明。图3是端子安装部A21的概略俯视图。图4是用于说明电池监测器端子30的连接的图。更详细而言，图4(A)是表示将电池监测器端子30连接到分隔件I的端子安装部A21之前的状态的图，图4(B)是表示将电池监测器端子30连接到分隔件I的端子安装部A21的状态的图。对电池监测器端子30使用Ni镀层实施表面处理。
[0037]图3所示的端子安装部A21是供电池监测器端子30连接的区域，如上所述，在该端子安装部A21形成有碳薄膜层C。如图4所示的夹子形态的电池监测器端子30安装于分隔件I的端子安装部A21的接点P。从图4可知，在电池监测器端子30的卸下时，在端子安装部A21处，电池监测器端子30和分隔件I的表面滑动而进行电池监测器端子30的卸下。
[0038]以下对图4所示的电池监测器端子30的功能进行说明。电池监测器端子30具有能够检测每个单电池10或者每多个电池的电压的功能，另外，还具有监视运转中的单电池10(燃料电池单元)的发电状況并对其进行输出控制、进而通过监视异常的燃料电池10来通知需要维护这样的功能。因此，需要向电池监测器端子30良好地导通由单电池10发出的发电电气，在端子安装部A21上如上所述那样形成有导电性优异的碳薄膜层C。
[0039]接下来，对覆盖有碳薄膜层的分隔件进行试验得到的结果进行说明。本发明的发明人分别在覆盖有硬度5GPa以上且1Gpa以下的碳薄膜层C的分隔件I (实施例)安装电池监测器端子30的情况、以及在覆盖有除上述以外的硬度的碳薄膜层的分隔件I (现有例)安装电池监测器端子30的情况下进行了滑动试验。作为该滑动试验的结果，得到图5?8所示的结果。
[0040]首先，说明对滑动次数和滑动阻力之间的关系进行验证所得到的结果。图5是使电池监测器端子在分隔件上滑动时(电池监测器端子的插拔时)对于滑动次数和滑动阻力将实施例和现有例进行比较所得到的图。此外，滑动次数相当于进行电池监测器端子30的卸下的次数(电池监测器端子30的插拔次数)，滑动阻力相当于使电池监测器端子30相对于分隔件I滑动时作用于电池监测器端子30的阻力。
[0041]如图5所示，确认了:在现有例中，由于分隔件的电池监测器端子安装部分未被实施导电性碳的表面处理，因此，随着滑动次数增加，滑动阻力增加。这种滑动阻力的增加是由于因使电池监测器端子滑动导致使用于电池监测器端子的表面处理的Ni镀层附着于分隔件的表面而引起的。另一方面，在实施例中，确认了:即使增加电池监测器端子30的滑动次数，滑动阻力也不增加。如此，在实施例中，由于端子安装部A21被实施了表面处理，因此，使用于电池监测器端子30的表面处理的Ni镀层不会附着于分隔件I的表面，从而能够抑制滑动阻力。
[0042]接下来，说明对覆盖于分隔件的碳薄膜层的硬度和滑动阻力之间的关系进行验证所得到的结果。图6是对于碳薄膜层的硬度和滑动阻力之间的关系将实施例和现有例进行比较而得到的图。
[0043]将图6所示的现有例1、2和实施例1?3的数据进行比较，确认了:与使用现有例的硬度(在现有例I中，碳薄膜层的硬度为OGPa以上且5GPa以下，在现有例2中碳薄膜层的硬度比1GPa大)的碳薄膜层的情况的滑动阻力相比，实施例的硬度(5GPa以上且1GPa以下)的碳薄膜层的滑动阻力较小，与现有例相比，在实施例的情况下，能够减小滑动阻力。
[0044]由图6可知，若考虑滑动阻力的大小，则作为形成于分隔件I的端子安装部A21上的碳薄膜层C的硬度，优选规定为5GPa以上且1GPa以下。此外，确认了:在现有例I (碳薄膜层的硬度为OGPa以上且5GPa以下)中，发生碳薄膜层的剥离，在现有例2 (碳薄膜层的硬度比1GPa大)中，发生碳薄膜层的破损。
[0045]接下来，说明对摩擦系数进行验证所得到的结果。图7是对于摩擦系数将实施例和现有例进行比较而得到的图。此外，该摩擦系数是指作用于分隔件和电池监测器端子之间的接触面的摩擦力与垂直于该接触面作用于该接触面上的压力(垂直效力)之比。
[0046]如图7所示，将现有例和实施例的摩擦系数进行比较，确认了:在实施例的情况下，能够大幅减小摩擦系数。具体而言，在实施例的情况下，与现有例相比，能够将摩擦系数减小大约50%以上。作为本实施方式中覆盖于分隔件I的碳薄膜层C的摩擦系数，优选为
0.15以下。通过使用这样的碳薄膜层C，能够提高电池监测器端子30的插拔性。
[0047]接下来，说明对杨氏模量进行验证得到的结果。图8是对于杨氏模量将实施例和现有例进行比较而得到的图。
[0048]如图8所示，将现有例和实施例的杨氏模量进行比较，确认了与现有例相比实施例的杨氏t旲量大幅提尚。具体而目，确认了，实施例的杨氏t旲量比现有例的杨氏t旲量尚大约1000倍以上。
[0049]如上所述，通过将在供电池监测器端子30连接的端子安装部A21形成的导电性的碳薄膜层C的硬度设为5GPa以上且1GPa以下，能够降低滑动阻力和摩擦系数，并且能够增大杨氏模量。
[0050]通过将碳薄膜层C的硬度设为5GPa以上，可充分确保碳薄膜层C的硬度。其结果，由于还能够耐受来自外部的接触和/或摩擦等冲击，因此，例如，在电池监测器端子30的插拔时(进行电池监测器端子30的卸下时)也能够抑制碳薄膜层C的剥离。另外，若碳薄膜层C的硬度过高，则在电池监测器端子30的插拔时碳薄膜层C容易发生破损，而在本实施方式中，由于对碳薄膜层C的硬度设定了 1GPa这一上限值，因此在电池监测器端子30的插拔时也能够抑制碳薄膜层C的破损。通过如此规定碳薄膜层C的硬度，能够提高分隔件I和电池监测器端子30的滑动耐久性和插入性。另外，由于在端子安装部A21上形成有碳薄膜层C，因此，分隔件I和电池监测器端子30的连接部分(接点P)不再是金属接触，不形成由冷凝水引起的原电池，能够减小接触阻力。
[0051]以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限于这些具体例。S卩，本领域技术人员对这些具体例适当施加设计变更而得到的变形例只要具备本发明的特征，则也被包含在本发明的范围内。上述的各具体例所具备的各要素及其配置、材料、形状等并不限于例示的要素及其配置、材料、形状，能够适当变更。
[0052]标号说明
[0053]1:分隔件
[0054]10:单电池
[0055]11:氧化剂气体供给歧管
[0056]12:氧化剂气体排出歧管
[0057]13:燃料气体供给歧管
[0058]14:燃料气体排出歧管
[0059]15:冷却介质供给歧管
[0060]16:冷却介质排出歧管
[0061]30:电池监测器端子
[0062]100:燃料电池组
[0063]Al:发电区域
[0064]A2:非发电区域
[0065]A21:端子安装部(端子连接设置面)
[0066]C:碳薄膜层
【主权项】
1.一种燃料电池用分隔件，用于作为燃料电池的发电要素的单电池，其特征在于，具备: 端子连接设置面，设置于分隔件主体中参与发电的发电区域以外的区域，供能够检测所述单电池的电压的电池监测器端子连接；和 导电性的碳薄膜层，形成于所述端子连接设置面， 所述碳薄膜层的硬度为5GPa以上且1GPa以下。2.根据权利要求1所述的燃料电池用分隔件，其特征在于， 所述碳薄膜层的摩擦系数为0.15以下。
【专利摘要】本发明提供能够抑制在电池监测器端子插拔时发生导电性碳膜的剥离和/或破损的燃料电池用分隔件。该燃料电池用分隔件具备：端子安装部(A21)，设置于分隔件(1)中参与发电的发电区域(A1)以外的区域，供能够检测单电池(10)的电压的电池监测器端子(30)连接；和导电性碳薄膜层(C)，形成于端子安装面(A21)，碳薄膜层(C)的硬度为5GPa以上且10GPa以下。
【IPC分类】H01M8/0202, H01M8/02
【公开号】CN105609800
【申请号】CN201510756980
【发明人】濑口刚, 渡边祐介
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月9日
【公告号】CA2911371A1, DE102015118803A1, US20160141634