膜电极接合体及膜电极接合体的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及膜电极接合体及膜电极接合体的制造方法。
【背景技术】
[0002]构成燃料电池的单电池通过将隔板及膜电极接合体(MEA:membrane electrodeassembly)交替层叠而形成。膜电极接合体具有高分子电解质膜、催化剂层及气体扩散层。但是，由于强度较弱，因此，在周围设置加强用的树脂框，但由于成形树脂框时的树脂压，树脂可能侵入到催化剂层和气体扩散层的边界面而产生成形不良。因此，通过将气体扩散层及催化剂层的周缘部截面设为锥形状，缓和树脂压而抑制树脂的侵入(例如，参照专利文献 I。)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:(日本)特开2009 - 181951号公报
[0006]发明所要解决的课题
[0007]但是，气体扩散层及催化剂层的厚度为数十ym，因此，相对于厚度方向的锥形状加工困难，难于可靠地抑制树脂侵入催化剂层和气体扩散层的边界面而产生成形不良的情况。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决伴随上述现有技术的课题而创立的，其目的在于，提供一种可抑制与膜电极接合体的外周缘一体化的树脂框成形时的成形不良的膜电极接合体及膜电极接合体的制造方法。
[0009]用于实现上述目的的本发明的一方式的膜电极接合体具有:高分子电解质膜；催化剂层，其配置于所述高分子电解质膜的表面；气体扩散层，其配置于所述催化剂层的与配置有所述高分子电解质膜的面相反侧的面，所述气体扩散层具有以不呈现锐角的方式而被倒角的角部。
[0010]用于实现所述目的的本发明的另一方式的膜电极接合体的制造方法具有:在高分子电解质膜的表面层叠催化剂层的工序；在所述催化剂层的与配置有所述高分子电解质膜的面相反侧的面层叠气体扩散层的工序；倒角工序，在倒角工序中，所述气体扩散层的角部以不呈现锐角的方式被倒角。
[0011]根据本发明，将在高分子电解质膜配置层叠有催化剂层及气体扩散层的层叠体即膜电极接合体配置于成形模的模腔，向膜电极接合体的外周缘注入熔融状态的成形树脂，在成形与膜电极接合体的外周缘一体化的树脂框时，膜电极接合体中的被倒角的角部缓和因成形树脂的注入或成形树脂的流动引起的树脂压力。因此，可以防止膜电极接合体的角部的变形例如因气体扩散层的翘曲变形引起的成形树脂的侵入。即，能提供可抑制与膜电极接合体的外周缘一体化的树脂框成形时的成形不良的膜电极接合体及膜电极接合体的制造方法。
[0012]本发明的再其它的目的、特征及特质通过参照以后的说明及附图所示例的优选的实施方式将变得明朗。
【附图说明】
[0013]图1是用于说明本发明实施方式的燃料电池的分解立体图；
[0014]图2是用于说明图1所示的燃料电池的电池结构的剖面图；
[0015]图3是用于说明图2所示的与膜电极接合体的外周缘一体化的树脂框的形状的剖面图；
[0016]图4是用于说明图3所示的膜电极接合体的形状的平面图；
[0017]图5是用于说明图4所示的倒角时产生的树脂压的概念图；
[0018]图6是用于说明未被倒角的比较例中的树脂压的概念图；
[0019]图7是用于说明本发明实施方式的燃料电池的制造方法中的适用于树脂框成形的成形装置的剖面图；
[0020]图8是用于说明本发明实施方式的燃料电池的制造方法的树脂框成形工序中的合模的剖面图；
[0021]图9是用于说明本发明实施方式的燃料电池的制造方法的树脂框成形工序中的树脂注入的剖面图；
[0022]图10是用于说明比较例的树脂注入的剖面图；
[0023]图11是用于说明本发明实施方式的变形例I的平面图；
[0024]图12是用于说明本发明实施方式的变形例2的平面图；
[0025]图13是用于说明本发明实施方式的变形例3的剖面图；
[0026]图14是用于说明本发明实施方式的变形例4的剖面图；
[0027]图15是用于说明本发明实施方式的变形例5的平面图；
[0028]图16是用于说明本发明实施方式的变形例6的平面图；
[0029]图17是用于说明本发明实施方式的变形例7的平面图。
[0030]符号说明
[0031]10燃料电池
[0032]20堆积部
[0033]22 单电池
[0034]30，30A?30G，130膜电极接合体
[0035]3IA ?3ID 角部
[0036]32高分子电解质膜
[0037]33A ?33D 角部
[0038]34、36催化剂层
[0039]40、45，46气体扩散层
[0040]42，47气体流路空间
[0041]50、55 隔板
[0042]52，57 肋
[0043]60树脂框
[0044]70联接板
[0045]75加强板
[0046]80集电板
[0047]85垫片
[0048]90端板
[0049]95螺栓
[0050]100成形装置
[0051]110固定模
[0052]112中央模腔面
[0053]114外周模腔面
[0054]116树脂注入口
[0055]120移动模
[0056]122中央模腔面
[0057]124外周模腔面
[0058]128注塑单元
[0059]D成形不良
[0060]S空间(模腔)
【具体实施方式】
[0061]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0062]图1是用于说明本发明实施方式的燃料电池的分解立体图。
[0063]本发明实施方式的燃料电池10由例如以氢为燃料的固体高分子形燃料电池构成，可用作电源。固体高分子形燃料电池(PEFC)优选可以小型化、高密度化及高输出化，且作为限定搭载空间的车辆等移动体的驱动用电源，特别优选用于系统的启动及停止或频繁地产生输出变动的汽车用途。在该情况下，例如，可以搭载于汽车(燃料电池车)的车体中央部的座位下、后部行李箱的下部、车辆前方的发动机室。从较大地取得车内空间及行李箱的观点来看，优选为座位下的搭载。
[0064]如图1所示，燃料电池10具有:堆积部20、联接板70、加强板75、集电板80、垫片85、端板90及螺栓95。堆积部20由单电池22的层叠体构成。
[0065]联接板70配置于堆积部20的底面及上面，加强板75配置于堆积部20的两侧。即，联接板70及加强板75构成包围堆积部20的周围的外壳。
[0066]集电板80由致密质碳或铜板等气体不透过的导电性部件形成，设有用于输出在堆积部20中产生的电动势的输出端子，且配置于单电池22的层叠方向的两端即堆积部20的正面及背面。
[0067]垫片85配置于在堆积部20的背面配置的集电板80的外侧。
[0068]端板90由具备刚性的材料、例如钢等金属材料形成，配置于在堆积部20的正面配置的集电板80的外侧和垫片85的外侧。端板90为了使由氢构成的燃