的外部板25的一部分设置有用于将模块收纳室27内的空气排出的排气口 30。
[0135]对于这样的燃料电池装置23而言，如上所述，通过在模块收纳室27内收纳有发电性能高、能够提高可靠性的燃料电池模块18而构成，由此能够制成发电性能高、可靠性提高的燃料电池装置23。
[0136]需要说明的是，除上述例子以外，例如还可以为在支承体上配置有氧极层6、固体电解质层4、燃料极层3的燃料电池单元。
[0137]此外，在上述方式中，对燃料电池单元、电池堆装置、燃料电池模块以及燃料电池装置进行了说明，但本发明不限于此，也能够应用于对电池赋予水蒸气和电压而将水蒸气(水)电解由此生成氢和氧(02)的电池(电解池、S0EC)及具备该电池的模块以及模块收纳装置。
[0138]实施例1
[0139]首先，将平均粒径0.5 μ m的N1粉末和平均粒径0.9 μ m的Y203粉末混合，利用有机粘结剂和溶剂制作出坯土，将坯土通过挤出成型法进行成型，进行干燥、脱脂，从而制作出导电性支承体成型体。支承体成型体的还原后的体积比率为:N1为48体积％、Y203为52体积％。
[0140]接着，向固溶有8mo 1 %的Y203的基于微跟踪方法的粒径为0.8 μ m的ZrO 2粉末(固体电解质层原料粉末)混合粘结剂粉末和溶剂，使用由此得到的浆料，通过刮刀法制作出固体电解质层用片。
[0141]用于形成中间层成型体的浆料如下制作:使用异丙醇(IPA)作为溶剂利用振动磨机或球磨机将含有90摩尔％Ce02、10摩尔％稀土元素的氧化物(GdOipSnAJ的复合氧化物粉碎，在900°C进行4小时预烧处理，再利用球磨机进行破碎处理，调节陶瓷颗粒的聚集度，向该粉体添加粘结剂和溶剂，进行混合而制作出。
[0142]接着，将平均粒径0.5 μ m的N1粉末、固溶有Y203的ZrO 2粉末和有机粘结剂和溶剂混合，制作出燃料极层用浆料，通过丝网印刷法将其涂布于固体电解质层用片上，进行干燥，从而形成燃料极层成型体。
[0143]将在固体电解质层用片上形成有燃料极层成型体的片状层叠成型体以其燃料极层成型体侧的面作为内侧而层叠于支承体成型体的规定位置。
[0144]接着，使如上所述将成型体层叠而成的层叠成型体在1000°C进行3小时预烧处理。在固体电解质的预烧体上以图3(f)所示的形状涂布构成第一层的浆料，进行干燥。构成第一层的浆料例如为含有固溶有4摩尔％的Y203的平均粒径0.8 μ m的ZrO 2粉末的浆料。
[0145]然后，通过丝网印刷法将形成中间层成型体的浆料涂布于固体电解质预烧体的上表面以及第一层成型体的上表面，进行干燥，从而形成中间层成型体。
[0146]接着，将平均粒径0.7 μπι的La(Mga3Cra7)a9603、有机粘结剂和溶剂混合，制作出连接体层用浆料。将制备出的连接体层用浆料涂布于支承体的未形成燃料极层(及固体电解质层)的部位(支承体露出的部位)。
[0147]接着，对上述层叠成型体进行脱粘结剂处理，在含氧气氛中于1450°C进行2小时的同时烧制。
[0148]接着，制作出由平均粒径2 μ m的La。.6Sr0.4Co0.2Fe0.s03粉末和异丙醇构成的混合液，喷雾涂布于位于固体电解质上表面和第一层上表面处的中间层的表面，形成氧极层成型体，在1100°C烧结4小时，形成氧极层，从而制作出图3 (f)所示的具有第一层7a、7c的燃料电池单元。
[0149]需要说明的是，制作出的燃料电池单元的尺寸为25mmX200mm，支承体的厚度(平坦面η间的厚度)为2mm、开气孔率35%，燃料极层的厚度为10 μ m、开气孔率24%，固体电解质层的厚度为20 μ m，氧极层的厚度为50 μ m、开气孔率40 %，连接体层的厚度为40 μ m。第一层7a、7c的厚度为80 μπι。此外，还制作了固体电解质层的厚度为30 μπι的燃料电池单
J L.ο
[0150]如图7所示，将制作出的七根燃料电池单元300经由集电部件进行电连接，将电连接而成的电池堆的下端部插入气体罐的开口部内，利用由结晶化玻璃构成的接合材料17进行接合固定，制作出电池堆装置。这种情况下，将两条平行的第一层7a的下端部彼此连接的第一层7c的上端部从接合材料17端向上方露出5mm。
[0151]另一方面，作为比较例，使用不形成第一层7的七根燃料电池单元构成电池堆，与上述同样地制作电池堆装置。
[0152]向这些电池堆装置的气体罐内供给氢气，使氢气在燃料电池单元的内部流动，在850°C对支承体和燃料极层实施10小时还原处理后，进行冷却。
[0153]然后，通过目测确认燃料电池单元的中央部以及下端部有无裂纹产生，结果在具有第一层的燃料电池单元中，固体电解质层的厚度为30 μπκ20 μπι的情况下均无裂纹产生，但在不具有第一层的燃料电池单元中，固体电解质层的厚度为20 μπι的情况下七根中有五根在下端部(从接合材料露出的部分)发现裂纹产生，30 μ m的情况下七根中有一根在下端部(从接合材料露出的部分)发现裂纹产生。
[0154]根据上述结果可知，即使在使固体电解质层薄至30 μπι以下的情况下，通过具有第一层，也能够防止燃料电池单元中的裂纹的产生。
[0155]实施例2
[0156]制作出具有上述实施例1的第一层并且具有图5 (b)所示的第二层的电池单元。第二层是在涂布第一层的浆料后将与构成第一层的浆料相同的浆料涂布于图5(b)所示的位置(支承体成型体上以及固体电解质层成型体上)，与实施例1同样地形成中间层成型体，涂布连接体层用浆料，进行同时烧制后，从而形成氧极层。
[0157]然后，与实施例1同样地进行评价，结果可知，在具有第一层、第二层的燃料电池单元中，固体电解质层的厚度为30 μπκ20 μm的情况下均无裂纹产生。
[0158]符号说明
[0159]1:支承体
[0160]2:燃料气体通路
[0161]3:第一电极层(燃料极层)
[0162]4:固体电解质层
[0163]6:第二电极层(氧极层)
[0164]7、7a、7b、7c:第一层
[0165]8:连接体层
[0166]11:第二层
[0167]18:燃料电池模块
[0168]23:燃料电池装置
[0169]a:元件部
【主权项】
1.一种电池单元，其特征在于，其具有依次层叠有兼作筒状支承体的第一电极层、固体电解质层和第二电极层的元件部，所述固体电解质层的主要成分为氧化物，该氧化物含有稀土元素，并且所述固体电解质层的厚度为30 μπι以下，而且所述固体电解质层具有未设置所述第二电极层的部位，在该未设置第二电极层的部位具备第一层，所述第一层含有与所述固体电解质层的主要成分为相同的氧化物但稀土元素的含量不同的主要成分，并且所述第一层的强度比所述固体电解质层高。2.—种电池单元，其特征在于，在绝缘性且筒状的支承体上具有多个依次层叠有第一电极层、固体电解质层和第二电极层的元件部，所述固体电解质层的主要成分为氧化物，该氧化物含有稀土元素，并且所述固体电解质层的厚度为30 μπι以下，而且所述固体电解质层具有未设置所述第二电极层的部位，在该未设置第二电极层的部位具备第一层，所述第一层含有与所述固体电解质层的主要成分为相同的氧化物但稀土元素的含量不同的主要成分，并且所述第一层的强度比所述固体电解质层高。3.—种电池单元，其特征在于，在具有一对主面的筒状支承体的一侧主面，具有依次层叠有有第一电极层、固体电解质层和第二电极层的元件部，所述固体电解质层的主要成分为氧化物，该氧化物含有稀土元素，并且所述固体电解质层的厚度为30 μπι以下，而且所述固体电解质层具有未设置所述第二电极层的部位，在该未设置第二电极层的部位具备第一层，所述第一层含有与所述固体电解质层的主要成分为相同的氧化物但稀土元素的含量不同的主要成分，并且所述第一层的强度比所述固体电解质层高。4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的电池单元，其特征在于，所述固体电解质层的未设置所述第二电极层的部位位于所述支承体的一个端部，在该部位设置有所述第一层。5.如权利要求2或权利要求3所述的电池单元，其特征在于，所述固体电解质层的未设置所述第二电极层的部位沿着所述支承体的长度方向设置，在该部位沿所述支承体的长度方向延伸设置有所述第一层。6.如权利要求1至权利要求5中任一项所述的电池单元，其特征在于，所述固体电解质层的未设置所述第二电极层的部位位于所述支承体的另一端部，在该部位设置有所述第一层。7.如权利要求1至权利要求6中任一项所述的电池单元，其特征在于，所述第一层的厚度比所述固体电解质层的厚度厚。8.如权利要求3所述的电池单元，其特征在于，在所述支承体的另一侧主面具备连接体层，并且在所述支承体与所述连接体层之间具备第二层，所述第二层含有与所述固体电解质层的主要成分为相同的氧化物但稀土元素的含量不同的主要成分，并且所述第二层的强度比所述固体电解质层高。9.如权利要求8所述的电池单元，其特征在于，所述第二层的厚度比所述固体电解质层的厚度厚。10.如权利要求8或权利要求9所述的电池单元，其特征在于，所述固体电解质层的未设置所述第二电极层的部位位于所述支承体的一侧主面的一个端部，在该部位设置有所述第一层，并且所述第二层设置于所述支承体的另一侧主面的一个端部，所述第一层在所述支承体的长度方向上的长度比所述第二层在所述支承体的长度方向上的长度短。11.一种电池堆装置，其特征在于，其是具备多个在权利要求1至权利要求10中任一项所述的电池单元，并且将该多个电池单元电连接而成的。12.如权利要求11所述的电池堆装置，其特征在于，所述支承体的一个端部通过绝缘性接合剂与气体罐接合。13.一种模块，其特征在于，其是在收纳容器内收纳权利要求11或权利要求12所述的电池堆装置而成的。14.一种模块收纳装置，其特征在于，其是在外部安装壳内收纳权利要求13所述的模块和用于使该模块工作的辅助设备而成的。
【专利摘要】本发明提供能够抑制裂纹产生的电池单元、电池堆装置、模块以及模块收纳装置。本发明的电池单元的特征在于，在固体电解质层4的未设置第二电极层6的部位具备第一层7，所述第一层7含有与固体电解质层4的主要成分为相同的氧化物但稀土元素的含量不同的主要成分，并且强度比固体电解质层4高。另外，本发明的电池堆装置的特征在于，其是具备多个这些电池单元100、200、300，并且将它们电连接而成的。另外，本发明的模块的特征在于，其是在收纳容器内收纳上述电池堆装置而成的。此外，本发明的模块收纳装置的特征在于，其是在外部安装壳内收纳上述模块和用于使模块工作的辅助设备而成的。
【IPC分类】H01M8/1246, H01M8/1213
【公开号】CN105283994
【申请号】CN201480033446
【发明人】儿井真
【申请人】京瓷株式会社
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月27日
【公告号】EP3016190A1, WO2014208730A1