PEFC型燃料电池的膜-电极组件的制造方法与流程

文档序号:18706413发布日期:2019-09-17 23:46阅读:425来源:国知局
PEFC型燃料电池的膜-电极组件的制造方法与流程

本发明涉及pefc(polymerelectrolytemembranefuelcell:聚合物电解质膜燃料电池)型燃料电池的膜-电极组件的制造方法、及通过该方法制造出的燃料电池。

更详细而言,涉及向将电极墨(electrodeink)直接涂布于电解质膜的ccm(catalystcoatedmembrane:催化剂涂膜)式电解质膜的电极形成方法。本发明的涂布没有特别限定,包括滚涂、缝模(缝式喷嘴)涂布、丝网印刷(screenprinting)、帘式涂布、分配(dispense)、喷墨、包括喷射(spray)的雾化(包括纤维化)施与、静电雾化(包括纤维化)施与等将颗粒或纤维涂布于被涂物的施工方法,也包括微帘(micro-curtain)施与。

微帘是指在用广角图案的无气喷射嘴(英文:airlessspraynozzle)等以0.3mpa左右的比较低压喷射液体等时,使用成为雾之前的液膜的部分并使被涂物和喷射嘴相对移动而进行涂布的方法,在涂面不会产生过喷(英文:overspray)颗粒。在过度通过被涂物而距离远离时变化为雾状。

另外,雾化(纤维化)施与是指如下方法:除了由喷射实现的颗粒化以外,将含有固体微粒的液体等利用超声波一边进行分散一边进行雾化,或利用静电纺丝等的旋转、回转体的离心力进行颗粒化或纤维化来进行涂布。也包括将熔喷方式等应用于液体而制造出颗粒、纤维的方法,是指由于在所述超声波雾化、离心雾化中雾化了的颗粒的方向性不稳定,因此借助压缩空气的力(airassist:空气辅助)将它们附着或涂布于对象物的施工方法。在本发明中,将它们进行统称而以下作为喷射进行说明。



背景技术:

以往,将电解质溶液、由担载于碳颗粒或碳纤维的铂构成的微粉的催化剂等与溶剂混合并作为电极墨涂布于gdl(gasdiffusionlayer:气体扩散层)并压接于电解质膜,或涂布于ptfe等脱模(日文:離形)膜而转印于电解质膜。关于所述压接方法、转印方式,由于不介有液体,因此在电解质膜与电极之间产生电阻而降低了燃料电池的性能。为了解决该问题,提出了将ccm方式的电极催化剂墨直接涂布于电解质膜的方法。

专利文献1是由本发明人发明的ccm方法,是如下的方法:在将卷对卷(rolltoroll)用的电解质膜卷出并吸附于加热后的吸附鼓(辊)或吸附带的状态下使电极墨通过喷射等进行层叠涂布并使该电极墨干燥。由于在通过吸附鼓等的加热从而电解质膜被吸附加热了的状态下通过喷射等以薄膜层叠,因此在喷射颗粒涂覆于电解质膜并进行了流平(levelling)的瞬间,溶剂瞬时挥发。因此,对电解质不会造成损伤另外密合性提高,因此电极与电解质膜的界面电阻(日文:界面抵抗)能够降低至极限,因此能够形成为理想的ccm。另外,由于使宽度比电解质膜宽的透气性的纸或膜介于吸附鼓与电解质之间而吸引电解质膜,因此能够以不残留吸附鼓等多孔体的吸附痕的方式对电解质膜面整体均匀地吸引并涂布,因此是理想的,但在进行喷射的情况下喷射颗粒飞散,因此掩蔽件(mask)是必需的。

专利文献2也是由本发明人发明的方法,提出了如下的方法:在卷对卷(rolltoroll)用的电解质膜的两面贴合了电极形状的作为掩蔽件的膜而形成电极形状的凹部,一边将其卷出并用加热后的吸附辊或吸附带进行吸附一边层叠涂布电极墨并进行卷取。在该方式中,由于最初掩蔽件能够与两极对准,所以生产率高,是理想的。但是,由于是挖出电极部分的构造,因此产生了挖出的未使用部分的材料的浪费。另外,若例如电解质膜宽度为250mm且电极尺寸例如为210mm×210mm等的正方形且未涂敷部(周缘)宽成20mm以上,则没有问题,但若想要形成例如相同电极面积为60mm×735mm并在电解质膜的长度方向上长的长方形、且周缘窄成10mm左右的3个电极,则被挖出的掩蔽基材本身的操作(handling)不稳定且无法进行准确的掩蔽(masking)。

业界渴望一种能够准确地进行掩蔽、在要求特别是在水的排出和氧的取入上理想的三相构造的、特别是阴极能够形成微孔、中孔构造的、通过利用喷射、特别是脉冲喷射进行的湿膜中的ccm方式而能够自动地制造高性能的膜-电极组件的装置及方法。涂布方法并不限定于喷射,缝式喷嘴等也能够在本发明中使用。在使用缝式喷嘴的情况下,有时也可以不使用与长度方向交叉的掩蔽基材的一方或双方,但为了提高电极的尺寸精度是必需的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2004-351413

专利文献2:日本特开2005-63780



技术实现要素:

发明所要解决的课题

由于电解质膜是若薄成25微米以下进而15微米以下并拉伸,则存在伸长,且即使是空气中的水分也会简单地变形的极脆弱(delicate)的基材,因此直接涂布电极墨的电极形成极其困难,谋求了如下的方法:向加热吸附于加热吸附辊等的电解质膜用喷射法、特别是冲击脉冲方式将电极墨在电解质膜界面处使溶剂瞬时挥发的同时以薄膜层叠。并且,电极的周围需要用于与隔离件、密封垫等进行装配的所希望尺寸的未涂敷部(周缘)。

用于解决课题的技术方案

本发明是为了解决前述的课题而完成的,本发明的目的在于,提供一种高品质且具有耐久性的pefc型燃料电池用膜-电极组件(mea)的制造方法和使用该mea而得到的燃料电池。

更具体而言,向卷对卷(rolltoroll)的电解质膜直接以薄膜涂布电极墨,根据需要进行层叠,制造具有电极墨未涂敷部分的周缘的高性能的膜-电极组件,进而制造高性能的燃料电池。

本发明提供一种燃料电池的膜-电极组件的制造方法,将层叠于背片(backsheet)或支撑基材(日文:サポート基材)的长条的电解质膜用卷出装置连续地或间歇地卷出而使该电解质膜移动,向电解质膜涂布电极墨,在电解质膜形成电极并用卷取装置进行卷取,所述制造方法的特征在于,包括:在从所述卷出工序到涂布开始位置为止之间为了制作电解质膜的电极的缘或周缘,而在两侧将细长的第一掩蔽基材层叠于所述电解质膜的工序;一边对电解质膜进行加热吸附一边用涂布装置涂布电极墨的工序;使电极墨干燥的工序;以及在从涂布结束位置到卷取装置为止之间除去所述第一掩蔽基材的工序。

本发明提供一种燃料电池的膜-电极组件的制造方法,其特征在于,形成于所述电解质膜的电极在电解质膜的宽度方向上存在多个。

在本发明中提供一种燃料电池的膜-电极的制造方法,其特征在于,第二掩蔽基材与电解质膜的移动方向正交地介于电极图案涂布结束位置与电极图案涂布开始位置之间。

在本发明中提供一种燃料电池的膜-电极组件的制造方法,其特征在于,至少在第一掩蔽基材的层叠于电解质膜的一侧施与有粘合剂。

在本发明中提供一种燃料电池的膜-电极组件的制造方法,其特征在于,电解质膜上的至少第一掩蔽基材预先经由粘合剂与电解质膜层叠并被卷取。

在本发明中提供一种燃料电池的膜-电极组件的制造方法,其特征在于,第一掩蔽基材的粘合剂包括微粘合剂,被施与于不与电极墨的溶剂接触的位置,被呈多孔状或呈多个隔有间隔的条纹状地施与,所述粘合剂的施与面积为掩蔽基材面积的1/2以下。

在本发明中提供一种燃料电池的膜-电极组件的制造方法,其特征在于,与电解质膜的移动方向正交地配置的第二掩蔽基材能够与卷出装置及卷取装置一起移动,在电解质膜的移动方向的电极墨涂布结束时和涂布开始时,自动地移动到涂布结束位置和涂布开始位置而进行掩蔽。

本发明的最终目的在于,制造使用在以卷对卷(rolltoroll)移动的燃料电池用电解质膜的一侧形成了阳极且在阳极的相反侧形成了阴极的电极的膜-电极组件(mea)而成的燃料电池。因此,在本发明中,向层叠有背片的状态的电解质膜直接涂布第一电极墨,使该第一电极墨干燥而形成第一电极,向电极形成面层叠支撑基材等透气性片。另外,以与形成有电极的电解质膜层叠了的透气性片不发生偏移的方式在透气性片的两侧且与所述电解质膜上的电极不干涉的部位(周缘等缘部)层叠施与了能够剥离的粘接剂、粘合剂的透气性基材而形成复合片。在形成复合片的同时或之后,可以剥离背片。作为其一例,能够提供如下的燃料电池的膜-电极组件的制造方法,包括:向加热吸附辊或加热吸附带吸附所述复合片的透气性基材侧的工序;剥离所述背片的工序;一边经由所述透气性基材而加热吸引所述电解质膜一边在所述第一电极的相反面的电解质膜上涂布第二电极墨的工序;以及使所述第二电极墨干燥而形成第二电极的工序。而且,在本发明中,也能够向制造出的mea层叠gdl(气体扩散层),进而设置密封垫、隔离件来制作单元电池(cell),将单元电池组合数百组而能够制成燃料电池。

在本发明中,在形成所述电极时,能够向电解质膜自动地在长度方向上层叠掩蔽基材并在电解质的流动方向上形成电极的未涂布部(缘)。能够对掩蔽基材的与电解质膜接触的所述缘施与粘合剂。能够将特别是剥离后粘合剂的残渣难以残留那样的微粘合剂等这些粘合剂呈多孔状或呈为了减少粘接面积而隔有间隔的细的条纹状地涂敷。另外,以与长度方向的第一掩蔽基材正交的方式在第一掩蔽基材之上,将对必要的部位施与了粘合剂的第二掩蔽基材特别地粘合层叠在第一掩蔽基材上,作为带有电极形状掩蔽件的电解质膜进行涂布而在同一生产线上制作、或者另外制作,从其上方涂布电极墨并使该电极墨干燥,由此能够形成具有周缘的电极。掩蔽作业可以如前述那样在电极墨涂布的卷对卷(rolltoroll)生产线上进行,也可以预先通过别的工序进行。

在本发明中,由于能够使用加热吸附辊,因此在吸引并被涂布于电解质膜的电极墨润湿了电解质膜后,能够瞬时例如在3秒以内挥发溶剂量的99%以上,因此能够提高膜与电极的密合性,降低界面电阻,因此是理想的。另外,掩蔽基材能够在溶剂几乎蒸发了的部位以后进行卷取等并除去。

另外,如果在本发明中采用属于喷射法的脉冲喷射且是对喷射颗粒进一步附加了速度的施工方法且是作为玛太克司马特(mtek-smart)株式会社的注册商标的冲击脉冲施工方法,则催化剂相对于电解质膜的密合性进一步提高。

而且,在_本发明中,通过喷射法、特别是冲击脉冲施工方法,能够将每平方厘米的1层的电极量调整为0.001~0.15毫克,因此能够形成例如2~30层的电极墨的薄膜层叠。虽然能够通过基于冲击脉冲的喷射法与加热吸附鼓等的组合来减少每1层的涂布量,但为了进一步减少每1层的涂布量,例如能够使包括担载铂催化剂的碳、电解质溶液、以及由水和醇构成的溶剂的电极墨的不挥发成分量以重量比计为10%以下。而且,由于对加热吸附鼓上的向电解质膜的热传导和加热吸附鼓的0.5平方米的表面积施加1.5至4kw·小时的热量,因此由加热至50至80℃的电解质膜的溶剂的蒸发引起的气化热下的冷却也极少,因此甚至能够将不挥发成分设为5%以下、进一步设为1%以下。

将固体成分浓度设为上述那样的优点是,越以更薄膜的方式层叠,则越能够形成均匀的催化剂层。另外,由于能够以薄膜层叠,因此向电解质膜的负荷少而使得燃料电池的性能提高。

而且,在本发明中,能够经由支撑基材例如透气性基材、例如无尘纸等微多孔基材将电解质膜以例如50至120℃进行加热,并用例如市售的廉价的60~100kpa程度的真空度的真空泵吸引于加热吸附辊上的特别是形成有一方的电极的面,因此能够制造不仅对在一侧形成有电极的电解质膜不造成损伤而且没有缺陷的膜-电极组件。另外,对所述透气性基材的两侧施与粘合剂的方法的目的是防止由加热吸附辊吸附前的偏移,但能够使用凹印(gravure)辊等使粘合剂稀疏地散布而形成为多孔状,电解质膜通过透气性基材而被均匀地吸附。另外,粘合剂能够使用在后工序中容易剥离的微粘合剂。

真空泵可以从市售的比较廉价的例如从2002年左右起在燃料电池业界的ccm应用中采用了的具有60~100kpa程度的真空度的orion(日文:オリオン)公司的krf、kha、khh系列等中选择。

在本发明中,即使是向为25微米以下进而15微米以下且容易变形并且难以处理的电解质膜通过喷射方法或缝式喷嘴方式等直接涂布电极墨的方法,基于上述的理由,也能够以薄膜进行涂布而制造品质稳定的膜-电极组件。

发明的效果

如上所述,根据本发明,即使向脆弱的电解质直接涂布电极墨也能够得到理想的膜-电极的界面,进而能够制造高品质的具有电极未涂敷的周缘的膜-电极组件,进而能够制造使用了该mea而得到的燃料电池。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的在用加热吸附辊吸附了的电解质膜移动方向上从其上方层叠了掩蔽基材的构造的概略剖视图。

图2是本发明的实施方式涉及的在用加热吸附辊吸附了的电解质膜移动方向上从其上方层叠了掩蔽基材的宽度方向上的概略图。

图3是本发明的实施方式涉及的电解膜的移动方向上的与电极和未涂敷部有关的图。

图4是本发明的实施方式涉及的与用吸附加热辊吸附了的电解质膜移动方向正交的方向的掩蔽基材的配置概略剖视图。

图5是与本发明的实施方式有关的吸附加热辊上的与电解质膜移动方向正交地设置的掩蔽装置的概略剖视图。

图6是图5的应用例的剖视图。

图7是本发明的实施方式涉及的在电解质膜上形成了电极和周缘的图。

图8是本发明的实施方式涉及的层叠了背片、电解质膜、电解质膜的移动方向掩蔽基材的概略剖视图。

图9是本发明的实施方式涉及的支撑基材(透气性片等)、在一面形成有电极的电解质膜及在电解质膜的移动方向上层叠了的掩蔽基材的该概略图。

图10是本发明的实施方式涉及的在电解质膜以残留未涂敷部(周缘)部分的方式形成了两极的电极的概略剖视图。

图11是本发明的实施方式涉及的3头的配置图。

图12是本发明的实施方式涉及的3头正下方的喷射图案的图。

图13是本发明的实施方式涉及的3头的控制喷射涂布图案的图。

图14是本发明的实施方式涉及的基于3头的控制喷射涂布图案的去往(日文:往)移动的脉冲喷射涂布图案。

图15是本发明的实施方式涉及的基于3头的控制喷射涂布图案的返回(日文:復)移动的脉冲喷射涂布图案。

图16是本发明的实施方式涉及的基于3头的控制喷射涂布图案中的往复移动的脉冲喷射涂布图案。

图17是本发明的实施方式涉及的基于3头的控制喷射涂布图案中的往复移动的连续喷射涂布图案。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。此外,以下的实施方式只不过是为了容易理解发明的一个例子,并不排除在不脱离本发明的技术思想的范围内由本领域技术人员能够实施的附加、置换、变形等。

附图概略性地示出了本发明的优选的实施方式。

在图1中,将电解质膜2从卷出装置8卷出,用加热吸附辊1吸附电解质膜2并使电解质膜2移动。加热吸附辊的移动可以连续地移动,也可以间歇地移动。在涂布装置5的跟前将掩蔽基材3用辊7引导并层叠于电解质膜,与加热吸附辊上的电解质膜一起移动,用涂布装置5将电极墨涂布于电解质膜。若使涂布装置为缝式喷嘴,则能够将电极墨以液膜进行涂布,因此能够几乎不附着于掩蔽基材地进行涂布,对在涂布开始、结束也能够形成为直线的电极图案也是有效的,但为了以薄膜进行层叠,优选为超声波、2流体的喷射头(sprayhead)。以所希望的喷射流6进行喷射并进行涂布。能够使喷射图案宽度例如为5mm至30mm的圆形图案、环形图案、椭圆图案与电解质膜正交(也包括大致正交的情况)地以多个例如10至25个图案排列成横向一列或两列并以在空中图案不会发生干涉的方式脉冲地涂布并层叠。另外,能够在同时地喷射了时图案以不发生干涉的方式配置而进行2.5至15mm的短程往复移动(shorttraverse)而使喷射图案重叠。

能够使喷射头为1个或多个地、与电解质膜正交地往复移动同时连续地或脉冲地进行喷射涂布。特别是以少数的喷射头各自的喷射流不发生干涉的方式配置,在往复移动(traverse)地进行喷射涂布的期间,加热吸附辊的移动(旋转)停止。在去往移动地进行喷射后,以在去往地进行了喷射的电解质膜上的电极喷射图案和返回地进行喷射的喷射图案在电解质膜的移动方向上以所希望的长度重叠的方式使加热吸附辊移动(旋转)并停止,一边进行返回移动一边进行喷射涂布,反复该过程。在欲利用以少数头往复移动地进行涂布的方法使电解质膜连续地移动来进行涂布的情况下,若利用在一方移动中进行涂布且相反移动不进行涂布的方法来反复该过程,则能够进行均匀涂布。在例如3头的总有效图案为45mm的情况下,在去往中进行喷射,在返回中不进行喷射,以往复的所需时间前进45mm即可。另外,从涂覆效率的观点出发,喷射时的去往的速度可以为100mm/秒以下,在返回的速度为2倍的200mm/秒以上时,在生产率方面是优选的。

对掩蔽基材进行层叠的场所可以是从卷出装置8的卷出部到涂布位置之间的任意场所。另外,涂布装置、手段如前述那样也可以是缝式喷嘴等,并不限定于喷射。

在涂布结束后,在所希望的位置处进行对掩蔽基材进行卷取等的除去即可。掩蔽基材的除去可以是从涂布结束位置到卷取装置9之间的任意部位。另外,也可以对掩蔽基材3在与电解质膜相接的面施与粘接剂或粘合剂。若是能够耐受加热和/或溶剂环境、并在剥离了时在电解质膜上不残留残渣的构成更好。另外,可以是,掩蔽基材的粘合剂为了容易从电解质膜剥离而形成为多孔状或隔有间隔的细的条纹状并为掩蔽基材的面积的2/3以下,优选为1/3以下。而且,粘合剂由于可以防止偏移,因此也可以在移动方向上隔有间隔10至100mm地呈点状地施与并使粘合面积为1/100以下。

图2是图1的构成的详细内容,能够向用加热吸附辊1吸附了的电解质膜2将掩蔽基材3用引导辊7向电解质膜2压靠并层叠。掩蔽基材也可以利用胶带(tape)预先施与有粘合剂。在3列的掩蔽基材3中,正中的掩蔽基材3’的宽度为两端的掩蔽基材宽度的2倍而能够形成电极的移动方向的未涂敷部,能够制造形成2列的未涂敷部宽度相同的周缘的一面的电极或两极的mea。

在希望3列的电极形成的情况下,掩蔽构件3需要4列。另外,为了设为mea的所希望的未涂敷部,与两侧的掩蔽基材宽度相比靠中央的掩蔽基材宽度宽例如为2倍即可。

涂布装置5能够与电解质膜的行进方向正交地利用往复移动装置进行往复移动同时连续地或脉冲地进行喷射涂布。在往复移动地进行涂布的期间,加热吸附辊能够停止旋转。能够以基于1个涂布装置5的喷射图案6或基于多个涂布装置的复合图案进行涂布。在连续地移动电解质膜的情况下,若仅在基于往复移动装置的往复移动的一方移动中,也就是仅在去往路中、或仅在返回路中进行喷射涂布,则能够使涂布分布均匀。在该情况下,使涂布移动的例如去往路的速度变慢、例如为100mm/秒以下而能够提高涂覆效率,若使不进行涂布的返回路的速度为2倍以上的200mm/秒以上,则能够提高生产率。在电解质膜2的外侧对未图示的基材脉冲地涂布电极墨,向涂布室(booth)外移动并使涂布重量测定室的遮板(shutter)为关闭而能够计测涂布重量。在涂布重量不是目标的涂布重量的情况下,虽然能够对脉冲数、排出时间、往复移动速度、液压等进行微调整,但若以0.01至0.1mm/秒刻度来调整脉冲的排出时间,则能够进一步进行微调整而能够每次进行计量,因此是容易的。

图3是向电解质膜涂布电极墨并取下了掩蔽构件的电极10和电极墨未涂敷部11(电解质膜)。

图4附加了与图1中移动的电解质膜正交地配置的第二掩蔽基材12。第二掩蔽基材12在对电解质膜设置未涂敷部的定时向涂布装置6的下方移动。可以配置在电解质移动方向的第一掩蔽基材之上并喷射电极墨来制造四边形的图案,另外,能够仅使用第二掩蔽基材并用缝式喷嘴将电极墨在电解质膜的行进方向上急剧(sharp)地进行涂布,能够仅将在低压下在电极墨的涂布开始时流量多且图案如锤(hammer)那样扩展的锤头图案部通过向第二掩蔽基材部的涂布来消除对电解质膜的影响,或者能够通过涂布结束也同样地在第二掩蔽基材上结束从而均匀地涂布电极墨而形成电极。

在图5中,使第二掩蔽基材12在所希望的定时移动。用涂布装置5涂布于第二掩蔽基材上的电极墨按照所希望的涂布次数或时间由第二掩蔽基材12的卷出装置15卷出,能够自动地由卷取装置16卷取以某一厚度附着有电极墨的第二掩蔽基材。

图6是图5的应用类型,第2掩蔽基材的卷出装置15和卷取装置16能够经由由位于一侧且未图示的托架等连接的自由辊30和引导辊31卷取。

在图7中,包括由电解质膜2上的第一掩蔽基材和第二掩蔽基材的复合形成的电极10和未涂敷部11,未涂敷部被裁断而形成周缘11。

图8是在层叠于背片17的电解质膜2上层叠有掩蔽膜的构成,通过该构成,由加热吸附辊吸附并涂布第一电极墨。

在图9中,向形成有第一电极的电解质膜层叠掩蔽基材3并在第一电极侧层叠有支撑基材18。在支撑基材18的两侧施与有粘合剂19,粘合剂19与电解质膜接触。关于支撑基材,由于多孔性膜、无尘纸等透气性基材能够吸附电解质膜的未涂敷部、电极,因此在涂布第二电极墨时,能够防止电解质膜的变形,因此是优选的。透气性膜或无尘纸优选为颗粒不会转移到担载有电极的铂等的碳的透气的尺寸或构造。通过使用透气性膜或市售的无尘纸,加热吸附鼓的吸附孔径可以为0.1mm至0.6mm,间距也以锯齿图案并为0.7mm至2mm,使用真空度为60至100kpa的真空泵,由此能够得到充分的吸附效果,通过将电极墨涂布于加热至50至120℃程度中的50至80℃程度的电解质膜,从而不会使电解质膜变形。

图10是通过本发明而在电解质膜2的两面形成第一电极10、第二电极10’及未涂敷部并将未涂敷部裁断而制造mea20的图。

图11是与电解质膜的行进方向正交地移动并进行喷射的3个头5-a、5-b、5-c的配置。涂布头也可以是1个,也可以是5个,还可以是5个以上。通过在使喷射图案成为了一定的大小时增加头数,能够提高生产速度。以在为多个头时各自的喷射流不发生干涉的方式配置,这对进行均匀的涂布的方面是重要的。

图12是3个头的正下方的喷射涂布图案41、42、43。各个图案以不发生干涉的方式配置。

在图13中,在3个头与电解质膜的移动方向正交地往复移动地进行喷射时,以涂布图案在电解质膜的移动方向上排成一列的方式控制了涂布定时。从重叠涂布的观点出发,优选以涂布图案41、42、43稍微重叠的方式配置各个头。

在图14中,在喷射头的去往移动中,从各个头脉冲地进行喷射,头的移动方向的脉冲图案41、42、43进行着充分重叠涂布。在去往移动的期间,电解质膜及未图示的加热吸附辊停止。

在图15中,在进行返回移动时,为了使图案41、42、43充分重叠,使电解质膜与加热吸附辊一起进行偏移(offset)移动。各个图案宽度在例如为20mm时偏移移动10mm,在例如为30mm时偏移移动15mm即可。

若在各图案例如为20mm时使电解质膜与加热吸附辊一起移动了从3个头的控制图案的合计60mm减去半个图案10mm而得到的50mm来进行接下来的去往移动的喷射开始,则能够形成均匀的电极。

在图16中,在电解质膜2的两侧层叠有掩蔽基材3。电极墨被脉冲地喷射。为了使周缘附近的电极墨的涂布量也变得均匀,可以采用喷射图案的一半以上附着于掩蔽基材的构成。也能够以在掩蔽基材几乎不附着图案的方式使周缘附近的涂布量少。

在图17中,设为能够连续地喷射图16的脉冲喷射的构成。关于连续喷射的优点,由于能够使脉冲喷射的50~100mm/秒的往复移动速度为例如1.5~10倍,因此能够增多电极形成的处理量。但是,若速度快,则越快,喷射流越被移动风吹动而涂覆效率剧减。

产业上的可利用性

根据本发明,能够制造具有周缘的pefc燃料电池用膜-电极组件(mea),由于通过向电解膜直接涂布电极墨并使该电极墨干燥而形成电极的ccm方式来进行,因此能够以高品质进行制造。

附图标记说明

1加热吸附辊

2电解质膜

3第一掩蔽基材

4带电极的电解质膜

5涂布装置

6喷射流

7引导辊

8电解质膜卷出装置

9电解质膜卷取装置

10第一电极

10’第二电极

11电极墨未涂敷部(周缘部)

12第二(正交)掩蔽基材

15第二掩蔽基材卷出装置

16第二掩蔽构件卷取装置

17背片

18支撑基材(透气性基材)

19粘合剂

20膜-电极组件(mea)

30自由辊

31引导辊

41、42、43喷射图案

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