特許 7247864 燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-20

(45)【発行日】2023-03-29

(54)【発明の名称】燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/0228 20160101AFI20230322BHJP

   H01M 8/0206 20160101ALI20230322BHJP

   H01M 8/0221 20160101ALI20230322BHJP

   H01M 8/0213 20160101ALI20230322BHJP

   H01M 8/0254 20160101ALI20230322BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20230322BHJP

【ＦＩ】

H01M8/0228

H01M8/0206

H01M8/0221

H01M8/0213

H01M8/0254

H01M8/10 101

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019203746

(22)【出願日】2019-11-11

(65)【公開番号】P2021077527

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-01-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】両角 英一郎

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆之

(72)【発明者】

【氏名】羽柴 美智

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２０９２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７５３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２２４２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３０８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０２７２４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０３８１６５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の凸部を有する金属板製の基材と、導電性炭素材、導電性粒子、及び熱硬化性の樹脂を含み、前記基材の前記凸部の頂面に設けられた導電層と、を備え、前記導電層が燃料電池の発電部に当接して設けられる燃料電池用セパレータであって、
前記導電性炭素材及び前記導電性粒子は、前記導電層の厚さ方向の全体にわたって前記樹脂内に分散するとともに互いに接触しており、
前記導電性粒子は、前記凸部の頂面に形成された酸化被膜よりも硬度が高いチタン化合物からなるとともに、前記酸化被膜を貫通して前記基材に接触している、
燃料電池用セパレータ。

【請求項2】

複数の凸部を有する金属板製の基材と、導電性炭素材、導電性粒子、及び熱硬化性の樹脂を含み、前記基材の前記凸部の頂面に設けられた導電層と、を備え、前記導電層が燃料電池の発電部に当接して設けられる燃料電池用セパレータを製造する方法であって、
前記導電性炭素材及び前記導電性粒子を前記樹脂内全体に分散させて生成した導電性塗料がフィルムに塗布されている熱転写用シートを、前記凸部の各々の頂面に当接させた状態で前記基材に対して加圧するとともに加熱することにより、前記凸部の各々の頂面に前記導電性塗料を熱転写して前記導電層を形成する、
燃料電池用セパレータの製造方法。

【請求項3】

前記導電性塗料は、導電性炭素材の原料を粉砕するとともに、当該粉砕された導電性炭素材、前記導電性粒子、及び前記樹脂を調合することにより生成される、
請求項２に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。

【請求項4】

前記樹脂を第１樹脂とするとき、
前記凸部の各々の頂面に前記導電性塗料を熱転写して前記導電層を形成するに先立ち、前記基材のうち前記発電部に対向する表面の全体に熱硬化性の第２樹脂を含む樹脂層を形成する、
請求項２または請求項３に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。

【請求項5】

前記樹脂を第１樹脂とするとき、
前記フィルムの前記導電性塗料の表面には、熱硬化性の第２樹脂を含む樹脂塗料が塗布されている、
請求項２または請求項３に記載の燃料電池用セパレータの製造方法。

【請求項6】

燃料電池用セパレータの基材に設けられた複数の凸部の各々の頂面に当接させた状態で加圧及び加熱されることで前記凸部の各々の頂面に導電膜を熱転写することにより前記凸部の各々の頂面に導電層を形成する熱転写用シートの製造方法であって、
熱硬化性の樹脂内全体に導電性炭素材及び導電性粒子を分散させて生成した導電性塗料をフィルムの一方の面に塗布することで前記導電膜を形成する、
熱転写用シートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

固体高分子形燃料電池は、膜電極接合体を有する発電部と、複数の凸部及び凹部が交互に形成され、発電部を挟持する一対の金属製のセパレータとを含む単セルが複数積層されたスタックを備えている（例えば、特許文献１参照）。単セルを構成する各セパレータと発電部との間には、上記凸部及び凹部により区画され、燃料ガスや酸化ガスを供給するガス流路が形成されている。セパレータの基材における発電部に対向する面には、導電性を有するとともに発電部に当接する導電層が形成されている。こうした導電層により、セパレータと発電部との接触抵抗の低減が図られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－６５２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、燃料電池の性能の向上を図る上では、セパレータと発電部との接触抵抗の更なる低減が望まれている。
本発明の目的は、セパレータと発電部との接触抵抗を低減することのできる燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するための燃料電池用セパレータは、複数の凸部を有する金属板製の基材と、導電性炭素材、導電性粒子、及び熱硬化性の樹脂を含み、前記基材の前記凸部の頂面に設けられた導電層と、を備え、前記導電層が燃料電池の発電部に当接して設けられるものであり、前記導電性炭素材及び前記導電性粒子は、前記導電層の厚さ方向の全体にわたって前記樹脂内に分散するとともに互いに接触している。

【0006】

同構成によれば、導電性炭素材及び導電性粒子が、導電層の厚さ方向の全体にわたって樹脂内に分散するとともに互いに接触している。このため、導電層の厚さ方向において、導電性炭素材及び導電性粒子を介した導電経路が形成されやすい。これにより、導電層の導電性を高めることができる。したがって、セパレータと発電部との接触抵抗を低減することができる。

【0007】

また、上記目的を達成するための燃料電池用セパレータの製造方法は、複数の凸部を有する金属板製の基材と、導電性炭素材、導電性粒子、及び熱硬化性の樹脂を含み、前記基材の前記凸部の頂面に設けられた導電層と、を備え、前記導電層が燃料電池の発電部に当接して設けられる燃料電池用セパレータを製造する方法であって、前記導電性炭素材及び前記導電性粒子を前記樹脂内全体に分散させて生成した導電性塗料がフィルムに塗布されている熱転写用シートを、前記凸部の各々の頂面に当接させた状態で前記基材に対して加圧するとともに加熱することにより、前記凸部の各々の頂面に前記導電性塗料を熱転写して前記導電層を形成する。

【0008】

同方法によれば、基材の各凸部に形成された導電層においては、導電性炭素材及び導電性粒子が、当該導電層の厚さ方向の全体にわたって分散しやすくなる。これにより、導電層内において、導電性炭素材と導電性粒子とを介した導電経路が形成されやすくなる。したがって、セパレータと発電部との接触抵抗を低減することができる。

【0009】

上記燃料電池用セパレータの製造方法において、前記導電性塗料は、導電性炭素材の原料を粉砕するとともに、当該粉砕された導電性炭素材、前記導電性粒子、及び前記樹脂を調合することにより生成されることが好ましい。

【0010】

導電性炭素材、導電性粒子、及び熱硬化性の樹脂を含む導電性塗料をフィルムの一方の面に塗布した場合、導電性粒子が自重により下側、すなわちフィルム側に沈降するおそれがある。

【0011】

ここで、導電性塗料においては、粉砕されることで微細になった導電性炭素材が樹脂内全体に分散されていることから、当該導電性塗料の粘度は、粉砕前の導電性炭素材を含む導電性塗料の粘度よりも増加する。これにより、フィルムの一方の面に塗布された導電性塗料において、導電性粒子がフィルム側に沈降することを抑制できる。

【0012】

上記方法によれば、粉砕された導電性炭素材と導電性粒子とを熱硬化性の樹脂内全体に分散させた導電性塗料を容易に生成することができ、当該導電性塗料がフィルムに塗布されている熱転写用シートを容易に製造することができる。

【0013】

上記燃料電池用セパレータの製造方法において、前記樹脂を第１樹脂とするとき、前記凸部の各々の頂面に前記導電性塗料を熱転写して前記導電層を形成するに先立ち、前記基材のうち前記発電部に対向する表面の全体に熱硬化性の第２樹脂を含む樹脂層を形成することが好ましい。

【0014】

同方法によれば、基材のうち発電部に対向する表面の全体に樹脂層が形成された後に、当該基材の各凸部に対して導電層が形成される。ここで、導電層に含まれる第１樹脂と、樹脂層に含まれる第２樹脂とは共に熱硬化性の樹脂であるため、基材を加熱することにより第１樹脂と第２樹脂とが共に熱硬化する。このようにして形成されたセパレータによれば、発電部に対向する表面の全体が樹脂層によって覆われるため、基材の上記表面からのイオンの溶出が抑制される。

【0015】

上記燃料電池用セパレータの製造方法において、前記樹脂を第１樹脂とするとき、前記フィルムの前記導電性塗料の表面には、熱硬化性の第２樹脂を含む樹脂塗料が塗布されていることが好ましい。

【0016】

同方法によれば、導電性塗料と樹脂塗料とがフィルムに塗布されている熱転写用シートを用いることにより、基材の各凸部の頂面に樹脂層と導電層とが形成される。導電層は樹脂層を介して基材の各凸部に形成されるため、基材の各凸部の頂面と導電層との密着性を高めることができる。これにより、基材の各凸部の表面と、導電層との間に空隙が生じることを抑制できる。したがって、セパレータと発電部との接触抵抗を低減することができる。

【0017】

また、上記目的を達成するための熱転写用シートの製造方法は、燃料電池用セパレータの基材の表面に当接させた状態で加圧及び加熱されることで前記基材の表面に導電膜を熱転写することにより前記表面に導電層を形成する熱転写用シートの製造方法であって、熱硬化性の樹脂内全体に導電性炭素材及び導電性粒子を分散させて生成した導電性塗料をフィルムの一方の面に塗布することで前記導電層を形成する。

【0018】

同方法によれば、基材の表面に形成された導電層においては、導電性炭素材及び導電性粒子が、当該導電層の厚さ方向の全体にわたって分散しやすくなる。これにより、導電層内において、導電性炭素材と導電性粒子とを介した導電経路が形成されやすくなる。したがって、セパレータと発電部との接触抵抗を低減することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、セパレータと発電部との接触抵抗を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法の第１実施形態について、当該セパレータを有する単セルを中心とした燃料電池スタックの拡大断面図。

【図2】同実施形態のセパレータの断面図。

【図3】同実施形態の導電性塗料の生成工程を示す概略図。

【図4】実施例の導電性塗料及び比較例１の導電性塗料における粘度の測定結果を示すグラフ。

【図5】同実施形態の導電性塗料が塗布されているフィルムの断面図。

【図6】同実施形態の樹脂層が形成された基材の断面図。

【図7】同実施形態の基材に熱転写用シートが載置された状態を示す断面図。

【図8】同実施形態の基材に導電膜が熱転写されている状態を示す断面図。

【図9】実施例の導電層、比較例１の導電層、比較例２の導電層、及び比較例３の導電層における接触抵抗の測定結果を示すグラフ。

【図10】燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法の第２実施形態におけるセパレータの断面図。

【図11】同実施形態の熱転写用シートの導電性塗料の表面に樹脂塗料が塗布されている状態を示す断面図。

【図12】同実施形態の基材に熱転写用シートが載置された状態を示す断面図。

【図13】同実施形態の基材に樹脂塗料及び導電膜が熱転写されている状態を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１実施形態＞
以下、図１～図９を参照して、燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法の第１実施形態について説明する。

【0022】

各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
図１に示すように、本実施形態の燃料電池用セパレータ（以下、セパレータ２０）は、固体高分子形燃料電池のスタック１００に用いられるものである。なお、セパレータ２０は、後述する第１セパレータ３０及び第２セパレータ４０の総称である。

【0023】

スタック１００は、複数の単セル１０が積層された構造を有している。単セル１０は、第１セパレータ３０及び第２セパレータ４０により挟持された膜電極接合体１２を有する発電部１１を備えている。

【0024】

膜電極接合体１２と第１セパレータ３０との間には、炭素繊維からなるアノード側ガス拡散層１５が設けられている。また、膜電極接合体１２と第２セパレータ４０との間には、炭素繊維からなるカソード側ガス拡散層１６が設けられている。

【0025】

膜電極接合体１２は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を有する固体高分子材料からなる電解質膜１３と、電解質膜１３を挟持する一対の電極触媒層１４とを備えている。各電極触媒層１４には、燃料電池における反応ガスの電気化学反応を促進するために、例えば白金などの触媒が担持されている。

【0026】

第１セパレータ３０は、金属板製の基材３１を有している。本実施形態の基材３１は、例えば、ステンレス鋼により形成されている。
基材３１には、基材３１の面方向、すなわち、同図の紙面に直交する方向に沿ってそれぞれ延在する第１凸部３２及び第１凹部３３が交互に設けられている。第１凸部３２及び第１凹部３３は複数設けられている。基材３１の各第１凸部３２は、発電部１１、より詳しくはアノード側ガス拡散層１５に当接している。

【0027】

第２セパレータ４０は、金属板製の基材４１を有している。本実施形態の基材４１は、例えば、ステンレス鋼により形成されている。
基材４１には、基材４１の面方向、すなわち、同図の紙面に直交する方向に沿ってそれぞれ延在する第２凸部４２及び第２凹部４３が交互に設けられている。第２凸部４２及び第２凹部４３は複数設けられている。基材４１の各第２凸部４２は、発電部１１、より詳しくはカソード側ガス拡散層１６に当接している。

【0028】

第１セパレータ３０の第１凹部３３に対応する部分とアノード側ガス拡散層１５とで区画される部分は、例えば、水素ガスなどの燃料ガスが流通されるガス流路とされている。
第２セパレータ４０の第２凹部４３に対応する部分とカソード側ガス拡散層１６とで区画される部分は、例えば、空気などの酸化ガスが流通されるガス流路とされている。

【0029】

また、第１セパレータ３０における第１凹部３３の底部と、同第１セパレータ３０に隣り合う第２セパレータ４０の第２凹部４３の底部とは、例えば、レーザ溶接などにより互いに接合されている。

【0030】

第１セパレータ３０の第１凸部３２の裏面に対応する部分と、第２セパレータ４０の第２凸部４２の裏面に対応する部分とで区画される部分は、冷却水が流通する冷却流路とされている。

【0031】

図２に示すように、セパレータ２０における基材３１，４１のうち発電部１１に対向する表面全体には、樹脂層５０が設けられている。なお、樹脂層５０は、基材３１，４１のうち上記表面とは反対側の表面には設けられていない。

【0032】

樹脂層５０は、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂５０ａを含んでいる。樹脂５０ａは、第２樹脂の一例である。
また、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面には、樹脂層５０を介して導電性を有する導電層６０が設けられている。導電層６０は、導電性炭素材６１、導電性粒子６２、熱硬化性の樹脂６３、及び溶剤を含んでいる。樹脂６３は、第１樹脂の一例である。

【0033】

本実施形態の導電性炭素材６１は、例えば、グラファイト粒子である。本実施形態の導電性粒子６２は、例えば、窒化チタンである。本実施形態の樹脂６３は、例えば、エポキシ樹脂である。本実施形態の溶剤は、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）である。なお、窒化チタンは、基材３１，４１の表面に形成された酸化被膜３１ａ，４１ａよりも硬度が高い。

【0034】

導電性炭素材６１及び導電性粒子６２は、導電層６０の厚さ方向の全体にわたって樹脂６３内において分散するとともに互いに接触している。また、導電性粒子６２は、各凸部３２，４２の表面に形成された酸化被膜３１ａ，４１ａを貫通して基材３１，４１に接触している。これらにより、各セパレータ３０，４０には、基材３１，４１、導電性炭素材６１、及び導電性粒子６２によって酸化被膜３１ａ，４１ａを経由しない複数の導電経路が形成されている。

【0035】

次に、第１セパレータ３０の製造方法について説明する。なお、第２セパレータ４０の製造方法については、第１セパレータ３０の製造方法と同一であるため説明を省略する。
図３に示すように、まず、導電性炭素材６１の原料、導電性粒子６２、樹脂６３、及び溶剤を、例えばジェットミルなどの粉砕装置７０に投入することで導電性炭素材６１の原料を粉砕するとともに、粉砕された導電性炭素材６１、導電性粒子６２、樹脂６３、及び溶剤を調合する。これにより、粉砕された導電性炭素材６１と導電性粒子６２とを樹脂６３内において分散させた導電性塗料６０ａが生成される。

【0036】

ここで、図４を参照して、導電性塗料６０ａの粘度の測定結果について説明する。ここでは、本実施形態の導電性塗料６０ａを実施例とし、窒化チタンとエポキシ樹脂とを含む導電性塗料を比較例１として、それぞれの粘度を測定した。同図から、実施例の粘度は、比較例１の粘度よりも大きいことが分かる。これは、実施例では、導電性炭素材６１の原料が粉砕されたものが樹脂６３内に分散されているためであると考えられる。

【0037】

図５に示すように、次に、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂製のフィルム８１の一方の面に対して、コータ９０により導電性塗料６０ａを塗布することで導電膜６０ｂを形成する。これにより、熱転写用シート８０が製造される。

【0038】

図６に示すように、次に、基材３１の発電部１１に対向する表面の全体に、例えば、スプレーなどにより樹脂５０ａを含む樹脂層５０を形成する。
図７に示すように、次に、熱転写装置１１０の固定型１１１上に、発電部１１に対向する表面が上を向くようにして基材３１を載置する。そして、導電膜６０ｂを下向きにして熱転写用シート８０を基材３１の各第１凸部３２上に載置する。

【0039】

図８に示すように、次に、可動型１１５を固定型１１１に向かって降下させることで、固定型１１１と可動型１１５とにより基材３１及び熱転写用シート８０を加圧する。これにより、図２に示すように、導電性粒子６２が樹脂層５０及び基材３１の酸化被膜３１ａを貫通して基材３１に接触するようになる。

【0040】

図８に示すように、次に、固定型１１１及び可動型１１５にそれぞれ設けられた電熱線１１２，１１６に通電することにより、エポキシ樹脂である樹脂６３及び樹脂５０ａの熱硬化温度よりも高い所定の温度まで基材３１を加熱する。これにより、樹脂層５０を熱硬化させるとともに、基材３１の各凸部３２の頂面に導電膜６０ｂを熱転写して導電層６０を形成する。

【0041】

図示は省略するが、最後に、可動型１１５を固定型１１１から離間させて熱転写装置１１０から第１セパレータ３０を取り出す。
このようにして第１セパレータ３０が製造される。

【0042】

次に、図９を参照して、導電層６０の接触抵抗の測定結果について説明する。ここでは、本実施形態の導電層６０を実施例とし、比較例１の導電層、比較例２の導電層、及び比較例３の導電層における接触抵抗の測定結果について説明する。

【0043】

まず、比較例１～比較例３の構成について説明する。
比較例１は、窒化チタンと、エポキシ樹脂とを含んで構成されている。
比較例２は、グラファイト粒子と、エポキシ樹脂とを含んで構成されている。

【0044】

比較例３は、基材３１，４１の表面に形成され、窒化チタン及びエポキシ樹脂を含む第１層と、第１層の表面に形成され、グラファイト粒子及びエポキシ樹脂を含む第２層とにより構成されている、
なお、接触抵抗の測定は、表面に各導電層が形成された基材３１，４１の試験片を一対のカーボンクロスで挟持するとともに治具により所定の荷重を加えながら、所定の電流を印加したときの電圧を測定することで求めた。なお、上記カーボンクロスは、アノード側ガス拡散層１５及びカソード側ガス拡散層１６と同質の材料である。

【0045】

図９から、実施例の接触抵抗は、比較例１～比較例３の接触抵抗よりも低いことが分かる。
比較例１では、上述したように、実施例に比べて粘度が低くなる。このため、比較例１の導電層の形成において、窒化チタンがエポキシ樹脂内において沈降することで、窒化チタンが導電層の厚さ方向において偏在すると考えられる。

【0046】

比較例２では、窒化チタンよりも導電率が小さいグラファイト粒子同士による導電経路が形成されると考えられる。
比較例３では、窒化チタンは第１層に含まれており、グラファイト粒子は第２層に含まれている。このため、第１層では、窒化チタン同士による導電経路が形成され、第２層では、グラファイト粒子同士による導電経路が形成されると考えられる。

【0047】

実施例では、比較例１よりも粘度が高いため、グラファイト粒子（導電性炭素材６１）及び窒化チタン（導電性粒子６２）が導電層６０の厚さ方向の全体にわたってエポキシ樹脂（樹脂６３）内に分散しやすいと考えられる。これにより、上記厚さ方向の全体にわたってグラファイト粒子（導電性炭素材６１）及び窒化チタン（導電性粒子６２）を介した導電経路が形成されやすくなる。

【0048】

以上のことから、実施例の接触抵抗は、比較例１～比較例３の接触抵抗よりも低くなると考えられる。
本実施形態の作用について説明する。

【0049】

導電層６０においては、導電性炭素材６１及び導電性粒子６２が、導電層６０の厚さ方向の全体にわたって樹脂６３内に分散するとともに互いに接触している。このため、導電層６０の厚さ方向において、導電性炭素材６１及び導電性粒子６２を介した導電経路が形成されやすい。これにより、導電層６０の導電性を高めることができる（以上、作用１）。

【0050】

また、導電層６０を製造する過程においては、導電性炭素材６１及び導電性粒子６２を樹脂６３内全体に分散させて生成した導電性塗料６０ａがフィルム８１に塗布された熱転写用シート８０を用いる。このため、基材３１，４１の各凸部３２，４２に形成された導電層６０において、導電性炭素材６１及び導電性粒子６２が、当該導電層６０の厚さ方向の全体にわたって分散しやすくなる。これにより、導電層６０内において、導電性炭素材６１と導電性粒子６２とを介した導電経路が形成されやすくなる（以上、作用２）。

【0051】

また、導電性炭素材６１、導電性粒子６２、及び熱硬化性の樹脂６３を含む導電性塗料６０ａをフィルム８１の一方の面に塗布した場合、導電性粒子６２が自重により下側、すなわちフィルム８１側に沈降するおそれがある。

【0052】

ここで、導電性塗料６０ａにおいては、粉砕されることで微細になった導電性炭素材６１が樹脂６３内全体に分散されていることから、当該導電性塗料６０ａの粘度は、粉砕前の導電性炭素材６１を含む導電性塗料６０ａの粘度よりも増加する。これにより、フィルム８１の一方の面に塗布された導電性塗料６０ａにおいて、導電性粒子６２がフィルム８１側に沈降することを抑制できる（以上、作用３）。

【0053】

本実施形態の効果について説明する。
（１）セパレータ２０は、複数の凸部３２，４２を有する金属板製の基材３１，４１と、導電性炭素材６１、導電性粒子６２、及び熱硬化性の樹脂６３を含み、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面に設けられた導電層６０とを備える。導電性炭素材６１及び導電性粒子６２は、導電層６０の厚さ方向の全体にわたって樹脂６３内に分散するとともに互いに接触している。

【0054】

こうした構成によれば、上記作用１を奏することから、セパレータ２０と発電部１１との接触抵抗を低減することができる。
（２）セパレータ２０の製造において、フィルム８１に導電性塗料６０ａが塗布されることで導電膜６０ｂが形成された熱転写用シート８０を、各凸部３２，４２の頂面に当接させた状態で基材３１，４１に対して加圧するとともに加熱することにより、各凸部３２，４２の頂面に導電膜６０ｂを熱転写して導電層６０を形成するようにした。

【0055】

こうした方法によれば、上記作用２を奏することから、セパレータ２０と発電部１１との接触抵抗を低減することができる。
（３）導電性炭素材６１の原料を粉砕するとともに、当該粉砕された導電性炭素材６１、導電性粒子６２、及び樹脂６３を調合することにより導電性塗料６０ａを生成するようにした。

【0056】

こうした方法によれば、上記作用３を奏することから、粉砕された導電性炭素材６１と導電性粒子６２とを熱硬化性の樹脂６３内全体に分散させた導電性塗料６０ａを容易に生成することができ、当該導電性塗料６０ａがフィルム８１に塗布されている熱転写用シート８０を容易に製造することができる。

【0057】

（４）各凸部３２，４２の頂面に導電膜６０ｂを熱転写して導電層６０を形成するに先立ち、基材３１，４１のうち発電部１１に対向する表面の全体に熱硬化性の樹脂５０ａを含む樹脂層５０を形成するようにした。

【0058】

こうした方法によれば、基材３１，４１のうち発電部１１に対向する表面の全体に樹脂層５０が形成された後に、当該基材３１，４１の各凸部３２，４２に対して導電層６０が形成される。ここで、導電層６０に含まれる第１樹脂としての樹脂６３と、樹脂層５０に含まれる第２樹脂としての樹脂５０ａとは共に熱硬化性の樹脂であるため、基材３１，４１を加熱することにより樹脂６３と樹脂５０ａとが共に熱硬化する。このようにして形成されたセパレータ２０によれば、発電部１１に対向する表面の全体が樹脂層５０によって覆われるため、基材３１，４１の上記表面からのイオンの溶出が抑制される。

【0059】

（５）熱転写用シート８０の製造において、熱硬化性の樹脂６３内全体に導電性炭素材６１及び導電性粒子６２を分散させて生成した導電性塗料６０ａをフィルム８１の一方の面に塗布することで導電膜６０ｂを形成するようにした。

【0060】

こうした方法によれば、上記効果（２）に準じた効果を奏することができる。
＜第２実施形態＞
以下、図１０～図１３を参照して、燃料電池用セパレータ、燃料電池用セパレータの製造方法、及び熱転写用シートの製造方法の第２実施形態について、第１実施形態との相異点を中心に説明する。

【0061】

なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付すとともに、第１実施形態と対応する構成については、第１実施形態の符号「＊＊」に「２００」を加算した「２＊＊」を付すことにより、重複する説明を省略する。

【0062】

各図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率については実際と異なる場合がある。
図１０に示すように、セパレータ２２０は、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面にのみ樹脂層２５０が設けられている。なお、本実施形態の基材３１，４１は、例えば、チタン合金により形成されている。

【0063】

樹脂層２５０は、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂２５０ａを含んでいる。樹脂２５０ａは、第２樹脂の一例である。
また、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面には、樹脂層２５０を介して導電層６０が設けられている。

【0064】

次に、第１セパレータ２３０の製造方法について説明する。なお、第２セパレータ２４０の製造方法については、第１セパレータ２３０の製造方法と同一であるため説明を省略する。また、第１実施形態と同様な工程についての説明を省略する。

【0065】

図１１に示すように、フィルム８１の一方の面に対して、コータ２９０により導電性塗料６０ａを塗布することで導電膜６０ｂを形成する。
次に、導電膜６０ｂの表面に樹脂２５０ａを含む樹脂塗料２５０ｂを塗布する。これにより、熱転写用シート２８０が製造される。

【0066】

図１２に示すように、次に、樹脂塗料２５０ｂを下向きにして熱転写用シート２８０を基材３１の各第１凸部３２上に載置する。
図１３に示すように、次に、可動型１１５を固定型１１１に向かって降下させることで、固定型１１１と可動型１１５とにより、基材３１及び熱転写用シート２８０を加圧するとともに加熱する。これにより、図９に示すように、各第１凸部３２の頂面に樹脂塗料２５０ｂと導電膜６０ｂとを熱転写して樹脂層２５０と導電層６０とを形成する。

【0067】

このようにして、第１セパレータ２３０が製造される。
本実施形態の作用について説明する。
導電性塗料６０ａと樹脂塗料２５０ｂとがフィルム８１に塗布されている熱転写用シート２８０を用いることにより、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面に樹脂層２５０と導電層６０とが形成される。導電層６０は樹脂層２５０を介して基材３１，４１の各凸部３２，４２に形成されるため、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面と導電層６０との密着性を高めることができる。これにより、基材３１，４１の各凸部３２，４２の表面と、導電層６０との間に空隙が生じることを抑制できる（以上、作用４）。

【0068】

本実施形態の効果について説明する。
本実施形態のセパレータ２２０、セパレータ２２０の製造方法、及び熱転写用シート２８０の製造方法によれば、第１実施形態における効果（１）～（３）及び（５）に加えて、新たに以下に示す効果が得られるようになる。

【0069】

（６）セパレータ２２０の製造において、フィルム８１の導電性塗料６０ａの表面に熱硬化性の樹脂２５０ａを含む樹脂塗料２５０ｂを塗布するようにした。
こうした方法によれば、上記作用４を奏することから、セパレータ２２０と発電部１１との接触抵抗を低減することができる。

【0070】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・樹脂層５０を基材３１，４１の両面に形成するようにしてもよい。

【0071】

・樹脂層５０の形成を省略して、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面に導電層６０を直接形成することもできる。また、樹脂層２５０の形成を省略して、基材３１，４１の各凸部３２，４２の頂面に導電層６０を直接形成することもできる。

【0072】

・第１樹脂としての樹脂６３と、第２樹脂としての樹脂５０ａとは異なる種類の熱硬化性の樹脂であってもよい。また、第１樹脂としての樹脂６３と、第２樹脂としての樹脂２５０ａとは異なる種類の熱硬化性の樹脂であってもよい。

【0073】

・導電性炭素材６１の原料のみを粉砕装置７０により粉砕した後に、粉砕された導電性炭素材６１、導電性粒子６２、樹脂６３、及び溶剤を調合するようにしてもよい。
・所定の大さを有する導電性炭素材６１を予め用意するとともに、当該導電性炭素材６１、導電性粒子６２、樹脂６３、及び溶剤を調合することにより導電性塗料６０ａを生成するようにしてもよい。

【0074】

・粉砕装置７０により導電性粒子６２を粉砕するようにしてもよい。
・粉砕装置としては、例えばビーズミルなど、ジェットミル以外の装置を採用することもできる。

【0075】

・グラファイト粒子に加えて、あるいは、これに代えて、カーボンブラックなどの他の導電性炭素材を用いることもできる。
・窒化チタンに代えて、炭化チタンや硼化チタンなどの他の導電性粒子を用いることもできる。

【0076】

・基材３１，４１をステンレス鋼、やチタン合金以外の他の金属板材により形成することもできる。こうした金属としては、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金などが挙げられる。

【0077】

・樹脂６３，５０ａ，２５０ａは、エポキシ樹脂に限定されず、他に例えば、フェノール樹脂などの他の熱硬化性樹脂であってもよい。

【符号の説明】

【0078】

１０…単セル、１１…発電部、１２…膜電極接合体、１３…電解質膜、１４…電極触媒層、１５…アノード側ガス拡散層、１６…カソード側ガス拡散層、２０…セパレータ、３０…第１セパレータ、３１…基材、３１ａ…酸化被膜、３２…第１凸部、３３…第１凹部、４０…第２セパレータ、４１…基材、４１ａ…酸化被膜、４２…第２凸部、４３…第２凹部、５０…樹脂層、５０ａ…樹脂、６０…導電層、６０ａ…導電性塗料、６０ｂ…導電膜、６１…導電性炭素材、６２…導電性粒子、６３…樹脂、７０…粉砕装置、８０…熱転写用シート、８１…フィルム、９０…コータ、１００…スタック、１１０…熱転写装置、１１１…固定型、１１２…電熱線、１１５…可動型、１１６…電熱線、２２０…セパレータ、２３０…第１セパレータ、２４０…第２セパレータ、２５０…樹脂層、２５０ａ…樹脂、２５０ｂ…樹脂塗料、２８０…熱転写用シート、２９０…コータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】