复合多孔体、气体扩散层用构件、电池单元构件及其制造方法

专利名称：复合多孔体、气体扩散层用构件、电池单元构件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种复合多孔体、固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件、固体高分子型燃料电池用电池单元构件及其制造方法。
背景技术：
具有三维网眼结构的薄片状导电性多孔体，适用于过滤器、散热构件、吸水构件及固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件等，以多种用途适用，配备于各种装置中。但是，这种导电性多孔体，一般具有强度低、易变形等缺点，因此，一直都被指出，把导电性多孔体难以安装在装置等其操作的困难性。为了解决这些问题而提出的机构中有例如，专利文献1(参照日本特开昭48-13956号公报)所示的，在导电性多孔体的端部填充不同物质而加强的构成和，专利文献2(参照日本特开平08-53723号公报)所示的，为了在导电性多孔体形成装置安装用孔等，在导电性多孔体的细孔中填充金属或塑料等固体，而设置增强其强度的部分的构成。
而且，利用气体扩散层用构件的固体高分子型燃料电池，以家庭专用固定式电源和电汽车的电源，或小型携带机器的电源，颇受关注。此固体高分子型燃料电池中有，作为为了依次连接多个单体电池单元的结构之一，将单体电池单元重叠的，所谓的重叠式(例如，参照专利文献3日本特开平08-78028号公报)。
最近，随着固体高分子电解质的利用，正在进行可携带的小型固体高分子型燃料电池的开发。通常，由于在固体高分子型燃料电池中，一对电极(单体电池单元)所产生的电动势较小，因此采用了将多个单体电池单元串联的结构。但是，若采用堆叠式，则堆叠的各单体电池单元之间必须布置隔板，而且有必要向堆叠的狭窄流道输送甲醇水溶液或空气，而有必要泵等辅助机器。所以，在体积、重量、费用等方面都不利。所以，正在进行，不利用隔板，通过在平面上并排布置单体电池单元而连接，谋求空间节约的，所谓平面型的开发。
平面型燃料电池，提出的有例如，在燃料极和空气极之间构成夹住电解质层的单体电池单元，而在各单体电池单元燃料极及空气极的电解质层的对面，布置具有贯通孔的连接板，从而通过连接板依次连接互邻的单体电池单元燃料极和空气极的构成(例如，参照专利文献4日本特开2002-56855号公报)。
而且，固体高分子型燃料电池的电极(单体电池单元)，例如制造为基本复合构件具有，电解质层；在电解质层的两面邻接的一对(2个)平板状电极；设置于这些电解质层及电极周围，维持电解质层及电极的气密性的密封部。(例如，参照专利文献5日本特开2002-280025号公报)专利文献1日本特开昭48-13956号公报专利文献2日本特开平08-53723号公报专利文献3日本特开平08-78028号公报专利文献4日本特开2002-56855号公报专利文献5日本特开2002-280025号公报但是，在上述专利文献1、2所述的构成中，在导电性多孔体的气孔中填充异种材料，而变形具有三维网眼结构的导电性多孔体气孔，将此部分作为加强部分，增强导电性多孔体的刚性，因此，导电性多孔体的有效使用面积就必将减少。所以，为了弥补在于导电性多孔体的上述用途的所定功能的降低，或为了补充导电性多孔体气孔的上述减少份而采用的方法，又产生了导致导电性多孔体的大型化等新的问题。而且，因为是在导电性多孔体中填充不同材料，例如树脂等，并将此部分作为加强部分来提高导电性多孔体刚性的构成，所以，如果在其加强部分穿设装置安装用贯通孔，则难以实现高精度的加工，例如在此贯通孔的内周面露出导电性多孔体的末端等加工。
而且，专利文献3所述的构成中，布置在堆叠的各单体电池单元之间的隔板，设有为了向气体扩散层供应燃料(氢)和空气(氧气)的沟槽。因该沟槽而需要有一定厚度的隔板的体积、重量，燃料电池的小型轻量化受到妨碍。
而且，构成气体扩散层的碳钢片等导电性多孔体，具有强度低、易变形等性质，因此有难以操作、制造燃料电池时带来困难等问题。
而且，专利文献4所述的构成中，首先形成多个将气体密封部、燃料极及空气极一体化的单体电池单元，再将其单体电池单元以一定间隔并排放置于平面上，而依次布置与相邻的单体电池单元的一侧下面和另一侧表面连接的Z字型连接板，还须进行在连接板之间的缝隙间填充密封剂等较多的工序，而且组装构件也很多，因此在制造上有一定难度。
并且，实现燃料电池更加小型化时，在具有多层结构的单体电池单元间的微小缝隙中，难以充分填充密封剂，而且因密封剂填充量不足，而有可能产生电池单元间绝缘不佳或液体燃料泄漏等问题。另外，专利文献4所述的构成中，构成气体扩散层的碳钢片等导电性多孔体，具有强度低、易变形的性质，因此有难以操作、制造燃料电池时带来困难等问题。
而且，专利文献5所述的构成中，有若要将多个单体电池单元依次连接，则把单体电池单元重叠，在各单体电池单元间放置隔板的堆叠式。
但是，若要利用将电解质层和电极一体密封的基本复合要素构成堆叠式燃料电池，则须分别布置为了向各电极供应燃料或空气(氧气)的气体扩散层，并且，还须在重叠的各单体电池单元之间布置隔板，因此，隔板在整个燃料电池中所占的体积和重量将会变大。
而且，由于有必要向重叠的狭窄流道输送甲醇水溶液或空气等燃料，需要泵等辅助机器，因此，体积、重量、费用等方面都变为不利。而且，将多个基本复合因素、气体扩散层以及隔板组装时，必须确保各构件之间的密封性。因此，有必要开发出一种制造容易、具有较好生产性的结构的燃料电池。

发明内容
本发明鉴于上述问题而进行，其目的在于提供一种既能确保导电性多孔体的有效使用面积，又能提高其操作性的复合多孔体及其制造方法；提供一种结构单纯而可以小型化、而且制造容易、可以供应高效率电力的燃料电池；还提供一种以紧凑的构成，能够连接多个单体电池单元、而实现燃料电池的小型轻量化的、生产性优越的电池单元构件。
为了达到上述目的，与技术方案1的发明有关的复合多孔体，其特征在于，具有三维网眼结构的薄片状导电性多孔体和，向该导电性多孔体的面方向延长的树脂部，形成为一体。
并且，与技术方案2的发明有关的复合多孔体，其特征在于，在上述树脂部含有无机填料。
根据技术方案1、2的发明，由于在上述导电性多孔体的外周缘设有上述树脂部，可加强导电性多孔体，而可以提高其操作性。此外，由于树脂部从导电性多孔体的外周缘犹如突出地向面方向延长，所以，将在复合多孔体中穿设装置安装用孔的部分，可限定于该树脂部，而可以容易地、以高精度穿设装置安装用孔，同时，还可以最大限度控制导电性多孔体之有效使用面积的减少。尤其，在树脂部含有无机填料时，实现上述树脂部本身的高强度化，由此可以提高复合多孔体的强度，从而更加提高其操作性。
而且，设置树脂部的位置，不只限定于导电性多孔体的整个边缘，还不限定于外缘部，根据必要，可以根据需要部分割设置。而且，在树脂部联结多个导电性多孔体构成也可以。
与技术方案3的发明有关的复合多孔体，其特征在于，上述无机填料为纤维状，同时，在上述树脂部中的含量为该树脂部的5wt％以上、60wt％以下。
根据技术方案3的发明，可以良好且确实地实现树脂部本身的高强度化。
与技术方案4的发明有关的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，由技术方案1～3中任一项所述的复合多孔体构成。
技术方案5的发明为，技术方案4所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述树脂部是包围上述导电性多孔体周围的树脂框。
根据技术方案4、5的发明，利用复合多孔体，可以构成固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件。
与技术方案6有关的发明为，技术方案5所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，设置从上述导电性多孔体突出的端子用接头，而端子用接头露于上述树脂框的外面。
与技术方案7有关的发明为，技术方案6所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，并排有多个上述导电性多孔体，且在其周围设置有上述树脂框。
根据技术方案6、7的发明，是因为从兼气体扩散层及集电体的导电性多孔体，使端子用接头突出，用树脂框包围它的简单的构成，所以制造容易。而且，利用该气体扩散层用构件，在导电性多孔体的一侧面形成催化剂层，并在使设置催化剂层的面对向的2个气体扩散层用构件之间布置电解质膜，只通过热压等接合这些，可以容易实现由树脂框进行端面之气体密封的单体电池单元。
而且，如果采用在平面上并排放置有多个导电性多孔体及端子用接头，且设置于其周围的树脂框同时维持各导电性多孔体的结构，则只进行催化剂层形成和热压等接合工序，相互间绝缘，而可以很容易实现把多个单体电池单元平面并排的所谓的平面电池单元。
而且，端子用接头，只要在树脂框的表面(上下面)或侧面等的任一部位露出即可。例如，以整体被埋入树脂框中的状态下，只在前端露出的构成，或只在上下面的任一处露出，而侧面却不露出的构成等也可以。
与技术方案8有关的发明为，技术方案5所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，在上述树脂框中，设置有与上述导电性多孔体的一面作为电极面的气体扩散电极相连接的第一流体供应通道及第一流体排放通道和、不与其气体扩散电极相连接的第二流体供应通道及第二流体排放通道。
与技术方案9有关的发明为，技术方案8所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述第一流体供应通道及上述第一流体排放通道、上述第二流体供应通道及上述第二流体排放通道，以贯穿上述树脂框的4个贯通孔设置。
与技术方案10有关的发明为，技术方案9所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述各贯通孔中的每任意两个，分别设置在线对称位置上。
与技术方案11有关的发明为，具有一个以上的技术方案8～10所述的上述气体扩散层用构件分别布置于由固体高分子电解质构成的电解质层内外面而构成的单体电池单元的固体高分子型燃料电池，其特征在于，上述单体电池单元中，设有燃料侧供应通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第一流体供应通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第二流体供应通道连通；氧气侧供应通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第二流体供应通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第一流体供应通道连通；燃料侧排放通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第一流体排放通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第二流体排放通道连通；氧气侧排放通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第二流体排放通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第一流体排放通道连通。
根据技术方案8至技术方案11的发明，由于强度低的多孔质气体扩散电极的周围由树脂框而加强，所以，制造时，操作变为容易，而可以实现生产性高的燃料电池。并且，对于电解质层，可以粘接树脂框，因此，其密封性变为良好，而可以有效防止燃料电池的燃料的泄漏，从而可高效供应燃料。
并且，由于导电性多孔体具有三维网眼结构，因此，燃料或空气等流体，均匀地扩散供应于发生电极反应的电解质—催化剂界面。
而且，将本发明中的气体扩散层用构件，多个堆叠，而构成燃料电池时，可以将各贯通孔分别连通，而容易形成向气体扩散层用构件的厚度方向延长的流体供应通道或流体排放通道，从而可以实现可以供应高效率燃料的燃料电池。
而且，利用本发明的贯通孔设置在线对称位置上的气体扩散层用构件，则只使内外不同地堆叠，就可以将气体扩散层用构件一侧作为燃料极，另一侧作为空气极，形成连通于燃料极和空气极中任一个的2个系统之流体供应通道及流体排放通道。从而，可以实现构件少、构成单纯、生产性高的燃料电池。
与技术方案12有关的发明为，技术方案4所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，具有格子状框部，该格子状框部包括氧气扩散电极，将上述导电性多孔体的一面作为氧气供应面、另一面作为电极面；树脂部，由设置于上述氧气扩散电极侧部中至少两侧的非导电性材料构成；开口部，设置于氧气供应面侧，与上述树脂部相连接，使上述氧气供应面向外部开放。
根据技术方案12的发明，由于氧气扩散电极兼所谓的气体扩散层及集电板，所以其构成单纯，可以实现燃料电池的小型化。而且，由树脂部及格子状框部来加强氧气扩散电极，所以其操作性良好，且可以提高燃料电池的生产性。而且，由于这些树脂部及格子状框部连接而一体设置于氧气扩散电极，所以可以节省气密组装多个构件的辛苦，可以提高燃料电池的生产性。
与技术方案13有关的发明为，技术方案12所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述氧气扩散电极以分割多个地方式设置，设置有连接各氧气扩散电极之间的由非导电性材料构成的连接框。
根据技术方案13的发明，由于在一个气体扩散层用构件具备多个氧气扩散电极，所以可以容易制造出多个电极向面方向并排而串联之构成的平面型燃料电池。
与技术方案14有关的发明为，技术方案12或技术方案13所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述格子状框部由非导电性材料构成。
根据技术方案14的发明，由于格子状框部是非导电性，所以，即使氧气扩散电极分割为多个的时候，各氧气扩散电极之间也不会引起短路现象，可以保护氧气供应面。
与技术方案15有关的发明为，技术方案12或技术方案13所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述格子状框部由导电性材料构成，从而其对应于多个上述氧气扩散电极以分割多个地方式设置。
根据技术方案15的发明，由于格子状框部分割设置于各氧气扩散电极，因此，例如以格子状框部选用导电性金属网筛等高强度构件，可以不使氧气扩散电极相互发生短路，而保护氧气供应面。
与技术方案16有关的发明为，技术方案4或技术方案5所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，在上述导电性多孔体表面设置，具有向面方向延长的二维网眼结构的集电体。
根据技术方案16的发明，由于至少在导电性多孔体的外周缘一体形成有树脂部，因此可以谋求该气体扩散层用构件的操作性的提高，而可以利用该气体扩散层用构件，谋求组装固体高分子型燃料电池时的组装工时的减少，并可以谋求组装精度的提高。
而且，由于树脂部，至少在导电性多孔体的外周缘，沿整个边缘设置，因此，例如只加工树脂部，即可容易地赋予装置固定用孔等形状。而且，由于集电体具有向面方向延长的二维网眼结构，因此，可以将从固体高分子型燃料电池产生的电流，通过集电体，向该面方向良好地传导。
而且，把树脂部不仅在导电性多孔体的外周缘，而且还在集电体的外周缘也形成为一体的构成中，可以把这些导电性多孔体和集电体，使各对向的表面几乎相同地互相连接。从而，可以最大限度降低导电性多孔体和集电体之间的电阻。
与技术方案17有关的发明为，技术方案16所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述集电体，至少有一部分渗入于上述导电性多孔体的表面。
根据技术方案17的发明，由于集电体的至少有一部分，渗入于导电性多孔质体表面，因此可以实现导电性多孔质体和集电体之间的良好的电气连接状态。并且，由于集电体具有向面方向延长的二维网眼结构，因此，可以将从固体高分子型燃料电池产生的电流，通过该集电体，而向面方向良好地传导。
由以上的构成，可以实现电阻小、高功率的固体高分子型燃料电池。
而且，至少在导电性多孔体的外周缘一体形成有树脂部，因此可以谋求该气体扩散层用构件的操作性的提高，而可以利用该气体扩散层用构件，谋求组装固体高分子型燃料电池时的组装工时的减少的同时，并可以谋求组装精度的提高。特别是，把树脂部不仅在导电性多孔体的外周缘，而且还在集电体的外周缘也形成为一体的构成中，可以把这些导电性多孔体和集电体，使对向的表面几乎相同地互相连接的，同时，还可以长时间维持此连接状态。从而，集电体渗入于导电性多孔体的表面和，可以最大限度降低导电性多孔体和集电体之间的电阻，而可以谋求进一步的固体高分子型燃料电池的高功率化的同时，还可以谋求该电池的长寿命化。
与技术方案18有关的发明为，一种固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，具有隔板和设置在隔板之至少一面的上述导电性多孔体，而且以一体设有上述隔板及覆盖上述导电性多孔体的周围的树脂框。
根据技术方案18的发明，由于由树脂框成为一体，因此操作容易，防止制造燃料电池时的气体扩散层用构件的破损，而可以实现高生产性的燃料电池。而且，由于由树脂框而导电性多孔体的侧面被覆盖，所以向侧面开口的开放气孔被封闭，从而可以有效防止燃料泄漏。而且，由于流体(燃料或空气等)的流道，形成在导电性多孔体的气体扩散电极中，因此不必要在隔板形成沟槽等流道，并且可以利用薄隔板而可以谋求燃料电池的小型轻量化。
并且，本发明中的气体扩散层用构件中，设有使第一流体通过的第一流道和为了使第二流体通过的第二流道为宜。该第一及第二流道，形成在树脂框为宜。而且，第一及第二流道，设置为连接于氧气扩散电极而贯穿树脂框为宜。
与技术方案19有关的发明为，技术方案18所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述树脂框中设有，使第一流体通过的第一流体流道和，使第二流体通过的第二流体流道。
根据技术方案19的发明，对各气体扩散电极，可以使各种不同流体(燃料及空气)从气体扩散层用构件的外部通过，而其产生电极反应。该第一及第二流道，虽然以各种形状设置，但若其设置处为树脂框，则加工容易，并且，一般，比起加工形成于高价的导电性多孔体，在费用方面有利，同时，可以有效利用与电极的导电效率有关的导电性多孔体的表面。而且，使该第一及第二流道设置为贯穿树脂框而设置，所以，堆叠气体扩散层用构件而构成燃料电池时，可以容易形成向厚度方向连通的流道，从而可以实现结构单纯、生产性高的燃料电池。
与技术方案20有关的发明为，固体高分子型燃料电池，其特征在于，技术方案18或技术方案19所述的气体扩散层用构件，向厚度方向多层重叠，而各气体扩散层用构件之间布置有由固体高分子电解质构成的电解质层，同时，具备设置于该电解质层和各气体扩散层用构件的上述氧气扩散电极的界面上的催化剂层。
根据技术方案20的发明，本发明的固体高分子型燃料电池，可以通过在2个气体扩散层用构件之间布置电解质层及催化剂层的结构单纯的构成形成单体电池单元。而且，若将多个气体扩散层用构件堆叠，在各构件之间分别布置电解质层，则可以容易形成堆叠多个单体电池单元的堆叠式燃料电池。
与技术方案21有关的发明为，固体高分子型燃料电池用电池单元构件，其特征在于，具有上述电解质层；在该电解质层之间介入催化剂层，而夹住该电解质层的至少一对上述导电性多孔体；包围该导电性多孔体的周围而向面方向延长的树脂框。
本发明的技术方案22为，技术方案21所述的固体高分子型燃料电池用电池单元构件，其特征在于，并排有多对上述导电性多孔体，且在其周围设置有上述树脂框。
与技术方案23有关的发明为，技术方案21或技术方案22所述的固体高分子型燃料电池用电池单元构件，其特征在于，上述树脂框，包围上述导电性多孔体及上述电解质层的周围而设置。
根据技术方案21至23的发明，由于导电性多孔体兼气体扩散层及集电构件，因此，不仅可以以厚度小，简单的构成、实现集电效率高的单体电池单元，而且，即使没有输送燃料或空气的泵等辅助设备，也可以向所有导电性多孔体(气体扩散层)有效供应燃料(氢)或空气(氧气)。而且，采用具有多对导电性多孔体的构成，从而只通过把各电极依次连接，即可以将多个单体电池单元串联。
并且，为了相互连接电极的端子，只要露出于树脂框的表面(上下面)或侧面中任一部位以便可以与其他端子或外部电路连接即可，例如，整个端子埋入在树脂框的状态下，只露出前端的构成或只露出于上、下面中的任一侧，却不于侧面露出的构成；或被埋入树脂框中，并露出于贯穿树脂框和端子的贯通孔内周面的构成都可以。而且，若可以在导电性多孔体直接布线，则无须单独设置端子。
并且，树脂框设置为犹如包围导电性多孔体的周围及电解质层的周围，则可以使电池单元构件的操作性更加良好。
本发明的技术方案24为，复合多孔体的制造方法，其特征在于将上述导电性多孔体作为嵌入部件，通过进行犹如连接于该导电性多孔体的边缘喷射树脂的嵌入成形，而制造出技术方案1～3中任一项所述的复合多孔体。
根据技术方案24的发明，由于通过嵌入成形形成复合多孔体，因此可以以高精度形成树脂部，同时，也很容易形成该复合多孔体。并且，在导电性多孔体和树脂部连接的部分，由于熔融树脂渗入于向导电性多孔体的侧部开口的气孔中而固化，因此，由锚定效应(anchoring effect)金属部和树脂部更加坚固地连接，而可以实现强度高的复合金属多孔体。而且，若树脂部含有无机填料，在嵌入成形时，从向导电性多孔体的外周缘开口的气孔，向该导电性多孔体的内部，有熔融树脂要过量流入时，无机填料被缠绕在划分该气孔的网眼，而在导电性多孔体的外周缘的上述气孔的开口面积就缩小。因此，在上述的嵌入成形时，因可以控制熔融树脂向导电性多孔体的内部的流入量，可以最大限度地控制导电性多孔体的有效使用面积的减少。
并且，如上所述，在进行上述的嵌入成形时，由于无机填料被缠绕在划分向导电性多孔体的外周缘开口的气孔的网眼，因此，熔融树脂以该状态硬化，而虽然熔融树脂的向导电性多孔体的内部的流入最大限度地被抑制，但还可以实现树脂部和导电性多孔体的坚固的接合。
与技术方案25有关的发明为，固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将上述导电性多孔体作为嵌入部件，通过进行犹如连接于该导电性多孔体的边缘喷射树脂的嵌入成形，而制造出技术方案4或技术方案5所述的气体扩散层用构件。
根据技术方案25的发明，由于熔融树脂渗入于向导电性多孔体侧部开口的气孔中而固化，因此，可有效确保导电性多孔体的气体密封的同时，由锚定效应，可以坚固地连接导电性多孔体和树脂框。并且，将多个导电性多孔体并排，在其周围喷射树脂而成形树脂框，从而可以制造具有多个单体电池单元的容易进行平面电池单元制造的气体扩散层用构件。
在该制造方法中，设置端子用接头时，形成树脂框后，通过电镀、蒸镀、喷镀等方法，可以在树脂框上形成。或者，在导电性多孔体一体形成端子用接头，将这些导电性多孔体及端子用接头作为嵌入部件进行嵌入成形也可以。
形成树脂框后形成端子用接头时，可在成形用模具之间夹持导电性多孔体而在上述导电性多孔体周围喷射树脂。并且，形成端子用接头的导电性多孔体作为嵌入部件时，可将从导电性多孔体突出的端子用接头夹持在模具之间而喷射树脂。而且，在该制造方法中，通过所谓的双色成形，可以喷射形成由导电性树脂构成的端子用接头和由非导电性树脂构成的树脂框。
与技术方案26有关的发明为，固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将上述导电性多孔体作为嵌入部件，通过向上述导电性多孔体的边缘及氧气供应面喷射树脂，而制造出一体形成树脂部及格子状树脂部的、技术方案12所述的气体扩散层用构件。
根据技术方案26的发明，在于喷射的树脂和气体扩散电极连接的部分，由于熔融树脂渗入于向导电性多孔质体的表面开放的气孔中而固化，因此，由锚定效应而气体扩散电极和树脂部分坚固地连接，而可以提供强度高的气体扩散层用构件。
与技术方案27有关的发明为，技术方案16或技术方案17所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将在上述导电性多孔体的表面上布置上述集电体而构成的叠层体作为嵌入部件，布置于模具面上的该嵌入部件，通过这些模具面向上述叠层体的厚度方向压缩固定，同时，形成模槽的合模工序和，待该合模工序结束后，向上述模槽喷射熔融树脂，由此而在上述叠层体的外周缘上沿着整个边缘一体形成向面方向延长的树脂部。
根据技术方案27的发明，可以良好地形成由导电性多孔体、集电体和树脂部一体形成而构成的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件。尤其，在合模工序中，由模具面而将上述嵌入部件向该厚度方向压缩固定后，以此状态，向模槽内喷射熔融树脂，因此，可以使模具面和上述嵌入部件紧密接合。从而，可以抑制模具面、导电性多孔体及集电体之间有熔融树脂流入，同时，还可抑制熔融树脂在模槽内因喷射压力而发生的上述嵌入部件的位置偏离。随之，可以以高精度可靠形成该气体扩散层用构件。而且，由于在合模时，使集电体渗入于导电性多孔质体的表面，因此，喷射时，可以实现模具面和上述嵌入部件表面的紧密接合状态。从而，可以可靠实现集电体与导电性多孔质体的良好的电气连接状态，同时，还可以不引起制造上的缺陷而以高精度形成气体扩散层用构件。
此外，在导电性多孔体和树脂部连接的部分，由于熔融树脂渗入于向导电性多孔体的侧部开口的气孔中而固化，因此，由锚定效应而上述导电性多孔体和树脂部可以坚固地连接。因此，若树脂部不仅在上述导电性多孔体的外周缘，而且还在集电体的外周缘形成为一体，则可以谋求由导电性多孔体、集电体和树脂部构成的气体扩散层用构件的各构件之连接的高强度化及长寿命化。
与技术方案28有关的发明为，固体高分子型燃料电池用电池单元构件的制造方法，其特征在于将上述电解质层和，在该电解质层之间介入上述催化剂层而夹住该电解质层的至少一对上述导电性多孔体作为嵌入部件，通过进行犹如连接于上述导电性多孔体的边缘部喷射树脂而成形上述树脂框的嵌入成形，而制造出技术方案21～23中任一项所述的电池单元构件。
与技术方案29有关的发明为，技术方案28所述的固体高分子型燃料电池用电池单元构件的制造方法，其特征在于将上述电解质层和上述导电性多孔体，在相互间介入上述催化剂层的状态下，嵌入成形时，热压接合。
根据技术方案28、29的发明，由于熔融树脂渗入于向导电性多孔体的侧部开口的气孔中固化，且电解质层、催化剂层和导电性多孔体一体化，因此，可以确保燃料气体及燃料液体的密封，同时，还可以由锚定效应，使导电性多孔体和树脂框坚固连接。
并且，将多对导电性多孔体，留出一定间隔布置，在其周围喷射树脂而成形树脂框，而容易地制造出一体具有多个单体电池单元的平面状电池单元构件。而且，电解质层与导电性多孔体，通过在嵌入成形时进行热压接合，可以以在相互之间介入催化剂层的状态一体成形。
在该制造方法中，将端子设置于导电性多孔体和别体时，形成树脂框之后，通过电镀、蒸镀、喷镀等方法，可以在树脂框上形成。或者，在导电性多孔体一体形成端子，而将这些导电性多孔体及端子作为嵌入部件而进行嵌入成形也可以。
而且，将固定有其他构件的端子的导电性多孔体作为嵌入部件时，为了防止导电性多孔体因喷射树脂压而产生位置偏离，可以用销等固定端子部分。并且，将导电性多孔体夹持在成形用模具之间，则可不留任何销之保持痕迹，形成包围导电性多孔体周围的树脂框。此外，在该制造方法中，通过所谓的双色成形，可喷射形成由导电性树脂构成的端子和由非导电性树脂构成的树脂框。
与技术方案30有关的发明为，固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于在上述导电性多孔体的表面上布置上述隔板而构成的叠层体作为嵌入部件，通过进行犹如连接于该叠层体的边缘部喷射树脂的嵌入成形，而制造出技术方案18～20中任一项所述的上述气体扩散层用构件。
根据技术方案30的发明，本发明的固体高分子型燃料电池，可以以仅在2个气体扩散层用构件之间布置电解质层及催化剂层的单纯的部件构成形成单体电池单元。而且，若将多个气体扩散层用构件堆叠，在各构件之间分别布置电解质层，则可以容易形成堆叠多个单体电池单元的堆叠式燃料电池。
此外，利用于上述固体高分子型燃料电池的代表性的燃料有氢气和甲醇水溶液两种。采用甲醇水溶液时，虽然在导电性多孔体中流淌的燃料为液体，但这一部分按照惯例被称为气体扩散层。本发明中，包括利用液体燃料的情况，按照惯例称为气体扩散层，并非限定于气体燃料用。


图1是表示根据本发明实施例1的复合多孔体的平面图。
图2是表示制造图1所示的多孔体的方法的模式图。
图3是表示根据本发明实施例1的复合多孔体的制造方法的模式图。
图4是表示根据本发明实施例1的复合多孔体及其制造方法的作用效果的验证试验结果的示意图。
图5是表示根据本发明实施例2的气体扩散层用构件的斜视图。
图6是表示根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的另一实施方式的斜视图。
图7是表示根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的另一实施方式的斜视图。
图8是表示根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的另一实施方式的斜视图。
图9是表示根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的另一实施方式的斜视图。
图10是表示根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的另一实施方式的斜视图。
图11是表示根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的另一实施方式的斜视图。
图12是表示制造本发明中的导电性多孔体时所利用的装置的模式图。
图13是说明根据本发明的实施例2的气体扩散层用构件的制造方法的斜视图。
图14是表示制造根据本发明实施例2的气体扩散层用构件的喷射成形模具的模式图。
图15是表示根据本发明实施例3的气体扩散层用构件(燃料极用)的平面图。
图16是表示根据本发明实施例3的气体扩散层用构件(空气极用)的平面图。
图17是根据本发明实施例3的堆叠式燃料电池的一例，是表示在图15中的沿III-III线的燃料供应及排放路径的截面图。
图18是根据本发明实施例3的堆叠式燃料电池的一例，是表示在图16中的沿IV-IV线的截面图。
图19是表示与在本发明实施例4中的第一实施方式有关的气体扩散层用构件的氧气供应面侧的平面图。
图20是在图19中，沿a-a线的截面目标视图。
图21是表示图19所示的气体扩散层用构件的燃料供应面侧的平面图。
图22是表示利用图19所示的气体扩散层用构件而构成空气极的固体高分子型燃料电池主要部的氧气供应面侧的平面图。
图23是在图22中，沿i-i线的截面目标视图。
图24是表示与在本发明实施例4中的第二实施方式有关的气体扩散层用构件的氧气供应面侧的平面图。
图25是在图24中，沿b-b线的截面目标视图。
图26是表示图24所示的气体扩散层用构件的燃料供应面侧的平面图。
图27是表示与在本发明实施例4中第三实施方式有关的气体扩散层用构件的氧气供应面侧的平面图。
图28是在图27中，沿c-c线的截面目标视图。
图29是表示图27所示的气体扩散层用构件的燃料供应面侧的平面图。
图30是表示制造图19所示的气体扩散层用构件的喷射成形用模具的主要部截面的模式图。
图31是表示在本发明实施例4中的另一个实施方式的气体扩散层用构件的斜视图。
图32是以本发明实施例5的第一实施方式所示的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的平面图及截面图。
图33是图32所示的集电体的放大平面图。
图34是利用图32所示的气体扩散层用构件的固体高分子型燃料电池的一个实施方式。
图35是表示将本发明实施例5的第一实施方式所示的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件在嵌入成形时的第一工序的示意图。
图36是表示将本发明实施例5的第一实施方式所示的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件在嵌入成形时的第二工序的示意图。
图37是以本发明实施例5的第二实施方式所示的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的截面图。
图38是表示在于以本发明的实施例5的第一实施方式所示的气体扩散层用构件的制造方法中，向集电体网眼内填充浆料的一例的模式图。
图39是表示在以本发明的实施例5的第一实施方式所示的气体扩散层用构件制造方法中，烧成发泡体时的一例的模式图。
图40是表示本发明实施例6的燃料电池的主要部的截面图。
图41是在图40中，沿II-II线的目标视图，是表示与本发明有关的气体扩散层用构件的平面图。
图42是在图40中，沿III-III线的目标视图，是表示与本发明有关的气体扩散层用构件的平面图。
图43是在图40中，沿IV-IV线的目标视图，是表示与本发明有关的气体扩散层用构件的平面图。
图44是表示利用于制造以图41至图43所示的气体扩散层用构件的导电性多孔体的装置的一例的模式图。
图45是表示利用于与本发明实施例6的另一实施方式有关的气体扩散层用构件的隔板的平面图。
图46是表示本发明实施例7中的电池单元构件的一个实施方式的斜视图。
图47是表示利用图46所示的电池单元构件的燃料电池的斜视图。
图48是表示端子形状之一例的斜视图。
图49是表示端子形状之一例的斜视图。
图50是表示端子形状之一例的斜视图。
图51是表示端子形状之一例的斜视图。
图52是表示端子形状之一例的斜视图。
图53是表示端子形状之一例的斜视图。
图54是表示与本发明实施例7有关的电池单元构件的另一实施方式的斜视图。
图55是表示与本发明实施例7有关的电池单元构件的另一实施方式的斜视图。
图56是表示制造电池单元构件时，在导电性多孔体涂布催化剂层的工序的截面图。
图57是表示将导电性多孔体按所定形状切断的状态的截面图。
图58是表示在导电性多孔体安装端子的状态的截面图。
图59是表示在导电性多孔体之间布置电解质层的状态的截面图。
图60是表示制造电池单元构件的喷射成形模具的模式图。
图61是表示制造电池单元构件时，切断导电性多孔质薄片而涂布催化剂层的工序的截面图。
图62是表示由导电性多孔体和电解质层形成膜—电极接合体的状态的截面图。
图63是表示与本发明实施例7有关的电池单元构件的其他实施方式的侧面图。
图64是表示本发明实施例7的向电池单元构件的面方向布置燃料供应部的固体高分子型燃料电池的主要部的示意图。
图65是在图64中，沿a-a线的截面目标视图。
图66是表示本发明实施例7的向电池单元构件的面方向布置燃料供应部的固体高分子型燃料电池的主要部的示意图。
图67是表示本发明实施例7的向电池单元构件的面方向布置燃料供应部的固体高分子型燃料电池的主要部的示意图。
图68是表示本发明实施例7的向电池单元构件的面方向布置燃料供应部的固体高分子型燃料电池的主要部的部分截面图。
具体实施例方式
下面首先说明用于本发明的导电性多孔体和树脂部。
用于本发明的导电性多孔体，可选用碳纸、碳布等碳制多孔体，但选用气体扩散性和导电性均良好、具有三维网眼结构的金属制的为宜，如烧结金属粉末的薄片、金属无纺布、叠网等。其中，作为上述气体扩散层用构件的导电性多孔体，可适当调节气孔率或厚度，以及烧结可选用的金属种类较丰富的金属粉末的薄片，更适宜使用。而且，在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，并掺杂发泡剂成为发泡性浆料，然后，发泡成形后进行烧结，由此能得到的发泡金属烧结薄片能制造出气孔率较高的，因此更为适宜。
并且，利用于本发明的树脂部，例如有，热可塑性树脂、热硬化性树脂或弹性体(elastomer)，可根据复合多孔体10′的用途适当选择。
作为热可塑性树脂有聚乙烯、聚苯乙烯、AS树脂、ABS树脂、聚丙烯、氯乙烯树脂、异丁烯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯等泛用的塑料，或者，聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、变性聚苯撑醚、聚对苯二甲酸丁二酯等泛用工程塑料，或者，对聚苯硫、多芳基化合物、聚砜类、聚醚砜、聚醚酮醚、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、液晶聚合体、聚酰亚胺、聚邻苯二甲酰胺等超高工程塑料，或者，氟树脂、超高分子量聚乙烯、热可塑性弹性体、聚甲基戊烯、生分解性塑料、聚丙烯腈、纤维素系塑料等其他树脂。
作为热硬化性树脂有苯酚树脂、尿素树脂、三聚氰酰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚亚胺酯、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、硅树脂、醇酸树脂等。作为弹性体有天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、乙烯丙烯橡胶、乙烯·醋酸乙烯共聚物、氯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯等。
下面，详细说明本发明的实施例。
实施例1本发明的复合多孔体10′，如图1所示，由薄片状的导电性多孔体11和，向该导电性多孔体11的面方向延长的树脂部12形成为一体的矩形薄板状所构成。
导电性多孔体11是具有三维网眼结构的矩形薄板，且在侧部的开口的气孔连通于各方向，而具有透气性和吸水性，还具有轻量、表面积大等特性。并且，该导电性多孔体11是，金属制也好，结晶性石墨、或含非结晶性的无定形碳的碳素质也好，且金属无纺布也好。
树脂部12成，连接于导电性多孔体11之外周缘的薄板状，以与导电性多孔体11大致相同厚度无段差形成。而且，该树脂部12含有未图示的无机填料。该无机填料成纤维状的同时，并且在树脂部12中含有5wt％以上、60wt％以下。在此，上述纤维状就是表示纵横比为5以上的。在本实施方式中，无机填料的外径为3.5nm以上、30μm以下，更佳为3.5nm以上、10μm以下。而且，树脂部12，如图1所示，可以为平整的，但将螺丝插通孔用孔、设备嵌合用沟槽形状、提高强度的肋骨形状、凸起部等在后述的嵌入成形时设置也可以。
由这些导电性多孔体11和树脂部12形成为一体而构成的复合多孔体10′，整体上构成一个薄板构件，且树脂部12是固定或是夹持等安装于上述各种装置，以滤器、吸水构件、散热体等所利用。
接着，说明金属制的导电性多孔体11的制造方法。上述导电性多孔体11通过各种方法可以制造，例如，可将包含金属粉末的浆料S以薄状成形干燥的绿单(green sheet)G，烧成而制造。
图2是表示通过刮片(doctor blade)法将浆料S成形为薄状的绿单制造装置80的概略构成的。
浆料S是，例如将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，在此，根据需要添加，由加热处理而升华或汽化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷))或消泡剂(乙醇)等。
在于绿单制造装置80，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在由辊子82搬送的搬运薄片83上供应浆料S。搬运薄片83上的浆料S，在移动的搬运薄片83和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片83搬送，而通过加热炉86。然后，随着在加热炉86中干燥，形成SUS316L粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。另外，若浆料S中包含有发泡剂时，将搬运薄片83上延长状态下的浆料S，干燥处理之前，在高湿度气氛条件下进行加热处理，并通过将发泡剂发泡，使其变成发泡浆后，再进行干燥处理，而形成绿单G。
该绿单G，从搬运薄片83分离后，在未图示的真空炉中被脱脂、烧成，由此而有机粘合剂被除去，而成为各金属粉末相烧结的导电性多孔体11。
接着，根据图3说明在导电性多孔体11的外周缘部，沿着其整个边缘设置树脂部12，而制造图1所示的复合多孔体10′的方法之一个实施方式。
在一对模具70、71间形成的模槽72中，以嵌入部件布置导电性多孔体11，而将从浇道73通过浇口74喷射的熔融树脂75，填充于模槽72内，从而形成由导电性多孔体11和树脂部12成为一体的复合多孔体10′。在此，喷射于模槽72内的熔融树脂75含有未图示的无机填料。该无机填料，成纤维状(纵横比为5以上)的同时，在熔融树脂75中含有为5wt％以上、60wt％以下。并且，无机填料的外径为3.5nm以上、30μm以下，更佳为3.5nm以上、10μm以下。因此，熔融树脂75中均匀分散有无机填料，而谋求该树脂75之流动性的均一化，同时，在上述喷射时，无机填料被缠绕在划分在导电性多孔体11的外周缘开口的气孔之网眼，从而在导电性多孔体11的外周缘，该气孔的开口面积缩小。而且，在此状态下，熔融树脂75硬化，而导电性多孔体11的外周缘部和树脂部12接合。
此外，通过嵌入成形形成复合多孔体10′时，若使合模时模槽72的厚度(模具开闭方向的大小)，小于导电性多孔体11，而合模时在模具70、71间，使导电性多孔体11压缩3～90％，则即使熔融树脂75的喷射压作用于导电性多孔体11时，也能够抑制在导电性多孔体11之模槽72内发生位置偏离，同时，还可提高导电性多孔体11的表面平整度，可调整导电性多孔体11的气孔直径和气孔率。
而且，该调整后的导电性多孔体11的气孔直径及气孔率和，无机填料的大小及熔融树脂75(树脂部12)中的添加量，各相对的决定，即，在上述喷射时，如上所述，无机填料缠绕在划分在导电性多孔体11的外周缘开口的气孔之网眼而决定，以便使缩小该气孔在外周缘之开口面积。例如，导电性多孔体11的气孔直径为10μm以上、2mm以下，且气孔率为40％以上、98％以下时，使无机填料保持上述大小及含量即可。
在此，作为上述无机填料例如有，玻璃纤维、碳素纤维、碳纳管或金属短纤维等纤维状物质，或者，氧化铝、氧化锆、氧化锌、钛酸钾、硼酸铝等金属氧化物，或者，碳化硅、氮化铝等非氧化物陶瓷针状结晶(所谓，晶须)物质等。
如上所述，根据本实施方式的复合多孔体10′，由于设有树脂部12，从而可以提高导电性多孔体11的刚性，而可以谋求其操作性的提高。并且，因为树脂部12从导电性多孔体11的外周缘犹如突出向面方向延长，因此，将在复合多孔体10′中穿设装置安装用孔的部分可限定为该树脂部12，从而可以容易地、以高精度穿设装置用孔，同时，还可最大限度控制导电性多孔体11的有效使用面积的减少。尤其，由于树脂部12含有无机填料，因此可以谋求树脂部12本身的高强度化，其结果，可以实现复合多孔体10′整体的高强度化，而可以更加提高其操作性。
并且，根据本实施方式的复合多孔体10′之制造方法，由于通过嵌入成形形成复合多孔体10′，因此能够以高精度形成树脂部12的同时，可容易形成该复合多孔体10′。而且，由于树脂部12含有无机填料，因此嵌入成形时，即使熔融树脂75欲从向导电性多孔体11的外周缘开口的气孔，流入于该导电性多孔体11的内部时，也因无机填料缠绕于划分该气孔的网眼，从而在导电性多孔体11的外周缘，该气孔的开口面积缩小。因此，在上述嵌入成形时，可抑制熔融树脂75无限制地流入于导电性多孔体11的内部，而可最大限度控制导电性多孔体11的有效使用面积之减少(抑制有效使用面积减少的效果)。此外，如上所述，在上述嵌入成形时，由于无机填料缠绕于划分在导电性多孔体11的外周缘开口的气孔网眼，因此以此状态下熔融树脂75被硬化，且即使是最大限度控制熔融树脂75流入于导电性多孔体11的内部，也实现树脂部12和导电性多孔体11之坚固的接合(提高接合强度效果)。
而且，在上述实施方式中所表示的各构件所有形状或组合方式等只是一个例，并在未脱离本发明主旨的范围内，可根据设计要求进行各种变更。例如，在上述实施方式中，虽然在导电性多孔体11的外周缘之整个边缘设置了树脂部12，但可在导电性多孔体11的所定周围方向位置，设置所定长度的树脂部。
在上述作用效果中，关于上述抑制有效使用面积减少的效果(以下简称「效果1」)以及上述提高接合强度的效果(以下简称「效果2」)进行了验证试验。作为提供于该试验的复合多孔体，将实施例分为两种，它们全部都是由多孔体和树脂部以相似的厚度、无段差的、厚度略为0.2mm的复合多孔体，通过上述嵌入成形而形成。图4列出了包括嵌入成形时的成形条件、在树脂部12含有的填料种类、以及填料外径等结果。在该图表中，效果1所列数值表示复合多孔体从外周缘流入于树脂部的深度。并且，填料的填充量，在实施例和比较例均为约40％wt，且树脂部由间同立构聚苯乙烯形成。根据该图，可见无机填料为纤维状时，效果更佳。并且，虽然含有无机填料时，则效果1、2就提高，但未含无机填料时，也具有效果1、2。
说明复合多孔体10′的应用示例。
图5表示，应用于固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件10的复合多孔体。该气体扩散层用构件10的结构为，多个导电性多孔体11向面方向以一定间隔布置的状态下，填充各导电性多孔体11之间的间隙的同时，犹如包围整个外周，设置有树脂部12。此外，在各导电性多孔体11的一端连接有，延长至树脂部12外周的端子用接头2。端子用接头2熔敷于嵌入成形前的各导电性多孔体11，并由嵌入成形，与树脂部12成为一体。
再者，在本应用示例中，虽然在导电性多孔体11设置有端子用接头2，但作为固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，也有不设置有端子用接头2的情况。即，将单体电池单元重叠的结构的堆叠式燃料电池中，单体电池单元之间布置具有导电性的隔板。因而，即便在导电性多孔体11中不设置端子用接头2，也可以将单体电池单元串行连接。还有，如图54及图55中所示的平面电池单元构件10″，在导电性多孔体11直接连接布线，故无须设置端子用接头2。此时，可以采用如下连接构件将各导电性多孔体11以X形状相互连接的「コ」字状导电性连接构件18(图54)；或具有，插入相邻的两对的两对导电性多孔体11附近的树脂框13部分的夹持部19a和，从该夹持部19a向导电性多孔体11延长的连接部19b的导电性夹子19(图55)连接构件。
而且，该复合多孔体10′的应用示例，并不只限于固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件。也可以用作空气净化器的滤器、填料塔中填料托板、用于加湿器的吸水构件、冷却电脑CPU等的散热片等。
实施例2图5表示，与本发明中实施例2有关的气体扩散层用构件10。该气体扩散层用构件10构成为设有，薄片状导电性多孔体11；从导电性多孔体11突出的端子用接头2；包围导电性多孔体11之周围而端子用接头2的前端2a露出于树脂框13外面13a的树脂框13。
该气体扩散层用构件10，为使导电性多孔体11中集电的电子由端子用接头2流出来、或为使由端子用接头2流入的电子流出于导电性多孔体11之中，导电性多孔体11及端子用接头2应由导电性优良的材质形成。此外，若腐蚀现象当成问题时，利用不锈钢等耐腐蚀性材料为宜。
在图5所示气体扩散层用构件10的实施方式中，在各导电性多孔体11分别设置有一个端子用接头2，不过，若导电性多孔体11的导电性较低时，为防止集电功率降低，可采用如下条件结构如图6所示，使各一个端子用接头2从导电性多孔体11的两端突出；如图7所示，增加导电性多孔体11与端子用接头2的接触面积；或如图8所示，使端子用接头2的形状，向导电性多孔体11的长度方向延长并犹如各从两端突出等形成。
此外，端子用接头2在树脂框13的侧面13a、表面(上、下面)13b、13c等任意一个部位露出即可。例如，整体埋入于树脂框13的状态下，唯有端子用接头2的前端2a露出的构成(图9)；或者，在上、下面13b、13c任意一个面露出，而在侧面13a则不露出的构成(图10)也可以。而且，如图11所示，可以采用，将整个端子用接头2埋入树脂框13中，设置整个端子用接头2贯通树脂框13的贯通孔h，而端子用接头2在该贯通孔h的内周面露出的构成。
导电性多孔体11，在固体高分子型燃料电池中，因其具有由三维网眼结构的透气性及导电性，由此成为兼气体扩散层和集电板的薄片状构件，具体而言，例如它是以烧结金属粉末的薄片、发泡金属烧结薄片、金属无纺布、叠网等所要形状形成的。
在此，说明作为导电性多孔体11的一个例——将金属粉末烧结制成的多孔质发泡金属烧结薄片11(导电性多孔体11)。该发泡金属烧结薄片11，例如，通过烧成将包含金属粉末的浆料S成形为薄状后干燥的绿单而制造。
浆料S是，例如，将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，在此，根据需要添加，由加热处理升华或汽化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷))、消泡剂(乙醇)等。将通过刮片法，成形使浆料S为薄的绿单制造装置80，图12上表示。
在绿单制造装置80中，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在由辊子82搬送的搬运薄片83上供应浆料S。搬运薄片83上的浆料S，在移动的搬运薄片83和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片83搬送而依次通过，进行加热处理的发泡槽85及加热炉86。在发泡槽85中，由于是在高湿度气氛下进行加热处理，因此可对浆料S不产生裂纹，而使发泡剂发泡。并且，若因发泡形成空洞的浆料S在加热炉86中干燥，则形成，在粒子间形成空洞的金属粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。
将该绿单G，从搬运薄片83分离后，在未图示的真空炉中进行脱脂、烧成，由此除去有机粘合剂，可以得到各金属粉末相互烧结的导电性多孔体。将该导电性多孔体按适当大小切断，可作为发泡金属烧结薄片11。
如上所述形成的发泡金属烧结薄片11，连接有端子用接头2。端子用接头2由无透气性、导电性优良的金属薄板或导电性树脂构成，且从导电性多孔体11犹如突出设置。
本实施方式中的端子用接头2由金属薄板构成，从导电性多孔体11向面方向犹如突出，以对导电性多孔体11部分叠合的状态，由点焊等方式焊接。
树脂框13，由无透气性、具有电气绝缘性的树脂构成，向导电性多孔体11的面方向延长，填充隔一定间隔并排的多个导电性多孔体11之间的间隙，同时，还犹如包围导电性多孔体11的周围(边缘部)设置，而密封导电性多孔体11侧部11c的透气性。在该树脂框13的外面13a露出有连接于导电性多孔体11的端子用接头2前端2a。在该树脂框13中，还可设置固定各气体扩散层相互夹住或固定位置的螺丝孔。并且，为进一步提高外周的密封性，可设置O形环用沟槽，或用软质树脂设置凸部。
接着说明与本发明实施例2有关的气体扩散层用构件10的制造方法。其方法是，将发泡金属烧结薄片11作为嵌入部件嵌入成形。在这里，对于一个气体扩散层用构件10，嵌入4个发泡金属烧结薄片11。
首先，如图13所示，先将端子用接头2焊接于各发泡金属烧结薄片11，使其成为一体，再将这些焊接有端子用接头2的4个发泡金属烧结薄片11，向面方向以一定间隔布置在图14所示的喷射成形用模具的一对模具70、71之间形成的模槽72内。
在模槽72内，由突出于模槽72内的销件76压各端子用接头2的同时，依靠各模具70、71夹持各发泡金属烧结薄片11，由喷射的树脂之压力固定发泡金属烧结薄片11及端子用接头2，以使其在模槽72内不可移动。因此，由于以与发泡金属烧结薄片11几乎相同的厚度填充熔融树脂，因此，可将发泡金属烧结薄片11之两面11a、11b的大部分，露出于气体扩散层用构件10的表面。
并且，若使闭模时模槽72厚度略小于发泡金属烧结薄片11，而闭模时在模具70、71之间，使发泡金属烧结薄片11压缩3～90％，则相对于喷射树脂压，可以将发泡金属烧结薄片11固定于模槽72内的同时，还可提高发泡金属烧结薄片11的平整度。
并且，在闭模的模槽72内，填充通过浇口74由浇道73喷射的熔融树脂75，由此在各发泡金属烧结薄片11的周围，一体形成与发泡金属烧结薄片11厚度相同的树脂框13。
此时，由于发泡金属烧结薄片11的两面11a、11b与模具70、71相连，因此树脂不覆盖整个面11a、11b，发泡金属烧结薄片11的面11a、11b从树脂框13露出。并且，在发泡金属烧结薄片11的侧部11c开口的气孔中，熔融树脂渗入厚度达5μm～1000μm左右而硬化，因此可将发泡金属烧结薄片11和树脂框13坚固接合，而使整个发泡金属烧结薄片11的侧部11c被树脂框13覆盖。
在此，相对于成形的树脂框13外面(侧面)13a，端子用接头2，无须其前端2a一致，突出也无妨。并且，由于熔融树脂甚至覆盖端子用接头2的前端2a，前端2a未露于树脂框13的外面13a时，通过研磨树脂框13等，使前端2a露出即可。
而且，如果发泡金属烧结薄片11的气孔直径或气孔率过小，则熔融树脂不能渗入气孔中，从而气体密封效果和锚定效应有可能变为不充分。另外，如果气孔直径或气孔率过大，则由于强度不够，而有无法承受树脂成形压及树脂硬化时的压缩导致变形的可能性。因此，发泡金属烧结薄片11，气孔直径为10μm～2μm左右、气孔率为40～98％左右，为宜。
并且，树脂框13的材质，可选用热可塑性树脂、弹性体(含橡胶)等可喷射成形的材质，且不具有导电性和透气性为宜，对此可在充分考虑耐热温度或硬度等后，适当选择即可。例如，若选用软质树脂，则能提高导电性多孔体11侧部11c的密封性。
在上述实施方式中，采用了在形成端子用接头2时，将金属薄板焊接于导电性多孔体11上的方法。对此，也可采用与本发明的其他实施方式有关的如下的气体扩散层用构件10的制造方法。
即，只把导电性多孔体11作为嵌入部件，由嵌入成形形成树脂框13，然后在树脂框13上形成，由电镀、蒸镀、喷镀等从面11a、11b延长并露出于树脂框13外面13a的布线，并把其作为端子用接头2。可抑制导电性多孔体11的变形。并且，由于在树脂框13的表面形成端子用接头2，因此可靠容易地使前端2a露于外面13a。
此外，作为气体扩散层用构件10的制造方法之另一实施方式，可采用，由双色成形技术，喷射成形导电性树脂，而形成端子用接头2，从而喷射成形非导电性树脂，由此形成树脂框13的方法。
按照上述制造方法制造出的气体扩散层用构件10，在各发泡金属烧结薄片11的一个面形成催化剂层而作为空气极或燃料极，在其之间夹住电解质层，依次连接各端子用接头2，由此可以构成固体高分子型燃料电池的平面电池单元。
本发明的气体扩散层用构件可适用于，如图64至图68所示的，向气体扩散层用构件的面方向布置燃料供应部30之结构的固体高分子型燃料电池。
此时，如图64所示，其结构为，具有燃料极A的气体扩散层用构件110之发泡金属烧结薄片(导电性多孔体)112和，燃料供应部30的多孔质部31不直接接触。因此，如图65(在图64中，沿a-a线的截面目标视图)所示，由于设置向树脂框113的面方向贯通的连通孔113a，而通过该连通孔113a，可以使多孔质部31和发泡金属烧结薄片112连通，同时，可以排放发电时之副生成物，即二氧化碳气。
另外，通过安装覆盖发泡金属烧结薄片112表面的板状构件115，而塞住与燃料供应部30和树脂部32之间的间隙，从而可以防止由发泡金属烧结薄片112发生的燃料泄漏现象。因此，例如，可以实现，将上述板状构件115侧布置于液晶显示器的背面而适用于超薄型笔记本电脑的结构。
此外，作为连通多孔质部31和发泡金属烧结薄片112的结构，如图66所示，在树脂框113的表面设置向面方向延长的沟槽113a也可以。此时，若也在板状构件115的气体扩散层用构件110侧表面形成向面方向延长的沟槽115a，使该沟槽115a连通于树脂框113之沟槽113a及发泡金属烧结薄片112表面，则，可通过该沟槽115a，比发泡金属烧结薄片112更有效供应燃料，排放二氧化碳气。
并且，如图67及图68所示，如果在具有空气极B的气体扩散层用构件110侧，布置如覆盖发泡金属烧结薄片(导电性多孔体)112表面的板状构件116等构件时，为了将空气供应于发泡金属烧结薄片112，可设计如下结构在板状构件116表面，形成连通于发泡金属烧结薄片112的沟槽116a(图67)；或在气体扩散层用构件110的树脂框113表面，形成沟槽113a(图68)等。
实施例3根据本发明的实施例3的气体扩散层用构件10、20是，如图15及16所示，各由薄片状导电性多孔体构成的气体扩散电极11、21和，覆盖该气体扩散电极(导电性多孔体)11、21的周围而向面方向延长的树脂部12、22，形成为一体的矩形薄板状。
具有这种气体扩散层用构件10、20的本发明的固体高分子型燃料电池100主要部之截面，在图17及18上表示。
该固体高分子型燃料电池100，采用了所谓的堆叠式构成，即，将由气体扩散层用构件10、20及电解质层121构成的单体电池单元130，在其中间夹住隔板122、123、124后多层堆叠的方式。而且，图17是根据在图15的以气体扩散层用构件10表示的部分之沿III-III线的截面目标视图，图18是根据在图16的以气体扩散层用构件20表示的部分之沿IV-IV线的截面目标视图，并是以不同截面表示燃料电池100的示意图。
该图17和18所示的燃料电池100，具有两组单体电池单元130在气体扩散层用构件10和气体扩散层用构件20之间，介入催化剂层C而布置电解质层121。并且，各单体电池单元130之间的构成为由隔板122分割而堆叠的单体电池单元130外侧，由屏蔽板123、124封闭。而且，隔板122、123、124不允许空气或燃料等气体或流体通过，并由具有导电性的，例如，由碳板或具有耐腐蚀性的金属板等形成。
电解质层121，例如，由氟树脂系高分子电解膜形成，虽然在膜中氢离子可以移动，但却具有不允许电子通过的性质。在该电解质层121和气体扩散层用构件10、20的界面(本实施方式中为气体扩散电极11、21的表面部分)，设有催化剂层C。催化剂层C，将包含支撑白金系催化剂微粒子的碳粒子之高分子电解质溶液，涂于气体扩散电极11、21表面而形成，并由热压方式紧密固定于电解质层121。并且，电解质层121和各气体扩散层用构件10、20的树脂部12、22，则由超声波接合紧密接合固定。
气体扩散电极11、21，为由具有三维网眼结构的导电性多孔体构成的矩形薄板，且由于在表面开口的气孔以各方向连通，故具有透气性、还具有轻便、表面积大的特点。
覆盖该气体扩散电极11、21周围而设置的树脂部12、22为薄板状，且连接于气体扩散电极11、21的外周缘，以与气体扩散电极部11、21大致相同的厚度、无段差形成。
并且，这些气体扩散电极11、21及树脂部12、22形成为一体的气体扩散层用构件10、20，整体上构成一个薄板构件。
在图17及18所示的燃料电池中，气体扩散层用构件10的气体扩散电极11，是通过燃料供应通道101供应燃料的燃料极。另一方面，气体扩散层用构件20的气体扩散电极21，是通过氧气供应通道103供应空气的空气极。以下，将燃料极的气体扩散电极称为燃料扩散电极，且空气极的气体扩散电极称为氧气扩散电极。
如图15所示，气体扩散层用构件10，设有连接于燃料扩散电极11而连通于其气孔的燃料供应用贯通孔(第一流体供应通道)10a及燃料排放用贯通孔(第二流体排放通道)10b，未连接于燃料扩散电极11而设置于相距一定距离位置的空气供应用贯通孔(第二流体供应通道)10c及空气排放用贯通孔(第二流体排放通道)10d，设置于树脂部12的四个角而插通固定用螺栓等的螺栓插通孔10e，且上述这些孔均贯通树脂部12。
另一方面，如图16所示，气体扩散层用构件20，设有连接于氧气扩散电极21而贯通树脂部22而连通于其气孔的空气供应用贯通孔(第二流体供应通道)20a及空气排放用贯通孔(第二流体排放通道)20b，未连接于氧气扩散电极21而设置于相距一定距离位置的燃料供应用贯通孔(第一流体供应通道)20c及燃料排放用贯通孔(第一流体排放通道)20d，设置于树脂部22的四个角而插通固定用螺栓等的螺栓插通孔20e，且上述这些孔均贯通树脂部22。
这些气体扩散层用构件10、20具有同一形状，且将内外区别布置，从而可以用作燃料极和空气极。即，在气体扩散层用构件10、20中，连通于燃料扩散电极11和氧气扩散电极21的两个贯通孔和，未连通的两个贯通孔，分别设置在以直线101、201为对称轴的线对称位置上。换言之，由于燃料供应·排放用贯通孔和空气供应·排放用贯通孔对于直线101、201对称形成，因此在堆叠的两个气体扩散层用构件中将一方翻过来，而连接于气体扩散电极的贯通孔和未连接于气体扩散电极的贯通孔相交替，若将从而一方翻过来的两个气体扩散层用构件堆叠，则可以连通各贯通孔。
并且，在布置于这些气体扩散层用构件10、20之间的电解质层121，设有连通于气体扩散层用构件10、20各贯通孔及螺栓插通孔的贯通孔。即，在电解质层121中，形成有连通于气体扩散层用构件10、20贯通孔10a、20c的燃料供应用贯通孔121a；连通于贯通孔10c、20a的空气供应用贯通孔121b；连通于贯通孔10b、20d的燃料排放用贯通孔121c；连通于贯通孔10d、20b的空气排放用贯通孔121d；及连通于螺栓插通孔10e、20e的螺栓插通孔(未图示)。
此外，在隔板122设有连通于气体扩散电极各贯通孔及螺栓插通孔的贯通孔。即，在隔板122中形成有连通于气体扩散层用构件10、20贯通孔10a、20c的贯通孔122a；连通于贯通孔10c、20a的贯通孔122b；连通于贯通孔10b、20d的贯通孔122c；连通于贯通孔10d、20b的贯通孔122d；及连通于螺栓插通孔10e、20e的螺栓插通孔(未图示)。
并且，用来封闭具有空气极的气体扩散层用构件20表面的屏蔽板123，设有连通于用来燃料供应之贯通孔20c的贯通孔123a、连通于用来空气排放之贯通孔20b的贯通孔123b、连通于螺栓插通孔20e的螺栓插通孔(未图示)。
另外，在用来封闭具有燃料极的气体扩散层用构件10表面的屏蔽板124，形成有连通于用来供应空气之贯通孔10c的贯通孔124a、连通于用来排放燃料之贯通孔10b的贯通孔124b、连通于螺栓插通孔10e的螺栓插通孔(未图示)。
犹如使各贯通孔连通而堆叠的气体扩散层用构件10、20、电解质层121及隔板122、屏蔽板123、124，通过在螺栓插通孔中插通螺栓后，用螺母固定的方式，可以固定为一体。并且，树脂部12、22和隔板122、树脂部12、22和电解质层121等的接合面，通过超声波接合方式紧密接合。而且，燃料扩散电极11及氧气扩散电极21表面和电解质层121，则通过热压方式紧密接合。
通过堆叠上述气体扩散层用构件10、20电解质层121、隔板122、123、124，在燃料电池100中，形成燃料侧供应通道101、燃料侧排放通道102、氧气侧供应通道103以及氧气排放通道104。
燃料侧供应通道101，是通过将屏蔽板123的贯通孔123a、各气体扩散层用构件10的贯通孔10a、各气体扩散层用构件20的贯通孔20c、电解质层121的贯通孔121a及隔板122的贯通孔122a，相连通而形成。
并且，燃料侧排放通道102，是通过将各气体扩散层用构件10的贯通孔10b、各气体扩散层用构件20的贯通孔20d、隔板122的贯通孔122c及屏蔽板124的贯通孔124b，相连通而形成。
这些燃料侧供应通道101及燃料侧排放通道102，连通于气体扩散层用构件10的燃料扩散电极(燃料极)11的同时，未连通于气体扩散用构件20的氧气扩散电极(空气极)21。
而且，氧气侧供应通道103，是通过将屏蔽板124的贯通孔124a、各气体扩散层用构件10的贯通孔10c、各气体扩散层用构件20的贯通孔20a、电解质层121的贯通孔121b以及隔板122的贯通孔122b，相连通而形成。
而且，氧气侧排放通道104，是通过将各气体扩散层用构件10的贯通孔10d、各气体扩散层用构件20的贯通孔20b、隔板122的贯通孔122d以及屏蔽板123的贯通孔123b，相连通而形成。
这些氧气侧供应通道103及氧气侧排放通道104，连通于气体扩散层用构件20的氧气扩散电极(空气极)21的同时，未连通于气体扩散层用构件10的燃料扩散电极(燃料极)11。
从而，从屏蔽板123的贯通孔123a供应的燃料，在通过燃料扩散电极(燃料极)11连通气孔的过程中，向电解质层121和催化剂层C的界面供应氢。并且，该氢在催化剂层C上由电极反应而发生离子化，将电解质层121向氧气扩散电极(空气极)21移动。电极反应后的燃料，通过燃料侧排放通道102，从屏蔽板124的贯通孔124b而燃料电池100的外部排放。
另一方面，从屏蔽板124的贯通孔124a供应的空气，在通过各氧气扩散电极(空气极)21连通气孔的过程中，向电解质层121和催化剂层C的界面供应氧气，并与反应生成的水一同通过氧气侧排放通道104排放。
并且，从燃料扩散电极(燃料极)11到达，将电解质层121夹住并布置于另一侧的氧气扩散电极(空气极)21的氢，在电解质层121和催化剂层C的界面，由与供应于氧气扩散电极21的空气中的氧气电极反应，从而反应生成水。
另一方面，由氢之离子化产生的电子，将设置于气体扩散层用构件10、20外部的回路(未图示)，从燃料扩散电极(燃料极)11移动至氧气扩散电极(空气极)21。由该电子的移动，可以产生上述电能。
此外，用于形成气体扩散电极11、21的导电性多孔体，可选用碳纸、碳布等碳制多孔体，但，选用气体扩散性和导电性均良好、且具有三维网眼结构的金属制的为宜，如烧结金属粉末的薄片、金属无纺布、叠网等。其中，作为上述气体扩散层用构件的导电性多孔体，可适当调节气孔率或厚度，以及烧结可选用的金属种类较丰富的金属粉末的薄片，更为适宜。
而且，在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，再掺杂发泡剂形成发泡性浆料，并以发泡成形后烧结而得到的发泡金属烧结薄片，可制造高气孔率的多孔体，因此更为宜。
在本实施方式中，采用可适当调节气孔率或厚度，可选用的原料金属种类也丰富的发泡金属烧结薄片。
在此，参照图12，说明发泡金属烧结薄片的制造方法。
发泡金属烧结薄片，是在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，再掺杂发泡剂做成发泡性浆料S，并发泡成形后烧结而得到的。
浆料S是，例如，将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，在此，根据需要添加，由加热处理升华或汽化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷))、消泡剂(乙醇)等。图12中表示，将该浆料S通过刮片法，成形为薄状的绿单制造装置80。
在绿单制造装置80中，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在搬运薄片82上供应浆料S。搬运薄片82，由辊子83搬送，且搬运薄片82上的浆料S，在移动的搬运薄片82和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片82搬送而依次通过进行加热处理的发泡槽85及加热炉86。在发泡槽85中，由于在高湿度气氛下进行加热处理，因此可对浆料S不产生裂纹，使发泡剂发泡。并且，若因发泡而形成空洞的浆料S在加热炉86中干燥，则形成粒子间形成空洞的金属粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。
将该绿单G，从搬运薄片82分离后，在未图示的真空炉中进行脱脂、烧成，由此除去有机粘合剂，可以得到各金属粉末相互烧结而成为三维网眼结构的发泡金属烧结薄片(导电性多孔体)。
将按所定形状切断如上所述形成的导电性多孔体，作为嵌入部件进行嵌入成形，而可以制造出，以一体具备由导电性多孔体构成的气体扩散电极11、21和树脂部12、22的气体扩散层用构件10、20。
即，在图3所示的，一对模具70、71之间形成的模槽72中，作为嵌入部件布置导电性多孔体，而将从浇道73通过浇口74喷射的熔融树脂75，填充于模槽72内，从而形成由导电性多孔体构成的燃料扩散电极11(氧气扩散电极21)和树脂部12(树脂部22)成一体的气体扩散层用构件10(气体扩散层用构件20)。燃料扩散电极11和树脂部12，熔融树脂渗入至在燃料扩散电极11侧部开口的气孔中5μm～1000μm左右的深度而硬化，由此坚固接合。贯通树脂部12(树脂部22)的各贯通孔，喷射成形时，可由模具形成。
例如，以树脂部12的材料选用聚丙烯时，以成形温度180℃、80kN合模、成形压250kg/cm2喷射成形，而可得到复合多孔体10′。
此外，由嵌入成形形成气体扩散层用构件10、20时，使闭模时的模槽72厚度(模具开关方向的大小)，比气体扩散电极11、21稍微小，而闭模时在模具70、71之间，使气体扩散电极11、21压缩3～90％，则可以由喷射树脂压，将气体扩散电极11、21相对模槽73固定，同时，还可提高气体扩散电极11、21的平整度。
此外，若气体扩散电极11、21的气孔直径或气孔率过小，则熔融树脂就无法渗入气孔中，从而锚定效应变为不够，而不能充分得到与树脂部12、22的接合强度，在接合部会出现剥离现象。另一方面，如果气孔直径或气孔率过大，则由于强度不够，无法承受树脂成形压及树脂硬化时的压缩力，最终导致变形。从而，气孔直径为10μm～2mm左右、气孔率为40～98％左右，为宜。
另一方面，树脂部12、22的材质可选用热可塑性树脂、弹性体等，其是可喷射成形的材质即可，对此可在充分考虑耐热温度或硬度，适当选择即可。
而且，在上述实施方式中所示的各构成构件，其所有形状或组合等是一个例，并在未脱离本发明主旨的范围内，可根据设计要求进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，是通过将使树脂部贯通的贯通孔连通，形成燃料或空气的供应通道·排放通道，但是，还可以采用，在树脂部表面形成连通树脂部外缘和气体扩散电极的沟槽形状，并将此作为供应通道或排放通道，由泵压送空气或燃料的构成。
而且，在上述实施方式中，采用了将催化剂层C在气体扩散电极表面涂布形成的构成，但还可以采用，例如，将在碳纸(导电性多孔体)中渗入催化剂浆料的作为催化剂层，布置在电解质层和气体扩散电极之间的构成。此时，若构成燃料电池，以便催化剂层(碳纸)对电解质层热压接合，而对气体扩散电极(发泡金属烧结薄片)加压接合，就可以使电子或流体(燃料或氧气)流通自如。
实施例4从图19至图21，表示与本发明实施例4的第一实施方式有关的气体扩散层用构件10。该气体扩散层用构件10，具有薄片状氧气扩散电极11；设置于该氧气扩散电极(导电性多孔体)11的侧部11c的、由非导电性材料构成的树脂部92；设置于氧气扩散电极11的一侧面(氧气供应面)11a侧的格子状框部93。
气体扩散层用构件10中设有的氧气扩散电极11，由具有三维网眼结构的导电性多孔质材料形成，且其一侧面为氧气供应面11a、另一侧面为电极面11b。并且，在本实施方式中，作为导电性多孔质材料采用，可适当调节气孔率或厚度，以及可选用的原料金属也丰富的发泡金属烧结薄片。发泡金属烧结薄片，在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，并在此掺杂发泡剂而形成发泡性浆料，再将此浆料发泡成形后烧结而得到的。
树脂部92，是由非导电性材料的树脂，与氧气扩散电极11形成为一体，覆盖氧气扩散电极11的侧部11c。
格子状框部93，同树脂部92一样，由非导电性材料的树脂，与氧气扩散电极11及树脂部92形成为一体，设置于氧气扩散电极11的氧气供应面11a侧。该格子状框部93，是布置于氧气供应面11a表面的格子状框体，如图19及20(在图19中，沿a-a线剖开的截面目标视图)所示，形成有多个将氧气供应面11a向外开放的开口部93a的形状。
即，气体扩散层用构件10，构成为由树脂部92而其外缘受保护的同时，如图19所示，氧气供应面11a侧由格子状框部93在受保护，另外，如图21所示，电极面11b侧全面开放。
图22及23(在图22中，沿i-i线剖开的截面目标视图)表示，适用该气体扩散层用构件10的固体高分子型燃料电池的主要部。该燃料电池，构成为空气极A和燃料极B夹住电解质层121布置而具有保存·供应燃料(在这里指甲醇水溶液)的燃料供应部40。电解质层121，例如，由氟树脂系高分子电解膜形成，而具有在膜内，氢离子可移动，却不允许电子通过的性质。
空气极A形成为本实施方式的气体扩散层用构件10，且布置为将电极面11b面向电解质层121。在电极面11b还设有催化剂层C，该催化剂层C，涂布包含支撑白金系催化剂微粒子的碳粒子之高分子电解质溶液而形成。氧气扩散电极11的电极面11a(催化剂层C)和电解质层121，由热压紧密接合固定。并且，空气极A，通过格子状框部93的开口部93a，可以将供应于氧气扩散电极11的空气(氧气)输送至电解质层121。
燃料极B以平板状的气体扩散层用构件30形成。气体扩散层用构件30，同空气极A的氧气扩散电极11一样，由发泡金属烧结薄片构成，其构成为具有，与氧气扩散电极11对向布置的燃料扩散电极31、及覆盖该燃料扩散电极31的侧部的树脂部32。树脂部32，由未具导电性及透气性的树脂，与燃料扩散电极31形成为一体。
燃料扩散电极31，一侧面为燃料供应面31a，另一侧面为电极面31b，同氧气扩散电极11一样，在电极面31b设有催化剂层C，该催化剂层C，涂布包含支撑白金系催化剂微粒子的碳粒子之高分子电解质溶液而形成。燃料扩散电极31的电极面31a(催化剂层C)与电解质层121，由热压紧密接合固定。
气体扩散层用构件30，使燃料扩散电极31电极面31b面向电解质层121而布置，且由在其背面布置的封闭板33，整个燃料供应面31a被封闭。封闭板33，同树脂部32一样，也是由未具导电性及透气性的树脂形成，而在面向燃料扩散电极31的内面33a，在与燃料扩散电极31的燃料供应面31a之间形成空间而设有流通燃料的燃料供应沟槽33b。此外，树脂部32与封闭板33由超声波接合方式紧密接合固定。
燃料供应部40，保存燃料(在这里指甲醇溶液)，其构成为由向燃料极B中的燃料扩散电极31供应燃料的毡等构成的多孔质部41，由树脂框42覆盖。并且，保存于多孔质部41的燃料，从设置于燃料供应部40树脂框42的燃料供应通道42a出发，通过燃料供应沟槽33b，最终可以供应给燃料扩散电极31。燃料供应部40的树脂框42和气体扩散层用构件30、树脂部32及封闭板33，由超声波接合方式紧密接合固定。
在于具有上述结构的燃料电池，空气极A的氧气扩散电极11及燃料极B的燃料扩散电极31，是由三维网眼结构而具有透气性和导电性的，所谓兼气体扩散层和集电板的构件。
在燃料电池中，通过如下反应产生电能。
即，从燃料供应部40供应给燃料扩散电极31(燃料极B)的燃料中的氢，在催化剂层C上由电极反应而发生离子化后，把电解质层121向氧气扩散电极11(空气极A)移动。并且，氢到达于夹住电解质层121并在另一侧布置的氧气扩散电极11(空气极A)，在电解质层121和催化剂层C的界面，与从氧气扩散电极11氧气供应面11a供应的空气中的氧气发生电极反应，而生成水。
另一方面，由氢的离子化而产生的电子，把设置于气体扩散层用构件30外部的回路(未图示)，从燃料极B(燃料扩散电极31)移动至空气极A(氧气扩散电极11)。由该电子的移动，可以产生电能。
而且，催化剂层C，是在氧气扩散电极11及燃料扩散电极31的表面涂布而形成，但是，由于只要设置于氧气扩散电极11及燃料扩散电极31和电解质层121的界面即可，因此，也可以在电解质层121的表面形成。
以下，在图24-图26上表示，与本发明实施例4中第二实施方式有关的气体扩散层用构件50。该气体扩散层用构件50，具有分割设置为两个的薄片状氧气扩散电极51、51；各设置于氧气扩散电极51的侧部51c的、由非导电性材料构成的树脂部52；设置于氧气扩散电极51的一侧面(氧气供应面)51a侧的格子状框部53；连接各氧气扩散电极50、50之间的连接部54。
在气体扩散层用构件50设有的氧气扩散电极51，同氧气扩散电极11一样，由具有三维网眼结构的导电性多孔质材料(发泡金属烧结薄片)形成，其一面为氧气供应面51a，而另一面则为电极面51b。
树脂部52与树脂部92一样，由非导电性材料的树脂，与氧气扩散电极51形成为一体，并覆盖氧气扩散电极51的侧部51c。
格子状框部53，同树脂部52一样，由非导电性材料的树脂，与氧气扩散电极51及树脂部52形成为一体，而设置于氧气扩散电极51的氧气供应面51a侧。该格子状框部53，是布置于氧气供应面51a表面的格子状框体，如图24及25(在图24中，沿b-b线剖开的截面目标视图)所示，其形状为，形成多个向外部开放氧气供应面51a的开口部53a。
本实施方式中的气体扩散层用构件50，同第一实施方式中的气体扩散层用构件10不同，其构成为，分割设置为两个氧气扩散电极51，且各氧气扩散电极51、51由连接部54连接以一体固定。连接部54，同树脂部52及格子状框部53相同，也是由非导电性材料的树脂，与氧气扩散电极51及树脂部52形成为一体。
即，本实施方式的气体扩散层用构件50，构成为外缘由树脂部52受保护，同时如图24及图25所示，氧气供应面51a侧由格子框部53受保护，另一方面，如图26所示，电极面51b侧全面开放。在于由该气体扩散层用构件50构成空气极的固体高分子型燃料电池，也在燃料极设置具有两个燃料扩散电极的气体扩散层用构件，由此可以形成，由该一对气体扩散层用构件向面方向并排的两组单体电池单元。
为了串联电池单元之间，或形成电池的电极，也可以在气体扩散层用构件设置端子(未图示)。端子，例如，将带状金属箔由电阻焊接等接合于导电性多孔体而可以形成。
而且，图27-图29上表示，与本发明实施例4中第三实施方式相关的气体扩散层用构件60。该气体扩散层用构件60，同第二实施方式一样，具有分割设置为两个的薄片状氧气扩散电极61、61；由设置于各氧气扩散电极61的两侧侧部61c的非导电性材料构成的树脂部62；设置于氧气扩散电极61的一侧面(氧气供应面)61a侧的格子状框部63；连接各氧气扩散电极60、60之间的连接部64。
即，本实施方式的气体扩散层用构件60，由树脂部62，两侧外缘受保护的同时，余下两侧部分61d、61d并未设置有树脂部，且氧气扩散电极61的端面开放着。并且，其构成为，如图27及28(在图27中，沿c-c线剖开的截面目标视图)所示，氧气供应面61a侧由格子状框部63受保护的同时，通过开口部63a开放着，另一方面，如图28及图29所示，电极面61b全面开放开放着。在由该气体扩散层用构件60构成空气极的固体高分子型燃料电池中，通过在燃料极也布置具有两个燃料扩散电极的气体扩散层用构件，由这一对气体扩散层用构件，可以形成向面方向并排的两组单体电池单元。并且，本实施方式的气体扩散层用构件60，由于氧气扩散电极61的侧部61d露于外部，因此可利用该侧部61d，形成用于连接各氧气扩散电极61的布线。
在此，将结合图30说明本发明实施例4的气体扩散层用构件10的制造方法。
气体扩散层用构件10，先将导电性多孔体作为嵌入部件，进行嵌入成形，再将该导电性多孔体作为氧气扩散电极11，并通过喷射树脂形成其他部分(树脂部92、格子状框部93)，而制造为一体。
图30上表示嵌入成形用模具。利用该模具，在一对模具70、71之间形成的模槽72中，作为嵌入部件布置导电性多孔体(氧气扩散电极)11，再向模槽72内填充从浇道73通过浇口74喷射的熔融树脂75，由此形成由导电性多孔体11和树脂部分(树脂部92、格子状框部93)形成为一体的气体扩散层用构件10。导电性多孔体11与树脂部分(树脂部92、格子状框部93)，由于在导电性多孔体11的侧部开口的气孔中，熔融树脂渗入至5μm～1000μm左右的深度而硬化，因此，由锚定效应坚固接合。
并且，根据树脂的种类，选定喷射压力或成形温度等喷射成形条件。例如，若喷射压力过高，则因导电性多孔体中填充树脂过多，而导致透气性降低等，无法发挥多孔体的功能。此外，若采用热可塑性树脂，可部分冷却连接于导电性多孔体的模具表面，若采用硅橡胶等热硬化性树脂，部分加热模具表面，可以有效控制，树脂渗入于导电性多孔体。
此外，若导电性多孔体11的气孔直径或气孔率过小，则熔融树脂不能渗入气孔中，从而有可能锚定效应变为不充分。另一方面，若导电性多孔体11的气孔直径或气孔率过大，则由于强度不够，而有无法承受树脂成形压及树脂硬化时的压缩而导致变形的可能性。从而，导电性多孔体11，其气孔直径为10μm～2mm左右、气孔率为40～98％左右，为适宜。
并且，树脂部92及格子状框部93的材质，是热可塑性树脂、弹性体(含橡胶)等可喷射成形的材质，且不具有导电性为宜，因此充分考虑耐热温度和硬度后，适当选择即可。例如，若选用软质树脂，则能提高导电性多孔体侧部的密封性。
下面，将说明氧气扩散电极11的材质。作为构成氧气扩散电极11的薄片状导电性多孔体，可选用碳纸、碳布等碳制多孔体，但可选用气体扩散性和导电性均良好、且具有三维网眼结构的金属制的为宜，例如烧结金属粉末的薄片、金属无纺布、叠网等。其中，作为上述气体扩散层用构件的导电性多孔体，可适当调节气孔率或厚度，以及烧结可选用的金属种类较丰富的金属粉末的薄片，更适宜使用。而且，在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，并掺杂发泡剂成为发泡浆，然后，发泡成形后进行烧结，由此能得到的发泡金属烧结薄片能制造出气孔率较高的，而更为适宜。
在此，说明，对氧气扩散电极11非常适宜的发泡金属烧结薄片制造方法。该发泡金属烧结薄片，是例如通过将含有金属粉末的浆料S成形为薄状，再将其干燥成绿单G，烧成该绿单而制造。
浆料S是，例如，将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，在此，根据需要添加，由加热处理升华或汽化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷))或、消泡剂(乙醇)等。图12上表示，通过刮片法，成形使浆料S为薄的绿单制造装置80。
在绿单制造装置80中，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在搬运薄片82上供应浆料S。搬运薄片52，由辊子83搬送，且搬运薄片82上的浆料S，在移动的搬运薄片82和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片82搬送而依次通过，进行加热处理的发泡槽85及加热炉86。在发泡槽85中，由于是在高湿度气氛下进行加热处理，因此可对浆料S不产生裂纹，而使发泡剂发泡。并且，若因发泡形成空洞的浆料S在加热炉86中干燥，则形成，在粒子间形成空洞的金属粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。
将该绿单G，从搬运薄片82分离后，在未图示的真空炉中进行脱脂、烧成，由此除去有机粘合剂，可以得到各金属粉末相互烧结而成为三维网眼结构的发泡金属烧结薄片(导电性多孔体11)。
而且，在上述实施方式中所说明的各构成构件，其所有形状或组合方式只是一个例，并在未脱离本发明主旨的范围内，可根据设计要求进行各种变更。例如，不采用喷射成形的方法形成格子状框部，将无纺布、树脂制网、钢丝网、金属无纺布、金属网等格子状体作为嵌入部件，进行嵌入成形也可。即，若由嵌入部件形成格子状框部，则可制造出具有与树脂部不同的材料格子状框部的气体扩散层用构件。
与图31所示的本发明实施例4中第四实施方式有关的气体扩散层用构件90，分割设置为两个的具有氧气供应面91a及燃料供应面91b的气体扩散电极91，且其两侧的侧部91c由树脂部92受保护，同时，氧气供应面91a由格状子框部93受保护，并通过开口部93a开放着。并且，各气体扩散电极91、91由连接部94连接固定，而燃料供应面91b全面开放着。
在该气体扩散层用构件90中，格子状框部93，由导电性材质的钢丝网(格子状体)形成，为避免气体扩散电极91之间出现短路现象，对应各气体扩散电极91、91，分割为两个设置。并且，由非导电性树脂构成的树脂部92，连接于两个格子状框部93而形成，由此气体扩散层用构件90形成为一体。
该气体扩散层用构件90，是将导电性多孔体及格子状体作为嵌入部件进行嵌入成形，即，将导电性多孔体作为气体扩散电极91、格子状体作为格子状框部93，由其他部分(树脂部92、连接部94)喷射的树脂而形成，制造为一体。
此外，在嵌入成形之前，通过焊接等方式，将导电性多孔体和格子状体固定为一体，则在模具内更容易地进行嵌入部件布置。
实施例5下面根据图32说明根据本发明实施例5的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件10的一个实施方式。
而且，利用于上述固体高分子型燃料电池的代表性的燃料有氢气和甲醇水溶液两种。采用甲醇水溶液时，虽然在导电性多孔体中流淌的燃料为液体，但这一部分按照惯例被称为气体扩散层。在此，包括利用液体燃料的情况，按照惯例称为气体扩散层，并非限定于气体燃料用。
该气体扩散层用构件10的结构为具有氧气扩散电极(导电性多孔体)11，向面方向保持间距多个(本实施方式为4个)并排；树脂部12，覆盖该氧气扩散电极11的外周缘；连接用端子部3，与氧气扩散电极11相连接。
氧气扩散电极11的结构为设有，具有三维网眼结构的薄片状导电性多孔体14，及设置于该导电性多孔体14的一个表面，且具有沿面方向延长的二维网眼结构的集电体15，该集电体15在导电性多孔体14的表面至少一部分渗入，且导电性多孔体14与集电体15电气连接。本实施方式中，导电性多孔体14的表面中，与设有集电体15的表面的反面成电极面11a。以下，为便于说明，在气体扩散层用构件10的表面中，位于电极面11a的表面称为气体扩散层用构件10的电极面10a。而且，在氧气扩散电极11的表面中，设有集电体15的表面称为电极面11a也可以。
在此，导电性多孔体14由可适当调节气孔率和厚度，且可选择的原料金属种类也丰富的发泡金属烧结薄片形成。该发泡金属烧结薄板，如下所述，在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，并掺杂发泡剂形成发泡性浆料，再发泡成形后烧结而形成的。
如图32和图33所示，集电体15由多孔金属网或钢丝网形成，且两者材质均为SUS316L。
利用多孔金属网时，在图33中，LW值约为3.0mm、SW值为1.0mm、W值为0.6mm、厚度为0.2mm；采用钢丝网时，线径为0.05mm，50网眼～300网眼。
树脂部12由无导电性及透气性的树脂(本实施方式中为热可塑性树脂)形成，它在各氧气扩散电极11，即导电性多孔体14及集电体15的外周缘向面方向延长，形成为一体，并且这些14、15的整个外周缘被树脂部12覆盖，而使各氧气扩散电极11之间绝缘。此外，通过该树脂部12，导电性多孔体14与集电体15，对向的各表面相同地连接接触。
端子部3为具导电性却无透气性的薄板状金属构件，并通过点焊方式接合于集电体15的侧面15a。
如上所述，本实施方式中，作为导电性多孔体14采用了发泡金属烧结薄片，除此之外，还可选用金属无纺布或碳纸、碳布等碳制多孔体。但是，用于固体高分子型燃料电池的导电性多孔体14，由于要求具有良好的气体扩散性和导电性，因此发泡金属烧结薄片、金属无纺布、及叠网等为适宜。其中，发泡金属烧结薄片，如上所述，不仅可以适当调节气孔率和厚度，而且可选用原料金属种类也很多，且还可制造出高气孔率的，因此更为适宜。
另外，以集电体15选用了多孔金属网或钢丝网，但不限于这些，还可选用冲孔金属(punching metal)等。即，具有向面方向及厚度方向的导电性，尤其向面方向的导电性优于导电性多孔体14(电阻小)，并且具有厚度方向的透气性，即，具有向面方向延长的二维网眼结构即可。
此外，气体扩散层用构件10用于固体高分子型燃料电池时，由于端子部3、导电性多孔体14、以及集电体15中，流淌由电极反应产生的电子，因此，这些各构件3、14～15，最好采用不锈钢等耐腐蚀材料。
图34为适用该气体扩散层用构件10的固体高分子型燃料电池200的主要部截面图。
该燃料电池200的结构为具有一对气体扩散层用构件10、10；且在这一对气体扩散层用构件10、10的电极面10a、10a之间夹住的电解质层121；作为燃料极A，向一侧的气体扩散层用构件10供应燃料的燃料供应部40。电解质层121，例如由氟树脂系高分子电解质膜构成，具有在膜内，允许氢离子移动，而不允许电子通过的性质。而且，一对气体扩散层用构件10、10的另一侧为空气极B。
燃料极A的结构为各氧气扩散电极(导电性多孔体)11的电极面11a，由催化剂层C，与电解质层121连接，同时，该电极面11a和反面，与用于保存及供应燃料的燃料供应部40连接。催化剂层C是通过在氧气扩散电极11的电极面11a表面，涂布包含支撑白金系催化剂微粒子的碳粒子高分子电解质溶液而形成。
在燃料极A及空气极B分别连设有各4个氧气扩散电极11，夹住电解质层121，在位于该连设方向旁边的氧气扩散电极11的端子部3，通过布线16相连，以使通过各自设置于这些电极11的端子部3，向氧气扩散电极11连设方向串联。并且，位于上述串联的两端的端子部3，在该燃料电池200中，可分别执行阳极201、阴极202的功能。
燃料供应部40，保存燃料(在这里指甲醇溶液)，其构成为由向燃料极A氧气扩散电极11供应燃料的毡等构成的多孔质部41，由树脂框42覆盖。而且燃料供应部40的多孔质部41与燃料极A氧气扩散电极11的集电体15连接，因此，可将保存于多孔质部41的燃料由渗入压供应于氧气扩散电极11。此外，燃料供应部40的树脂框42与气体扩散层用构件10的树脂部12，例如由超声波接合方式固定。
即，在该固体高分子型燃料电池200中，燃料极A及空气极B的氧气扩散电极11，具有三维网眼结构的导电性多孔体14，具有透气性及导电性，而且，具有二维网眼结构的集电体15也具有透气性及导电性，尤其，具有在面方向的导电性而兼所谓的气体扩散层和集电板。
此外，催化剂层C，在此，涂布于氧气扩散电极11的电极面11a而形成，但是，由于其设置于氧气扩散电极11和电解质层121的界面即可，因此也可以在电解质层121的表面形成。
如上所述构成的燃料电池200中，从燃料供应部40供应于燃料极A侧的氧气扩散电极11的燃料中的氢，在催化剂层C上通过电极反应发生离子化，并将电解质层121移向空气极B。并且，氢离子到达将电解质层121夹住布置在另一侧的空气极B后，在电解质层121与催化剂层C的界面，与氧气扩散电极11电极面11a和从反面表面供应的空气中的氧气，发生电极反应并生成水。
另一方面，由氢离子化产生的电子，通过设于气体扩散层用构件10外部的回路(未图示)，从燃料极A通过端子部3移向空气极B。并且，通过该电子移动，可以产生上述电能。
在此，说明对氧气扩散电极11非常适合的发泡金属烧结薄片制造方法。该发泡金属烧结薄片，是例如通过将含有金属粉末的浆料S成形为薄状，再将其干燥成绿单G，烧成该绿单而制造。
浆料S是，例如将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，在此，根据需要添加，由加热处理而升华或汽化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷))或消泡剂(乙醇)等。图12表示通过刮片法使浆料S形成为薄状的绿单制造装置80。
在绿单制造装置80中，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在搬运薄片82上供应浆料S。搬运薄片82，由辊子83搬送，且搬运薄片82上的浆料S，在移动的搬运薄片82和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片82搬送而依次通过进行加热处理的发泡槽85及加热炉86。在发泡槽85中，由于在高湿度气氛下进行加热处理，因此可对浆料S不产生裂纹，使发泡剂发泡。并且，若因发泡而形成空洞的浆料S在加热炉86中干燥，则形成粒子间形成空洞的金属粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。
将该绿单G，从搬运薄片82分离后，在未图示的真空炉中进行脱脂、烧成，由此除去有机粘合剂，可以得到各金属粉末相互烧结而成为三维网眼结构的发泡金属烧结薄片(导电性多孔体14)。
下面，说明与本发明实施方式有关的气体扩散层用构件制造方法。
此方法为，将端子部3、导电性多孔体14、及集电体15作为嵌入部件，进行嵌入成形的。这里，对于一个气体扩散层用构件10，嵌入4组端子部3、导电性多孔体14、及集电体15。
首先根据图35及36说明为了进行嵌入成形嵌入成形用模具装置400的简略结构。
该嵌入成形用模具装置400的结构为具有可动模具面401a和固定模具面402a相对向设置的一对可动模具401与固定模具402的概略构成，并且，可动模具401向固定模具402可进退移动支撑。另外，可动模具401向固定模具402前进而成合模状态时，各模具面401a、402a之间将会形成模槽403。而且，虽然图中并未表示，但是为了将上述嵌入部件沿模具面401a、402a表面的方向定位的定位销，在可动模具面401a的表面可出没地支撑。
由如上所述构成的嵌入成形用模具装置400，形成图32所示气体扩散层用构件10时，首先，事先在集电体15的端面15a焊接端子部3，并且，将其中在集电体15表面堆叠布置导电性多孔体14的4个，对准在可动模具面401a上上述定位销突出的位置，相互向面方向保持间距，使集电体15及端子部3的表面与可动模具面401a接触。
在此，导电性多孔体14的厚度与集电体15的厚度总和，大于合模时形成的模槽403深度(模具的开关方向大小)，具体而言，设定为，比模槽403的深度，大集电体15的厚度。
下面，将可动模具401向固定模具402前进而进行合模，而形成模槽403。此时，如上所述，由于导电性多孔体14和集电体15的堆叠方向的大小设定为，大于模槽403的深度，因此，合模时，导电性多孔体14与固定模具面402a、集电体15与可动模具面401a均密接接合，同时，导电性多孔体14向合模方向塑性变形，使导电性多孔体14、集电体15、端子部3在模具面401a、402a之间坚固固定。并且，此时，使导电性多孔体14压缩3～90％，因此由构成制造的气体扩散层用构件10的导电性多孔体14气孔率调整，同时，在构成二维网眼结构的集电体15多个孔内，导电性多孔体14在个别渗入的状态下，导电性多孔体14与集电体15连接，并且，各构件14、15所相对的表面之间密切接合。
并且，将上述定位销在可动模具面401a后退移动之后，将从流道404通过浇口405喷射的熔融树脂406，填充于模槽403内，从而形成由导电性多孔体14、集电体15、端子部3与树脂部12成为一体的嵌入成形品即气体扩散层用构件10。
此外，根据树脂种类，可适当选定喷射压力或成形温度等喷射成形条件。例如，若喷射压力过高，则因导电性多孔体中填充树脂过多，而导致透气性降低等，无法发挥导电性多孔体的功能。此外，若采用热可塑性树脂时，可部分冷却连接于导电性多孔体的模具表面，若采用硅橡胶等热硬化性树脂，部分加热模具表面，可以有效控制，树脂渗入于导电性多孔体。具体而言，例如，作为树脂部12，采用聚丙烯时，以成形温度为180℃、80kN合模，以成形压250kg/cm2喷射成形，即可获得这种气体扩散层用构件10。
如上所述，根据本实施方式中的气体扩散层用构件10，由于集电体15渗入于导电性多孔体14的表面，因此，可以实现导电性多孔体14与集电体15的良好的电气连接状态。并且，由于集电体15具有向面方向延长的二维网眼结构，因此，将在固体高分子型燃料电池200产生的电流，通过该集电体15向面方向可以良好地传导。
由此而可制造出电阻小、高功率的固体高分子型燃料电池200。
并且，由于在导电性多孔体14的外周缘树脂部12形成为一体，因此，可以谋求该气体扩散层用构件10的操作性的提高，还可以缩短利用该气体扩散层用构件10组装固体高分子型燃料电池200时的组装工程，还可以谋求组装精密度的提高。
而且，由于集电体15具有向面方向延长的二维网眼结构，因此，可以使在固体高分子型燃料电池200产生的电流，由集电体15向面方向可以良好地传导。
尤其，在本实施方式中，不仅是导电性多孔体14的外周缘，而且在集电体15的外周缘，树脂部12也形成为一体，因此，这些导电性多孔体14和集电体15几乎相同地连接各相对的表面，同时，还可长时间维持这种连接状态。而且，这时，也可长时间维持导电性多孔体14与集电体15的连接状态。并且，集电体15渗入于导电性多孔体14的表面，可最大限度抑制导电性多孔体14与集电体15之间的电阻，因此，可以谋求固体高分子型燃料电池200的高功率化，同时，可以谋求上述电池200的长寿命化。并且，由于设置树脂部12，而可以只加工树脂部12，容易产生装置固定用孔洞等形状。
根据本实施方式中的气体扩散层用构件制造方法，在将导电性多孔体14与集电体15向堆叠方向压缩固定的状态下，在模槽403内喷射熔融树脂406，因此，通过在模槽403内的熔融树脂406的喷射压力，可以抑制导电性多孔体14及集电体15沿模具面401a、402a方向的位置偏离。
并且，合模时，将导电性多孔体14向厚度方向塑性变形，同时，由于集电体15具有二维网眼结构，因此，可使导电性多孔体14渗入于集电体15表面的孔内。从而，可以容易实现所述的导电性多孔体14与集电体15的同一的连接状态，同时，有效抑制位置偏离。
并且，由于导电性多孔体14与固定模具面402a、集电体15与可动模具面401a在各自密切接合的状态下，在模槽403内喷射熔融树脂406，因此，可抑制该树脂406渗入到14、402之间，以及15、401a之间。
由此，可以以高效、高精密度形成，可最大限度抑制导电性多孔体14与集电体15之间电阻的气体扩散层用构件10。
特别是，作为集电体15，采用冲孔金属时，在冲孔金属的制造过程中，集电体15内外面的一个表面的贯通孔的边缘部，从该表面突起。因此，在导电性多孔体14的表面，使上述一侧表面对向布置的状态下，将集电体15压缩时，可以将集电体15在导电性多孔体14的表面良好地渗入。
根据本实施方式中的气体扩散层用构件制造方法，合模时，将集电体15渗入于导电性多孔体14的表面，因此，在喷射时，可以实现模具面401a、402a与上述嵌入部件表面的密切接合的状态。因此，可有效阻止熔融树脂406渗入于模具面401a、402a与嵌入部件表面之间，或因喷射压力而发生的嵌入部件位置偏离。由此，可有效实现集电体15与导电性多孔体14良好的电气连接状态，同时，不引起制造缺陷、可形成高精密度的气体扩散层用构件10。
特别是，作为集电体15，采用冲孔金属时，在冲孔金属的制造过程中，集电体15内外面的一个表面的贯通孔的边缘部，从该表面突起。因此，在导电性多孔体14的表面，使上述一表面对向布置的状态下，将集电体15压缩时，可以将集电体15在导电性多孔体14的表面良好地渗入。
并且，在导电性多孔体14与树脂部12连接的部分，由于在导电性多孔体14侧部开口的气孔中，熔融树脂渗入至约5μm～1000μm的深度而硬化，因此，通过锚定效应，可使导电性多孔体14与树脂部12坚固连接。并且，由于集电体15渗入导电性多孔体14的表面，因此，可谋求提高由导电性多孔体14、集电体15、树脂部12构成的气体扩散层用构件10各构件的连接高强度化及长寿命化。
在上述实施方式中所说明的各构成构件，其所有形状或组合方式等只是一例，并在不脱离本发明主旨的范围内，可根据设计要求进行各种变更。
例如，在上述实施例中，树脂部12的材质选用了热可塑性树脂，但并不只限于这些。即，树脂部12可选用弹性体(含橡胶)等可喷射成形的材质，且不具有导电性和透气性即可，因此，对此可在充分考虑耐热温度和硬度后，可适当选择。若采用软质树脂，可提高密封性。
并且，树脂部12及端子部3可通过双色成形法成形。即，喷射成形导电性树脂而形成端子部3，之后喷射成形非导电性树脂，而形成树脂部12也可以。
并且，在实施上述嵌入成形之前，事先对导电性多孔体14和集电体15，进行焊接、点焊或扩散连接也可以。此时，可有效抑制在模槽403内喷射熔融树脂406之前，将上述定位销后退移动时发生的导电性多孔体14和集电体15的相对的位置偏离。
并且，当利用气体扩散层用构件10形成固体高分子型燃料电池时，可将设有该构件10集电体15的表面作为电极面11a也可以。
而且在上述实施方式中，表示在导电性多孔体14与集电体15的双方外周缘部将树脂部12形成为一体的构成，但是，如图37所示，仅在导电性多孔体14的外周缘部形成树脂部12也可以。此时，也即能缩短利用气体扩散层用构件10的燃料电池组装工程，又能提高组装精密度。
并且，将集电体15渗入于导电性多孔体14表面而制造气体扩散层用构件10的方法，并不只限于如上所述的实施方式的将导电性多孔体14塑性变形的方法。例如，也可如下制造气体扩散层用构件10。
首先，根据图38及39说明进行该制造装置的简易结构。该装置的结构为具有浆料槽310用于填充浆料S；且在浆料槽310上端开口部的上方设置刮件320；未图示的发泡槽用于发泡浆料S，并形成发泡体；未图示的干燥炉用于干燥处理上述发泡体；未图示的挤压辊用于挤压经干燥处理的发泡体；烧成炉部用于脱脂、烧成经挤压的发泡体；未图示的集电体运行工具用于运行长集电体15。这里，集电体运行工具，具有由长集电体15卷绕而成的未图示多个辊子，并且该集电体15使上述装置的各构成要素310、320...连续、依次通过。
对刮件320，构成为将在通过浆料槽310内的集电体15内外面以堆焊状态紧附的浆料S刮掉，在集电体15的内外面对向设置一对，其间距可位置调整。且使这一对刮件320前端之间的距离，设为小于集电体15的厚度，而通过该刮件320的前端，将浆料S，在构成二维网眼结构的集电体15的多个孔(以下，简称“网眼”)内，从其各内外面塞入。从而，即使紧附于集电体15的浆料S中包括空孔时，刮件也能将该空孔从浆料S去掉。此时，刮件320选用具有柔软性的橡胶材料为宜。
上述挤压辊的结构为向处于运行状态的集电体15的宽度方向延长的水平的转轴旋转，可旋转支撑，使处于运行状态的上述集电体15，从其内外侧面旋转而挤压。
上述烧成炉部的结构为，具有脱脂发泡体的未图示的脱脂炉，以及烧成已脱脂的发泡体的烧成炉330，同时烧成炉330的内部设置用于加热发泡体的通电辊部340。
通电辊部340的结构为，在烧成炉330内，处于运行状态的集电体15项宽度方向延长的水平的转轴旋转，可旋转支撑，同时，与填充于集电体15的上述网眼内的上述发泡体相接，在此处设有使电流流淌的，即由通电加热的一对通电辊340A，以及为向该通电辊340A供应电流的电源340B。通电辊340A相对于集电体15的运行方向F，在多处(在图39中，相对于运行方向F，前侧及后侧两处)设置，且每个辊子340A...，与集电体15及上述发泡体的内外面，以整个宽度方向相接。
下面根据上述制造装置，说明气体扩散层用构件10的制造方法。
如图38所示，从填充浆料S的浆料槽310下部，向该槽310内部插入长集电体15，之后，向上侧移动该集电体15，从浆料槽310上端开口部把集电体15引出来。此时，在长集电体15的内外面，浆料S以堆焊状态紧附着。之后，将该集电体15再向上方移动，而由设置于浆料槽310上端开口部更上方的一对刮件320先端，刮掉将上述以堆焊状态附着的浆料S。
之后，使具有浆料S的集电体15更加运行而使其通过上述发泡槽。在该发泡槽中，湿度设为65％以上的高湿度气氛下，以25℃～80℃加热浆料S，发泡浆料S包含的发泡剂。此时，由于湿度设定为65％以上，因此浆料S不发生龟裂良好地发泡。并且此时，将集电体15的一侧表面固定于上述发泡槽内的载面，而另一侧表面则不固定，从而，填充于集电体15上述网眼内的浆料S，就会从另一侧表面膨出来。
之后，使具有发泡浆料S(以下，简称发泡体)的集电体15，更加运行而使其通过上述干燥炉。在该干燥炉中，例如由远红外灯式加热器，以30℃～150℃加热，同时，向其内部供应同上述由远红外灯式加热器加热温度几乎相同的干燥空气。在此环境下，上述发泡体被干燥，由上述发泡而在粒子间产生空洞的金属粉末，由有机粘合剂的作用下接合。
接着，使具有该发泡体的集电体15，更加运行而使其通过上述挤压辊。从而，在上述发泡槽内由浆料S发泡，即使从集电体15的上述另一侧表面，发泡体以无限制状态膨出时，也可以挤碎该膨出部分，而可以调整发泡体的厚度或气孔率。
之后，使具有厚度或气孔率调整的发泡体的集电体15，更加运行而使其通过上述烧成炉部。这时，使其先通过上述脱脂炉。在该脱脂炉中，其内部温度设定为400℃～7000℃，同时，当浆料S所含有的金属粉末为SUS316L粉末或Ti粉末时，内部成为还原气氛或真空气氛。
之后，使该脱脂的发泡体更加运行而使其通过上述烧成炉330。在该烧成炉330中，其内部成还原气氛、惰性气氛、或是真空气氛的同时，当浆料S为SUS316L粉末时，其内部的温度以1100℃～1350℃设置。并且，在该烧成炉330内部通过如上所述方式设置的通电辊340A而使沿上述发泡体表面方向及厚度方向的整个部位流淌电流，此该发泡体产生焦耳热，并由该热烧成发泡体。由此而上述粘合剂被去除、并各金属粉末相烧结，形成具有三维网眼结构的导电性多孔体14，同时，形成在集电体15的上述网眼，导电性多孔体12接合的长气体扩散层用构件。之后，将该长气体扩散层用构件按所定长度切断后，进行如上所述的嵌件喷射成形，而形成图32或图37所示的气体扩散层用构件10。
在如上所述形成的气体扩散层用构件10，同前述实施方式一样，可在导电性多孔体14渗入集电体15，同时，特别，可以把集电体15的上述网眼与导电性多孔体14接合。从而，集电体15和导电性多孔体14就能够坚固紧密地连接，从而可以更可靠的实现这些14、15的良好的电气连接状态。
而且，在上述实施方式中，制造气体扩散层用构件10时，由上述干燥炉干燥上述发泡体后，由上述烧成炉部而进行脱脂、烧成之前，由上述挤压辊而挤压上述发泡体，但这种挤压可根据具体需要进行即可，并不是必须要进行的。并且，在本实施方式的制造方法中，作为在导电性多孔体14的表面渗入集电体15的方式，除如图32及37所示的方式以外，还可以以导电性多孔体14的厚度小于集电体15的厚度的方式，或在导电性多孔体14内部，集电体15完全埋入的方式实现。
实施例6图40表示根据本发明的实施例6的利用气体扩散层用构件10、50、60的固体高分子型燃料电池的主要部。该燃料电池具有堆叠4组单体电池单元131的所谓的堆叠式结构，从而随着供应燃料(例如，甲醇水溶液)和作为氧化剂的空气，发生电极反应，从而可以产生电力。
如图40所示，气体扩散层用构件10的结构为氧气扩散电极11，11及隔板122向厚度方向堆叠，覆盖其面方向周围的树脂框13设置为一体。并且，如图40及41所示，在该气体扩散层用构件10中，贯通树脂框13设有，用于流通第一流体(燃料)的第一流道10a、10b，和用于流通第二流体(空气)的第二流道10c、10d。
另外，图41为在图40中沿II-II线的目标视图，图40为在图41中沿I-I线的截面目标视图。
氧气扩散电极11的结构为由具有三维网眼结构的导电性多孔体构成的薄板，因在表面开口的气孔以各方向连通，而具有透气性，此外还具有轻便、表面积大的特性。该氧气扩散电极11形成为在略呈短形的电极本体11a端部以接头状设有用于连接第一流道10a、10b及第二流道10c、10d中任意一个的连接部11b、11b。
在各氧气扩散电极11、11，使电极本体11a重叠，而不使连接部11b、11b相重叠布置。而且，连接部11b与贯通树脂框13的第一流道10a、10b及第二流道10c、10d中，任意一个流道相连。即，在氧气扩散电极11中，在设置于电极本体11a的两处连接部11b，分别连接着不同的流道。
从而，供应于第一流道10a的燃料，通过氧气扩散电极11的连通气孔，从第一流道10b流出，并且，供应于第二流道10c的空气，通过氧气扩散电极11的连通气孔，从第一流道10d流出。
隔板122的结构为由不允许作为空气或燃料的气体或流体通过，而具有导电性的例如，以碳板或具有耐腐蚀性的金属板等，形成至少大于两个氧气扩散电极11、11重叠的H字形。而且，设置于氧气扩散电极11、11之间，以有效阻止各电极间流体的流动，并且，如图40所示，串联各氧气扩散电极11、11形成的单体电池单元131。
并且，氧气扩散电极11和隔板122，可通过扩散接合紧附固定。
树脂框13将厚度方向堆叠的氧气扩散电极11、隔板122及氧气扩散电极11的面方向周围覆盖，设置为一体，且其两面同氧气扩散电极11、11的表面相连构成同一面。该树脂框13以埋入氧气扩散电极11及隔板122的大致成立方体形成，在其四个角内，设有向厚度方向贯通的螺栓插通孔10e。并且，在螺栓插通孔10e内，可插通多个气体扩散层用构件10及电解质层121多层堆叠时用于固定这些系紧螺栓。
此外，在燃料电池的两端面，分别设有气体扩散层用构件50、60。
如图40及图42所示，气体扩散层用构件50的结构为氧气扩散电极51及隔板152向厚度方向堆叠，覆盖其面方向周围的树脂框53设置为一体。并且，在该气体扩散层用构件50中，在氧气扩散电极51贯通树脂框53设有用于流通第一流体(燃料)的第一流道50a、50b，以及用于流通第二流体(空气)的第二流道50c、50d。
同氧气扩散电极11一样，氧气扩散电极51的结构为由具有三维网眼结构的导电性多孔体构成的薄板，因在表面开口的气孔以各方向连通，而具有透气性，此外还具有轻便、表面积大的特性。该氧气扩散电极51在略呈矩形的电极本体51a端部，以接头状设有用于连接第二流道50a、50b的连接部51b、51b。
从而，供应于流道50a的燃料，通过氧气扩散电极51的连通气孔，从流道50b流出。
同隔板122一样，隔板152的结构为由不允许作为空气或燃料的气体或流体通过，而具有导电性的例如，以碳板或具有耐腐蚀性的金属板等，形成至少大于覆盖氧气扩散电极51的表面。并且与氧气扩散电极51相连布置，从而阻止从氧气扩散电极51向电池外部的流体的流通。
此外，氧气扩散电极51与隔板152，可由扩散接合方式紧附固定。
树脂框53将厚度方向堆叠的氧气扩散电极51及隔板152的面方向周围覆盖，设置为一体，且其中一个面同氧气扩散电极51的表面相连构成同一面。该树脂框53以埋入氧气扩散电极51及隔板152的大致成立方体形成，在其四个角内，设有向厚度方向贯通的螺栓插通孔50e。并且，在螺栓插通孔50e内，可插通多个气体扩散层用构件10、50及电解质层121多层堆叠时用于固定这些系紧螺栓。
如图40及图43所示，气体扩散层用构件60的结构为氧气扩散电极61及隔板162在厚度方向堆叠，覆盖其面方向周围的树脂框63设置为一体。并且，在该气体扩散层用构件60中，位于氧气扩散电极61的用于流通第一流体(燃料)的第一流道60a、60b，和用于流通第二流体(空气)的第二流道60c、60d，贯通树脂框63设置。
同氧气扩散电极11、51一样，氧气扩散电极61的结构为由具有三维网眼结构的导电性多孔体构成的薄板，因在表面开口的气孔以各方向连通，而具有透气性，此外还具有轻便、表面积大的特性。该氧气扩散电极61在略呈矩形的电极本体61a端部以接头状设有用于连接第二流道60c、60d的连接部61b、61b。
从而，供应于流道60c的空气，通过氧气扩散电极61的连通气孔，从流道60d流出。
同隔板122、152一样，隔板162的结构为由不允许作为空气或燃料的气体或流体通过，而具有导电性的例如，碳板或具有耐腐蚀性的金属板等，形成至少大于覆盖氧气扩散电极61的表面。并且与氧气扩散电极61相连布置，从而阻止从氧气扩散电极61向电池外部的流体的流通。此外，氧气扩散电极61与隔板162，可由扩散接合方式紧附固定。
树脂框63将厚度方向堆叠的氧气扩散电极61及隔板162的面方向周围覆盖，设置为一体，且其中一个面同氧气扩散电极61的表面相连构成同一面。该树脂框63以埋入氧气扩散电极61及隔板162的大致成立方体形成，在其四个角内，设有向厚度方向贯通的螺栓插通孔60e。并且，在螺栓插通孔60e内，可插通多个气体扩散层用构件10、50、60及电解质层121多层堆叠时用于固定这些系紧螺栓。
在图40所示的燃料电池中，紧附于气体扩散层用构件10、50、60氧气扩散电极11、51、61而布置的电解质层121，例如可通过氟树脂系高分子电解膜形成。电解质层121具有，在膜内氢离子可移动的，而不允许电子通过的性质。在电解质层121形成有，贯通孔20a，该贯通孔当与气体扩散层用构件10、50、60重叠时，连通于第一流道10a、10b、50a、50b、60a、60b以及第二流道10c、10d、50c、50d、60c、60d。
在该电解质层121与气体扩散层用构件10、50、60氧气扩散电极11、51、61的界面(在本实施方式中是氧气扩散电极11、51、61的表面侧)，设有催化剂层31。
催化剂层31是将包含支撑白金系催化剂微粒子的碳粒子的高分子电解质溶液，涂于氧气扩散电极11、51、61的表面而形成。并且，催化剂层31与电解质层121，可通过热压紧附固定。而且电解质层121与各气体扩散层用构件10、50、60的树脂部13、53、63，则由超声波接合方式紧密接合固定。
此外，催化剂层31可介入于电解质层121和氧气扩散电极11、51、61之间，在本实施方式中，催化剂层31是位于氧气扩散电极11、51、61的表面，但也可以在电解质层121表面形成。
图40所示的燃料电池结构为堆叠上述气体扩散层用构件10、50、60和布置于其之间的电解质层121，且其两侧作为无透气性与导电性的屏蔽板，用设置于气体扩散层用构件50、60的隔板152、162封闭。通过树脂框13、53、63成为一体的气体扩散层用构件10、50、60，由于操作方便、不易破损，因此可制造出不易破损报废、可自动操作、生产性良好的燃料电池。
在该燃料电池中，通过堆叠气体扩散层用构件10、50、60及电解质层121，形成有连通第一流道10a、50a、60a及贯通孔20a而形成的燃料侧供应通道F；连通第一流道10b、50b、60b及贯通孔20a而形成的燃料侧排放通道(未图示)；连通第二流道10c、50c、60c及贯通孔20a而形成的空气侧供应通道A；连通第二流道10d、50d、60d及贯通孔20a而形成的空气侧排放通道(未图示)。
在燃料电池中，从燃料侧供应通道F供应燃料(在这里指甲醇溶液)时，通过第一流道10a、50a、60a，在各氧气扩散电极(燃料极)11、51供应燃料。并且，该燃料在通过氧气扩散电极11、51中时，由催化剂层31的界面上的催化剂反应，燃料中的氢发生离子化，而剩下的流体(未反应部分)则通过第一流道10b、50b从燃料侧排放通道排放出去。
另一方面，从空气侧供应通道A，通过第二流道10c、50c、60c，在对向于燃料极11、51的各氧气扩散电极(空气极)11、61供应空气。并且，在燃料极11、51离子化的氢，移动电解质层121而到达空气极11、61，并在空气极11、61的催化剂层31界面上，通过电极反应与空气中的氧气反应生成水。生成的水通过第二流道10d、60d，从空气侧排放通道排放出去。此外，电极反应后在空气中剩下的气体(未反应部分)，也通过第二流道10d、60d，通过空气侧排放通道排放出去。
由氢的离电化而发生的电子，通过隔板122从燃料极(氧气扩散电极)11移向空气极(氧气扩散电极)11。通过该电子的移动，燃料电池以燃料极51为阳极，空气极61为阴极，可产生上述电能。
但是，在该固体高分子型燃料电池中，氧气扩散电极11、51、61为，因具有由三维网眼结构的透气性和导电性，而兼气体扩散层和集电板的薄片状构件。形成该氧气扩散电极11、51、61的导电性多孔体，可选用碳纸、碳布等碳制多孔体，但选用气体扩散性与导电性均良好，且具有三维网眼结构的金属制材料，如烧结金属粉末薄片、金属无纺布、叠网等为宜。可适当调节气孔率和厚度，以及烧结可选用的原料金属种类也丰富的金属粉末的薄片，作为该气体扩散层用构件的导电性多孔体，更为适宜。
此外，发泡金属烧结薄片的制在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，并掺杂发泡剂形成发泡性浆料，再将该发泡性浆料发泡成形后烧结，由此制造出发泡金属烧结薄片，由此而连高气孔率可以制造出，所以更为适宜。
在本实施方式中，采用了可适当调节气孔率和厚度，以及可选用的原料金属种类也丰富的发泡金属烧结薄片。
下面参考图12说明发泡金属烧结薄片的制造方法。
发泡金属烧结薄片的制造工艺为，首先在金属粉末中添加粘合剂、溶剂后混炼，并掺杂发泡剂形成发泡性浆料S，再将该发泡性浆料发泡成形后烧结，由此制造出发泡金属烧结薄片。
浆料S是，例如将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，在此，根据需要添加，由加热处理而升华或汽化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷))或消泡剂(乙醇)等。图12表示通过刮片法使浆料S形成为薄状的绿单制造装置80。
在绿单制造装置80中，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在搬运薄片82上供应浆料S。搬运薄片82，由辊子83搬送，且搬运薄片82上的浆料S，在移动的搬运薄片82和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片82搬送而依次通过进行加热处理的发泡槽85及加热炉86。在发泡槽85中，由于在高湿度气氛下进行加热处理，因此可对浆料S不产生裂纹，使发泡剂发泡。并且，若因发泡而形成空洞的浆料S在加热炉86中干燥，则形成粒子间形成空洞的金属粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。
将该绿单G，从搬运薄片82分离后，在未图示的真空炉中进行脱脂、烧成，由此除去有机粘合剂，可以得到各金属粉末相互烧结而成为三维网眼结构的发泡金属烧结薄片(导电性多孔体)。
将按所定形状切断如上所述形成的导电性多孔体和隔板122、152、162，作为嵌入部件进行嵌入成形，而可以制造出，以一体具备由导电性多孔体构成的氧气扩散电极11、51、61和隔板122、152、162以及树脂框13、53、63的气体扩散层用构件10。
下面，参考图6说明制造气体扩散层用构件10的嵌入成形。
首先，将导电性多孔体(氧气扩散电极11、11)和隔板122通过扩散接合固定为一体，并将其作为嵌入部件P。并且，在图44所示的，一对模具70、71之间形成的模槽72中，布置上述嵌入部件P，而将从浇道73通过浇口74喷射的熔融树脂75，填充于模槽72内，从而形成由导电性多孔体构成的氧气扩散电极11、隔板122、以及树脂框13成为一体的气体扩散层用构件10。
并且，在图44中，利用了在表面部形成催化剂层31的氧气扩散电极11，但是，该催化剂层31，不必需在氧气扩散电极11上形成，还可在电解质层121上形成，并且，如果是在氧气扩散电极11上形成，则还可以在嵌入成形之后形成。
另外，气体扩散层用构件50、60，也可以通过如上所述的嵌入成形方式制造。
即，将导电性多孔体(氧气扩散电极51、61)和隔板152、162，通过扩散接合固定为一体，并将此作为嵌入部件，在图44所示的，一对模具70、71之间形成的模槽72中，布置导电性多孔体，而将从浇道73通过浇口74喷射的熔融树脂75，填充于模槽72内，从而形成由导电性多孔体构成的氧气扩散电极51、61、隔板152、162以及树脂框53、63成为一体的气体扩散层用构件50、60。
由于通过上述嵌入成形方式形成树脂框13、53、63，因此，氧气扩散电极11、51、61和树脂框13、53、63，在氧气扩散电极11、51、61侧部开口的气孔中，使熔融树脂渗入至约5μm～1000μm的深度而硬化，因此能够坚固接合。贯通树脂框的各流道10a、10b、10c、10d、50a、50b、50c、50d、60a、60b、60c、60d或螺栓插通孔10e、50e、60e，通过设置于模具的销件76，可在上述喷射成形时形成。
嵌入成形过程中，树脂框13、53、63的材料选用聚丙烯时，以成形温度为180℃、80kN合模，以成形压250kg/cm2喷射成形，即可获得复合多孔体10、50、60。
此外，由嵌入成形形成气体扩散层用构件10、50、60时，使闭模时的模槽72厚度(模具开关方向的大小)，比嵌入部件P稍微小，而闭模时在模具70、71之间，使氧气扩散电极11、51、61压缩3～90％，则将氧气扩散电极11、51、61相对模槽72固定，可以阻止由喷射树脂压产生的位置偏离，还可提高氧气扩散电极11、51、61的平整度。
此外，若氧气扩散电极11、51、61的气孔直径或气孔率过小，则熔融树脂就无法渗入气孔中，从而锚定效应变为不够，而不能充分得到与树脂框13、53、63的接合强度，在接合部会出现剥离现象。另一方面，如果气孔直径或气孔率过大，则由于强度不够，无法承受树脂成形压及树脂硬化时的压缩力，最终导致变形。从而，气孔直径为10μm～2mm左右、气孔率为40～98％左右，为宜。
另一方面，形成树脂框13、53、63的树脂材料的材质可选用热可塑性树脂、弹性体等，其是可喷射成形的材质即可，对此可在充分考虑耐热温度或硬度，适当选择即可。
而且，在上述实施方式中所示的各构成构件，其所有形状或组合等只是一个例，并在未脱离本发明主旨的范围内，可根据设计要求进行各种变更。上述实施方式中，虽然对具有4组单体电池单元的燃料电池进行了说明，但本发明并不仅限于4组单体电池单元，可根据具体需要，将气体扩散层用构件10及电解质层121堆叠，也可获得高功率燃料电池。
并且，在上述实施方式中，虽然燃料或空气等流体，从各流道流出只通过氧气扩散电极11、51、61的气孔而排放出去，但是，如果氧气扩散电极11、51、61的气孔率较低或连通气孔较少，则流道将会变窄而向面方向变长，因此，这会影响流体的顺利供应。此时，如图7所示，可在隔板142的两面作为第三流道142a、142b形成沟槽形状，并且，如果允许流体在第三流道142a、142b内流动，则由于氧气扩散电极11中的流道在厚度方向变短，因此，即使不提高供应压，也可以促进流体的顺利供应。此外，还可设置泵，用以提高燃料的供应压。
另外，在上述实施方式中，以隔板两面设有氧气扩散电极的气体扩散层用构件10，形成了多个单体电池单元131，但，还可以将仅在一面设置氧气扩散电极的气体扩散层用构件50、60，贴到隔板背面而使用。
实施例7图46表示根据本发明实施例7的固体高分子型燃料电池用电池单元构件(平面电池单元构件)10″。该平面电池单元构件10″具有一个电解质层121；夹住该电解质层121而布置的4对(8个)薄片状的导电性多孔体11；包围该导电性多孔体11的各周围而向面方向延长的树脂框13；及分别连接于各导电性多孔体11而露在树脂框13的外面的端子用接头(端子)4。
在该平面电池单元构件10″中，在作为夹住电解质层121布置于一侧的燃料极的各导电性多孔体11供应燃料(在这里是甲醇水溶液)，则燃料中的氢由催化剂反应而发生离子化，并移动电解质层121，到达作为夹住电解质层121布置于另一侧的空气极的各导电性多孔体11，由催化剂反应与空气中的氧气反应而生成水。另一方面，由氢的离子化而产生的电子，将设于外部的回路，通过端子4，从燃料极(导电性多孔体11)移至空气极(导电性多孔体11)。此时，通过该电子的移动，可产生上述电能。
传导氢离子的电解质层121，例如由氟树脂系的高分子电解膜形成。作为连接于该电解质层121的、兼气体扩散层和集电体的电极，设有导电性多孔体11。
导电性多孔体11，在该固体高分子型燃料电池中，是通过具有由三维网眼结构的透气性及导电性，由此兼气体扩散层和集电板的薄片状构件，具体而言，例如将烧结金属粉末的薄片、发泡金属烧结薄片、金属无纺布、叠网等，根据所要形状形成的。
在导电性多孔体11中，在面向电解质层121的表面设有催化剂层15。该催化剂层15(集电体)将包含支撑白金系催化剂微粒子的碳粒子之高分子电解质溶液，涂布于导电性多孔体11的表面而形成。
此外，催化剂层15只要介入于电解质层121和导电性多孔体11之间即可。在本实施方式中，将催化剂层15设置于导电性多孔体121的表面部分，但也可以在电解质层121表面部分形成。
并且，还设有连接于该导电性多孔体11的接头状端子4。端子4为电气连接各导电性多孔体11的连接用端子的同时，在串行连接的两端中可作为燃料电池的阳极或阴极的端子。在本实施方式中，以金属制薄板形成，并其通过点焊、电阻焊接、超声波接合等方式固定于导电性多孔体11。
而且，在该平面电池单元构件10″中，由于在催化剂层15上反应生成的电子在导电性多孔体11及端子4中流淌，因此，导电性多孔体11及端子4以导电性优良的材质形成。此外，若腐蚀现象当成问题时，作为这些构件(导电性多孔体11、端子4)利用不锈钢等耐腐蚀性材料为宜。
这些，电解质层121、各导电性多孔体11及端子4，由树脂框13成形为一体。树脂框13填充隔一定间隔并排的导电性多孔体11之间，并向导电性多孔体11的面方向延长。
该树脂框13可将电解质层121和各导电性多孔体11固定为一体的同时，还可电气绝缘各导电性多孔体11之间并密封导电性多孔体11的侧面，从而有效阻止供应于导电性多孔体11的空气或燃料(甲醇)的泄漏。因此，树脂框13可选用热可塑性树脂、弹性体(含橡胶)等可喷射成形的材质，只要不具有导电性和透气性即可，因此考虑耐热温度和硬度而适当选择即可。例如，若选用软质树脂，则可以提高密封性。
此外，为阻止通过导电性多孔体11的燃料或空气的泄漏现象，露出于该树脂框13外面(在本实施方式中是侧面)的端子4，也由无透气性的材质(在本实施方式中是金属)形成。
在该树脂框13中，还可设置螺栓孔，以便固定各构件或固定位置。此外，为进一步提高外周的密封性，可以设置O环用沟槽，或利用软质树脂设置凸部。
如图47所示，如上所述构成的平面电池单元构件(固体高分子型燃料电池用电池单元构件)10″中，设有将夹住电解质层121的一侧的导电性多孔体11作为燃料极，另一侧导电性多孔体11则作为空气极，将燃料极和空气极依次串行连接的布线16和，由在燃料极供应燃料的毡等构成的多孔质部17A，被树脂框17B覆盖的燃料供应部17，由此可构成固体高分子型燃料电池。
此外，若导电性多孔体11的导电性较低时，为了提高其集电效果，可采用下列构成如图48所示，使端子4从导电性多孔体11的两端分别突出；或如图49所示，设置与导电性多孔体11的接触面大的端子4；或如图50所示，使端子4沿导电性多孔体11的长度方向延长，并从两端分别突出来等等。
此外，端子4可以在树脂框13表面的任意一个部位露出，例如，当整体全部埋入树脂框13中时，唯有端子4的前端4a露在树脂框13的侧面13a(图51)的构成；或者，只在树脂框13的上面13b露出，而侧面13a则不外露(图52)等构成。此外，还可以采用下列构成，如图53所示，将整个端子4埋入树脂框13中，并设置一个各端子4贯通树脂框13的贯通孔h，在贯通孔h内周面露出端子4的构成。
并且，如图54及图55所示，如果在导电性多孔体11采用直接连接布线的结构，则由于导电性多孔体11具有端子的功能，因此无须再另设置其他端子4。此时，为了连接各导电性多孔体11，可利用例如，将具有渗入于导电性多孔体11的突起18a，且位于相邻的电池单元对向侧的各导电性多孔体11以X形状相互连接的「コ」字状导电性连接构件18(图54)；或具有，插入相邻的两对的两对导电性多孔体11附近的树脂框13部分的夹持部19a和，从该夹持部19a向导电性多孔体11延长的连接部19b的导电性夹子19(图55)连接构件。
下面说明根据本发明实施例7的平面电池单元构件10″的制造方法。
该制造方法为，将电解质层121、导电性多孔体11及端子4作为嵌入部件，嵌入成形的。
首先，如图56所示，在导电性多孔质薄片11′的表面形成催化剂层15。催化剂层15通过下列方法形成，即，例如将支撑白金的碳粉混入可形成电解质层121的高分子电解质溶液中，并在导电性多孔质薄片11′的表面涂布而形成。并且，涂布于导电性多孔质薄片11′的催化剂，紧附于开放气孔表面，而形成表面积较大的催化剂层15。
接着，如图57所示，将形成有催化剂层15的导电性多孔质薄片11′，按所定大小切断后，将其作为导电性多孔体11。并且，如图58所示，在切断后的各导电性多孔体11上，点焊由金属薄板构成的端子4。
如图59所示，使分别固定有端子4的4对(8个)导电性多孔体11，使催化剂层15相对向，并将电解质层121夹住，并将此作为嵌入部件，进行嵌入成形。
嵌入成形之前，将导电性多孔体11及电解质层121通过热压方式固定，则可以很容易将嵌入部件装填至喷射成形用模具。此时，通过实施热压操作，将电解质层121塞入位于催化剂层15表面的开放的气孔内，这时由于催化剂层15与电解质层121以大面积的接触，由此可降低催化剂层15与电解质层121之间的电阻。并且，将喷射成形用模具加热至100～120℃，将导电性多孔体11与电解质层121的热压接合和树脂喷射成形的操作，可同时实施。
进行嵌入成形的喷射成形用模具的结构为，如图60所示，在一对模具70、71形成的模槽72内夹持嵌入部件(电解质层121、导电性多孔体11及端子4)，并利用喷射树脂的压力，使模槽内的导电性多孔体11及电解质层121固定住，使其不可移动，而进行喷射成形。
在喷射成形用模具中，装填嵌入部件后，向闭模的模槽72内，填充从浇道73通过浇口74喷射的熔融树脂75，从而在各导电性多孔体11的周围形成树脂框13。
从而，由于与熔融树脂与导电性多孔体11以几乎相同的厚度填充，因此，导电性多孔体11的一侧面大部分露于平面电池单元构件10″的表面。
并且，在闭模时，使模槽72厚度略小于由导电性多孔体11及电解质层121构成的3层厚度，闭模时在模具70、71之间，使导电性多孔体11压缩3～90％，则对于模槽，可以更加稳固地将嵌入部件固定于模槽内，同时还可提高导电性多孔体11的平整度。
此时，由于导电性多孔体11的表面与模板表面相连，因此树脂不将整个表面覆盖，而犹如露出导电性多孔体11的表面形成树脂框13。
并且，由于在导电性多孔体11的侧部开口的气孔中，熔融树脂的渗入厚度达5μm～1000μm而硬化，因此可使导电性多孔体11与树脂框13坚固接合(锚定效应)，且使导电性多孔体11的整个侧部被树脂框13覆盖。
在此，对于成形的树脂框13外面(侧面13a、表面13b)，端子4前端无须一致，即端子4从树脂框13突出也无妨。并且，因为熔融树脂甚至覆盖端子4的前端，由此在树脂框13外面未露出时，通过研磨树脂框13等，使前端露出即可。
而且，如果导电性多孔体11的气孔直径或气孔率过小，则熔融树脂不能渗入气孔中，从而气体密封效果和锚定效应有可能变为不充分。另外，如果气孔直径或气孔率过大，则由于强度不够，而有无法承受树脂成形压及树脂硬化时的压缩导致变形的可能性。因此，导电性多孔体11，气孔直径为10μm～2mm左右，气孔率为40～98％左右，为宜。
并且，根据本发明实施例7中的电池单元构件10″，还可采用如下方法制造。这里提及的制造方法是，从电解质层121及一对导电性多孔体11，构成所谓的膜-电极接合体(MEA)，再将多个MEA向面方向并排，并将此作为嵌入部件，进行嵌入成形的。
即，如图61所示，将导电性多孔质薄片11′按所定大小切断，在其表面涂布催化剂，而形成具有催化剂层15的导电性多孔体11。催化剂层15，通过下列方法生成，即，将支撑白金的碳粉混入可形成电解质层121的高分子电解质溶液中，并在导电性多孔体的表面涂布而形成。并且，涂布于导电性多孔体的催化剂，通过紧附于开放气孔表面，形成表面积较大的催化剂层15。
如图62所示，使形成有催化剂层15的一对导电性多孔体11，对向催化剂层15而设置，并将电解质层121夹住，再通过热压接合形成膜-电极接合体M。
并且，将4对膜-电极接合体M作为嵌入部件，进行嵌入成形，由此制造出如图63所示的具有4对电池单元(膜-电极接合体M)的平面电池单元构件10″。嵌入成形相关内容，与参照图60所作说明相同。
此外，在该平面电池单元构件10″中，可利用图54所示连接构件18或图55所示夹子19等，连接各导电性多孔体11。
下面说明适合于导电性多孔体11的发泡金属烧结薄片制造方法。该发泡金属烧结薄片11，例如，烧成使含有金属粉末的浆料S成形为薄状而干燥的绿单而制造。
浆料S是，例如将SUS316L等金属粉末、有机粘合剂(例如，甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素)、溶剂(水)混合而成的，此外，还根据需要添加，由加热处理升华或气化的发泡剂(例如，碳数为5～8的非水溶性碳氢系有机溶剂)的有机溶剂(例如，新戊烷、己烷、庚烷)或、消泡剂(乙醇)等。图12表示通过刮片法成形使浆料S为薄状的绿单制造装置80。
在于绿单制造装置80，首先，从贮藏有浆料S的送料斗81，在由辊子82搬送的搬运薄片83上供应浆料S。搬运薄片83上的浆料S，在移动的搬运薄片83和刮片84之间延长而以所需的厚度成形。
成形的浆料S，由搬运薄片83搬送而依次通过进行加热处理的发泡槽85及加热炉86。在发泡槽85中，由于在高湿度气氛下进行加热处理，因此可对浆料S不产生裂纹，使发泡剂发泡。并且，若因发泡而形成空洞的浆料S在加热炉86中干燥，则形成粒子间形成空洞的金属粉末由有机粘合剂接合的状态之绿单G。
将该绿单G，从搬运薄片83分离后，在未图示的真空炉中进行脱脂、烧成，由此除去有机粘合剂，可以得到各金属粉末相互烧结的发泡金属烧结薄片(导电性多孔体11)。
而且，利用本发明的电池单元构件的固体高分子型燃料电池的构成，还有例如如下所述的。
如图64及65所示，对于具有燃料极A及空气极B的平面电池单元构件110，如果将其构成为具有保存·供应燃料的多孔质部31和覆盖这些的树脂框32的燃料供应部30，在面方向并排，则可以控制整个燃料电池的厚度。
此时，由于燃料极A的导电性多孔体112，成为不与燃料供应部30的多孔质部31直接连接的结构，因此，如图65(在图64中，沿a-a线剖开的截面目标视图)所示，设置树脂框113的向面方向贯通的贯通孔113a。通过该贯通孔113a，使多孔质部31和燃料极A的导电性多孔体112相连通，而供应燃料，同时排放发电时的副生成物，即二氧化碳气。
并且，如图65所示，通过安装覆盖燃料极A侧导电性多孔体112表面的板状构件115，而塞住与燃料供应部30的树脂部32之间的间隙，从而可以防止从燃料极A导电性多孔体112发生燃料泄漏现象。因此，例如，可以实现，将上述板状构件115侧布置于液晶显示器的背面而适用于超薄型笔记本电脑的结构。
此外，作为连通多孔质部31与燃料极A导电性多孔体112的结构，如图66所示，在树脂框113的表面设置向面方向延长的沟槽113b也可以。此时，若也在板状构件115的表面也形成向面方向延长的沟槽115a，使该沟槽115a连通于树脂框的113之沟槽113b及燃料极A导电性多孔体112表面，则，可通过该沟槽115a，比燃料极A导电性多孔体112更有效供应燃料，排放二氧化碳气。
并且，如图67及图68所示，在电池单元构件110、210的空气极B，布置如覆盖导电性多孔体112、212表面的板状构件116等构件时，为了将空气供应于导电性多孔体112、212，可设计如下结构在板状构件116的表面，形成连通于导电性多孔体112的沟槽116a(图67)，或在电池单元构件210的树脂框213，形成通气孔213a(图68)等。
本发明提供一种，既能确保复合多孔体的有效使用面积，又能提高其操作性的复合多孔体及其制造方法。
并且，在平面上并排的多个导电性多孔体通过树脂框成为一体的结构设计，对于本发明中的气体扩散层用构件来说非常容易，也可以容易实现所谓的平面电池单元。
再者，本发明提供一种，既能缩短具有导电性多孔体的燃料电池的组装工程，又能提高其组装精密度的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件及其制造方法。
另外，随着高强度气体扩散层用构件的实现，削减了部件的数量、并提高了操作性，从而还降低了燃料泄漏的可能性，从而可以生产出结构简单、小巧轻便且生产性高的高性能燃料电池。
权利要求
1.一种复合多孔体，其特征在于，将三维网眼结构的薄片状导电性多孔体和向该导电性多孔体的面方向延长的树脂部形成为一体。
2.如权利要求1所述的复合多孔体，其特征在于，在上述树脂部中含有无机填料。
3.如权利要求2所述的复合多孔体，其特征在于，上述无机填料为纤维状，同时在上述树脂部中的含量为该树脂部的5wt％以上60wt％以下。
4.一种固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，由如权利要求1～3中任一项所述的复合多孔体构成。
5.如权利要求4所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述树脂部是包围上述导电性多孔体周围的树脂框。
6.如权利要求5所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，设置从上述导电性多孔体突出的端子用接头，而该端子用接头露于上述树脂框的外面。
7.如权利要求6所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，并排有多个上述导电性多孔体，且在其周围设置有上述树脂框。
8.如权利要求5所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，在上述树脂框中，设置有与上述导电性多孔体的一面作为电极面的气体扩散电极相连接的第一流体供应通道及第一流体排放通道和、不与上述气体扩散电极相连接的第二流体供应通道及第二流体排放通道。
9.如权利要求8所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述第一流体供应通道及上述第一流体排放通道、上述第二流体供应通道及上述第二流体排放通道，以贯穿上述树脂框的4个贯通孔设置。
10.如权利要求9所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述各贯通孔中的每任意两个，分别设置在线对称位置上。
11.一种固体高分子型燃料电池，其中，如权利要求8～10中任一项所述的上述气体扩散层用构件，具有一个以上的分别布置于由固体高分子电解质组成的电解质层内外面而构成的单体电池单元，其特征在于，上述单体电池单元中，设有燃料侧供应通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第一流体供应通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第二流体供应通道连通；氧气侧供应通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第二流体供应通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第一流体供应通道连通；燃料侧排放通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第一流体排放通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第二流体排放通道连通；氧气侧排放通道，使设置于上述气体扩散层用构件一侧的上述第二流体排放通道和设置于上述气体扩散层用构件另一侧的上述第一流体排放通道连通。
12.如权利要求4所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，具有氧气扩散电极，将上述导电性多孔体的一面作为氧气供应面、另一面作为电极面；树脂部，由设置于上述氧气扩散电极侧部中至少两方的非导电性材料构成；格子状框部，其设置于氧气供应面侧，与上述树脂部相连接，并具有使上述氧气供应面向外部开放的开口部。
13.如权利要求12所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述氧气扩散电极以分割多个的方式设置，且设置有由连接各氧气扩散电极之间的非导电性材料所构成的连接框。
14.如权利要求12或如权利要求13所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述格子状框部由非导电性材料构成。
15.如权利要求12或如权利要求13所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述格子状框部由导电性材料构成，并对应于多个上述氧气扩散电极以分割多个地方式设置。
16.如权利要求4或如权利要求5所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，在上述导电性多孔体表面上设置具有向面方向延长的二维网眼结构的集电体。
17.如权利要求16所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述集电体，其至少有一部分渗入于上述导电性多孔体的表面。
18.一种固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，具有隔板和设置在上述隔板的至少一面的上述导电性多孔体，而且上述隔板及覆盖上述导电性多孔体的周围的树脂框设置为一体。
19.如权利要求18所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件，其特征在于，上述树脂框中设有使第一流体通过的第一流体流道和使第二流体通过的第二流体流道。
20.一种固体高分子型燃料电池，其特征在于，如权利要求18或如权利要求19所述的气体扩散层用构件向厚度方向多层重叠，而各气体扩散层用构件之间布置有由固体高分子电解质构成的电解质层，同时具备设置于上述电解质层和各气体扩散层用构件的上述氧气扩散电极之间的界面上的催化剂层。
21.一种固体高分子型燃料电池用电池单元构件，其特征在于，具有由固体高分子电解质构成的电解质层；在该电解质层之间介入催化剂层而夹住该电解质层的至少一对上述导电性多孔体；和包围该导电性多孔体的周围而向面方向延长的树脂框。
22.如权利要求21所述的固体高分子型燃料电池用电池单元构件，其特征在于，并排有多对上述导电性多孔体，且在其周围设置有上述树脂框。
23.如权利要求21或如权利要求22所述的固体高分子型燃料电池用电池单元构件，其特征在于，上述树脂框以包围上述导电性多孔体及上述电解质层的周围的方式被设置。
24.一种复合多孔体的制造方法，其特征在于将上述导电性多孔体作为嵌入部件，进行犹如与该导电性多孔体的边缘连接的方式喷射树脂而进行嵌入成形，制造出如权利要求1～3中任一项所述的复合多孔体。
25.一种固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将上述导电性多孔体作为嵌入部件，进行犹如与该导电性多孔体的边缘连接的方式喷射树脂而进行嵌入成形，制造出如权利要求4或如权利要求5所述的气体扩散层用构件。
26.一种固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将上述导电性多孔体作为嵌入部件，通过向上述导电性多孔体的边缘及氧气供应面喷射树脂，制造出对树脂部及格子状树脂部进行一体式形成的如权利要求12所述的气体扩散层用构件。
27.如权利要求16或如权利要求17所述的固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将在上述导电性多孔体的表面上布置上述集电体而形成的叠层体作为嵌入部件，将设置于模具面上的该嵌入部件利用这些模具面朝上述叠层体的厚度方向压缩固定，同时进行形成模槽的合模工序，待该合模工序结束后，向上述模槽喷射熔融树脂，由此在上述叠层体的外周缘上沿着整个边缘一体式形成朝面方向延长的树脂部。
28.一种固体高分子型燃料电池用电池单元构件的制造方法，其特征在于将上述电解质层和、在该电解质层之间介入上述催化剂层而夹住该电解质层的至少一对上述导电性多孔体作为嵌入部件，实施犹如与上述导电性多孔体的边缘连接的方式进行喷射树脂而成形上述树脂框的嵌入成形法，制造出如权利要求21～23中任一项所述的电池单元构件。
29.如权利要求28所述的固体高分子型燃料电池用电池单元构件制造方法，其特征在于对于上述电解质层和上述导电性多孔体，当在相互间介入上述催化剂层的状态下进行嵌入成形时，实施热压接合。
30.一种固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件的制造方法，其特征在于将在上述导电性多孔体的表面上布置上述隔板而形成的叠层体作为嵌入部件，进行犹如与该叠层体的边缘部连接的方式喷射树脂而进行嵌入成形，制造出如权利要求18～20中任一项所述的上述气体扩散层用构件。
全文摘要
本发明涉及一种复合多孔体、固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件、固体高分子型燃料电池用电池单元构件及其制造方法。本发明的复合多孔体是，将由具有三维网眼结构的导电性多孔体构成的薄片状金属部和，向该金属部的面方向延长的树脂部，形成为一体的复合金属多孔体。固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件是由将具有三维网眼结构的导电性多孔体构成的薄片状金属部和、向该金属部的面方向延长的树脂部，形成为一体的复合多孔体所构成。而且，固体高分子型燃料电池的气体扩散层用构件具有隔板和，设置于该隔板的至少一面上的上述导电性多孔体，并一体设有覆盖上述隔板及上述导电性多孔体周围的树脂框。
文档编号B01D39/00GK1788378SQ20048001272
公开日2006年6月14日 申请日期2004年5月7日 优先权日2003年5月12日
发明者和田正弘, 神田荣子, 矶部毅, 加藤公明, 涩谷巧, 秋山荣, 浜田和一 申请人:三菱综合材料株式会社