燃料电池及燃料电池堆的制作方法_3

文档序号:9769347阅读:来源:国知局
层56的外周附近没有配置空气电极55。因此,燃料电池单元主体44的固体电解质层56与金属制的分隔件53之间利用接合部61和密封部62相接合、密封。
[0090]与此相对,也可以在固体电解质层56的外周附近配置空气电极55。在该情况下,燃料电池单元主体44的空气电极55与金属制的分隔件53之间利用接合部61和密封部62相接合、密封。在该情况下,在后述的、比空气电极55的外周部552还靠外周的位置配置高度比外周部552的高度低的最外周部。
[0091]在本实施方式中,空气电极55具有内周部551、外周部552。内周部551呈大致矩形形状,配置于空气电极55的内周侧,并与集电部42a相连接(接触)。外周部552呈大致矩形形状,配置于空气电极55的外周侧(内周部551的外周),且不与集电部42a相接触。
[0092]氧化剂气体从通孔33a流入氧化剂气体流路47,通过空气电极55上方并向通孔33b流出。
[0093]此时,外周部552自身的高度(距固体电解质层56的主面的高度)H2大于内周部551的高度Hl (H2>H1)。因此,从空气电极55的外周朝向内周去的反应气体(氧化剂气体)所含有的有毒物质被外周部552所捕捉,能够抑制内周部551中受到有毒物质的损害。其结果,能够抑制空气电极55的特性的降低,能够长时间确保燃料电池单元主体44的特性。
[0094]另外,即使在密封部62所含有的有毒物质飞散并混入到反应气体(在此为氧化剂气体)中的情况下,该有毒物质也容易被外周部552所捕捉,能够抑制内周部551中受到有毒物质的损害。
[0095]此时,优选的是,外周部552相对于内周部551的高度ΔΗ(=Η2 — Hl)为ΙΟμπι?200μm。通过将外周部552的高度ΔΗ设为ΙΟμπι以上,能够抑制内周部551受到有毒物质的损害。通过将外周部552的高度Δ H设为200μπι以下,能够抑制由反应气体的流动的劣化所引起的燃料电池1的输出特性的降低。
[0096]优选的是,外周部552的宽度D为0.5mm?3mm。通过将外周部552的宽度D设为0.5mm以上,能够抑制内周部551受到有毒物质的损害。通过将外周部552的宽度D设为3mm以下,能够确保有助于发电的内周部的面积。
[0097]在此,在空气电极55的整周上配置有外周部552。能够抑制自内周部551的整周的任意方向受到有毒物质的损害。与此相对,也可以至少在向空气电极55供给的反应气体(氧化剂气体)的流入侧配置有外周部552,亦可以仅在空气电极55中的、向空气电极55供给的反应气体(氧化剂气体)的流入侧配置有外周部552。例如,也可以在通孔33b侧且是在空气电极55的半周左右(例如,40%?70%)范围内配置外周部552。
[0098]在外周部552与密封部62之间存在有规定的间隔(距离L)。优选的是,该距离L为0.2mm ?3mm0
[0099]若距离L小于0.2mm,则密封部62会碰到空气电极55并在毛细管力作用下渗入空气电极55的内部,存在助长内周部551中受到有毒物质损害的隐患。
[0?00]若距离L超过3mm,则自密封部62飞散的有毒物质易于向周围扩散,存在外周部552对有毒物质的捕捉效果变弱的可能性。
[0101]在外周部552与互连器41之间存在有距离(间隔)G。优选的是,该距离G为0.2mm以上。当距离G小于0.2mm时,反应气体(氧化剂气体)的流动变差,到达内周部551的反应气体的量减少,存在燃料电池10(燃料电池单元40)的输出特性降低的可能性。
[0102](燃料电池单元主体44的制造方法)
[0103]具有内周部551、内周部551的空气电极55(燃料电池单元主体44)能够通过如下方式进行制造。在燃料电极57的生坯片的一个表面上粘贴固体电解质层56的片材,形成层叠体,对该层叠体进行予烧结。之后,印刷空气电极55的材料,烧结并制成燃料电池单元主体44。此时,作为空气电极55的材料,使用粘性较高的液状的材料。通过印刷粘性较高的材料,从而所印刷的区域的外周附近变厚,能够形成外周部552。
[0104]作为其他方法,也可以使在外周部552印刷的次数(层数)比在内周部551印刷的次数(层数)多。例如,在包含内周部551与外周部552双方的区域进行印刷,在仅包含外周部552的区域重复进行印刷。这样一来,能够使外周部552的印刷的次数比内周部551的印刷的次数多,能够使外周部552比内周部551高。
[0105](其他实施方式)
[0106]本发明的实施方式并不限于上述实施方式,能够进行扩充、变更,扩充、变更后的实施方式也属于本发明的保护范围。
[0107]在以上实施方式中,仅空气电极55具有内周部551、外周部552。与此相对,也可以是,燃料电极57具有内周部和高度比内周部的高度高的外周部。在该情况下,在彼此相对的内周部(燃料电极57)与互连器45之间配置将该内周部和互连器45之间电连接的集电部42b ο
[0108]另外,也可以是,空气电极55和燃料电极57双方具有内周部和高度比内周部的高度高的外周部。
[0109]在本发明的实施方式中,例举了具有板状的燃料电池单元的燃料电池,但是燃料电池单元的形状并不限于本实施方式,也可以是其他形状(圆柱形状、扁平柱形状等)。
[0110]在本发明的实施方式中,例举了将两层以上或一层具有板状的燃料电池单元的燃料电池层叠配置而成的燃料电池堆,但是燃料电池单元的形状并不限于本实施方式,也可以是连续配置两个以上或一个其他形状(圆柱形状、扁平柱形状等)的燃料电池单元而成的结构。
[0111]图6?图10是表示本发明的其他实施方式的固体氧化物燃料电池(燃料电池堆)110的结构的说明图。在图6中示出了燃料电池堆110的外观结构,在图7中示出了燃料电池堆110的局部的侧面结构,在图8中示出了燃料电池堆110的横截面,在图9中示出了燃料电池堆110的纵截面,在图10中放大示出了燃料电池堆110所含有的一个燃料电池单元140。另夕卜,在以下说明中,对于没有特别记载的结构、材料等而言,与图1?图5所示的实施方式的燃料电池堆10是相同的。
[0112]如图6?图8所示,该实施方式的燃料电池堆110具有相互隔开规定间隔在大致水平方向上排成两列配置的多个燃料电池单元140。各个燃料电池单元140借助配置在相邻的燃料电池单元140之间的集电部142串联地电连接。燃料电池堆110收纳于收纳容器177内。另外,在图6中示出了卸下收纳容器177的一部分(前后表面)并将收纳于内部的燃料电池堆110取出到外部的状态。
[0113]如图8和图10所示,该实施方式中的燃料电池单元140具有大致扁平柱形状的外观。各个燃料电池单元140包括电极支承体149、燃料电极157、固体电解质层156、空气电极155以及互连器145。
[0114]电极支承体149是具有大致椭圆形状的截面的柱状体,由多孔质材料形成。在电极支承体149的内部形成有沿柱状体的延伸方向延伸的多个燃料气体流路148。燃料电极157设置为覆盖电极支承体149的侧面中的相互大致平行的一对平坦面中的一者和将各个平坦面的端部彼此连接起来的两个曲面。固体电解质层156设置为覆盖该燃料电极157的侧面。空气电极155设置为覆盖固体电解质层156的侧面中的、位于电极支承体149的平坦面上的部分。互连器145设置在电极支承体149的、没有设置燃料电极157和固体电解质层156的一侧的平坦面上。上述集电部142将燃料电池单元140的空气电极155和与该燃料电池单元140相邻的燃料电池单
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1