固体氧化物型电解单元、电池堆装置及电解模块以及电解装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及固体氧化物型电解单元、电池堆装置及电解模块W及电解装置。
【背景技术】
[0002] W往，已知有具有利用燃料极层和氧极层夹着固体电解质层而构成的发电元件部 的固体氧化物型燃料电池单元。
[0003] 作为固体氧化物型燃料电池单元（W下，有时简称为燃料电池单元或单元），例 如，已知有将如上所述的发电元件部配置于在内部具备气体通路的导电性多孔质基板上而 成的所谓的中空平板型单元。运样的中空平板型燃料电池单元中，在多孔质基板内部的气 体通路中流有燃料气体（例如含氨气体），由此经由多孔质基板内部的气体流路向固体电 解质层的燃料极层侧供给氨，同时在燃料电池单元的外侧流有空气等含氧气体，由此向固 体电解质层的氧极层侧供给氧，利用W燃料极层和氧极层夹持固体电解质层的发电元件部 进行发电，借助设置于多孔质基板上的连接体层提取发出的电流（例如参见专利文献1)。
[0004] 现有技术文献 阳00引专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2004-146334号公报
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的问题
[0008] 但是，对于现有的专利文献1的固体氧化物型燃料电池单元而言，端部被赋W某 种冲击或者在端部产生应力集中时，单元端部有可能发生破损。
[0009] 本发明的目的在于提供能够降低端部处的破损的固体氧化物型电解单元、电池堆 装置及电解模块W及电解装置。
[0010] 用于解决问题的手段
[0011] 本发明的固体氧化物型电解单元的特征在于，其具有长条状多孔质基板和电解元 件部，其中，所述长条状多孔质基板具有对向的一对第一、第二主面、和将该第一、第二主面 彼此连接的对向的一对第一、第二侧面，且沿着上述第一、第二主面在长度方向上具有气体 流路；所述电解元件部设置于该多孔质基板的第一主面，且具有第一电极层、固体电解质层 W及第二电极层，并且，上述多孔质基板的上述长度方向上的两端部的厚度比上述长度方 向上的中央部的厚度厚。
[0012] 另外，本发明的固体氧化物型电解单元的特征在于，其具有作为长条状第一电极 层的多孔质基板W及在该多孔质基板的第一主面设置的固体电解质层和第二电极层，其 中，所述多孔质基板具有对向的一对第一、第二主面、和将该第一、第二主面彼此连接的对 向的一对第一、第二侧面，且沿着上述第一、第二主面在长度方向上具有气体流路，并且，上 述多孔质基板的上述长度方向上的两端部的厚度比上述长度方向上的中央部的厚度厚。
[0013] 本发明的电池堆装置的特征在于，将多个上述固体氧化物型电解单元电连接而成 的电池堆与气体罐接合，上述气体罐的内部空间与上述固体氧化物型电解单元的气体流路 连通。
[0014] 本发明的电解模块的特征在于，其是在收纳容器内收纳有上述固体氧化物型电解 单元而成的。
[0015] 本发明的电解装置的特征在于，其是在外部安装壳内收纳有上述电解模块和用于 使该电解模块工作的辅助设备而成的。
[0016] 发明效果
[0017] 本发明的固体氧化物型电解单元由于多孔质基板的长度方向上的中央部的厚度 T2薄，因此穿过多孔质基板的气体流路的气体容易供给至固体电解质层表面，能够提高固 体氧化物型电解单元的效率，并且由于多孔质基板的长度方向上的两端部的厚度比中央部 的厚度厚，因此能够提高固体氧化物型电解单元的两端部处的强度，能够降低破损。由此， 可W提供性能高、可靠性高的电池堆装置、电解模块、电解装置。
【附图说明】
[0018] 图1表示固体氧化物型燃料电池单元的一个方式，其中，（a)为横截面图、化）为纵 截面图。
[0019] 图2中，（a)为图1所示的固体氧化物型燃料电池单元的侧视图、化）为多孔质基 板的前视图、（C)为多孔质基板的侧视图。
[0020] 图3表示燃料电池电池堆装置的一个方式，其中，（a)为示意性表示燃料电池电池 堆装置的侧视图、化）是将（a)的燃料电池电池堆装置的W虚线围成的部分的一部分放大 后的横截面图。
[0021] 图4是图3所示的燃料电池电池堆装置的局部纵截面图。
[0022] 图5是表示燃料电池模块的一个方式的外观立体图。
[0023] 图6是表示燃料电池装置的一个方式的分解立体图。
【具体实施方式】
[0024] 图1是表示将本发明的固体氧化物型电解单元应用于固体氧化物型燃料电池单 元（W下，有时简称为燃料电池单元或单元）10时的一个方式的图，（a)为其横截面图、化） 为（a)的纵截面图。需要说明的是，两图中，将燃料电池单元10的各构成进行局部放大后 表不。
[00巧]该燃料电池单元10为中空平板型燃料电池单元10,其具备含有Ni而成的导电性 且截面为扁平状的长条状多孔质基板1。在多孔质基板1的内部，多个气体流路2从多孔质 基板1的长度方向L的一侧（下端侧）延伸至另一侧（上端侧），燃料电池单元10具有在 该多孔质基板1上设置有各种部件的结构。在多孔质基板1的宽度方向B上隔着规定间隔 形成有多个气体流路2,气体流路2在多孔质基板1的长度方向L上贯通。长条状多孔质基 板1是指长度方向L的长度比宽度长的多孔质基板1。
[00%] 根据图1所示的形状可W理解，多孔质基板1具有彼此相对的一对第一、第二主面 (平坦面）nl、n2、和分别连接一对第一、第二主面nl、n2的一对第一、第二侧面（弧状面） ml、m2。所形成的第一主面nl和第二主面n2相互大致平行，W覆盖第一主面nl(下表面） 和一对第一、第二侧面ml、m2的方式设置有多孔质的燃料极层（第一电极层）3,进一步，W 覆盖该燃料极层3的方式层叠有致密的固体电解质层4。另外，在固体电解质层4之上，隔 着防反应层5W与燃料极层3相面对的方式层叠有多孔质的氧极层6 (第二电极层）。另 夕F，在未层叠燃料极层3和固体电解质层4的第二主面n2 (上表面）上，隔着中间层7形成 有致密的连接体层8。利用燃料极层3和氧极层6夹着固体电解质层4而构成的发电元件 部9主要形成于多孔质基板1的第一主面nl的长度方向中央部。第一、第二主面nl、n2的 面积远大于第一、第二侧面ml、m2的面积。
[0027] 换言之，在多孔质基板1的第一主面nl设置有利用燃料极层3、氧极层6夹着固体 电解质层4而构成的发电元件部9,在第二主面n2形成有中间层7、连接体层8。
[0028] 连接体层8与多孔质基板1之间的中间层7具有与燃料极层3同样的组成，例如 含有Ni和陶瓷材料（例如YS幻。还可W为具有上述成分和Y203的组成。
[0029] 燃料极层3和固体电解质层4从第一主面nl经由第一、第二侧面ml、m2形成至第 二主面n2 (上表面），W连接体层8的两端位于固体电解质层4的两端的方式进行层叠，利 用致密的固体电解质层4和连接体层8包围多孔质基板1的周围，构成为使得在致密的筒 状体的内部流通的燃料气体不会漏出至外部。
[0030] 并且，如图2化）所示，对于多孔质基板1而言，与长度方向L上的中央部的厚度T2 相比，两端部的厚度T1UT12形成得更厚。另外，与长度方向L上的中央部的宽度B2相比， 两端部的宽度B1UB12形成得更宽。需要说明的是，图2(b)、（C)将宽度、厚度放大后表示。
[0031] 如图2(b)所示，多孔质基板1的长度方向L上的两端部、即长度方向L的一侧的 端部（下端部）的厚度Tll和另一侧的端部（上端部）的厚度T12优选为中央部的厚度T2 的1.03倍W下。另外，两端部的厚度T1UT12优选为厚度T2的1.005倍W上、进一步优选 为1.Ol倍W上。特别是，两端部的厚度T1UT12优选为中央部的厚度T2的1.Ol倍W上且 1.02倍W下。两端部的厚度T11、T12为在宽度方向B的中央且自多孔质基板1的长度方 向L的两端起5mm的位置的厚度，中央部的厚度T2为在多孔质基板1的长度方向L的中央 且宽度方向B的中央处的厚度。多孔质基板1的厚度可W从中央部向两端阶段性变厚，也 可W逐渐变厚。图2(b)中记载了向两端逐渐变厚的的情况。
[0032] 多孔质基板1的长度方向L上的两端部的宽度B11、B12优选为中央部的宽度B2 的1.02倍W下。特别是，两端部的宽度B11、B12优选为中央部的宽度B2的1.005倍W上 且1.Ol倍W下。两端部的宽度B11、B12为自多孔质基板1的长度方向L的两端起5mm的 位置处的宽度，中央部的宽度B2为多孔质基板1的长度方向L的中央处的宽度。多孔质基 板1的宽度可W从中央部向两端阶段性变宽，也可W逐渐变宽。图2(c)中记载了向两端逐 渐变宽的情况。
[0033] 多孔质基板1的厚度T11、T12、T2为第一主面nl与第二主面n2之间的距离，多孔 质基板1的宽度Bll、B12、B2为第一侧面ml与第二侧面m2之间的距离。
[0034] 多孔质基板1中，由于需要将流经内部气体通路2的燃料气体向固体电解质层4 的燃料极层3侧供给，因此从气体流路2至固体电解质层4的距离优选较短。另外，多孔质 基板1具有导电性，电流W直线的方式沿厚