体的泄露，但是，垫片ll的 成品率变差，带来了高成本。
因此，如第3实施方式所涉及的PEFC那样，如果使MEA5的高 分子电解质膜1弯曲，则可以防止反应气体向PEFC的外部的泄露， 并且，可以以低成本制造PEFC。
接着，对第3实施方式所涉及的PEFC的电池的制造方法进行说明。
图26为概略地表示用于制造图22到图24所示的第3实施方式所 涉及的PEFC的膜-催化剂层组件30的一系列工序(处理区域)以及制造线的一部分的模式图。
如图26所示，第3实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA基本 上用和第1实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA5相同的制造方法 制造，但是，替代热处理工序P2和热压接工序P3而进行第2工序P12 和第3工序P13，在高分子电解质膜薄片41的两面接合膜加强部件。 而且，如果涂布工序P4结束，则通过辊子82折返，以膜-催化剂层薄 片50的背面朝上的方式反转，在膜-催化剂层薄片50的背面形成催化 剂层2 (第5工序P15)，在第6工序P16中，裁断为规定的大小，得 到图22到图24所示的膜-催化剂层组件30。而且，第5工序P15进行 和涂布工序P4同样的处理，而且，第6工序P16进行和裁断工序P5 同样的处理，因而，省略其详细的说明。
图27为用于说明图26所示的膜-催化剂层组件30的制造工序的第 2工序P2的模式图，为从图26中的箭头XXVII的方向看到的图。
首先，对第2工序P2区域的构成进行说明。
如图27所示，在第2工序P2区域，以在基材带75上层叠有第2 膜加强部件带70而成的基材-膜加强部件层叠体76巻绕后形成的基材-膜加强部件轧辊77、 77成为一对的方式进行配置，而且，配置有图中 没有表示的2个刀具。基材-膜加强部件轧辊77以从基材-膜加强部件 轧辊77拉出的基材-膜加强部件层叠体76的前进方向D2和膜-膜加强 部件层叠体42的前进方向Dl大致垂直的方式进行配置，以一对基材-膜加强部件轧辊77、 77的沿Dl方向的间隔和切断后的高分子电解质 膜1的大小一致的方式，按照规定的间隔进行配置。
接着，对第2工序P2的处理进行说明。
首先，如果在第1工序Pl中形成的膜-膜加强部件层叠体42进入 到第2工序P2区域时，则暂时停止。然后，沿前进方向D2分别从一 对基材-膜加强部件轧辊77、 77拉出基材-膜加强部件层叠体76、 76， 并暂时停止。接着，通过图中没有表示的2个刀具，从基材-膜加强部 件层叠体76的第2膜加强部件带70的端部开始取规定的长度(和第2 膜加强部件10b相当的长度)，只切断基材-膜加强部件层叠体76、 76 中的第2膜加强部件带70、 70。此时，2个刀具的切入的深度调整为 和第2膜加强部件带70的厚度尺寸相同，并构成为不切断基材-膜加强
38部件层叠体76的基材带75。而且，基材带75具有不被2个刀具切断 的充分的机械强度(硬度、柔软性)。而且，在此，通过2个刀具分别 切断第2膜加强部件带70、 70，但是，也可以为通过l个刀具进行切 断的构成。
接着，进一步拉出基材-膜加强部件层叠体76、 76，直到第2膜加 强部件带70、70的主面和膜-膜加强部件层叠体42的背面相接而停止。 此时，从膜-膜加强部件层叠体42的厚度方向看，第2膜加强部件带 70的端部配置在从在膜-膜加强部件层叠体42的表面上配置的第1膜 加强部件带61b的内面(从膜-膜加强部件层叠体42的厚度方向看，和 第2膜加强部件带70的端部相对的面)开始离开有比第2膜加强部件 带70的厚度尺寸长一些的尺寸的位置上。然后，通过图中没有表示的 按压机构对基材-膜加强部件层叠体76、 76进行加热处理，以不引起膜 -膜加强部件层叠体42的位置偏离的方式进行加压处理。于是，膜-膜 加强部件层叠体42的高分子电解质膜薄片41和基材-膜加强部件层叠 体76、 76的第2膜加强部件带70、 70熔接，从而使该层叠体固定。
接着，通过适当的机构，从基材-膜加强部件层叠体76剥离基材带 75，在膜-膜加强部件层叠体42上只固定有第2膜加强部件带70 (成 为第2膜加强部件10b的部分)，形成带状的膜-膜加强部件组件薄片 46。这样形成的膜-膜加强部件组件薄片46沿前进方向Dl移动。于是， 在膜-膜加强部件组件薄片46上,沿其长度方向以规定的间距形成有第 2膜加强部件10b、 10b。然后，将该膜-膜加强部件组件薄片46巻绕形 成膜-膜加强部件组件轧辊62。
而且，在通过图中没有表示的按压机构进行加热处理之前，可以 在第2膜加强部件带70、 70的背面(成为接触面的部分)上进行涂布 粘结剂的前处理。在此情况下，可以如上述那样从通过按压机构加热 第2膜加强部件带70开始，进行加压处理，而且，也可以不进行加热， 只进行加压处理。而且，作为粘结剂，优选使电池性能不降低的粘结 剂，例如，可以使用在分散介质或者溶剂中含有和高分子电解质膜薄 片41同种或者不同种类(但是，具有可以和高分子电解质膜薄片41 充分地一体化的亲和性)的高分子电解质材料(例如，在前面作为高 分子电解质膜1的构成材料而例示的物质)的液体。
39而且，可以如图28所示那样形成膜-膜加强部件组件薄片46。 图28为表示形成膜-膜加强部件组件薄片46的其它的制造方法的 模式图。
首先，在基材带75上按照规定的间隔层叠第2膜加强部件10b, 准备将该基材-膜加强部件层叠体76a巻绕的基材-膜加强部件轧辊 77a。然后，如上所述，配置一对基材-膜加强部件轧辊77a、 77a，以 第2膜加强部件10b、 10b的端部配置在规定的位置上的方式，拉出基 材-膜加强部件层叠体76a、 76a，并暂时停止。接着，通过按压机构， 使第2膜加强部件10b、 10b固定而形成膜-膜加强部件组件薄片46。 而且，第2膜加强部件10b的固定可以如上所述，进行涂布粘结剂的 前处理。
接着，对第3工序P3进行说明。
首先，通过辊子82的驱动，向前进方向Dl侧从在第2工序P2 中形成的膜-膜加强部件组件轧辊62拉出膜-膜加强部件组件薄片46。 接着，通过图中没有表示的按压机构，对膜-膜加强部件组件薄片46 进行加压处理，使高分子电解质膜薄片41弯曲，在高分子电解质膜薄 片41的表面上未配置有第1膜加强部件带61a、 61a的部分和第1膜 加强部件带61a、 61b的主面变为一个面，从而形成膜-膜加强部件组件 薄片46a。而且，在此，从膜-膜加强部件组件轧辊62拉出膜-膜加强部 件组件薄片46，以进行加压处理，但是，也可以不在第2工序P2中形 成膜-膜加强部件组件轧辊62,而是照着这样直接进行加压处理，从而 形成膜-膜加强部件组件薄片46a。
然后，这样形成的膜-膜加强部件组件薄片46a经过涂布工序P4、 第5工序P5、以及第6工序，得到图22到图24所示的膜-催化剂层组 件30。
在这样构成的第3实施方式所涉及的PEFC中，也可以达到和第1 实施方式所涉及的PEFC同样的作用效果。 (第4实施方式)
图29为表示本发明的第4实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA 的概略结构的模式图。
本发明的第4实施方式所涉及的PEFC和第3实施方式所涉及的PEFC的基本构成相同，但是，在以下的方面不同。
如图29所示，从高分子电解质膜1的厚度方向看，第2实施方式 所涉及的PEFC的电池的MEA5以一对第1膜加强部件10a、 10a和一 对第2膜加强部件10b、 10b相互不重合的方式配置为井字形排列状。 从防止高分子电解质膜1的破损的观点出发，优选，以减小该未重合 部分(高分子电解质膜1的四个角(隅)部分)的方式，配置第1和 第2膜加强部件10a、 10b。
而且，在高分子电解质膜1的四个角的部分，未配置有第1或者 第2膜加强部件10a、 10b，因而，高分子电解质膜1有可能破损。但 是，在高分子电解质膜1的其它部分，配置有第1或者第2膜加强部 件10a、 10b，由于这些膜加强部件10a、 10b使压力不直接地向高分子 电解质膜l施加，因而，可以充分防止高分子电解质膜l的破损。
而且，在高分子电解质膜1的第1主面FIO中，反应气体(在此 为燃料气体)有可能从第1主面FIO的上位面Fll和第1膜加强部件 10a的主面不为一个面的四个角的部分向外部泄露，但是，由于减小该 部分的面积，因而在通过垫片11缔结电池堆(PEFC)时，四角部分关 闭，从而可以充分地防止反应气体的泄露。
接着，对第4实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA5的制造方
法进行说明。
第4实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA5基本上用和第1实 施方式所涉及的PEFC的MEA5相同的制造方法制造，但是，如以下 所述，构成MEA5的膜-催化剂层组件30的接合工序P1不同。
图30为用于说明第4实施方式所涉及的PEFC的电池的膜-催化剂 层组件30的制造工序的接合工序Pl的模式图。
首先，在基材带74上按照规定的间隔层叠第1膜加强部件10a， 准备将该基材-膜加强部件层叠体76b巻绕而成的基材-膜加强部件轧 辊77b。然后，如图30所示，以一对第1膜加强部件10a、 10a配置在 高分子电解质膜薄片41的侧端部的方式，进行高分子电解质膜轧辊40 和一对基材-膜加强部件轧辊77b、 77b的定位。
接着，从高分子电解质膜轧辊40拉出高分子电解质膜薄片41，而 且，从基材-膜加强部件轧辊77b、77b拉出基材-膜加强部件层叠体76b、
4176b，将这些层叠体导入具有一对辊子80和辊子81的热压接机(图中 没有表示)内。在热压接机内，在高分子电解质膜薄片41和基材-膜加 强部件层叠体76b、 76b向前进方向Dl侧进入辊子80和辊子81之间 的过程中进行接合，从而使基材-膜加强部件层叠体76b、 76b (正确地 说，为第l膜加强部件10a、 10a)固定在高分子电解质膜薄片41上。 然后，通过适当的机构，从基材-膜加强部件层叠体76b、 76b剥离基材 带74、 74,形成带状的膜-膜加强部件层叠体42a。而且，第1膜加强 部件10a的固定可以如上所述进行涂布粘结剂的前处理。
于是，在制造MEA5时，第l和第2膜加强部件10a、 10b的定位 变得容易，而且，由于即使这些膜加强部件10a、 10b引起一些位置的 偏离，也可以使高分子电解质膜1弯曲，因而，可以谋求PEFC的进 一步的低成本化。
(第5实施方式)
图31为模式地表示本发明的第5实施方式所涉及的PEFC的电池 的MEA的概略结构的立体图。
本发明的第5实施方式所涉及的PEFC和第1实施方式所涉及的 PEFC的基本构成相同，但是，如以下所述构成。
首先，对第5实施方式所涉及的PEFC的电池的高分子电解质膜1 的构成进行说明。
图32为模式地表示图31所示的MEA的p分子电解质膜1的从斜 上方看到的立体图。而且，图33为模式地表示图31所示的MEA5的 高分子电解质膜l的从斜下方看到的立体图。l而且，在图32中，将高 分子电解质膜1的上下方向作为图中的上下方向来表示，在图33中， 表示图32的高分子电解质膜1的上下方向。
如图32所示，高分子电解质膜1形成为大致四角形(在此为矩形)， 具有相互相对的第1主面F10和第2主面F20,以具有阶梯部12、 13 的方式弯曲成段状而形成。第1主面F10具有大致矩形的上位面Fll、 4个大致矩形的中位面F12、和一对大致矩形的下位面F13。 一对下位 面F13以沿第1主面F10的四条边中相互相对的一方的一组边S1、 Sl 延伸的方式构成。而且，中位面F12以在下位面F13的两端部上形成 且位于距下位面F13只有阶梯部12的阶差的下位面F13的上方的方式构成。上位面Fll以在一对下位面F13之间形成且位于距中位面F12 只有阶梯部13的阶差的中位面F12的上方的方式构成。
而且，如图33所示，第2主面F20具有上位面F21、中位面F22、 和下位面F23。第1主面F10的上位面Fll的背面构成第2主面F20 的上位面F21，而且，第1主面F10的中位面F12的背面构成第2主 面F20的中位面F22，进而，第1主面FIO的下位面F13的背面构成 第2主面F20的下位面F23。
这样，高分子电解质膜l，在第1主面F10中，中位面F12和下位 面F13相对上位面F11形成为凹状，在第2主面中，中位面F22和上 位面F21相对下位面F23形成为凹状。而且，优选高分子电解质膜1 以可以如上述那样弯曲的方式具有伸张性。
接着，对膜-膜加强部件组件20进行说明。
图34为模式地表示图31所示的MEA5的第1膜加强部件10a的 从斜上方看到的立体图。图35为模式地表示图31所示的MEA5的膜-膜加强部件组件20的从斜上方看到的立体图。图36为模式地表示图 31所示的MEA5的膜-膜加强部件组件20的从斜下方看到的立体图。 而且，在图35中，将膜-膜加强部件组件20的上下方向作为图中的上 下方向来表示，在图36中，表示图35的膜-膜加强部件组件20的上下 方向。
首先，对第1膜加强部件10a和第2膜加强部件10b的形状进行 说明。而且，在本实施方式中，第l膜加强部件10a和第2膜加强部 件10b形成为相同的形状。
如图34所示，第1膜加强部件10a和第2膜加强部件10b形成为 带状，在其两端部，形成有切口部17、 17，该切口部17、 17以距一方 的主面F30以规定的深度，从各端开始遍及规定长度而切割该端部。 然后，两端部中除切口部17以外的剩余部构成嵌合部18。
然后，如图35所示，第l膜加强部件10a和第2膜加强部件10b 以形成有切口部17、 17的主面F30和高分子电解质膜1的主面FIO、 F20相接的方式配置在高分子电解质膜1上。具体来说，在高分子电解 质膜1的第1主面F10的一对下位面F13和形成在该下位面F13的两 端的中位面F12上，以遍及一方的一组边S1、 Sl的全长并延伸的方式配置有呈膜状的第1膜加强部件10a、 10a。在此情况下，第1膜加强 部件10a以其一对嵌合部18分别和高分子电解质膜1的一对中位面 F12及下位面F13相接的方式配置。
而且，如图36所示，在高分子电解质膜l的第2主面F20的上位 面F21和中位面F22上，以遍及第2主面F20的另一方的一组边S2、 S2的全长并延伸的方式配置有呈膜状的第2膜加强部件10b、 10b。在 此情况下，第2膜加强部件10b以其一对嵌合部18分别和高分子电解 质膜1的一对中位面F22及上位面F21相接的方式配置。
这样，第1膜加强部件10a、 10a和第2膜加强部件10b、 10b作 为整体沿高分子电解质膜1的四条边延伸，在高分子电解质膜1的周 缘部遍及全周地配置，在第1膜加强部件10a、 10a和第2膜加强部件 10b、 10b上形成的嵌合部18以在高分子电解质膜1的四个角夹持高分 子电解质膜1的方式相嵌合(以高分子电解质膜1介入相互之间而相 互嵌合的方式)地组合而配置。在此，在本发明中，"相嵌合地组合" 是指使2个膜加强部件的嵌合部以通过两者来夹持高分子电解质膜的 方式重合。结果，2个膜加强部件的嵌合部成为在高分子电解质相互地 介入对方的嵌合部的状态下进行嵌合的状态。
在此情况下，正确地说，作为与至少在高分子电解质膜1的第1 主面F10的除了一对第2膜加强部件10b、 10b的主面F30的嵌合部18 以外的部分相重合的部分的上位面Fll，和一对第1膜加强部件10a的 与高分子电解质膜1不接触的一方的主面F40为一个面。而且，同样 的，作为与至少在高分子电解质膜1的第2主面F20的除了一对第1 膜加强部件10a、 10a的主面F30的嵌合部18以外的部分相重合的部 分的下位面F23，和一对第2膜加强部件10b的与高分子电解质膜1 不接触的一方的主面F40为一个面。
在此， 一个面是指实质上位于相同平面上。即，只要至少高分子 电解质膜1的上位面Fll和一对第1膜加强部件10a的主面F40为基 本相同的高度即可，也可以在高分子电解质膜1的上位面Fll和一对 第1膜加强部件10a的主面F40之间具有缝隙。而且，同样的，只要 至少高分子电解质膜1的下位面F23和一对第2膜加强部件10b的主 面F40为基本相同的高度即可，也可以在高分子电解质膜1的下位面
44F23和一对第2膜加强部件10b的主面F40之间具有缝隙。
而且，第1膜加强部件10a和第2膜加强部件10b的厚度或者宽 度只要是在可以得到本发明的效果的范围内，没有特别的限定，但是， 从更加可靠的得到本发明的效果的观点出发，优选第1和第2膜加强 部件10a、 10b的厚度或者宽度相等。而且，从同样的观点出发，优选 第1膜加强部件10a和第2膜加强部件10b的嵌合部17的高度尺寸和 高分子电解质膜1的厚度尺寸大致相同，优选嵌合部17的长度方向的 长度比第1膜加强部件10a或者第2膜加强部件10b的宽度长，更优 选，从比该宽度长进而比高分子电解质膜l的厚的长度长一些。 接着，对膜-催化剂层组件30进行说明。
图37为模式地表示图31所示的MEA5的膜-催化剂层组件30的 从斜上方看到的立体图。图38为模式地表示图31所示的MEA5的膜-催化剂层组件30的从斜下方看到的模式图。图39为图37所示的膜-催化剂层组件30沿XXXIX-XXXIX线的剖面图。而且，在图37和图 39中，将膜-催化剂层组件30的上下方向作为图中的上下方向来表示， 在图38中，表示图37的膜-催化剂层组件30的上下方向。
如图37到39所示，膜-催化剂层组件30具有膜-膜加强部件组件 20和催化剂层2 (阳极催化剂层2a和阴极催化剂层2b)。
如图37和图39所示，阳极催化剂层2a形成为埋入由高分子电 解质膜1的第1主面F10的中位面F12和上位面Fll 、 Fll及第1膜加 强部件10a、 10a形成的凹部91 (参照图35)、以及在高分子电解质膜 1上所形成的阶梯部12和第1膜加强部件10a之间可能的缝隙19，并 覆盖位于高分子电解质膜1的第1主面F10的未配置有第1膜加强部 件10a、 10a的区域的上位面Fll、 Fll的一部分以及第1膜加强部件 10a、 10a的主面的一部分。
另一方面，如图38和图39所示，阴极催化剂层2b形成为埋入 由高分子电解质膜l的第2主面F20的中位面F22和下位面F23、 F23 及第2膜加强部件10b、 10b形成的凹部90 (参照图36)，并覆盖位于 高分子电解质膜1的第2主面F20的未配置有第2膜加强部件10b、 10b 的区域的下位面F23、 F23的一部分以及第2膜加强部件10b、 10b的 主面的一部分。然后，如图37到图39所示，在此，阳极催化剂层2a和阴极催化 剂层2b形成为和高分子电解质膜1相似的矩形，从高分子电解质膜1 的厚度方向看，以各自的周缘部遍及全周并和第1膜加强部件10a、 10a 及第2膜加强部件10b、 10b重合的方式配置。而且，如图39所示， 在此，阳极催化剂层2a的厚度(高分子电解质膜1的第1主面FIO的 中位面F12和阳极催化剂层2a的主面之间的高低差)tl构成为和阴极 催化剂层2b的厚度(高分子电解质膜1的第2主面F20的中位面F22 和阴极催化剂层2b的主面之间的高低差)t2大致相同。
而且，如图39所示，在此，阳极催化剂层2a的厚度以阳极催化 剂层2a的主面和中位面F12的中间与阳极催化剂层2a的主面和第1 膜加强部件10a的主面的中间不同的方式形成，但是，不局限于此， 阳极催化剂层2a的厚度也可以以作为整体相同的方式(在图39中， 以阳极催化剂层2a的主面和中位面F12的中间与阳极催化剂层2a的 主面和第1膜加强部件10a的主面的中间相同的方式)形成。而且， 同样的，阴极催化剂层2b的厚度也以阴极催化剂层2b的主面和中位 面F22的中间与阴极催化剂层2b的主面和下位面F23的中间不同的方 式形成，但是，不局限于此，阴极催化剂层2b的厚度也可以以作为整 体相同的方式(在图39中，以阴极催化剂层2b的主面和中位面F22 的中间与阴极催化剂层2b的主面和下位面F23的中间相同的方式)形 成。在此情况下，阳极催化剂层2a和阴极催化剂层2b的主面为中央 部相对周缘部下凹的形状，但是，该中央部的凹陷可以用后述的气体 扩散层3来掩埋。
而且，在图39中，构成为阳极催化剂层2a的厚度tl和阴极催化 剂层2b的厚度t2大致相同，但是，阳极催化剂层2a的厚度tl和阴极 催化剂层2b的厚度t2也可以不同。
于是，在阳极催化剂层2a的主面的四条边中，相互相对的一方的 一组边S3、 S3和第1膜加强部件10a、 10a相接，而不直接地和高分 子电解质膜1的主面F10相接，因而，高分子电解质膜l不破损(参 照图37)。同样的，在阴极催化剂层2b的主面的四条边中，相互相对 的另一方的一组边S4、 S4和第2膜加强部件10b、 10b相接，而不直 接地和高分子电解质膜1的主面F20相接，因而，高分子电解质膜1不破损(参照图38)。
另一方面，阳极催化剂层2a的主面的相互相对的另一方的边S4、 S4和高分子电解质膜1的主面F10 (正确地说，为上位面Fll)直接 地相接，因而，存在高分子电解质膜1在该部分破损的情况。但是， 即使在此情况下，由于在高分子电解质膜1的主面F20侧，在该部分 配置有第2膜加强部件10b、 10b，因而，反应气体也没有交叉泄露。 而且，同样的，阴极催化剂层2b的主面的相互相对的一方的边S3、 S3 和高分子电解质膜l的主面F20 (正确地说，为下位面F23)直接地相 接，因而，存在高分子电解质膜1在该部分破损的情况。但是，即使 在此情况下，由于在高分子电解质膜1的主面F10侧，在该部分配置 有第l膜加强部件10a、 10a，因而，反应气体也没有交叉泄露。
接着，对第5实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA5的制造方 法进行说明。
第5实施方式所涉及的PEFC的电池的MEA5基本上使用和第3 实施方式所涉及的PEFC的MEA5相同的制造方法进行制造，但是， 接合工序Pl和第2工序P12如以下所述而不同。
图40为用于说明第5实施方式所涉及的PEFC的电池的膜-催化剂 层组件30的制造工序的接合工序P1的模式图。
如图40所示，在第5实施方式的接合工序Pl中，替代膜加强部 件轧辊60而使用膜加强部件轧辊69。
在此，对膜加强部件轧辊69的制造方法进行说明。
图41为表示用于制造膜加强部件轧辊69的处理区域以及制造线 的概略的模式图。而且，在图41中，省略一部分。
首先，对处理区域的构成进行说明。
如图41所示，在处理区域上，配置有在基材带63a上层叠有膜加 强部件带64a而成的基材-膜加强部件层叠体65a巻绕后形成的基材-膜加强部件轧辊66a和在基材带63b上层叠有膜加强部件带64b而成 的基材-膜加强部件层叠体65b巻绕后形成的基材-膜加强部件轧辊 66b，而且，配置有图中没有表示的刀具和按压机构。
具体来说，基材-膜加强部件轧辊66a和基材-膜加强部件轧辊66b 以从基材-膜加强部件轧辊66a拉出的基材-膜加强部件层叠体65a的前进方向D2和从基材-膜加强部件轧辊66b拉出的基材-膜加强部件层叠 体65b的前进方向D3大致垂直的方式配置。而且，基材-膜加强部件 轧辊66a的宽度方向的长度构成为和第1膜加强部件10a的宽度方向 的长度相同，而且，基材-膜加强部件轧辊66b的宽度方向的长度构成 为和第1膜加强部件10a的主面F30的长度方向的长度t3(参照图39) 相同。
接着，对加强部件轧辊69的制造方法进行说明。
向前进方向D2侧从基材-膜加强部件轧辊66a拉出基材-膜加强部 件层叠体65a，向前进方向D3侧从基材-膜加强部件轧辊66b拉出基材 -膜加强部件层叠体65b，分别暂时停止。然后，通过图中没有表示的 刀具，从基材-膜加强部件层叠体65b的膜加强部件带64b的端部开始 取规定的长度(和第l膜加强部件10a的宽度相当的长度)，只切断基 材-膜加强部件层叠体65b中的膜加强部件带64b。此时，刀具的切入 的深度调整为和膜加强部件带64b的厚度尺寸相同，并构成为不切断 基材-膜加强部件层叠体65b的基材带63b。而且，基材带63b具有不 被刀具切断的充分的机械强度(硬度、柔软性)。
接着，向前进方向D3侧进一步拉出基材-膜加强部件层叠体65b， 暂时停止。然后，通过图中没有表示的按压机构，使基材-膜加强部件 层叠体65a的膜加强部件带64a和基材-膜加强部件层叠体65b的膜加 强部件带64b固定。
接着，通过适当的机构，从基材-膜加强部件层叠体65b剥离基材 带63b，在基材-膜加强部件层叠体65a的膜加强部件带64a的主面上 只固定有膜加强部件带64b，从而形成膜加强部件组件67。这样形成 的膜加强部件组件67和基材带63a (将它们称为基材-膜加强部件组件 带68) —起沿前进方向D2移动。于是，在基材-膜加强部件组件带68 上，沿其长度方向以规定的间距形成有膜加强部件带64b。然后，将该 基材-膜加强部件组件带68巻绕，从而形成膜加强部件轧辊69。
而且，在通过图中没有表示的按压机构进行加压处理之前的膜加 强部件带64b的表面(作为接触面的部分)上，可以进行涂布粘结剂 的前处理。在此情况下，可以如上述那样通过按压机构进行膜加强部 件带64b的加压处理，而且，也可以从进行膜加强部件带64b的加热处理开始，进行加压处理。而且，作为粘结剂，优选使电池性能不降 低的粘结剂，例如，可以使用在分散介质或者溶剂中含有和高分子电
解质膜薄片41同种或者不同种类(但是，具有可以和高分子电解质膜 薄片41充分地一体化的亲和性)的高分子电解质材料(例如，在前面 作为高分子电解质膜1的构成材料而例示的物质)的液体。 接着，对接合工序P1的构成进行说明。
如图40所示，在第1工序Pl区域内，配置有高分子电解质膜轧 辊40、如上述那样制造的膜加强部件轧辊69、 69、以及图中没有表示 的刀具，以一对基材-膜加强部件组件带68、 68配置在高分子电解质膜 薄片41的侧端部的方式进行高分子电解质膜轧辊40和一对膜加强部 件轧辊69、 69的定位。
接着，对接合工序P1的处理进行说明。
如图40所示，从高分子电解质膜轧辊40拉出高分子电解质膜薄 片41，而且，从膜加强部件轧辊69、 69拉出基材-膜加强部件组件带 68、 68。
接着，通过图中没有表示的刀具，从基材-膜加强部件组件带68 的膜加强部件组件67的端部开始取规定的长度(在此为和第1膜加强 部件10a相当的长度)，切断膜加强部件组件67。此时，刀具的切入的 深度调整为和膜加强部件组件67的厚度尺寸相同，构成为不切断基材 -膜加强部件组件带68的基材带63a。
接着，将这些基材-膜加强部件组件带68、 68导入具有一对辊子 80和辊子81的热压接机(图中没有表示)内。在热压接机内，在高分 子电解质膜薄片41和基材-膜加强部件组件带68、 68向前进方向Dl 侧进入预热的辊子80和辊子81之间的过程中进行接合。
接着，通过适当的机构，从基材-膜加强部件组件带68剥离基材带 63a，在高分子电解质膜薄片41上只固定有膜加强部件组件67 (第1 膜加强部件10a)，形成膜-膜加强部件层叠体42。这样形成的膜-膜加 强部件层叠体42沿前进方向D1移动。于是，在膜-膜加强部件层叠体 42上，沿其长度方向以规定的间距形成有第l膜加强部件10a、 10a。 然后，形成的膜-膜加强部件层叠体42进入第2工序P12区域。
而且，在和高分子电解质膜薄片41接触之前的基材-膜加强部件组
49件带68、 68的表面(作为接触面的部分)上，可以进行涂布粘结剂的 前处理。在此情况下，可以如上述那样预热辊子80、 81并进行加压处 理，也可以不进行预热，只进行加压处理。 接着，对第2工序P12进行说明。
图42为用于说明第5实施方式所涉及的PEFC的电池的膜-催化剂 层组件30的制造工序的第2工序P12的模式图。
如图42所示，在第5实施方式的第2工序P12中，在替代在第3 实施方式的第2工序P2中所使用的基材-膜加强部件轧辊77而使用膜 加强部件轧辊69的方面不同，对于其它的构成和处理，由于和第3实 施方式相同，因而，省略其详细的说明。
在这样构成的第5实施方式所涉及的PEFC中，达到和第1实施 方式所涉及的PEFC同样的作用效果。
以上，对本发明的实施方式进行了详细的说明，但是，本发明不 局限于上述的实施方式。
例如，对于上述的本发明的实施方式，对第1膜加强部件或者第2 膜加强部件的外侧的周缘部(边)和高分子电解质膜的周缘部(边) 一致的形状(在从高分子电解质膜的主面的大致法线方向看的情况下， 第1膜加强部件或者第2膜加强部件的外侧的边和高分子电解质膜的 边重合，高分子电解质膜的边突出而不能看见的状态的形状)进行了 说明，但是，本发明不局限于此，在得到本发明的效果的范围内，可 以具有第i膜加强部件或者第2膜加强部件的边比高分子电解质膜的 边整体地或者部分地突出的结构，也可以具有高分子电解质膜的边比 第1膜加强部件或者第2膜加强部件的边整体地或者部分地突出的结 构。
而且，高分子电解质膜l可以为大致四角形，例如，4个内角可以 不为90度，而且，4条边可以多少地弯曲，或者，4个角可以为倒角。
根据上述说明，对于本领域的技术人员而言，本发明的更多的改 良或者其它的实施方式是显然的。因此，上述说明应该只是作为例示 来解释，是以为了向本领域的技术人员教导实施本发明的最佳实施方 式的目的而提供的。可以不脱离本发明的精神而对其构造和/或者功能 的细节作实质性的变更。
50产业上利用的可能性
本发明的膜-膜加强部件组件、膜-催化剂层组件以及膜-电极组件 作为能够大量生产的高分子电解质型燃料电池的部件是有用的。
本发明的高分子电解质型燃料电池可期待作为汽车等移动体、分
散型(现场(onside)型)发电系统(家用热电联产系统)等主电源或 者辅助电源而被适当利用。
权利要求
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，所述第1膜加强部件的嵌合部和所述第2膜加强部件的嵌合部以 夹持所述高分子电解质膜的四个角的部分的方式相嵌合地组合。
9. 根据权利要求8所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 在所述高分子电解质膜弯曲为段状的那样的状态下，所述一对第1膜加强部件的嵌合部和所述一对第2膜加强部件的嵌合部相嵌合地组 合成所述一对第1膜加强部件的与所述高分子电解质膜不接触的一 方的主面和至少在所述高分子电解质膜的所述一方的主面的除了所述 一对第2膜加强部件的嵌合部以外的部分上重合的部分实质上位于相 同的平面上。
10. 根据权利要求8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一方的一组边的全长并沿该一组边延伸的方式配置，所述一对第2膜加强部件以遍及所述另一方的一组边的全长并沿 该一组边延伸的方式配置。
11. 根据权利要求8所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 在所述高分子电解质膜弯曲为段状的那样的状态下，所述一对第1膜加强部件的嵌合部和所述一对第2膜加强部件的嵌合部相嵌合地组 合成所述一对第2膜加强部件的与所述高分子电解质膜不接触的一 方的主面和至少在所述高分子电解质膜的所述另一方的主面的除了所 述一对第1膜加强部件的嵌合部以外的部分上重合的部分实质上位于 相同的平面上。
12. 根据权利要求l ll所述的膜-膜加强部件组件，其特征在于， 所述高分子电解质膜具有内部加强膜，该内部加强膜在其内部具有作为离子传导通路的贯通孔。
13. —种膜-催化剂层组件，其特征在于，具备， 如权利要求1所述膜-膜加强部件组件；以覆盖所述高分子电解质膜的一方的主面的方式配置的第1催化 剂层；和，以覆盖所述高分子电解质膜的另一方的主面的方式配置的第2催 化剂层，所述第1催化剂层以覆盖所述一对第1膜加强部件的露出的主面 的一部分和所述高分子电解质膜的一方的主面的位于该一对第1膜加 强部件之间的部分的方式配置，所述第2催化剂层以覆盖所述一对第2膜加强部件的露出的主面 的一部分和所述高分子电解质膜的另一方的主面的位于该一对第2膜 加强部件之间的部分的方式配置。
14. 根据权利要求9所述的膜-催化剂层组件，其特征在于， 所述第1催化剂层和第2催化剂层，以从所述高分子电解质膜的厚度方向看，各自的周缘部遍及全周且和所述第1膜加强部件及第2 膜加强部件重合的方式配置。
15. —种膜-电极组件，其特征在于，具备， 如权利要求9所述膜-催化剂层组件；以覆盖所述膜-催化剂层组件的所述第1催化剂层的方式配置的第 l气体扩散层；和，以覆盖所述膜-催化剂层组件的所述第2催化剂层的方式配置的第 2气体扩散层。
16. —种高分子电解质型燃料电池，其特征在于，具备根据权利 要求15所述膜-电极组件。
全文摘要
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。
文档编号H01M8/10GK101507030SQ20078003158
公开日2009年8月12日 申请日期2007年11月6日 优先权日2006年11月7日
发明者冈西岳太, 新谷晴彦, 武部安男, 牟田葵, 辻庸一郎, 野木淳志 申请人:松下电器产业株式会社