CN102414886B - 燃料电池单电池集合体及燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃料电池单电池集合体具备：第1燃料电池单电池；第2燃料电池单电池，与该第1燃料电池单电池邻接配置；及集电体，电连接上述第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池，第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池分别具备发电部，其通过在内部流过第1气体的第1电极、在外部流过第2气体的极性与第1电极不同的第2电极、配置在上述第1电极和第2电极之间的电解质来进行发电，集电体构成为使第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流，从第1燃料电池单电池的第1电极的不同的2个位置分配流向第2燃料电池单电池的第2电极。

Description

燃料电池单电池集合体及燃料电池
技术领域
本发明涉及一种燃料电池单电池集合体及燃料电池。
背景技术
固体电解质型燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell：以下也称为“SOFC”)是作为电解质使用氧化物离子导电性固体电解质，在其两侧安装电极，在一侧供给燃料气体，在另一侧供给空气，并在较高的温度下发生发电反应而进行发电的燃料电池。
由于在这种燃料电池中，在单一的燃料电池单电池(单电池)中，所得到的电力较少，因此如专利文献1～3所示，使多个燃料电池单电池平行排列，通过集电构件串联地进行电连接而得到所需的电力。
在专利文献1中公开有如下燃料电池单电池(单电池)，在形成为圆筒状的固体电解质的内周面上形成有空气电极(+极)，而且在外周面上形成有燃料电极(-极)，内周侧的空气电极在端部以筒状从固体电解质伸出。在该专利文献1的燃料电池中，使多个燃料电池单电池(单电池)在壳体内平行排列，用气体气密地密封壳体的开放部分，以避免向壳体内部供给的燃料气体向外部泄漏。在各单电池的外周面上安装有集电体，该集电体的端部在一方的空气电极侧从玻璃气密地伸出，经由连接用集电构件与邻接的单电池的空气电极连接。在专利文献1的燃料电池中，如此使多个单电池串联连接而实现电堆化，从而构成固体电解质型燃料电池。
在专利文献2中公开有如下燃料电池单电池(单电池)，在形成为圆筒状的固体电解质的内周面上形成有燃料电极(-极)，而且在外周面上形成有空气电极(+极)，在一端形成有与燃料电池连接的内侧电极(-极)，在另一端形成有与空气电极连接的外侧电极(+极)。在该专利文献2的固体电解质型燃料电池中，由5×4行列构成的所有20根单电池配置为串联连接。具体为，多个单电池被交替地以逆向排列，多个单电池的两端部通过支撑板而被定位，在各自的支撑板侧，串联连接有内侧电极(-极)和外侧电极(+极)。
专利文献3也公开有与专利文献2大致同样的燃料电池。
专利文献1：日本国特开平9-274927号公报
专利文献2：日本国特开2008-71712号公报
专利文献3：日本国特开2002-289249号公报
如上所述，虽然为了使单电池与邻接的其它单电池串联地电连接而使用了集电体，但是这些集电体存在各种问题而需要改良。例如在专利文献1的集电体中，由于安装在各单电池外周面上的集电体从对壳体进行密封的玻璃气密地伸出，经由连接用集电构件与邻接的单电池的空气电极连接，因此结构复杂，使多个单电池电连接而进行组装时的稳定性等不好。而且，在专利文献2及专利文献3的集电体中，由于在单电池的一个端部上形成有燃料电极(-极)的电极，在另一个端部上形成有空气电极(+极)的电极，因此电极内的电子从端部移动至端部，所以电子的移动距离变长，由此，电阻增大，成为燃料电池单电池发电效率下降的一个原因。
发明内容
于是，本发明是为了解决上述现有技术的问题而进行的，目的在于提供一种燃料电池单电池集合体及燃料电池，能够使发电效率提高。
为了达成上述目的，本发明的特征在于，具备：第1燃料电池单电池；第2燃料电池单电池，与该第1燃料电池单电池邻接配置；及集电体，电连接上述第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池，第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池分别具备发电部，其通过在内部流过第1气体的第1电极、在外部流过第2气体的极性与第1电极不同的第2电极、配置在上述第1电极和第2电极之间的电解质来进行发电，集电体构成为使第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流，从第1燃料电池单电池的第1电极的不同的2个位置分配流向第2燃料电池单电池的第2电极。
在如此构成的本发明中，由于对第1燃料电池单电池和与其邻接的第2燃料电池单电池进行电连接的集电体使第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流，从第1燃料电池单电池的第1电极的不同的2个位置分配流向第2燃料电池单电池的第2电极，因此流过集电体的电流值变小，由此，电阻减少。而且，由于在第1燃料电池单电池的第1电极中，电流向2个位置中的更近的位置移动，因此第1电极中的电流移动路径变短，由此，电阻减少。其结果，根据本发明，能够使燃料电池单电池集合体的发电效率提高。
在本发明中，优选第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池分别在两端具备第2电极，上述集电体具备使上述第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流，从第1燃料电池单电池的第1电极的第1位置分配流向第2燃料电池单电池一端的第2电极的第1集电体，以及从第1燃料电池单电池的第1电极的第2位置分配流向第2燃料电池单电池另一端的第2电极的第2集电体，上述第1集电体及第2集电体电独立。
在如此构成的本发明中，由于第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池分别在两端具备第2电极，通过电独立的第1集电体及第2集电体，使第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流分配流向第2燃料电池单电池的两端，因此即使一方的电流路径(一方的集电体)产生故障而无法流过电流，也能向另一方的电流路径(另一方的集电体)流过电流，因此，可容易地确保电流路径。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体分别在第1燃料电池单电池的外部相互隔开配置，并且是具有用于支撑第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池所需的规定刚性的机械集电体。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体是相互隔开配置的机械集电体，因此即使一方的集电体产生故障而无法流过电流，也能通过另一方的集电体容易地确保电流路径。而且，由于机械集电体具有用于支撑第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池所需的规定刚性，并且，用多处支撑第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池，因此第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池的支撑刚性及稳定性提高，由此，燃料电池单电池集合体的刚性也变大，成为稳定结构。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体在第1燃料电池单电池的外部沿第1气体及第2气体的流动方向隔开配置。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体在第1燃料电池单电池的外部沿燃料气体的流动方向隔开配置，因此能够缩短在第1气体及第2气体的任意一方的燃料气体的上游侧产生的较大电流在第1燃料电池单电池外部的第1电极内的移动距离，由此，能够降低电阻。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体配置为从第1燃料电池单电池外部的长度方向中心相互离开。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体配置为从第1燃料电池单电池外部的长度方向中心相互离开，因此在第1燃料电池单电池外部的第1电极内的离开长度方向中心的区域中产生的电流流向较近一方的集电体，因此，能够缩短电流在第1燃料电池单电池外部的第1电极内的移动距离，由此，能够降低电阻。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体分别配置在离第1燃料电池单电池外部的长度方向中心最远的两端部上。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体分别配置在离第1燃料电池单电池外部的长度方向中心最远的两端部上，因此第1集电体及第2集电体与第1燃料电池单电池的第1电极的连接部，以及与第2燃料电池单电池两端的第2电极的连接部的距离变短，因此，集电体中的电流移动路径变短，由此，第1集电体及第2集电体中的电阻降低。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体分别具备倾斜部，其从第1燃料电池单电池外部的两端部向第2燃料电池单电池两端的第2电极的方向倾斜。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体分别具备倾斜部，其从第1燃料电池单电池外部的两端部向第2燃料电池单电池两端的第2电极的方向倾斜，因此能够以较短的距离连接第1燃料电池单电池和第2燃料电池单电池，可以使电阻降低。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体的倾斜部分别具备容易进行弹性变形的台阶部。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体的倾斜部分别具备容易进行弹性变形的台阶部，因此通过该台阶部进行弹性变形，可吸收第1及第2燃料电池单电池的长度方向及横向的偏差。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体的倾斜部朝向第1燃料电池单电池的长度方向中心分别具备凸状的R形部。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体的倾斜部朝向第1燃料电池单电池的长度方向中心具备凸状的R形部，因此可避免与第1燃料电池单电池自身两端的第2电极接触而短路，并以较短的距离连接第1燃料电池单电池的第1电极和第2燃料电池单电池两端的第2电极。其结果，可以缩小燃料电池单电池的配列间距。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体的倾斜部分别构成为在俯视时，以沿连接第1燃料电池单电池中心和第2燃料电池单电池中心的线的最短距离进行连接。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体的倾斜部分别构成为在俯视时，以沿连接第1燃料电池单电池中心和第2燃料电池单电池中心的线的最短距离进行连接，因此电阻变小。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体分别具备帽部，其与第2燃料电池单电池端部的第2电极的至少一部分接触。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体分别具备帽部，其与第2燃料电池单电池端部的第2电极的至少一部分接触，因此能够将第1集电体及第2集电体稳定地安装在第2燃料电池单电池端部的第2电极上。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体分别具备夹持面部，其从上下方向夹持第2燃料电池单电池端部的第2电极。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体分别具备夹持面部，其从上下方向夹持第2燃料电池单电池端部的第2电极，因此可实现燃料电池单电池集合体的组装上的稳定性，而且，第1集电体及第2集电体在第2燃料电池单电池的端部与第2电极进行面接触，由此接触面积增大，因此，可以降低第1集电体及第2集电体与第2燃料电池单电池的第2电极的接触电阻。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体的夹持面部分别具备偏差吸收部。
在如此构成的本发明中，通过偏差吸收部，可以吸收燃料电池单电池长度方向的偏差。
在本发明中，优选第2燃料电池单电池在两端部具备筒状部分，第1集电体及第2集电体的夹持面部具备具有长孔的卡定部，该长孔使其一部分开放以收纳上述筒状部分。
在如此构成的本发明中，将第1集电体及第2集电体的夹持面部安装在第2燃料电池单电池上时，仅通过使夹持面部接触于第2燃料电池单电池的两端部，同时收纳筒状部分而进行滑动，便能将第1集电体及第2集电体组装在第2燃料电池单电池上。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体分别具备在与第1燃料电池单电池的第1电极接触的部分的接近部上缓和应力集中的缓和部。
在如此构成的本发明中，即使在第1集电体及第2集电体上作用有力，也由于设置有应力缓和部，因此缓和了产生在第1集电体及第2集电体与第1燃料电池单电池的第1电极接触的部分的接近部上的应力集中。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体在沿第1燃料电池单电池长度方向的中央外周部上电连接。
在如此构成的本发明中，由于在沿第1燃料电池单电池长度方向的中央部上电连接，因此在第1燃料电池单电池的中央外周部和与第1燃料电池单电池邻接的第2燃料电池单电池的两端部之间流过电流，因此电流所流过的距离变短，电阻变小。而且，由于在第1燃料电池单电池的中央外周部，电流经过电阻较小的集电体，因此电阻所引起的集电损失变少。
在本发明中，优选还具有设置在上述第1燃料电池单电池的第1电极外侧的多孔质导电性集电膜，上述第1集电体及第2集电体在该集电膜上电连接。
在如此构成的本发明中，由于具有设置在第1燃料电池单电池的第1电极外侧的多孔质集电膜，第1集电体及第2集电体在该集电膜上电连接，因此不需要在第1燃料电池单电池的第1电极上大范围地连接致密的例如金属制集电体，从第1燃料电池单电池的第1电极吸取第2气体的面积增大，而且，由于第2气体沿集电膜流动，因此能够降低第2气体的紊乱，由此，可防止第1燃料电池单电池所吸取的第2气体不足。
在本发明中，优选在第1集电体及第2集电体各自在第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池上的安装部上形成有切口部，以不与配置在沿邻接的其它燃料电池单电池长度方向的相同位置上的其它集电体的安装部相互接触，并且从其它集电体仅离开规定距离。
在如此构成的本发明中，在第1集电体及第2集电体各自在第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池上的安装部上形成有切口部，以不与配置在沿邻接的其它燃料电池单电池长度方向的相同位置上的其它集电体的安装部相互接触，并且从其它集电体仅离开规定距离，因此可防止邻接的集电体彼此接触及放电。其结果，由于能够缩短邻接的燃料电池单电池之间的距离，因此可实现燃料电池单电池集合体的小型化。
在本发明中，优选第1集电体及第2集电体各自在第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池上的安装部具备：第1把持部，在与燃料电池单电池的长度方向正交的方向上延伸；及第2把持部，与该第1把持部相对，在第1把持部上形成有形成切口部的2个突出部，在第2把持部的与第1把持部的切口部的燃料电池单电池的长度方向位置相对应的位置上形成有1个突出部。
在如此构成的本发明中，由于第1集电体及第2集电体各自的安装部具备形成有2个突出部的第1把持部和形成有1个突出部的第2把持部，而且，在与第1把持部的切口部的燃料电池单电池长度方向位置相对应的位置上形成有第2把持部的1个突出部，因此可防止邻接的集电体彼此接触及放电，同时能够相对于燃料电池单电池稳定地安装第1集电体及第2集电体。
本发明是一种具备上述燃料电池单电池集合体的燃料电池。
根据本发明的燃料电池单电池集合体，能够使发电效率提高。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的整体结构图。
图2是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池模块的正面剖视图。
图3是沿图2的III-III线的剖视图。
图4是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电池单元的局部剖视图。
图5是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的立体图。
图6是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电池集合体的立体图。
图7是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的立体图。
图8是图7所示的集电体的主视图。
图9是图7所示的集电体的俯视图。
图10是表示将图7所示的集电体安装在燃料电池单电池单元上的状态的立体图。
图11是表示组装本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的工序的立体图。
图12是表示本发明第2实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的立体图。
图13是图12所示的集电体的主视图。
图14是图12所示的集电体的俯视图。
图15是表示将图12所示的集电体安装在燃料电池单电池单元上的状态的立体图。
图16是表示组装本发明第2实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的工序的立体图。
图17是表示本发明第3实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的上半部分的立体图。
图18是表示包括本发明第4实施方式的第1例的集电体的燃料电池电堆的下半部分的一部分的示意图。
图19是表示包括本发明第4实施方式的第2例的集电体的燃料电池电堆的下半部分的一部分的示意图。
图20是表示包括本发明第5实施方式的集电体的燃料电池电堆的下半部分的一部分的示意图。
图21是表示本发明第6实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的上半部分的立体图。
图22是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电池单元的局部剖视图。
图23是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的立体图。
图24是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的主视图。
图25是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的立体图。
图26是图25所示的集电体的主视图。
图27是图25所示的集电体的俯视图。
图28是表示图25所示的集电体的邻接配置的主视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)及使用于该SOFC的燃料电池单电池集合体。
图1是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的整体结构图。如该图1所示，本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)1具备燃料电池模块2和辅助设备单元4。
燃料电池模块2具备壳体6，在该壳体6的内部隔着绝热材料(未图示)形成有密封空间8。另外，也可以不设置绝热材料。在该密封空间8的下方部分即发电室10配置有利用燃料气体和氧化剂(空气)进行发电反应的燃料电池单电池集合体12。该燃料电池单电池集合体12具备10个燃料电池电堆14(参照图5)，该燃料电池电堆14由16根燃料电池单电池单元16(参照图4)构成。如此，燃料电池单电池集合体12具有160根燃料电池单电池单元16，这些燃料电池单电池单元16全部串联连接。
在燃料电池模块2的密封空间8的上述发电室10的上方形成有燃烧室18，发电反应中未使用的剩余的燃料气体和剩余的氧化剂(空气)在该燃烧室18内燃烧，生成排放气体。
而且，在该燃烧室18的上方配置有对燃料气体进行重整的重整器20，利用剩余的燃料气体的燃烧热量将重整器20加热至可进行重整反应的温度。而且，在该重整器20的上方配置有用于接收燃烧热量以加热发电用空气的空气用换热器22。
接下来，辅助设备单元4具备：纯水箱26，贮存来自水管等供水源24的水并通过过滤器使其成为纯水；及水流量调节单元28(由电动机驱动的“水泵”等)，调节从该贮水箱供给的水的流量。而且，辅助设备单元4具备：气体截止阀32，截断从城市煤气等的燃料供给源30供给的燃料气体；脱硫器36，用于从燃料气体除去硫磺；及燃料流量调节单元38(由电动机驱动的“燃料泵”等)，调节燃料气体的流量。辅助设备单元4还具备截断从空气供给源40供给的氧化剂即空气的电磁阀42、调节空气流量的重整用空气流量调节单元44(由电动机驱动的“空气鼓风机”等)及发电用空气流量调节单元45(由电动机驱动的“空气鼓风机”等)、加热向重整器20供给的重整用空气的第1加热器46及加热向发电室供给的发电用空气的第2加热器48。上述第1加热器46和第2加热器48是为了高效地进行起动时的升温而设置的，但是也可以省略。
接下来，在燃料电池模块2上连接有温水制造装置50，向其供给排放气体。向该温水制造装置50供给来自供水源24的自来水，该自来水利用排放气体的热量成为温水，以供给未图示的外部供热水器的贮热水箱。
而且，在燃料电池模块2上安装有控制箱52，其用于控制燃料气体的供给量等。
而且，在燃料电池模块2上连接有电力取出部(电力转换部)即逆变器54，其用于向外部供给由燃料电池模块发出的电力。
接下来，根据图2及图3，说明本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池模块的内部结构。图2是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池模块的正面剖视图，图3是沿图2的III-III线的剖视图。
如图2及图3所示，在燃料电池模块2的壳体6的密封空间8内，如上所述，从下方依次配置有燃料电池单电池集合体12、重整器20、空气用换热器22。
重整器20安装有用于向其上游端侧导入纯水的纯水导入管60和用于导入将要重整的燃料气体和重整用空气的被重整气体导入管62，而且，在重整器20的内部从上游侧依次形成有蒸发部20a和重整部20b，在重整部20b填充有重整催化剂。导入该重整器20的混合有水蒸气(纯水)的燃料气体及空气通过填充在重整器20内的重整催化剂而被重整。作为重整催化剂适合使用在氧化铝的球体表面赋予镍的物质，或在氧化铝的球体表面赋予钌的物质。
在该重整器20的下游端侧连接有燃料气体供给管64，该燃料气体供给管64向下方延伸，进而在形成于燃料电池单电池集合体12下方的分流器66内水平延伸。在燃料气体供给管64的水平部64a的下方面形成有多个燃料供给孔64b，从该燃料供给孔64b向分流器66内供给重整后的燃料气体。
在该分流器66的上方安装有用于支撑上述燃料电池电堆14的具备贯穿孔的下支撑板68，分流器66内的燃料气体被供给到燃料电池单电池单元16内。
接下来，在重整器20的上方设置有空气用换热器22。该空气用换热器22在上游侧具备空气汇集室70，在下游侧具备2个空气分配室72，这些空气汇集室70和空气分配室72通过6个空气流路管74连接。在此，如图3所示，3个空气流路管74成为一组(74a、74b、74c、74d、74e、74f)，空气汇集室70内的空气从各组空气流路管74流入各自的空气分配室72。
在空气用换热器22的6个空气流路管74内流动的空气利用在燃烧室18燃烧而上升的排放气体进行预热。
在各个空气分配室72上连接有空气导入管76，该空气导入管76向下方延伸，其下端侧与发电室10的下方空间连通，向发电室10导入预热后的空气。
接下来，在分流器66的下方形成有排放气体室78。而且，如图3所示，在沿壳体6长度方向的面即前面6a和后面6b的内侧，形成有在上下方向上延伸的排放气体通路80，该排放气体通路80的上端侧与配置有空气用换热器22的空间连通，下端侧与排放气体室78连通。而且，在排放气体室78的下面大致中央连接有排放气体排出管82，该排放气体排出管82的下游端连接于图1所示的上述温水制造装置50。
如图3所示，用于使燃料气体和空气开始燃烧的点火装置83设置于燃烧室18。
下面，根据图4对燃料电池单电池单元16进行说明。图4是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电池单元的局部剖视图。
如图4所示，燃料电池单电池单元16具备燃料电池单电池84和分别连接于该燃料电池单电池84的上下方向端部的内侧电极端子86。
燃料电池单电池84是在上下方向上延伸的管状结构体，具备在内部形成燃料气体流路88的圆筒形内侧电极层90、圆筒形外侧电极层92、位于内侧电极层90和外侧电极层92之间的电解质层94。该内侧电极层90是燃料气体经过的燃料极，为(-)极，另一方面，外侧电极层92是与空气接触的空气极，为(+)极。
由于安装在燃料电池单电池单元16的上端侧和下端侧的内侧电极端子86为相同结构，所以在此具体地说明安装于上端侧的内侧电极端子86。内侧电极层90的上部90a具备相对于电解质层94和外侧电极层92露出的外周面90b和上端面90c。内侧电极端子86隔着导电性密封材料96与内侧电极层90的外周面90b连接，而且，通过与内侧电极层90的上端面90c直接接触而与内侧电极层90电连接。而且，内侧电极端子86具备突出的筒状部分86a和平坦面86b，在筒状部分86a的内部形成有与内侧电极层90的燃料气体流路88连通的燃料气体流路98。
内侧电极层90例如由Ni和掺杂有从Ca或Y、Sc等稀土类元素中选择的至少一种元素的氧化锆的混合体、Ni和掺杂有从稀土类元素中选择的至少一种元素的二氧化铈的混合体、Ni和掺杂有从Sr、Mg、Co、Fe、Cu中选择的至少一种元素的镓酸镧的混合体中的至少一种形成。
电解质层94例如由掺杂有从Y、Sc等稀土类元素中选择的至少一种元素的氧化锆、掺杂有从稀土类元素中选择的至少一种元素的二氧化铈、掺杂有从Sr、Mg中选择的至少一种元素的镓酸镧中的至少一种形成。
外侧电极层92例如由掺杂有从Sr、Ca中选择的至少一种元素的锰酸镧、掺杂有从Sr、Co、Ni、Cu中选择的至少一种元素的铁酸镧、掺杂有从Sr、Fe、Ni、Cu中选择的至少一种元素的钴酸镧、银等中的至少一种形成。
下面，根据图5及图6，对燃料电池电堆14及燃料电池单电池集合体12进行说明。图5是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的立体图，图6是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电池集合体的立体图。
如图5所示，燃料电池电堆14具备16根燃料电池单电池单元16，这些燃料电池单电池单元16的下端侧及上端侧分别被陶瓷制下支撑板68及上支撑板100支撑。在这些下支撑板68及上支撑板100上分别形成有内侧电极端子86可贯穿的贯穿孔68a及100a。
在燃料电池单电池单元16上安装有金属制集电体102及外部端子104。在后面详细说明该集电体102，其用于电连接位于燃料电池单电池单元16两端部的内侧电极端子86和外侧电极层92。
而且，如图6所示，在位于燃料电池电堆14一端(图5中左端的里侧及跟前侧)的2个燃料电池单电池单元16的上侧端及下侧端的内侧电极端子86上分别连接有外部端子104。这些外部端子104与位于邻接的燃料电池电堆14一端的燃料电池单电池单元16的外部端子104(未图示)连接，最终，10个燃料电池电堆14分别被连接，其结果，160根燃料电池单电池单元16全部串联连接，成为燃料电池单电池集合体12。在该燃料电池单电池集合体12中，俯视时，电流如虚线A所示的那样流动。从连接于燃料电池单电池集合体12两侧的输出端子106取出所发出的电力。
下面，根据图5及图7至图11，对集电体102进行详细说明。图7是表示本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆(燃料电池单电池集合体)所使用的集电体的立体图，图8是图7所示的集电体的主视图，图9是图7所示的集电体的俯视图，图10是表示将图7所示的集电体安装在燃料电池单电池单元上的状态的立体图，图11是表示组装本发明第1实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的工序的立体图。
首先，集电体102具备：空气极用连接用的中央部108，与燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)的空气极即外侧电极层92的外周面整体电连接；及连接部110，从该中央部108朝向邻接的燃料电池单电池单元16的两端部分别向斜上方及斜下方延伸，与安装在燃料极即内侧电极层90上的内侧电极端子86电连接。
而且，集电体102的中央部108由如下部分形成：铅垂部108a，沿燃料电池单电池单元16在长度方向上延伸；及很多梳齿部108b，从该铅垂部108a沿外侧电极层92的表面在水平方向上以半圆弧状弯曲并延伸。该梳齿部108b的曲率半径被设定为比外侧电极层92外周面的曲率半径稍小，由此，在安装时产生作用力，变得容易安装。
而且，集电体102的连接部110由如下部分形成：倾斜部110a，朝向邻接的燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)的两端部分别向斜上方及斜下方延伸；及夹持面部110b，从该倾斜部110a向内侧电极端子86的方向延伸，以从燃料电池单电池单元16的两端侧夹持内侧电极端子86的平坦面86b的方式进行面接触。而且，在该集电体102的连接部110的夹持面部110b上形成有收纳上述内侧电极端子86的筒状部分86a的其一部分开放的长孔110c，而且，该长孔110c作为与内侧电极端子86的筒状部分86a进行卡定的卡定部110d而发挥作用。
下面，说明组装多个燃料电池单电池单元16而制作燃料电池电堆14的工序。而且，还一并说明燃料电池单电池集合体12的组装工序。
首先，如图10所示，在燃料电池单电池单元16上安装集电体102，使两者电连接，进行局部装配。此时，在集电体102的中央部108的梳齿部108b上产生作用力，可稳定地安装集电体102。
接下来，如图11所示，将局部装配后的即安装有集电体102的燃料电池单电池单元16(在此为了方便，将该燃料电池单电池单元16称为第1燃料电池单电池单元120)插入下支撑板68的的贯穿孔68a。接下来，使燃料电池单电池单元16(120)向邻接于左侧的燃料电池单电池单元16(在此为了方便，将该燃料电池单电池单元16称为第2燃料电池单电池单元122)旋转，使集电体102接近燃料电池单电池单元16(122)。此时，第2燃料电池单电池单元16(122)的内侧电极端子86的筒状部分86a被收纳在集电体的长孔112c内，并被长孔112c(卡定部110d)卡定，同时夹持面部110b从第2燃料电池单电池单元16(122)两侧进行夹持，达成稳定的电连接。如此，将16根燃料电池单电池单元16安装在下支撑板68上。
此后，如图5所示，安装上支撑板100，完成燃料电池电堆14的组装。
此后，如图6所示，10个燃料电池电堆14被串联地电连接，完成燃料电池单电池集合体12的组装。
下面，详细说明上述的本发明第1实施方式的燃料电池单电池集合体的作用，尤其是与集电体102的关系。
首先，在集电体102中，由于在第1燃料电池单电池单元16(120)的中央外周部即外侧电极层92和与第1燃料电池单电池单元16(120)邻接的第2燃料电池单电池单元16(122)的两端部即内侧电极端子86之间流过电流，因此电流所流过的距离变短，电阻变小。其次，在燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)中，由于电子在第1燃料电池单电池单元16(120)的中央外周部即外侧电极层92和邻接的第2燃料电池单电池单元16(122)的上端及下端的电极之间移动，因此电子的移动距离变短，电阻变小。而且，由于在第1燃料电池单电池单元16(120)的中央外周部即外侧电极层92，电流经过电阻较小的集电体102，因此电阻所引起的集电损失变少。其结果，根据本发明，基于燃料电池单电池的发电效率提高。
接下来，由于集电体102连接在第2燃料电池单电池单元16(122)两端部的内侧电极端子86上的连接部110具备夹持面部110b，其从上下方向夹持第2燃料电池单电池单元16(122)，因此可实现燃料电池单电池集合体12的组装上的稳定性。而且，集电体102在第2燃料电池单电池单元16(122)的端部与内侧电极端子86进行面接触，由此接触面积增大，因此，可以降低集电体102与燃料电池单电池单元的内侧电极端子86的接触电阻。
接下来，由于集电体102连接在第2燃料电池单电池单元16(122)两端部的内侧电极端子86上的连接部110具备向第2燃料电池单电池单元16(122)方向倾斜的倾斜部110a，因此能够以较短的距离连接第1燃料电池单电池单元16(120)和第2燃料电池单电池单元16(122)，可以使电阻降低。
接下来，由于集电体102的连接部110的夹持面部110b具备具有长孔110c的卡定部110d，该长孔110c使其一部分开放以收纳筒状部分86a，因此在将集电体102的连接部110的夹持面部110b安装在第2燃料电池单电池单元16(122)上时，仅通过使夹持面部110b接触于内侧电极端子86的平坦面86b，同时收纳筒状部分86a而进行滑动，便能将集电体102装配在第2燃料电池单电池单元16(122)上。
而且，由于在第1实施方式中，预先在第1燃料电池单电池单元16(120)的外侧电极层92上电连接集电体120而进行局部装配，其后，将该局部装配后的第1燃料电池单电池单元16(120)插入下支撑板68的贯穿孔68a，接下来，使集电体102与邻接的第2燃料电池单电池单元16(122)的内侧电极端子86连接，其后，将这些燃料电池单电池单元16安装在下支撑板68上，因此能够通过简便的方法，组装燃料电池单电池集合体12。
下面，根据图12～图16，说明本发明的第2实施方式。由于在该第2实施方式中，仅集电体的结构与第1实施方式不同，因此以下说明第2实施方式的集电体的结构。图12是表示本发明第2实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的立体图，图13是图12所示的集电体的主视图，图14是图12所示的集电体的俯视图，图15是表示将图12所示的集电体安装在燃料电池单电池单元上的状态的立体图，图16是表示组装本发明第2实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的工序的立体图。
首先，在第2实施方式中，集电体202具备：空气极用连接用的中央部208，与燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)的空气极即外侧电极层92的外周面整体电连接；及连接部210，从该中央部208朝向邻接的燃料电池单电池单元16的两端部分别向斜上方及斜下方延伸，与安装在燃料极即内侧电极层90上的内侧电极端子86电连接。
而且，集电体202的中央部208由如下部分形成：铅垂部208a，沿燃料电池单电池单元16在长度方向上延伸；及很多梳齿部208b，从该铅垂部208a沿外侧电极层92的表面在水平方向上以半圆弧状弯曲并延伸。该梳齿部208b的曲率半径被设定为比外侧电极层92外周面的曲率半径稍小，由此，在安装时产生作用力，变得容易安装。
而且，集电体202的连接部210由如下部分形成：倾斜部210a，朝向邻接的燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)的两端部分别向斜上方及斜下方延伸；及帽部210b，从该倾斜部210a向内侧电极端子86方向延伸。而且，在该集电体202的连接部210的帽部210b的中心形成有中心孔210c，贯穿上述内侧电极端子86的筒状部分86。而且，在帽部210b上形成有外周部210d，通过该外周部210d，帽部210b被安装为完全覆盖内侧电极端子86的平坦面86b的外周侧。
在此，如图14所示，集电体202的连接部210的倾斜部210a形成为在俯视时，经过沿连接第1燃料电池单电池单元16(120)的中心120a和第2燃料电池单电池单元16(122)的中心122a的线B的最短距离。
下面，说明组装多个燃料电池单电池单元16而制作燃料电池电堆14的工序。
首先，如图15所示，在第2燃料电池单电池单元16(122)的两端部即内侧电极端子86上覆盖集电体202的帽部210b，电连接外侧电极层92和内侧电极端子86，进行局部装配。此时，通过连接部210的作用力，两端的帽部210b被拉向长度方向内侧，可以得到稳定的连接状态。
接下来，如图16所示，将局部装配后的即安装有集电体202的第2燃料电池单电池单元16(122)插入下支撑板68的的贯穿孔68a。接下来，使燃料电池单电池单元16(122)向邻接于右侧的燃料电池单电池单元16(120)旋转，使集电体202接近第1燃料电池单电池单元16(120)。此时，在集电体202的中央部208的梳齿部208b上产生作用力，可在第1燃料电池单电池单元16(120)的外侧电极层92上稳定地安装集电体102的中央部208。如此，将16根燃料电池单电池单元16安装在下支撑板68上。此后，安装上支撑板100，完成燃料电池电堆14的组装。
在第2实施方式中，由于集电体202的连接部210具备帽部210b，其与第2燃料电池单电池单元16(122)两端部的内侧电极端子86接触，因此能够将集电体202稳定地安装在第2燃料电池单电池单元16(122)的两端部上。
在第2实施方式中，由于集电体202的连接部210的倾斜部210a形成为在俯视时，沿连接第1燃料电池单电池单元16(120)的中心120a和第2燃料电池单电池单元16(122)的中心122a的线B的最短距离，因此通过集电体202的连接部210，以最短距离连接第1燃料电池单电池单元16(120)和第2燃料电池单电池单元16(122)，因此，电阻变小。
下面，根据图17，说明本发明的第3实施方式。由于在该第3实施方式中，仅集电体的结构与第1实施方式不同，因此以下说明第3实施方式的集电体的结构。图17是表示本发明第3实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的上半部分的立体图。
如图17所示，在第3实施方式中，集电体302在上侧及下侧双方具有与第1实施方式同样的夹持面部304，在该夹持面部304的与内侧电极端子86的平坦面86b接触的面上，粘贴有偏差吸收部即导电性的缓冲材料306。
由于该缓冲材料306被压缩而在长度方向上收缩，因此能够吸收燃料电池单电池的长度方向偏差。
下面，根据图18及图19，说明本发明的第4实施方式。由于在该第4实施方式中，仅集电体的结构与第1实施方式不同，因此以下说明第4实施方式的集电体的结构。图18是表示包括本发明第4实施方式的第1例的集电体的燃料电池电堆的下半部分的一部分的示意图，图19是表示包括本发明第4实施方式的第2例的集电体的燃料电池电堆的下半部分的一部分的示意图。
如图18所示，在第4实施方式的第1例中，集电体402的连接部404在其中途部分上具备大致S字形的台阶部406。由于该台阶部406为S字形，因此容易进行弹性变形。
在第4实施方式的第1例中，在该台阶部406上作用有力时，通过进行弹性变形，能够吸收燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)的长度方向及横向的偏差。
接下来，如图19所示，在第4实施方式的第2例中，集电体402的连接部404与中央部408的接近部分上具备大致S字形的台阶部410。
在第4实施方式的第2例中，也同样通过该台阶部410，能够吸收燃料电池单电池单元16(燃料电池单电池84)的长度方向及横向的偏差。
下面，根据图20，说明本发明的第5实施方式。由于在该第5实施方式中，仅集电体的结构与第1实施方式不同，因此以下说明第5实施方式的集电体的结构。图20是表示包括本发明第5实施方式的集电体的燃料电池电堆的下半部分的一部分的示意图。
如图20所示，在第5实施方式中，集电体502的连接部504朝向集电体502的中央部506具备凸状的R形部508。在第5实施方式中，由于集电体502的连接部504朝向中央部506具备凸状的R形部508，因此可避免与第1燃料电池单电池单元16(120)自身两端部的电极即内侧电极端子86接触而短路，并以较短的距离C连接第1燃料电池单电池单元16(120)的中央外周部即外侧电极层92和第2燃料电池单电池单元16(122)的两端部即内侧电极端子86。其结果，可以缩小燃料电池单电池单元的配列间距。
下面，根据图21，说明本发明的第6实施方式。由于在该第6实施方式中，仅集电体的结构与第1实施方式不同，因此以下说明第6实施方式的集电体的结构。图21是表示本发明第6实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的上半部分的立体图。
如图21所示，在第6实施方式中，具备应力缓和部608，其分别向集电体602的中央部604与连接部606的接近部604a的上方向外侧及下方向外侧延长。
在第6实施方式中，即使在集电体602的连接部606上作用有力，也由于设置有应力缓和部608，因此缓和了产生在集电体602的中央部604与连接部606的接近部604a上的应力集中。
下面，根据图22至图28，说明本发明的第7实施方式。图22是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电池单元的局部剖视图，图23是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆的立体图，图24是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池单电堆的主视图，图25是表示本发明第7实施方式的固体电解质型燃料电池(SOFC)的燃料电池电堆所使用的集电体的立体图，图26是图25所示的集电体的主视图，图27是图25所示的集电体的俯视图，图28是表示图25所示的集电体的邻接配置的主视图。
首先，如图22所示，本实施方式的燃料电池单电池单元700与图4所示的第1实施方式的燃料电池单电池单元16的基本结构相同。不同之处在于，在本实施方式的燃料电池单电池单元700中，在外侧电极层92的外周侧设置有集电膜702。在该集电膜702上安装有在后面详细说明的第1集电体710及第2集电体712。
该集电膜702是多孔质(气孔)导电性膜，具备Ag、Pd及LSCF。优选集电膜702的厚度为0.1～50μm，更优选为0.5～30μm。集电膜702在外侧电极层92较薄且不易通电时或由导电率低的材料制成时作为通电通路而发挥作用。
另外，该集电膜702也可以根据需要而省略。省略集电膜702时，第1集电体710及第2集电体712直接安装在外侧电极层92的外周上。
如图23及图24所示，本实施方式的燃料电池电堆704也与图5所示的第1实施方式的燃料电池电堆14的基本结构相同，仅集电体的结构不同。以下，具体地说明集电体的结构。另外，在此为了方便，在图23及图24中，将位于最右侧且前列的燃料电池单电池作为第1燃料电池单电池706，将邻接于该第1燃料电池单电池706左侧而配置的燃料电池单电池作为第2燃料电池单电池708进行说明。
在本实施方式中，作为集电体，具备设置在燃料电池单电池上方侧的第1集电体710和设置在下方侧的第2集电体712。上述第1集电体710和第2集电体712相对于上下方向呈对称结构。
上述第1集电体710和第2集电体712是在耐热合金上施以镀银的金属制集电体。作为耐热合金，例如优选形成氧化铝被膜的铁素体合金。该金属制第1集电体710和第2集电体712具有如下刚性(强度)，在将它们安装在燃料电池单电池上时可得到所需的支撑刚性。
该集电体的金属材料在上述的第1实施方式至第6实施方式的集电体中也是一样的。
如图25至图27所示，第1集电体710具备：位于下方的外侧电极用把持部714；位于上方的内侧电极用把持部716；连接上述把持部714、716的连接部718；及夹持面部720，以从燃料电池单电池单元700的上端侧夹持内侧电极端子86的平坦面86b的方式进行面接触。
同样，第2集电体712也具备：位于上方的外侧电极用把持部714；位于下方的内侧电极用把持部716；连接上述把持部714、716的连接部718；及夹持面部720，以从燃料电池单电池单元700的下端侧夹持内侧电极端子86的平坦面86b的方式进行面接触。
接下来，如图23及图24所示，第1集电体710的外侧电极用把持部714隔着集电膜702连接在第1燃料电池单电池706的外侧电极层(第1电极)92上。另一方面，第1集电体710的内侧电极用把持部716连接在位于第2燃料电池单电池708上端的内侧电极端子(第2电极)86上。
同样，第2集电体712的外侧电极用把持部714也隔着集电膜702连接在第1燃料电池单电池706的外侧电极层(第1电极)92上。另一方面，第2集电体712的内侧电极用把持部716连接在位于第2燃料电池单电池708下端的内侧电极端子(第2电极)86上。
在此，第1集电体710的外侧电极用把持部714及第2集电体712的外侧电极用把持部714各自分别配置在距第1燃料电池单电池706的长度方向中心最远的外侧电极层92的两端部上。
下面，根据图25至图28，对集电体710、712的把持部714、716进行详细说明。
如图25及图28所示，位于第1集电体710下方的外侧电极用把持部714具备：第1把持部即2个突出部714a、714b，沿与燃料电池单电池的长度方向Y正交的X方向(圆周方向)延伸，以包围第1燃料电池单电池706的外周；切口部714c，形成在上述突出部714a、714b之间；及第2把持部即1个突出部714d，与突出部714a、714b相对。第2集电体712也呈同样的结构。
在此，如图28所示，安装在第1燃料电池单电池706上的第1集电体710的外侧电极用把持部714的第2把持部即1个突出部714d沿燃料电池单电池长度方向Y的位置，与通过安装在邻接的第2燃料电池单电池708上的第1集电体710的第1把持部即2个突出部714a、714b而形成的切口部714c的燃料电池单电池长度方向Y的位置一致。第2集电体712也呈同样的结构。
同样，如图25及图28所示，位于第1集电体710上方的内侧电极用把持部716具备：第1把持部即2个突出部716a、716b，沿与燃料电池单电池的长度方向Y正交的X方向(圆周方向)延伸，以包围内侧电极端子86的外周；切口部716c，形成在上述突出部716a、716b之间；及第2把持部即1个突出部716d，与突出部716a、716b相对。第2集电体712也呈同样的结构。
同样，如图28所示，通过安装在第2燃料电池单电池708上的第1集电体710的内侧电极用把持部716的第1把持部即2个突出部716a、716b而形成的切口部716c的燃料电池单电池长度方向Y的位置，与安装在邻接的第3燃料电池单电池709上的第1集电体710的第2把持部即1个突出部716d的燃料电池单电池长度方向Y的位置一致。第2集电体712也呈同样的结构。
下面，说明本发明第7实施方式的燃料电池及燃料电池单电池组装体的作用。
第一，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于对第1燃料电池单电池706和与其邻接的第2燃料电池单电池708进行电连接的集电体即第1集电体710及第2集电体712分别使第1燃料电池单电池706的发电部(内侧电极层90、外侧电极层92、电解质层94)中产生的电流，从第1燃料电池单电池706的外侧电极层92的不同的2个位置分配流向第2燃料电池单电池708的内侧电极端子86，因此流过第1集电体710及第2集电体712各自的电流值变小，由此，电阻减少。而且，由于在第1燃料电池单电池706的外侧电极层92中，电流向2个位置中的更近的位置移动，因此外侧电极层92中的电流移动路径变短，由此，电阻减少。
第二，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于第1燃料电池单电池706及第2燃料电池单电池708分别在两端具备内侧电极端子86，通过电独立的第1集电体710及第2集电体712，使第1燃料电池单电池706的电解质层94中产生的电流分配流向第2燃料电池单电池708的两端，因此即使一方的电流路径(一方的集电体)产生故障而无法流过电流时，也能向另一方的电流路径(另一方的集电体)流过电流，因此，可容易地确保电流路径。
第三，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于第1集电体710及第2集电体712是相互隔开配置的机械集电体(金属制集电体)，具有用于支撑第1燃料电池单电池706及第2燃料电池单电池708所需的规定刚性，并且，用2处支撑第1燃料电池单电池706及第2燃料电池单电池708，因此第1燃料电池单电池706及第2燃料电池单电池708的支撑刚性及稳定性提高，由此，燃料电池单电池集合体的刚性也变大，成为稳定结构。
第四，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于第1集电体710及第2集电体712在第1燃料电池单电池706的外侧电极层92上沿燃料气体的流动方向隔开配置，因此能够缩短在燃料气体的上游侧产生的较大电流在燃料电池单电池706的外侧电极层92中的移动距离，由此，能够降低电阻。
第五，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于第1集电体710及第2集电体712配置为从第1燃料电池单电池706的外侧电极层92的长度方向中心相互离开，因此在第1燃料电池单电池706的外侧电极层92的离开长度方向中心的区域中产生的电流流向较近一方的集电体，因此，能够缩短电流在第1燃料电池单电池706的外侧电极层92中的移动距离，由此，能够降低电阻。
第六，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于第1集电体710及第2集电体712分别配置在离第1燃料电池单电池706的外侧电极层92的长度方向中心最远的两端部上，因此第1集电体710及第2集电体712与第1燃料电池单电池706的外侧电极层92的连接部，以及与第2燃料电池单电池708两端的内侧电极端子86的连接部的距离变短，因此，第1集电体710及第2集电体712中的电流移动路径变短，由此，第1集电体710及第2集电体712中的电阻降低。
第七，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于具有设置在第1燃料电池单电池706的外侧电极层92外周侧的多孔质集电膜702，在该集电膜702上电连接有第1集电体710及第2集电体712，因此不需要在第1燃料电池单电池706的外侧电极层92上大范围地连接致密的例如金属制集电体，从第1燃料电池单电池706的外侧电极层92吸取空气的面积增大，而且，由于空气沿集电膜702流动，因此能够降低空气的紊乱，由此，可防止第1燃料电池单电池706所吸取的空气不足。
第八，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于在第1集电体710及第2集电体712各自在第1燃料电池单电池706及第2燃料电池单电池708上的安装部上形成有切口部714c，以不与配置在沿邻接的其它燃料电池单电池长度方向的相同位置上的其它集电体的安装部相互接触，并且从其它集电体仅离开规定距离，因此可防止邻接的集电体彼此接触及放电。其结果，由于能够缩短邻接的燃料电池单电池之间的距离，因此可实现燃料电池单电池集合体的小型化。
第九，在本实施方式的燃料电池单电池集合体中，由于第1集电体710及第2集电体712各自的安装部具备形成有2个突出部714a、714b的第1把持部和形成有1个突出部714d的第2把持部，而且，在与第1把持部的切口部714c的燃料电池单电池长度方向位置相对应的位置上形成有第2把持部的1个突出部714d，因此可防止邻接的集电体彼此接触及放电，同时能够相对于燃料电池单电池稳定地安装第1集电体710及第2集电体712。
上述的第一至第七中所记载的作用是在第1实施方式至第6实施方式的燃料电池单电池集合体中也同样奏效的作用。
另外，在上述的实施方式中，也可以应用于如下燃料电池单电池，不在燃料电池单电池的两端部设置内侧电极端子，集电体直接或经由其它中介物与内侧电极层连接。而且，燃料电池单电池有时也用于表示包括内侧电极端子的燃料电池单电池单元。

Claims (19)

1.一种燃料电池单电池集合体，其特征在于，具备：
第1燃料电池单电池；
第2燃料电池单电池，与该第1燃料电池单电池邻接配置；
及集电体，电连接上述第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池，
上述第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池分别具备发电部，其通过在外部流过第1气体的第1电极、在内部流过第2气体的极性与第1电极不同的第2电极、配置在上述第1电极和第2电极之间的电解质来进行发电，
上述集电体构成为使上述第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流，从上述第1燃料电池单电池的第1电极的不同的2个位置分配流向上述第2燃料电池单电池的第2电极的不同的2个位置，
上述第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池分别在两端具备第2电极，上述集电体具备使上述第1燃料电池单电池的发电部中产生的电流，从上述第1燃料电池单电池的第1电极的第1位置分配流向上述第2燃料电池单电池一端的第2电极的第1集电体，以及从上述第1燃料电池单电池的第1电极的第2位置分配流向上述第2燃料电池单电池另一端的第2电极的第2集电体，上述第1集电体及第2集电体电独立。
2.根据权利要求1所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体分别在上述第1燃料电池单电池的外部相互隔开配置，并且是具有用于支撑上述第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池所需的规定刚性的机械集电体。
3.根据权利要求2所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体在上述第1燃料电池单电池的外部沿第1燃料电池单电池的外部的长度方向隔开配置。
4.根据权利要求3所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体配置为从上述第1燃料电池单电池外部的长度方向中心相互离开。
5.根据权利要求3所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体分别配置在离上述第1燃料电池单电池外部的长度方向中心最远的两端部上。
6.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体分别具备倾斜部，其从上述第1燃料电池单电池外部的两端部向上述第2燃料电池单电池两端的第2电极的方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体的倾斜部分别具备容易进行弹性变形的台阶部。
8.根据权利要求6所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体的倾斜部朝向上述第1燃料电池单电池的长度方向中心分别具备凸状的R形部。
9.根据权利要求6所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体的倾斜部分别构成为在俯视时，以沿连接第1燃料电池单电池中心和第2燃料电池单电池中心的线的最短距离进行连接。
10.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体分别具备帽部，其与第2燃料电池单电池端部的第2电极的至少一部分接触。
11.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体分别具备夹持面部，其从上下方向夹持上述第2燃料电池单电池端部的第2电极。
12.根据权利要求11所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体的夹持面部分别具备吸收燃料电池单电池的长度方向偏差的偏差吸收部。
13.根据权利要求11所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第2燃料电池单电池在两端部具备筒状部分，上述第1集电体及第2集电体的夹持面部具备具有长孔的卡定部，该长孔使其一部分开放以收纳上述筒状部分。
14.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体分别具备在与上述第1燃料电池单电池的第1电极接触的部分的接近部上缓和应力集中的缓和部。
15.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体在沿第1燃料电池单电池长度方向的中央外周部上电连接。
16.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，还具有设置在上述第1燃料电池单电池的第1电极外侧的多孔质导电性集电膜，上述第1集电体及第2集电体在该集电膜上电连接。
17.根据权利要求5所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，在上述第1集电体及第2集电体各自在第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池上的安装部上形成有切口部，以不与配置在沿邻接的其它燃料电池单电池长度方向的相同位置上的其它集电体的安装部相互接触，并且从其它集电体仅离开规定距离。
18.根据权利要求17所述的燃料电池单电池集合体，其特征在于，上述第1集电体及第2集电体各自在第1燃料电池单电池及第2燃料电池单电池上的安装部具备：第1把持部，在与燃料电池单电池的长度方向正交的方向上延伸；及第2把持部，与该第1把持部相对，在第1把持部上形成有形成上述切口部的2个突出部，在第2把持部的与第1把持部的上述切口部的燃料电池单电池的长度方向位置相对应的位置上形成有1个突出部。
19.一种燃料电池，具备权利要求1至权利要求18中任意一项所述的燃料电池单电池集合体。
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