燃料电池用隔板、燃料电池单元、燃料电池堆及燃料电池用隔板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料电池用隔板、燃料电池单元、燃料电池堆以及燃料电池用隔板的制造方法。
【背景技术】
[0002]燃料电池用隔板应用为构成燃料电池堆的燃料电池单元的构件，具有经由气体流路向电极供给燃料气体、空气的功能以及使在电极产生的电子汇聚的功能。以往，作为这样的燃料电池用隔板，使用了在碳板形成气体流路而成的燃料电池用隔板。
[0003]然而，在使用碳板作为构成燃料电池用隔板的材料的情况下，存在材料成本较高、加工成本较高的问题。因此，期望代替碳板，使用材料成本较低且能够通过高速冲压加工廉价地形成气体流路的铝、不锈钢或钛合金等金属。
[0004]对此，例如，在专利文献I中公开了如下燃料电池用隔板，该燃料电池用隔板是使用金属基材作为燃料电池用隔板的母材并通过电解镀在金属基材上形成包括规定元素的第一层和金镀层而成的。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2001 - 351642号公报
【发明内容】
_8] 发明要解决的问题
[0009]一方面，如上述专利文献I所那样地在制造燃料电池用隔板时，在通过电解镀形成金镀层的情况下，需要经过以下的制造工艺。即，首先，作为第I制造工艺，能够列举出这样的方法:通过电解镀在金属基材上形成金镀层，之后，通过冲压加工形成气体流路。或者，作为第2制造工艺，能够列举出这样的方法:通过冲压加工在金属基材上形成气体流路，之后，通过电解镀在金属基材上形成金镀层。然而，在上述第I制造工艺中，在通过电解镀形成了金镀层之后，通过冲压加工形成气体流路，因此存在这样的问题:因冲压加工时所实施的应力导致在金镀层上产生裂纹。另外，在上述第2制造工艺中，由于对构成气体流路的凹凸部实施电解镀，因此存在这样的问题:金镀层的析出不均匀，产生未形成金镀层的部分。
[0010]另一方面，若通过化学镀在金属基材上形成金镀层，则在与上述第2制造工艺同样地通过冲压加工在金属基材上形成了气体流路之后通过化学镀形成金镀层的方法的情况下，对于构成气体流路的凹凸部，能够以均匀且不产生未形成金镀层的部分的状态形成金镀层。然而，作为化学镀，在使用化学置换镀的情况下，存在作为被镀材的金属基材发生局部溶出而在表面产生微小的凹部的情况，由此，在产生的凹部无法适当地析出金，而在形成的金镀层的表面产生针孔。于是，作为其结果，得到的燃料电池用隔板存在这样的问题:耐腐蚀性降低，并且，接触电阻上升，电子汇聚的功能降低。对于这样的问题，为了解决这样的针孔的问题，还采用了在通过化学置换镀形成的金镀层上进一步通过化学还原镀形成金镀层来覆盖针孔的方法，但存在这样的问题:为了通过化学还原镀覆盖针孔，需要增厚金镀层的厚度，成本上不利。
[0011]对此，本发明人对被镀材的平滑性与被镀材的溶出之间的关系进行了认真研宄，得出了这样的见解:实施化学置换镀时的这样的被镀材的溶出是由被镀材的平滑性降低引起的，以及通过控制被镀材的表面粗糙度能够解决这样的问题。于是，本发明是基于这样的见解而完成的，其提供一种这样的燃料电池用隔板:能够在构成气体流路的凹凸部均匀地形成金镀层，从而不增厚金镀层的厚度就能防止金镀层上的未形成金镀层的部分和针孔的产生，而具有优异的耐腐蚀性和导电性。
_2] 用于解决问题的方案
[0013]S卩，根据本发明，提供一种燃料电池用隔板，其特征在于，包括:基材；基底镀层，其形成在上述基材上；以及金镀层，其是通过化学镀而形成在上述基底镀层上的，上述基底镀层的与上述金镀层相对的面的轮廓算数平均偏差Ra为SOnm以下。
[0014]在本发明的燃料电池用隔板中，优选的是，上述基底镀层形成在表面预先使用机械研磨、化学研磨以及化学机械研磨中的至少一种方法研磨后的上述基材上。
[0015]优选的是，上述基底镀层是使用含有光亮剂的镀浴而形成的。
[0016]优选的是，在上述基材上形成了上述基底镀层之后，使用机械研磨、化学研磨以及化学机械研磨中的至少一种方法对上述基底镀层的表面进行了研磨。
[0017]根据本发明，提供一种燃料电池单元，该燃料电池单元是使用上述的燃料电池用隔板而成的。
[0018]另外，根据本发明，提供一种燃料电池堆，该燃料电池堆是层叠多个上述的燃料电池单元而成的。
[0019]而且，根据本发明，提供一种燃料电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轮廓算数平均偏差Ra为SOnm以下的基底镀层；和通过化学镀在上述基底镀层上形成金镀层。
[0020]发明的效果
[0021]采用本发明，能够提供一种这样的燃料电池用隔板:能够在构成气体流路的凹凸部均匀地形成金镀层，从而不增厚金镀层的厚度就能防止金镀层上的未形成金镀层的部分和针孔的产生，而具有优异的耐腐蚀性和导电性。
【附图说明】
[0022]图1是表示在实施例和比较例中得到的镀金覆盖材料的离子溶出浓度的曲线图。
[0023]图2是用于说明测量体积电阻率的方法的图。
[0024]图3是表示在实施例和比较例中得到的镀金覆盖材料的体积电阻率的曲线图。
【具体实施方式】
[0025]以下，说明本发明的燃料电池用隔板。
[0026]本发明的燃料电池用隔板的特征在于，包括:基材；基底镀层，其形成在基材上；以及金镀层，其是通过化学镀而形成在基底镀层上的，基底镀层的与金镀层相对的面的轮廓算数平均偏差Ra为SOnm以下。
[0027]基材
[0028]基材并不特别限定，只要是将钢、不锈钢、Al、Al合金、T1、Ti合金、Cu、Cu合金、Ni,Ni合金等加工成燃料电池用隔板所需要的形状而成的基材，则都能够使用，并没有特别的限制。
[0029]基材的厚度并不特别限定，只要根据使用用途适当地选择即可，但优选为0.05mm ?2.0mm,更优选为 0.1mm ?0.3mm。
[0030]另外，在本发明中，如下所述，作为基材，从能够使得到的燃料电池用隔板进一步均匀地形成有金镀层的观点出发，优选的是，使用在基材的表面预先形成有在作为燃料电池用隔板使用时发挥燃料气体、空气的流路的功能的凹凸部(气体流路)的基材，并在该基材上形成基底镀层和金镀层。作为在基材上形成气体流路的方法，并不特别限定，例如能够列举出通过冲压加工来形成的方法。
[0031]基底镀层
[0032]基底镀层为通过在基材上实施镀敷处理而形成的、由金属形成的镀层。基底镀层作为用于良好地形成后述的金镀层的基底层发挥作用。
[0033]在本发明中，使基底镀层的表面的轮廓算数平均偏差Ra为SOnm以下，优选为1nm以下，更优选为2nm以下。通过使基底镀层的表面的轮廓算数平均偏差Ra处在上述范围，能够使基底镀层的表面具有足够的平滑性，由此，在通过化学镀特别是化学置换镀在基底镀层上形成了金镀层时，能够抑制作为被镀材的基底镀层的局部溶出，从而能够防止由局部溶出引起的、基底镀层表面上的凹部的产生。于是，由此，不增厚金镀层的厚度就能够以均匀且不产生未形成金镀层的部分和针孔的状态形成金镀层。
[0034]使基底镀层的表面的轮廓算数平均偏差Ra处于上述范围的方法并不特别限定，例如，能够列举出如下等方法:对通过镀敷处理形成的基底镀层的表面进行研磨的方法；通过在经预先研磨后的基材上实施镀敷处理来形成基底镀层的方法；或向用于形成基底镀层的镀浴中添加光亮剂的方法。上述这些方法可