專利名稱：：電極、燃料電池用電極、燃料電池及電極的制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及適用于燃料電池用的電極的結構，涉及在金屬纖維片上接合了薄板金屬的結構及其制造方法。此外，涉及使用了該結構的燃料電池用電極的燃料電池。
背景技術：
：作為燃料電池用電極，已知利用了網孔或多孔材質的具有通氣性的導電構件。這是因為，使電極具有通氣性，從而更高效率地進行燃料及氧化劑的向催化的供給。作為具有該通氣性的導電構件，已知將金屬纖維成型為片狀的金屬纖維片。關于金屬纖維向燃料電池用電極的的應用，例如，在專利文獻1或2中記載。專利文獻1:特開2005-515604專利文獻2:WO2004-075321但是，金屬纖維片為纖維材質多孔體，微觀觀察時，利用纏繞的金屬纖維間的點接觸進行電傳導。一般地，在導體中，在變薄的情況下，與面平行的方向上的電阻(片電阻)變高，與面垂直的方向上的電阻變低。在金屬纖維片中，該現(xiàn)象表現(xiàn)得更為顯著。該現(xiàn)象在平面性地配置多個單位發(fā)電單元、串連連接的平面疊加型的燃料電池中成為問題。即，在平面疊加型的燃料電池的情況下，發(fā)電時在與電才及面的面平4亍的方向上流過電流。由此，當與電^l的面平^f亍的方向上的電阻較高時，其成為發(fā)電效率下降的因素。在為了薄型化而在將金屬纖維片變薄的情況下該問題顯著化。而且，在與面垂直的方向上層疊單位發(fā)電單元的垂直疊加結構的情況下，在與電極面垂直的方向上流過電流，因此與金屬纖維片的面平行的方向上的電阻的高低不成為問題。
發(fā)明內容因此，本發(fā)明涉及使用了可適用于平面疊加型的燃料電池的金屬纖維片的電極，目的在于提供一種可獲得高發(fā)電效率的技術。本發(fā)明的特征在于，具備金屬纖維片；薄板金屬圖形，與所述金屬纖維片的表面接合并且由橫斷所述金屬纖維片的細線圖形構成，其中所述細線圖形具備設置在所述金屬纖維片的邊緣上的環(huán)狀圖形；將所述環(huán)狀圖形的內側隔開的橋部。根據(jù)本發(fā)明，薄板金屬成為集電電極，以使在與金屬纖維片的面平行的方向上流過的電流集中的方式進行作用。因此，即使與金屬纖維片的面平行的方向上的電阻大，作為電極，也可以得到在與面平行的方向上的電阻較小的電極。特別是，作為薄板金屬的細線圖形，設置環(huán)狀圖形和分隔其內側的橋部，因此，例如，作為燃料電池用電極進行利用時，不會妨礙燃料或氧化劑的供給，并且能夠高效率地確保與金屬纖維片的面平行的方向上的電流路徑。在本發(fā)明中，優(yōu)選金屬纖維片為Fe和Cr的合金，Cr的含有量為的10~30重量％。根據(jù)該方式，在通過燒結使金屬纖維片和薄板金屬圖形擴散接合的情況下，能夠得到良好的接合狀態(tài)。此外，優(yōu)選薄板金屬圖形由與金屬纖維片相同的材質構成。這樣，能夠使二者的接合狀態(tài)更加良好。在本發(fā)明中，優(yōu)選金屬纖維片和薄板金屬圖形的熱膨脹系數(shù)之差為3xl0-"K以下。根據(jù)該方式，能夠將接合狀態(tài)下的彎曲的發(fā)生抑制到實用上沒有問題的程度。此外，進一步優(yōu)選金屬纖維片和薄板金屬圖形的熱膨脹系數(shù)之差為lxlO勺K以下。根據(jù)該方式，幾乎能夠完全抑制接合狀態(tài)的彎曲。在本發(fā)明中，優(yōu)選薄板金屬圖形的厚度為0.2mm以下。根據(jù)該方式，即使在金屬纖維片和薄板金屬圖形之間存在熱膨脹率之差，也能夠將彎曲抑制為實用上不存在問題的程度。而且，對于薄板金屬圖形的厚度的下限來說，在確保4氐電阻的關系上，為0.05mm左右。在本發(fā)明中，優(yōu)選金屬纖維片和薄板金屬圖形的接合為由燒結所導致的擴散接合。根據(jù)該方式，由于金屬纖維片和薄板金屬圖形成為一體物，因此二者之間的接觸電阻不成為問題。此外，能夠得到由腐蝕所導致的高電阻化的可能性較小的穩(wěn)定的接合狀態(tài)，例如，能夠得到穩(wěn)定的性能的燃料電池。而且，可靠性不被燒結所導致的擴散接合影響，但是，通過低附加，也可以使金屬纖維片和薄板金屬圖形進行接合。本發(fā)明的電極適于燃料電池用電極。此時，優(yōu)選金屬纖維片的表面積的20~80%被薄板金屬的細線圖形覆蓋。這樣，能夠確保燃料電池的動作時所需要的燃料或氧化劑的供給路徑，同時確保燃料電池用電極所需要的發(fā)電的電流的流出路徑。若金屬纖維片表面的薄板金屬的細線圖形的面積低于20%,則薄板金屬所引起的低電阻化的效果漸弱，金屬纖維片的高片電阻的問題顯著化。此外，若金屬纖維片表面的薄板金屬的細線圖形的面積超過80%,則金屬纖維片的露出面積變小，燃料或氧化劑的供給效率下降，燃料電池的發(fā)電效率下降。特別是，優(yōu)選將上述的燃料電池用電極應用于單位發(fā)電單元被平面地配置且串連連接的平面疊加型的燃料電池。平面疊加型的燃料電池在與電極的面平行的方向上流過電流，但是，對于本發(fā)明的電極來說，薄板金屬成為在與金屬纖維片的面平行的方向上流過的電流的旁路路徑，因此即使與金屬纖維片的面平行的方向上的電阻變大，發(fā)電效率也不下降。本發(fā)明為電極的制造方法，其特征在于，具備網狀物沖壓工序，將片狀的金屬纖維網狀物沖壓成預定形狀；薄板金屬圖形沖壓工序，從金屬的薄板沖壓薄板金屬圖形;層疊工序，在一個被沖壓后的所述金屬纖維網狀物的上層者下層、或者層疊多個所述金屬纖維網狀物并且在其最上層或最下層層疊所述薄板金屬圖形，得到層疊體；燒結所述層疊體的燒結工序。在本發(fā)明中，優(yōu)選用一個模具進行所述網狀物沖壓工序和所述薄板金屬圖形沖壓工序。根據(jù)本發(fā)明，在金屬纖維片上重疊地層疊薄板金屬圖形，從而確保與金屬纖維片的面平行的方向上的電流路徑,由此，能夠得到適于平面疊加型的燃料電池的電極。此外，利用本發(fā)明的電極，從而能夠得到發(fā)電效率較高的燃料電池。圖1是表示利用了發(fā)明的燃料電池用電極的概要的立體圖。圖2是表示金屬纖維的制造工序的概念圖。圖3是表示金屬纖維片的制造工序的概念圖。圖4是表示燃料電池用電極的制造工序的概念圖。圖5是表示構成燃料電池的基本單位單元的立體圖。圖6是表示水平疊加型的燃料電池的剖面結構的概念圖。圖7是表示薄板金屬的形狀的其他例的俯視圖。符號說明101…金屬纖維片，102...薄板金屬，103...燃料電池用金屬，104...薄板金屬上所設置的開口部，201...環(huán)狀圖形，202...橋部。具體實施例方式1.實施方式1(實施方式的結構)圖1是表示利用了發(fā)明的燃料電池用電極的概要的立體圖，(A)表示分解狀態(tài)，(B)表示接合狀態(tài)。圖1(B)中示出了燃料電池用電極103。燃料電池用電極103由薄板金屬102和金屬纖維片101構成。對于薄板金屬102來說，主要成分為Fe和Cr，具備矩形形狀的環(huán)狀圖形(框架結構圖形)201和分隔其內側的十字形狀的橋部202。此外，設置有未配置環(huán)狀圖形201和橋部202并且金屬纖維片101露出的四個位置的矩形形狀的開口部104。對于金屬纖維片101來說，是將與薄板金屬相同的材質的原料作成線徑40pm的纖維、并將其成型為薄板狀的纖維材質多孔材質。構成金屬纖維片101和薄板金屬102的材質優(yōu)選為FeCrSi合金，也可以使用不銹鋼或Ni-Cr合金。而且，也能夠使金屬纖維片IOI和薄板金屬102為不同的材質，但是優(yōu)選為能夠燒結的組合。金屬纖維片IOI和薄板金屬102利用燒結被擴散接合。薄板金屬102起到集電電極的功能，將在與金屬纖維片101的面平行的方向流過的電流集中并使其在與金屬纖維片101的面平行的方向流過。因此，在金屬纖維片101上，在與該面平行的方向流過電流的情況下，能夠抑制由金屬纖維片101表現(xiàn)的比較高的片電阻所導致的發(fā)電電力的損失。此外，金屬纖維片101和薄板金屬102被擴散接合,因此二者間的接觸電阻不成為問題，此外，能夠防止由接合部分的腐蝕所引起的高電阻化。如圖1所示，薄板金屬102的圖形具備包圍金屬纖維片101的周圍的邊緣部分的環(huán)狀圖形201、和在其內側縱橫地將金屬纖維片101橫斷為十字的橋部202。根據(jù)該結構，能夠有效地確保燃料或氧化劑的供給所需要的開口部104的開口率。此外，設置橋部202,由此，金屬纖維片101的露出面縱橫地被隔開，因此能夠提高來自金屬纖維片101的集電效率。此外，設置橋部202,由此，能夠使薄板金屬102和金屬纖維片101的接合狀態(tài)變得更加強固。(制造方法)以下，將圖1所示的燃料電池用電極103的制造工序的一例進行說明。構成金屬纖維片101的金屬纖維優(yōu)選以熔融金屬抽取法來獲得。以熔融金屬抽取法所獲得的金屬纖維的剖面為非圓形，并且，在長度方向上不相同。在對這樣的金屬纖維和剖面為正圓且相同的金屬纖維進行比較時，用相同的壓縮壓力以熔融金屬抽取法所得到的金屬纖維構成的金屬纖維多孔材質體的體積含有率較大。這是因為，以熔融金屬抽取法所得到的金屬纖維由于壓縮而容易彼此纏繞，除去負載時的回彈較小。極的制造方法的一例以工序的順序進行說明。A.金屬纖維制造工序圖2為表示熔融金屬抽取裝置的概略圖。圖2(B)中示出以圖2(A)的B-B線切割的剖面的形狀。在圖2中，符號1為輥，在輥1的外周形成邊緣la。在輥1的下側配置有使軸線朝向上下方向的材料支架2。金屬的線材以能夠向上方移動的方式被容納到材料支架2的內部。在材料支架2的上端部配置有加熱線圏3,使從材料支架2的上端突出的材料M熔融。并且，熔融后的材料M與輥1的邊緣la接觸，向輥l的切線方向引出并且快速冷卻，從而制造均勻的線徑的金屬纖維F。此處，以圓形換算將金屬纖維F的纖維直徑設定為40pm。B.解纖、網狀物成形工序圖3是表示從如上所述所制造的金屬纖維制造網狀物的工序的概念圖。如圖3所示，向材料輸送機IO提供金屬纖維F的集合體，并向出口側搬送。在材料輸送機10的出口配置進料輥11,在進料輥11的外側配置解纖機構12。在進料輥11的外周形成多個齒，咬住金屬纖維F并送出(參照圖4)。此外，在解纖機構12的外周上也形成多個齒，由被進料輥11咬住的金屬纖維F梳理其一部分，并使其落在輸送機13的帶14上。這是解纖工序，此時，金屬纖維F被切斷，在帶14上，使其在隨機的方向上交錯，成為無紡布的片狀的網狀物W。用熔融金屬抽取法所制造的金屬纖維原封不動地被提供給材料輸送機IO,所以，在金屬纖維的集合體中，線徑基本固定。本發(fā)明不限于這樣的情況，能夠混合由其他工序所制造的線徑不同的金屬纖維的集合體來使用。C.沖壓、層疊工序圖4是表示燃料電池用電極的制造工序的概念圖。在沖壓工序中，使用圖4所示的模具20。模具20由凹模21、和可在凹模21的孔21a內自由進出的沖頭25構成。將網狀物W搬送到模具20，沖頭25下降，對沖壓品P進行沖壓。對于沖壓品P來說，由于與凹才莫21的孔21a的內周的摩擦而沒有落下，留在孔21a內，被下一個沖壓品P按壓，依次下降。此處，當沖壓成為預定數(shù)量的最后的沖壓品P時，利用上述模具20從薄板金屬板對薄板金屬102進行沖壓。此時，利用其他模具預先在薄板金屬102上沖壓中央的開口104(參照圖1)。并且，被沖壓后的薄板金屬102和在孔21a內所層疊的沖壓品P被壓縮在沖頭25和孔21a的底部之間。而且，沖壓的網狀物W既可以為單層，也可以為多層，這由最終所得到的金屬纖維片的厚度和體積密度決定。此外，也可以首先對薄板金屬102進行沖壓，之后對預定數(shù)量的沖壓品P進行沖壓。接下來，設置在孔21a的底部的升降機(未圖示)上升，使被層疊的沖壓品P和薄板金屬102從凹才莫21的上表面突出。一次沖壓中提供的網狀物的單位面積重量優(yōu)選為100~2000g/m2。若網狀物的單位面積重量小于100g/m2,則沖壓時網狀物的金屬纖維很容易分散。此外，若網狀物的單位面積重量超過2000g/m2,則網狀物的側面朝向下方，容易成為松懈的形狀。D.燒結工序其次，通過未圖示的搬送機構，從模具20中取出所層疊的沖壓品P及薄板金屬102,搬入到燒結爐中。另一方面，沖壓品P被沖壓后的網狀物W被返回到解纖工序，在此被再生為金屬纖維，成為網狀物W的材料。燒結爐使用連續(xù)爐。對于所層疊的沖壓品P及薄板金屬102來說，在無負荷下通過燒結爐期間被燒結，在金屬纖維彼此的接觸部和金屬纖維與薄板金屬102的接觸部彼此擴散接合，制造出板狀的作為燒結體的金屬纖維片及薄板金屬102的復合體S。接下來，在復合體S上，實施例如用于作成預定板厚的機械加工，得到金屬纖維片101和薄板金屬102被接合的燃料電池用電極103。根據(jù)該制造工序，使用形同的模具進行網狀物W的沖壓和薄板金屬102的沖壓，因此能夠高追求制造工藝的簡化及低成本化。(評價)其次，對評價了圖1所示的燃料電池用電極的結果進行說明。此處，使金屬纖維片101的尺寸為60mmx60mmx0.2mm厚、金屬纖維的直徑為40pm(圓形換算尺寸)，準備使薄板金屬102的尺寸為60mmx60mm、使薄板金屬102的環(huán)狀圖形201和橋部202的寬度為3mm的樣品。下述"表r中示出金屬纖維片101的材質、Cr含有量、熱膨脹系數(shù)卩及體積密度Vf、薄板金屬102的Cr含有量、熱膨脹系數(shù)P及板厚。而且，在采用上述尺寸的情況下，利用薄板金屬102的細線圖形覆蓋金屬纖維片101的表面積的27.75%。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>下述表2中，關于表1中所示的制造例1-22，示出對金屬纖維片101和薄板金屬102的接合強度與彎曲程度進行調查的結果。此處，對于接合強度來說，將整體上二者的接合堅固、不能完全發(fā)現(xiàn)剝離判定為O。此外，將部分地察到剝離、但接合的部分堅固處理時不會剝離判定為A。此外，將部分地察到剝離、并且在處理時接合部剝離的可能性較高判定為x。此外，關于彎曲程度，在幾乎看不到并且催化劑涂敷方法容易(刷毛涂敷、噴霧涂敷、絲網印刷等沒有限制)、并且在利用熱壓進行MEA(MembraneElectrodeAssembly)制作時不產生問題(0~小于0.lmm)的情況下，判定為,在稍微存在彎曲但是催化劑涂敷容易(但是，絲網印刷時催化劑層厚度產生一些斑點)、并且利用熱壓進行MEA制作時不產生問題(0.1~小于0.3mm)的情況下，判定為o,在彎曲較大、利用絲網印刷的催化劑涂敷困難、利用熱壓進行MEA制作時壓制速度等需要注意，但使用上沒有問題(0.3~小于l.Omm)時，判定為A,在彎曲較大、并且存在MEA制作時發(fā)生催化劑層的破裂等問題而不能使用(l.Omm以上)時，判定為x。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如表2所示，在所有的制造例中，得到接合強度上沒有問題這一結果。這被認為是因為，利用由燒結所導致的擴散接合，金屬纖維片和薄板金屬一體化。此外，由制造例1~9可知，若金屬纖維片和薄板金屬的熱膨脹系數(shù)相同，則與金屬纖維片的Vf及薄板金屬的板壓無關地，幾乎不發(fā)生彎曲。此外，由制造例1~12、制造例18及制造例21可知，若金屬纖維片和薄板金屬的熱膨脹系數(shù)之差為lxlO勺K以下，則幾乎不發(fā)生彎曲。此外，由制造例17、制造例19及制造例22可知，若金屬纖維片和薄板金屬的熱膨脹系數(shù)之差為3xl(T"K以下，則彎曲成為不存在實際應用上的問題的范圍。此外，由制造例13可知，若薄板金屬的板厚為0.2mm以下，則即使熱膨脹系數(shù)之差較大，也彎曲成為不存在實際應用上的問題的范圍。此外，由制造例21及制造例22可知，在使金屬纖維片及薄板金屬的主要成分為Fe及Cr、使Cr含有量約為10重量％、或者約為30重量％的情況下，也可以獲得良好的接合狀態(tài)。因此可知，通過使金屬纖維片及薄板金屬的主要成分為Fe及Cr、使Cr的含有量為的10~30重量％的范圍，從而得到得良好的接合性。2.實施方式2(單位發(fā)電單元的結構)其次，對利用了實施方式l中說明的燃料電池用電極的燃料電池的一例進行說明。圖5為表示燃料電池的單位發(fā)電單元的結構的立體圖，(A)表示分解狀態(tài)，(B)表示組裝的狀態(tài)。以下，對組裝順序的一例進行說明。首先，準備兩個圖l所示的燃料電池用電極103。圖5中示出了將金屬纖維片101a和薄板金屬102a接合后的燃料電池用電極103a、及具有相同結構并使表面背面翻轉的燃料電池用電極103b。準備燃料電池用電極103a及103b,在該金屬纖維片一側的面上涂敷催化劑，形成催化劑層。圖5中示出了在燃料電池用電極103a上形成催化劑層503、并在燃料電池用電極103b上形成了催化劑層504的狀態(tài)。其次，使形成有催化劑層的面相面對并在其間夾著電解質膜502,通過熱壓法將燃料電池用電極103a和103b進行貼合。這樣，得到單位發(fā)電單元501。在單位發(fā)電單元501中，電解質膜502^f支催化劑層503和504夾持的層疊部分起到MEA(MembraneElectrodeAssembly)的作用。對于單位發(fā)電單元501來說，電極103a起到氧化劑極(陰電極)的作用，電極103b起到燃料極(陽電極)的作用。上述的結構中，在金屬纖維片的表面上涂敷催化劑材料，形成催化劑層，從而提高催化劑層的針對金屬纖維片的粘接性。對金屬纖維片的表面來說，由于金屬纖維纏繞的結構而具有細小的凹凸，因此能夠將與催化劑層的接觸面積確保得較大，此外，利用固定效果能夠提高催化劑層的粘接性。而且，在電解質膜502的表面背面形成催化劑層503及504，得到MEA,也可以作成將該MEA由電才及103a和103b的金屬纖維片面夾持的制造工序。(單位發(fā)電單元的動作)以下，對利用甲醇水溶液作為燃料、利用空氣作為氧化劑進行發(fā)電時的動作進行說明。向圖5所示的單位發(fā)電單元501的電極103b側提供曱醇水溶液、向電極103a側提供空氣時，1甲醇水溶液浸透到金屬纖維片101b內，并與催化劑層504接觸，空氣浸透到金屬纖維片101a內。與催化劑層504接觸的曱醇被分解為氫離子(H+)和電子(e-)。其中，氫離子在電解質膜502中及催化劑層503中移動，到達金屬纖維片101a。此外，電子被提供給金屬纖維片101b。其結果是，金屬纖維片101a相對于金屬纖維片101b為高電位。因此，通過負載將電極103a的薄板金屬102a和電極103b的薄板金屬102b進行電連接時，從電極103a向電極103b流過電流。此外，此時在催化劑層503中，空氣中的氧、透過電解質膜502的氫離子、并且從電極103b側提供到金屬纖維片101a的電子進行反應，產生水。這樣，進行將曱醇水溶液作為燃料的燃料電池發(fā)電。(水平疊加結構的燃料電池)圖6為表示將單位發(fā)電單元進行水平疊加了的結構的燃料電池的剖面結構的概念圖。圖6所示的燃料電池60具有將相同結構的單位發(fā)電單元600、610及620平面排列地進行配置、并將它們進行串連地電連接的結構。首先，說明各單位發(fā)電單元的結構。各單位發(fā)電單元具有圖5所示的基本結構，若例如在單位發(fā)電單元600的情況來說，在電解質膜的表面背面，在催化劑層接觸的MEA605的上側配置由金屬纖維片構成的氧化劑極601,在其上擴散接合由薄板金屬構成的集電電極602。此外，在MEA605的下表面配置由金屬纖維片構成的燃料極603,在其下擴散接合薄板金屬構成的集電電極604。此處，氧化劑極601相當于圖5所示的金屬纖維片101a,集電電極602相當于薄板金屬102a,燃料極603相當于圖5所示的金屬纖維片101b,集電電極604相當于薄板金屬102b。其他的單位發(fā)電單元也相同，對于單位發(fā)電單元610來說，在MEA615的上表面配置由金屬纖維片構成的氧化劑極611,在其上擴散接合由薄板金屬構成的集電電極612。此外，在MEA615的下表面配置由金屬纖維片構成的燃料極613,在其下擴散接合由薄板金屬構成的集電電極614。此外，對于單位發(fā)電單元620來說，在MEA625的上表面配置由金屬纖維片構成的氧化劑極621，在其上擴散接合由薄板金屬構成的集電電極622。此外，在MEA625的下表面配置由金屬纖維片構成的燃料極623，在其下擴散接合由薄板金屬構成的集電電極624。在燃料電池60中，取出電極64與單位發(fā)電單元600的集電電極604接觸，單位發(fā)電單元600的集電電極602與連接電極65接觸。連接電極65通過連接電極66連接到單位發(fā)電單元610的集電電極614。單位發(fā)電單元610的集電電極612與連接電極67接觸。并且，連接電極67通過連接電極68連接到單位發(fā)電單元620的集電電極624。這樣，作成單位發(fā)電單元600、610及620的燃料極和氧化劑極彼此連接的串連連接結構。而且，利用密封構件606、616、626將各單位發(fā)電單元的側周圍密封。此外，符號62是儲存曱醇水溶液的燃料容器，在燃料容器63內填充甲醇水溶液。為了使圖6所示的燃料電池發(fā)電，向燃料容器62內填充曱醇水溶液，在使氧化劑極側與空氣接觸的狀態(tài)下，通過未圖示的負載將取出電極64與集電電極622之間電連接。于是，利用各單位發(fā)電單元，起動上述的發(fā)電作用，通過未圖示的負載從集電電極622向取出電極64流過電流。該發(fā)電時，在燃料極603、613及623、并且氧化劑極601、611及621中，在與面平行的方向上流過電流。這在采用了水平疊加結構時不能避免。例如，在圖示的結構中，未配置集電電極602、612及622的情況下，在構成氧化劑極601、611及621的金屬纖維片的與該面平行方向上流過電流。此時，與金屬纖維片的面平行方向上的電阻(片電阻)比較高，因此產生損失。但是，在本實施方式中，將由薄板金屬構成的集電電極602、612及622接合到氧化劑才及601、611及621。對于這些集電電極來說，如圖1及圖5所示，具備覆蓋構成氧化劑極的金屬纖維片的邊緣部分的環(huán)狀圖形20、和將其內側進行十字分隔的橋部202。由于這些集電電極成為與金屬纖維片的面平行的方向上流過的電流的旁路^各徑，所以，在氧化劑極601、611及621中，與該面平行方向上不流過4支大的電流，與該面平4亍的方向上流過的電流主要流過集電電^L602、612及622。這在燃料極側上也是相同的。因此，即使金屬纖維片的片電阻比較高，也能夠抑制由其引起的損失，能夠抑制燃料電池的發(fā)電效率的下降。特別是，為了追求燃料電池的薄型化和輕量化，將金屬纖維片變薄時，上述的片電阻的問題顯著化，但是，在利用了本發(fā)明的情況下，由于上述的理由，能夠抑制發(fā)電效率的下降。圖6所示的平面疊加結構的燃料電池能夠使整體的結構薄型化，因此，適于薄型的電子設備的驅動電源。例如，適于便攜電話、便攜型信息處理終端、筆記本型個人計算機、便攜型的視聽設備等的電源。此外，對于將曱醇作為燃料的燃料電池來說，從燃料的取得的容易性或處理的容易性出發(fā)，適于利用到這些設備。而且，能夠應用本發(fā)明的燃料電池，作為燃料不限于利用曱醇。3.其他的實施方式對利用了本發(fā)明的燃料電池用電極的集電電極的形狀的其他的例子進行說明。圖7為表示集電電極的其他的圖形的例子的俯視圖。圖7(A)為表示成為集電電極的薄板金屬的圖形形狀的其他的一例的俯視圖。在該例中，在矩形形狀的薄板金屬702上形成多個圓形狀的孔703。.薄板金屬702在將未圖示的金屬纖維片進行重疊的狀態(tài)下進行接合，下層的金屬纖維片從圓形狀的孔703露出。在該結構中，周圍的邊緣部分成為環(huán)狀圖形，多個圓形的孔703之間的部分成為橋部。圖7(A)所示的薄板金屬702的圖形具有容易制造這一優(yōu)點。以下，利用圖7(A)所示的薄板金屬702的圖形、對金屬纖維片露出的開口率的實用性的范圍進行調查的結果進行說明。在該試驗中，制作將改變了孔703的大小的電極作為陽電極及陰電極的單位發(fā)電單元的樣品，測量相同條件下的發(fā)電電力的值。此外，在該試驗中，假想對圖6所示的平面疊加型的燃料電池的利用，在電極的面方向流過發(fā)電電流。根據(jù)該試驗，若金屬纖維片露出20-80%,則判明在發(fā)電上沒有問題。即，若薄板金屬的覆蓋面積的比例為80%~20%,則判明在燃料電池的發(fā)電能力上沒有障礙。金屬纖維片的開口率低于20%時，發(fā)電效率下降，這是由于通過金屬纖維片的燃料或氧化劑的供給效率下降。此外，金屬纖維片的開口率超過了80%時，發(fā)電效率下降，這是因為，由于通過薄板金屬的電流路徑變窄，因此薄板金屬的集電作用變小，出現(xiàn)金屬纖維片的高片電阻的影響。圖7(B)為表示成為集電電極的薄板金屬的圖形形狀的其他的一例的俯視圖。在該例子中，在矩形形狀的薄板金屬705上形成兩種矩形形狀的開口706a及706b。開口706a及706b具有X軸方向上狹小、Y軸方向上較長的長方形。并且，對于開口706a和706b來說，其寬度方向(X軸方向)上的尺寸不同。根據(jù)圖7(B)所示的薄板金屬的圖形形狀，能夠將Y軸方向上的電流路徑變得更加寬闊。因此，以在Y軸方向上流過電流的方式進行電極的配置，從而能夠確保開口706a及706b的開口率，并且能夠實現(xiàn)薄板金屬705的低片電阻化。圖7(C)為表示成為集電電極的薄板金屬的圖形形狀的其他的一例的俯視圖。在該例子中，在矩形形狀的薄板金屬707上規(guī)則地設置有六角形的開口708。根據(jù)該設計，在構成單位發(fā)電單元時，能夠更加均勻地進行針對未圖示的MEA的燃料或氧化劑的供給。產業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠利用于燃料電池的電極、特別是平面疊加結構的燃料電;也的電才及。權利要求1.一種電極，其特征在于，具備金屬纖維片；薄板金屬圖形，與所述金屬纖維片的表面接合并且由橫斷所述金屬纖維片的細線圖形構成，所述細線圖形具備設置在所述金屬纖維片的邊緣上的環(huán)狀圖形；將所述環(huán)狀圖形的內側隔開的橋部。2.如權利要求l的電極，其特征在于，所述金屬纖維片是Fe和Cr的合金，所述Cr的含有量是10~30重量％。3.如權利要求2的電極，其特征在于，所述薄板金屬圖形由與所述金屬纖維片相同的材質構成。4.如權利要求1~3的任意一項的電極，其特征在于，所述金屬纖維片和所述薄板金屬圖形的熱膨脹系數(shù)之差為3x10—6/K以下。5.如權利要求1~3的任意一項的電極,;其特征在于，所述金屬纖維片和所述薄板金屬圖形的熱膨脹系數(shù)之差為1x1(T6/K以下。6.如權利要求1~5的任意一項的電極，其特征在于，所述薄板金屬圖形的厚度為0.2mm以下。7.如權利要求1~6的任意一項的電極，其特征在于，所述金屬纖維片和所述薄板金屬圖形利用擴散接合被接合。8.—種使用了權利要求1~7的任意一項的電極的燃料電池用電極，其特征在于，所述金屬纖維片的表面積的20~80%被所述細線圖形覆蓋。9.一種燃料電池，其特征在于，將權利要求8的燃料電池用電極作為電極。10.—種燃料電池，其特征在于，構成將權利要求8的燃料電池用電極作為電極、多個單位發(fā)電單元平面地配置并串連連接的平面疊加型。11.一種電極的制造方法，其特征在于，具備網狀物沖壓工序，將片狀的金屬纖維網狀物沖壓成預定形狀；薄板金屬圖形沖壓工序，從金屬的薄板沖壓薄板金屬圖形；層疊工序，在一個被沖壓后的所述金屬纖維網狀物的上層者下層、或者層疊多個所述金屬纖維網狀物并且在其最上層或最下層層疊所述薄板金屬圖形，得到層疊體；燒結所述層疊體的燒結工序。12.如權利要求11的電極的制造方法，其特征在于，用一個模具進行所述網狀物沖壓工序和所述薄板金屬圖形沖壓工全文摘要本發(fā)明涉及電極、燃料電池用電極、燃料電池及電極的制造方法。使電極使用將金屬纖維片成形為板狀的水平疊加型燃料電池的發(fā)電效率提高。作為被利用于具有將基本單位單元平面性排列并串連連接的結構的平面疊加型的燃料電池的燃料電池用電極(103)，采用如下結構，即，在將金屬纖維成形為板狀的金屬纖維片(101)上擴散接合具備環(huán)狀圖形(201)和橋部(202)的薄板金屬(102)。根據(jù)該結構，在與金屬纖維片(101)的面平行的方向上流過的電流流過薄板金屬(102)，因此，即使與金屬纖維片(101)的面平行的方向上的電阻較高，發(fā)電電力的損失也不增加。文檔編號H01M4/86GK101421868SQ200780012918公開日2009年4月29日申請日期2007年4月6日優(yōu)先權日2006年4月11日發(fā)明者山下修,木村英和,梶谷浩司,白石透,勝矢晃弘申請人:日本發(fā)條株式會社;日本電氣株式會社