燃料電池用隔板、燃料電池單元、燃料電池堆及燃料電池用隔板的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃料電池用隔板、燃料電池單元、燃料電池堆以及燃料電池用隔板的制造方法。
【背景技術】
[0002]燃料電池用隔板應用為構成燃料電池堆的燃料電池單元的構件，具有經由氣體流路向電極供給燃料氣體、空氣的功能以及使在電極產生的電子匯聚的功能。以往，作為這樣的燃料電池用隔板，使用了在碳板形成氣體流路而成的燃料電池用隔板。
[0003]然而，在使用碳板作為構成燃料電池用隔板的材料的情況下，存在材料成本較高、加工成本較高的問題。因此，期望代替碳板，使用材料成本較低且能夠通過高速沖壓加工廉價地形成氣體流路的鋁、不銹鋼或鈦合金等金屬。
[0004]對此，例如，在專利文獻I中公開了如下燃料電池用隔板，該燃料電池用隔板是使用金屬基材作為燃料電池用隔板的母材并通過電解鍍在金屬基材上形成包括規定元素的第一層和金鍍層而成的。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2001 - 351642號公報
【發明內容】
_8] 發明要解決的問題
[0009]一方面，如上述專利文獻I所那樣地在制造燃料電池用隔板時，在通過電解鍍形成金鍍層的情況下，需要經過以下的制造工藝。即，首先，作為第I制造工藝，能夠列舉出這樣的方法:通過電解鍍在金屬基材上形成金鍍層，之后，通過沖壓加工形成氣體流路。或者，作為第2制造工藝，能夠列舉出這樣的方法:通過沖壓加工在金屬基材上形成氣體流路，之后，通過電解鍍在金屬基材上形成金鍍層。然而，在上述第I制造工藝中，在通過電解鍍形成了金鍍層之后，通過沖壓加工形成氣體流路，因此存在這樣的問題:因沖壓加工時所實施的應力導致在金鍍層上產生裂紋。另外，在上述第2制造工藝中，由于對構成氣體流路的凹凸部實施電解鍍，因此存在這樣的問題:金鍍層的析出不均勻，產生未形成金鍍層的部分。
[0010]另一方面，若通過化學鍍在金屬基材上形成金鍍層，則在與上述第2制造工藝同樣地通過沖壓加工在金屬基材上形成了氣體流路之后通過化學鍍形成金鍍層的方法的情況下，對于構成氣體流路的凹凸部，能夠以均勻且不產生未形成金鍍層的部分的狀態形成金鍍層。然而，作為化學鍍，在使用化學置換鍍的情況下，存在作為被鍍材的金屬基材發生局部溶出而在表面產生微小的凹部的情況，由此，在產生的凹部無法適當地析出金，而在形成的金鍍層的表面產生針孔。于是，作為其結果，得到的燃料電池用隔板存在這樣的問題:耐腐蝕性降低，并且，接觸電阻上升，電子匯聚的功能降低。對于這樣的問題，為了解決這樣的針孔的問題，還采用了在通過化學置換鍍形成的金鍍層上進一步通過化學還原鍍形成金鍍層來覆蓋針孔的方法，但存在這樣的問題:為了通過化學還原鍍覆蓋針孔，需要增厚金鍍層的厚度，成本上不利。
[0011]對此，本發明人對被鍍材的平滑性與被鍍材的溶出之間的關系進行了認真研宄，得出了這樣的見解:實施化學置換鍍時的這樣的被鍍材的溶出是由被鍍材的平滑性降低引起的，以及通過控制被鍍材的表面粗糙度能夠解決這樣的問題。于是，本發明是基于這樣的見解而完成的，其提供一種這樣的燃料電池用隔板:能夠在構成氣體流路的凹凸部均勻地形成金鍍層，從而不增厚金鍍層的厚度就能防止金鍍層上的未形成金鍍層的部分和針孔的產生，而具有優異的耐腐蝕性和導電性。
_2] 用于解決問題的方案
[0013]S卩，根據本發明，提供一種燃料電池用隔板，其特征在于，包括:基材；基底鍍層，其形成在上述基材上；以及金鍍層，其是通過化學鍍而形成在上述基底鍍層上的，上述基底鍍層的與上述金鍍層相對的面的輪廓算數平均偏差Ra為SOnm以下。
[0014]在本發明的燃料電池用隔板中，優選的是，上述基底鍍層形成在表面預先使用機械研磨、化學研磨以及化學機械研磨中的至少一種方法研磨后的上述基材上。
[0015]優選的是，上述基底鍍層是使用含有光亮劑的鍍浴而形成的。
[0016]優選的是，在上述基材上形成了上述基底鍍層之后，使用機械研磨、化學研磨以及化學機械研磨中的至少一種方法對上述基底鍍層的表面進行了研磨。
[0017]根據本發明，提供一種燃料電池單元，該燃料電池單元是使用上述的燃料電池用隔板而成的。
[0018]另外，根據本發明，提供一種燃料電池堆，該燃料電池堆是層疊多個上述的燃料電池單元而成的。
[0019]而且，根據本發明，提供一種燃料電池用隔板的制造方法，其特征在于，包括以下工序:在基材的表面形成表面的輪廓算數平均偏差Ra為SOnm以下的基底鍍層；和通過化學鍍在上述基底鍍層上形成金鍍層。
[0020]發明的效果
[0021]采用本發明，能夠提供一種這樣的燃料電池用隔板:能夠在構成氣體流路的凹凸部均勻地形成金鍍層，從而不增厚金鍍層的厚度就能防止金鍍層上的未形成金鍍層的部分和針孔的產生，而具有優異的耐腐蝕性和導電性。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示在實施例和比較例中得到的鍍金覆蓋材料的離子溶出濃度的曲線圖。
[0023]圖2是用于說明測量體積電阻率的方法的圖。
[0024]圖3是表示在實施例和比較例中得到的鍍金覆蓋材料的體積電阻率的曲線圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，說明本發明的燃料電池用隔板。
[0026]本發明的燃料電池用隔板的特征在于，包括:基材；基底鍍層，其形成在基材上；以及金鍍層，其是通過化學鍍而形成在基底鍍層上的，基底鍍層的與金鍍層相對的面的輪廓算數平均偏差Ra為SOnm以下。
[0027]基材
[0028]基材并不特別限定，只要是將鋼、不銹鋼、Al、Al合金、T1、Ti合金、Cu、Cu合金、Ni,Ni合金等加工成燃料電池用隔板所需要的形狀而成的基材，則都能夠使用，并沒有特別的限制。
[0029]基材的厚度并不特別限定，只要根據使用用途適當地選擇即可，但優選為0.05mm ?2.0mm,更優選為 0.1mm ?0.3mm。
[0030]另外，在本發明中，如下所述，作為基材，從能夠使得到的燃料電池用隔板進一步均勻地形成有金鍍層的觀點出發，優選的是，使用在基材的表面預先形成有在作為燃料電池用隔板使用時發揮燃料氣體、空氣的流路的功能的凹凸部(氣體流路)的基材，并在該基材上形成基底鍍層和金鍍層。作為在基材上形成氣體流路的方法，并不特別限定，例如能夠列舉出通過沖壓加工來形成的方法。
[0031]基底鍍層
[0032]基底鍍層為通過在基材上實施鍍敷處理而形成的、由金屬形成的鍍層。基底鍍層作為用于良好地形成后述的金鍍層的基底層發揮作用。
[0033]在本發明中，使基底鍍層的表面的輪廓算數平均偏差Ra為SOnm以下，優選為1nm以下，更優選為2nm以下。通過使基底鍍層的表面的輪廓算數平均偏差Ra處在上述范圍，能夠使基底鍍層的表面具有足夠的平滑性，由此，在通過化學鍍特別是化學置換鍍在基底鍍層上形成了金鍍層時，能夠抑制作為被鍍材的基底鍍層的局部溶出，從而能夠防止由局部溶出引起的、基底鍍層表面上的凹部的產生。于是，由此，不增厚金鍍層的厚度就能夠以均勻且不產生未形成金鍍層的部分和針孔的狀態形成金鍍層。
[0034]使基底鍍層的表面的輪廓算數平均偏差Ra處于上述范圍的方法并不特別限定，例如，能夠列舉出如下等方法:對通過鍍敷處理形成的基底鍍層的表面進行研磨的方法；通過在經預先研磨后的基材上實施鍍敷處理來形成基底鍍層的方法；或向用于形成基底鍍層的鍍浴中添加光亮劑的方法。上述這些方法可