CN106104892B - 单电池堆装置、组件及组件收纳装置 - Google Patents

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Abstract

提供导电性已提高的单电池堆装置、组件及组件收纳装置。本发明的电解单电池堆装置具备：多个柱状的单电池(3)、和被配置在单电池(3)之间且通过导电性的接合材料(15)而被连接至相邻的单电池(3)的导电部件(4)，接合材料(15)包括导电性粒子和绝缘性的纤维状体(16)，在导电部件(4)与单电池(3)对置的部位，纤维状体(16)的长轴方向在给定的方向上取向。

Description

单电池堆装置、组件及组件收纳装置
技术领域
本发明涉及单电池堆装置、组件及组件收纳装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源，公知单电池堆装置，该装置是将固体氧化物型燃料电池单体(以下有时简称为燃料电池单体)作为利用燃料气体(含氢气体)与含氧气体(空气)能够获得电力的单电池电气地排列多个而成。再有，提出各种各样的将单电池堆装置收纳于收纳容器内而成的燃料电池组件、或将燃料电池组件收纳于外装壳体内而成的燃料电池装置(例如参照专利文献1。)。
在这种单电池堆装置中，将具有平板状的支撑体的多个燃料电池单体经由导电部件而串联地电连接，该支撑体具有一对主面，燃料电池单体与导电部件通过导电性接合材料来连接(例如参照专利文献2。)。
进一步，作为将邻接的燃料电池单体电连接的多孔质集电层，公知以抑制烧成收缩来抑制裂缝的产生且长时间维持高发电性能为目的而含有钙钛矿型复合氧化物所构成的导电性粒子和氧化铝所构成的纤维状体的多孔质集电层(例如参照专利文献3。)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2007-59377号公报
专利文献2：JP特开2013-12399号公报
专利文献3：JP特开2010-257744号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
可是，在专利文献3所记载的多孔质集电层中，在可抑制裂缝的产生这一方面是优越的，但由于氧化铝是绝缘性的，故在导电性方面存在改善的余地。再有，在专利文献2中，在其制造工序等中燃料电池单体有时会发生翘曲，伴随于此在导电性接合材料产生裂缝，甚至单电池与导电部件有可能剥离。
因此，本发明的目的在于，提供一种提高了性能的单电池堆装置、组件及组件收纳装置。
-用于解决技术问题的手段-
本发明的单电池堆装置，其特征在于，具备：多个柱状的单电池；和被配置在该单电池之间且通过导电性的接合材料而被连接至相邻的所述单电池的导电部件，所述接合材料包括导电性粒子和绝缘性的纤维状体，在所述导电部件与所述单电池对置的部位，所述纤维状体的长轴方向在给定的方向上取向。
本发明的组件的特征在于，将上述的单电池堆装置收纳于收纳容器内而构成。
本发明的组件收纳装置的特征在于，将上述的组件、和用于进行该组件的运转的备用设备收纳于外装壳体内而构成。
-发明效果-
本发明的单电池堆装置能够成为性能已提高的电解单电池堆装置。
再有，本发明的组件能够成为性能已提高的组件。
进一步，本发明的组件收纳装置能够成为性能已提高的组件收纳装置。
附图说明
图1表示本实施方式的单电池堆装置，(a)是概略地表示单电池堆装置的侧视图，(b)是将(a)的一部分放大来表示的横剖视图。
图2是将图1所示的导电部件摘除后加以表示的图，(a)是立体图，(b)是沿着B-B线的剖视图。
图3是表示经由导电部件并利用接合材料将一对单电池接合后的状态的图，是表示导电部件的第1、第2单电池对面部与燃料电池单体的接合状态的纵剖视图。
图4是示意性地制作出相当于图3所示的虚线部分的第1实施方式涉及的接合材料的部件的扫描型电子显微镜(SEM)照片，(a)是相当于沿着燃料电池单体的排列方向切断后的剖面的照片，(b)是相当于与燃料电池单体平行地切断后的剖面的照片。
图5是表示单电池的翘曲的状态的、单电池侧面的示意图。
图6是用于说明图3所示的接合材料的剖面的示意图。
图7是示意性地表示第2实施方式涉及的接合材料的以A-A线表示的剖面的图。
图8是示意性地表示第2实施方式涉及的接合材料的以C-C线表示的剖面的图。
图9是示意性地表示第3实施方式涉及的接合材料的以A-A线表示的剖面的图。
图10是示意性地表示第3实施方式涉及的接合材料的以B-B线表示的剖面的图。
图11是表示本实施方式的组件的一例的立体图。
图12是概略地表示本实施方式的组件收纳装置的一例的分解立体图。
图13是表示测量了基于直流4端子法的试验片的导电率的结果的图表。
具体实施方式
以下，利用附图来说明本实施方式的单电池堆装置。图1表示本实施方式的单电池堆装置，(a)是概略地表示单电池堆装置的侧视图，(b)是将(a)的一部分放大来表示的横剖视图。其中，以后的图中对同一构成利用同一符号来说明。
另外，图1所示的单电池堆装置是将作为单电池的一种的燃料电池单体多个排列而成的燃料电池单体堆装置。其中，在以下的说明中作为单电池利用燃料电池单体来说明，有时简单称为单电池。
图1所示的单电池堆装置1具有单电池堆器2，其具备多个柱状的燃料电池单体3，该燃料电池单体在内部具有气体流路14，在拥有一对对置的平坦面的剖面为扁平状的支撑体13的一个平坦面上依次层叠作为内侧电极层的燃料极层9、固体电解质层10和作为外侧电极层的空气极层11，并且在另一平坦面之中的未形成燃料极层9的部位层叠内嵌连接器12。
而且，邻接的燃料电池单体3之间隔着导电部件4而配置，由此燃料电池单体3彼此被串联地电连接。另外，在内嵌连接器12的外面及空气极层11的外面设置后述的导电性的接合材料15，使导电部件4经由接合材料15而与空气极层11及内嵌连接器12连接，由此两者的接触成为欧姆接触，能够减少电位降低，有效地抑制导电性能的下降。
而且，构成单电池堆器2的各燃料电池单体3的下端经由气体流路14，并通过玻璃密封材料等接合材料而被固定于用来向燃料电池单体3供给反应气体的歧管7。另外，图1所示的单电池堆装置1中，表示作为反应气体自歧管7向气体流路14供给含氢气体(燃料气体)的情况下的例子，在歧管7的侧面连接着用于将燃料气体向歧管7内供给的燃料气体供给管8。
再有，具备下端被固定在歧管7的能弹性变形的导电部件5，以使得自燃料电池单体3的排列方向(图1所示的X方向)的两端起经由导电部件4来夹持单电池堆器2。在此，在图1所示的端部导电部件5中，以沿着燃料电池单体3的排列方向并朝向外侧延伸的形状，设置有用于将因单电池堆器2(燃料电池单体3)的发电而产生的电流引出的电流引出部6。
并且，上述单电池堆装置1中，通过构成为使自气体流路14排出的燃料气体(剩余的燃料气体)在燃料电池单体3的上端部侧燃烧，从而能够使燃料电池单体3的温度上升。由此，能够提前启动单电池堆装置1。
以下对构成图1中表示的燃料电池单体3的各部件进行说明。
例如，燃料极层9一般而言能够使用公知的材料，能够由多孔质的导电性陶瓷、例如固溶有稀土类元素氧化物的ZrO2(称为稳定化氧化锆，也包括部分稳定化的产物。)与Ni及/或NiO形成。
固体电解质层10具有作为进行电极间的电子的架桥的电解质的功能，同时为了防止燃料气体与含氧气体的漏泄，还需要具有气体阻断性，由固溶了3～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2形成。其中，只要具有上述特性，也可以利用其他材料等来形成。
空气极层11只要是一般而言能采用的材料即可，并未特别地加以限制，例如能够由所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物所构成的导电性陶瓷来形成。空气极层11需要具有气体透过性，优选开气孔率为20％以上、特别地优选处于30～50％的范围内。
内嵌连接器12虽然能够由导电性陶瓷来形成，但因为与燃料气体(含氢气体)及含氧气体(空气等)接触，故需要具有耐还原性及耐氧化性，因此优选使用镧铬铁矿系的钙钛矿型氧化物(LaCrO3系氧化物)。内嵌连接器12为了防止在支撑体13所形成的多个气体流路14内流通的燃料气体、及在支撑体13的外侧流通的含氧气体的漏泄，必须是致密质，优选具有93％以上、尤其是95％以上的相对密度。
作为支撑体13，为了使燃料气体透过至燃料极层9，要求是气体透过的，进一步为了经由内嵌连接器12进行集电，要求是导电性的。因此，作为支撑体13，作为材质需要采用满足该要求的材料，例如能够利用导电性陶瓷、金属陶瓷等。在制作燃料电池单体3之际，在通过与燃料极层9或固体电解质层10的同时烧成来制作支撑体13的情况下，优选由铁属金属成分与特定稀土类氧化物(Y2O3、Yb2O3等)来形成支撑体13。再有，支撑体13为了具备所需要的气体透过性，优选开气孔率为30％以上、特别是处于35～50％的范围内，而且还优选其导电率为300S/cm以上、特别是440S/cm以上。
另外，虽然未图示，但为了使固体电解质层10与空气极层11的接合牢固，并且抑制固体电解质层10的成分与空气极层11的成分反应而形成电阻高的反应层，也能在固体电解质层10与空气极层11之间具备中间层。
在此，作为中间层，能够通过含有Ce(铈)与其他稀土类元素的组成来形成，例如优选具有：
(1)：(CeO2)1-x(REO1.5)x
所表示的组成。式中，RE为Sm、Y、Yb、Gd的至少一种，x是满足0＜x≤0.3的数量。进一步，从降低电阻这一点来说，作为RE优选利用Sm或Gd，例如优选由固溶了10～20摩尔％的SmO1.5或GdO1.5的CeO2构成。
再有，为了使固体电解质层10与空气极层11牢固地接合，并且进一步抑制固体电解质层10的成分与空气极层11的成分反应而形成电阻高的反应层，也能由2层来形成中间层。
还有，虽然未图示，但为了减小内嵌连接器12与支撑体13之间的热膨胀系数差等，也能在内嵌连接器12与支撑体13之间设置密接层。
作为密接层，能够采取与燃料极层9类似的组成，例如能够由固溶有Y2O3等稀土类元素氧化物的ZrO2和Ni及/或NiO来形成。其中，固溶了稀土类元素氧化物的ZrO2和Ni及/或NiO优选体积比为40∶60～60∶40的范围。
图2是将图1所示的导电部件4摘除后加以表示的图，(a)是立体图，(b)是沿着B-B线的剖视图，图3是表示经由导电部件并利用接合材料将一对燃料电池单体接合后的状态的图，是表示导电部件的第1、第2单电池对面部与燃料电池单体的接合状态的纵剖视图。
图2所示的导电部件4具有：与邻接的一个燃料电池单体3接合的多个板状的第1单电池对面部4a1；从第1单电池对面部4a1的两侧开始延伸，以使得从燃料电池单体离开的板状的第1间隔部4a2；与邻接的另一燃料电池单体3接合的多个板状的第2单电池对面部4b1；以及从第2单电池对面部4b1的两侧开始延伸，以使得从燃料电池单体离开的板状的第2间隔部4b2。
进一步，构成为：将连结多个第1间隔部4a2及多个第2间隔部4b2的一端彼此的第1连结部4c、和连结多个第1间隔部4a2及多个第2间隔部4b2的另一端彼此的第2连结部4d作为一组的构件，通过导电性连结片4e将这些构件的多组在燃料电池单体3的长边方向进行连结。如图3所示，第1单电池对面部4a1及第2单电池对面部4b1是经由接合材料15而被接合于燃料电池单体3的部位。
因此，第1单电池对面部4a1与被设置在多个燃料电池单体3的内嵌连接器12面对，第2单电池对面部4b1面对于空气极层11。而且，内嵌连接器12从第1单电池对面部4a1的两侧向外侧伸出地形成，空气极层11从第2单电池对面部4b1的两侧向外侧伸出地形成。
另外，导电部件4的沿着燃料电池单体3的长边方向的长度，在使由燃料电池单体3的发电部所发电的电流有效地流动之际，最好为燃料电池单体3中的空气极层11的长边方向上的长度同等以上。
在此，导电部件4需要具有耐热性及导电性，能够利用金属或合金来制作。特别地，导电部件4由于被暴晒在高温的氧化气氛中，故能够由以4～30％的比例含有Cr的合金来制作，可利用Fe-Cr的合金或Ni-Cr的合金等来制作。
再有，导电部件4由于在单电池堆装置1的工作时被暴晒于高温的氧化气氛中，故也可以在导电部件4的表面实施耐氧化性的涂敷。由此，能够降低导电部件4的劣化。作为实施耐氧化性的涂敷的部位，优选对导电部件4的整个表面实施。由此，能够抑制导电部件4的表面被暴晒于高温的氧化气氛中。
此外，图2所示的导电部件4能够通过以下方法来制作，即：对一枚矩形的板部件实施冲压加工，在板部件的长边方向上形成多个沿部件的宽度方向延伸的狭缝，使成为第1单电池对面部4a1、第1单电池间隔部4a2及第2单电池对面部4b1、第2单电池间隔部4b2的狭缝间的部位交替地突出。
以下对用于连接导电部件4、燃料电池单体3的空气极层11和内嵌连接器12的、第1实施方式的接合材料15进行说明。
本实施方式中的接合材料15包括导电性粒子和绝缘性的纤维状体。作为导电性粒子，能够例示过渡金属钙钛矿型氧化物所构成的粒子。具体是，能够使用电子传导性比构成内嵌连接器的材料还大的材料，例如Mn、Fe、Co等存在于B位置的LaSrCoFeO3系氧化物、LaMnO3系氧化物、LaFeO3系氧化物、LaCoO3系氧化物等的至少一种所构成的P型半导体陶瓷。
可是，在由上述的过渡金属钙钛矿型氧化物所构成的粒子形成了接合材料的情况下，在该接合材料有可能产生裂缝。因此，以抑制该裂缝的产生为目的，本实施方式的接合材料15包括绝缘性的纤维状体。
虽然在制造时或发电中有时导电性粒子彼此烧结而产生烧成收缩，但通过包括绝缘性的纤维状体，从而能抑制导电性粒子彼此的烧结引发的烧成收缩，作为结果，能够抑制裂缝的产生。作为这种绝缘性的纤维状体，为了进一步抑制裂缝的产生，优选热膨胀系数比导电性粒子更小的材料，例如能够采取Al、Ti、Si的氧化物中的至少1种。
作为这种纤维状体，从抑制导电性粒子彼此的烧成收缩并抑制裂缝的产生的观点来说，能够利用平均直径(相当于后述的长径)为3μm以上，优选为5～15μm且平均纵横比(长径/短径)为3以上，优选为5～15的材料。其中，对于纤维状体的平均直径、平均纵横比而言能够通过以下而求得，即：用盐酸等将接合材料15所包含的过渡金属钙钛矿型氧化物溶解并除去，利用扫描型电子显微镜(SEM)针对剩下的纤维状体、例如100个纤维状体求取直径、纵横比，将这些值进行平均。
另外，在接合材料15中，优选含有70～95质量％的导电性粒子、5～30质量％的纤维状体。
然而，由于上述的纤维状体是绝缘性的，故存在接合材料15自身的导电性下降的情况。因此，在本实施方式中，例如在图3所示的单电池堆装置1的构成中，在导电部件4与燃料电池单体3对置的部位(图3中以虚线A示出的部位)，接合材料15所包含的纤维状体的长轴方向在与燃料电池单体3垂直的方向上取向。该“与燃料电池单体3垂直的方向”相当于“给定的方向”。
图3所示的单电池堆装置1中，由燃料电池单体3发电的电流在图3中的左右方向上流动。该情况下，虽然由燃料电池单体3发电的电流流动，以使得回避纤维状体的表面，但如本实施方式那样通过使长轴方向在与燃料电池单体3垂直的方向上取向，从而能够缩短燃料电池单体3间的电流路径，能够提高导电性。
图4是示意性地制作出将图3所示的燃料电池单体3与导电部件4接合的接合材料15的虚线部分的接合材料的电子显微镜(SEM)照片，(a)是相当于沿着燃料电池单体3的排列方向(图3所表示的X方向)切断的剖面(换言之与燃料电池单体的短边方向垂直的剖面)的照片，(b)是相当于与燃料电池单体3平行地切断的剖面(换言之与接合材料的厚度方向垂直的剖面)的照片。
图4中，以深灰色示出的部分为纤维状体16，图4(a)中，纤维状体16在与燃料电池单体3垂直的方向、即左右方向上取向。由此，燃料电池单体3与导电部件4之间的电流的流动被阻碍得以抑制，能够提高导电性。
另外，本实施方式中，纤维状体16在与燃料电池单体3垂直的方向上取向指的是：在与燃料电池单体3的短边方向垂直的剖面中，纤维状体16的长轴方向的延长线与燃料电池单体3相交的角度为45～135度的范围，以下同样。
在此，在提高燃料电池单体3与导电部件4的导电性之际，接合材料15优选在与燃料电池单体3的短边方向垂直的剖面中，纤维状体16中的、纤维状体16与燃料电池单体3垂直的方向上取向的比例为50％以上，进一步优选为90％以上。由此，在燃料电池单体3与导电部件4之间，电流高效地流动，能够提高导电性。
此外，在求取上述的纤维状体16在与燃料电池单体3垂直的方向上取向的比例之际，首先在图4(b)所示的相当于与燃料电池单体3平行地切断的剖面的照片中，任意地选择10个纵横比(长径/短径)为1.5以下的纤维状体来求取其长径的平均值。另一方面，在图4(a)所示的、相当于与燃料电池单体3的短边方向垂直的剖面的照片中，求取各个长轴的长度。在该长轴的长度比图4(b)中求得的平均长径还短的情况下，该纤维状体16并未在与燃料电池单体3垂直的方向上取向。另一方面，针对基于图4(a)而计算出的长轴的长度比图4(b)中的平均长径还长的纤维状体，计算其长轴的延长线与照片的端缘(即照片的左端或右端。相当于燃料电池单体的面。)相交的角度，将该角度为45～135度的情况设为本实施方式中的纤维状体16在与燃料电池单体3垂直的方向上取向。而且，在图4(a)的剖面照片中，将对该纤维状体16在与燃料电池单体3垂直的方向上取向的纤维状体进行计数而得的个数除以剖面照片中的纤维状体16的全部个数，由此能够求取纤维状体16在与燃料电池单体3垂直的方向上取向的比例。
进一步，由于燃料电池单体3所发电的电流以回避纤维状体16的表面的方式流动，故为了回避，优选流动的距离短。因此，在图4(b)所示的相当于与燃料电池单体3平行地切断的剖面(与接合材料15的厚度方向垂直的剖面)的照片中，优选纤维状体16的长径与短径的比率为1.7以下。由此，纤维状体16的形状接近于棱柱或圆柱，可缩短电流在纤维状体16的剖面中的长径方向回避的距离，能够提高导电性。其中，为了求取长径与短径的比率，在图4(b)所示的相当于与燃料电池单体3平行地切断的剖面(与接合材料15的厚度方向垂直的剖面)的照片中，例如只要设定纵50μm×横50μm的任意的正方形区域，求取存在于该区域内的所有纤维状体16的长径与短径的比率，计算这些的平均值即可。
并且，上述的接合材料15，首先利用滚筒式研磨、旋转研磨、振动研磨、玻璃珠研磨、砂砾研磨、搅拌研磨等将导电性粒子及纤维状体的粉末和固体石蜡、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)等有机粘合剂一起进行湿式混合并粉碎，然后来制作浆料。
利用形成了多个射出孔的分配器，在将燃料电池单体3或导电部件4放倒的状态下，将该浆料涂敷于其表面，或者制作纤维状体16在厚度方向上取向的薄片，通过粘贴该薄片并进行热处理，从而能够作为本实施方式的接合材料。
接下来，对第2实施方式的接合材料15进行说明。图5是表示燃料电池单体翘曲的状态的、单电池侧面的示意图。
在上述的燃料电池单体3中，由于在支撑体13的一个主面侧设置空气极层11，在另一主面侧设置内嵌连接器12，故例如在向支撑体13的气体流路14供给含氢气体(燃料气体)时，内嵌连接器12的还原膨胀量增大，如图5所示，支撑体13存在翘曲的倾向，使得一个主面呈凹状、另一主面呈凸状。伴随于此，如图5所示，内嵌连接器12及空气极层11也存在与支撑体13的翘曲配合而变形的倾向。伴随于此，有可能在导电部件4与空气极层11之间的接合材料15产生裂缝。再有，同样地在导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15有可能产生裂缝，甚至燃料电池单体3与导电部件4会剥离。
因此，本实施方式中，在连接燃料电池单体3与导电部件4的接合材料15中，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向。该“燃料电池单体3的长边方向”相当于“给定的方向”。该情况下，空气极层11侧的接合材料15中的纤维状体16的取向方向成为与在空气极层11侧产生的压缩方向几乎相同的朝向。由此，因为该纤维状体16难以产生压缩应力造成的变形，所以能够抑制支撑体13的空气极层11侧的变形。再有，由于能够抑制空气极层11侧中的变形，故内嵌连接器12侧的变形附带地也被抑制。因此，可抑制在导电部件4与空气极层11之间的接合材料15、或导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15中产生裂缝。因此，能够使接合材料15中的裂缝的产生得以抑制。
图6是用于说明图3所示的接合材料的剖面的示意图。以A-A线表示的剖面是与燃料电池单体3平行地切断的剖面(换言之，与接合材料的厚度方向垂直的剖面)。以B-B线表示的剖面是沿着燃料电池单体3的排列方向(图6中表示的X方向)切断的剖面(换言之，与燃料电池单体的长边方向垂直的剖面)。以C-C线表示的剖面是沿着燃料电池单体3的排列方向(图6中表示的X方向)切断的剖面(换言之，与燃料电池单体的短边方向垂直的剖面)。
图7是示意性地表示第2实施方式涉及的接合材料的以A-A线表示的剖面的图。
图7中，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向。由此，如上所述可抑制在接合材料15产生裂缝。
另外，在本实施方式中，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向指的是：在与接合材料15的厚度方向垂直的剖面(以A-A线表示的剖面)中，纤维状体16的长轴方向的延长线与燃料电池单体3的长边方向相交的角度处于-40～40度的范围内，以下同样。
再有，在与接合材料15的厚度方向垂直的剖面(以A-A线表示的剖面)中，更优选纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向的比例为50％以上。由此，可进一步抑制空气极层11侧的压缩变形，还可附带地抑制内嵌连接器12侧的拉伸变形。因此，在导电部件4与空气极层11之间的接合材料15、或导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15中可进一步抑制裂缝的产生。
此外，在求取上述的纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向的比例之际，首先在以B-B线表示的剖面中，任意选择10个纵横比(长径/短径)为1.5以下的纤维状体，求取其长径的平均值。另一方面，在图7所示的、以A-A线表示的剖面中，求取各个长轴的长度。在该长轴的长度比以B-B线表示的剖面中求得的平均长径还短的情况下，设为该纤维状体16的长轴方向未在燃料电池单体3的长边方向上取向。另一方面，针对基于图7而计算出的长轴的长度比以B-B线表示的剖面中的平均长径还长的纤维状体，计算其长轴的延长线与燃料电池单体3的长边方向相交的角度，将该角度为-40～40度的纤维状体设为本实施方式中的纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向。而且，将对图7所示的剖面中该纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向的纤维状体进行计数而得的纤维状体16的个数除以图7中的纤维状体16的全部个数，由此能够求取纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向的比例。
再有，本测量只要在与接合材料15的厚度方向垂直的剖面(以A-A线表示的剖面)中，例如设定纵50μm×横50μm的任意的正方形区域来求取前述的比例即可。
图8是示意性地表示第2实施方式涉及的接合材料的以C-C线表示的剖面的图。
单电池堆装置1在使用时处于高温环境下。由此，在空气极层11与导电部件4的接合面，由于两部件的热膨胀差而在与接合面平行的方向上产生剪切应力。在此，若两部件间的接合材料15的纤维状体16过于向特定的方向取向，则特定的方向上的剪切应力过强，导电部件4与空气极层11之间的接合材料15变得容易产生裂缝。再有，内嵌连接器12与导电部件4之间的接合材料15中同样地也变得容易产生裂缝。
因此，如图8所示的例子那样，在接合材料15的与燃料电池单体3的短边方向垂直的剖面(以C-C线表示的剖面)中，更优选纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向的比例为30％以下。在此，针对基于图8而计算出的长轴的长度比以B-B线表示的剖面中的平均长径还长的纤维状体，计算其长轴的延长线与燃料电池单体3的长边方向相交的角度，将其角度为-25～25度的纤维状体设为本实施方式中的纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向。根据该构成，配置为各纤维状体16在特定的方向上并未取向而是纤维状体16的长轴随机地伸长。通过该随机的配置，在空气极层11与导电部件4的接合面、及内嵌连接器12与导电部件4的接合面中，能够使热膨胀差引起的剪切应力向多个方向分散。因此，可缓和剪切应力。由此，可进一步抑制在导电部件4与空气极层11之间的接合材料15、或导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15中产生裂缝。
并且，上述的接合材料15，首先利用滚筒式研磨、旋转研磨、振动研磨、玻璃珠研磨、砂砾研磨、搅拌研磨等，将导电性粒子及纤维状体的粉末与固体石蜡、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)等有机粘合剂一起进行湿式混合，粉碎后制作浆料。
利用形成有多个射出孔的分配器，在将燃料电池单体3或导电部件4放倒的状态下，将该浆料涂敷于其表面。此时，一边使分配器在燃料电池单体3的长边方向上移动一边将浆料射出。通过本工序，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向。
再有，通过适当调节分配器的移动速度、分配器的角度、分配器的喷出口的直径来决定取向的比例。
除了以上的方法以外，也能够通过制作纤维状体16已在所期望的方向上取向的薄片并粘贴该薄片后进行热处理，从而制成本实施方式的接合材料。
接下来，对第3实施方式的接合材料15进行说明。
本实施方式中，在连接燃料电池单体3与导电部件4的接合材料15中，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向。该情况下，内嵌连接器12侧的接合材料15中的纤维状体16的取向方向成为与在内嵌连接器12侧产生的压缩变形的方向(燃料电池单体3的短边方向)几乎相同的朝向。由此，因为该纤维状体16难以产生压缩应力引起的变形，所以能够抑制内嵌连接器12侧的燃料电池单体3的短边方向的变形。由此，能够附带地抑制内嵌连接器12中的燃料电池单体3的长边方向的拉伸变形。因此，在导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15中可抑制裂缝的产生。再有，通过缓和内嵌连接器12侧中的燃料电池单体3的长边方向的变形，从而可抑制空气极层11侧中的燃料电池单体3的长边方向的压缩变形。因此，可抑制在导电部件4与空气极层11之间的接合材料15中产生裂缝。因此，能够使接合材料15中的裂缝的产生得以抑制。
图9是示意性地表示第3实施方式涉及的接合材料的以A-A线表示的剖面的图。
图9中，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向。该“燃料电池单体3的短边方向”相当于“给定的方向”。由此，如上所述，可抑制在接合材料15产生裂缝。
另外，在本实施方式中，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向指的是：在与接合材料15的厚度方向垂直的剖面(以A-A线表示的剖面)中，纤维状体16的长轴方向的延长线与燃料电池单体3的短边方向相交的角度处于-40～40度的范围内，以下同样。
再有，在与接合材料15的厚度方向垂直的剖面(以A-A线表示的剖面)中，更优选纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向的比例为50％以上。由此，可进一步抑制内嵌连接器12中的燃料电池单体3的短边方向的压缩变形，可抑制导电部件4与空气极层11之间的接合材料15、或导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15中产生裂缝。
此外，在求取上述的纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向的比例之际，首先在以C-C线表示的剖面中，任意选择10个纵横比(长径/短径)为1.5以下的纤维状体，求取其长径的平均值。另一方面，在图9所示的以A-A线表示的剖面中，求取各个长轴的长度。在该长轴的长度比以在C-C线表示的剖面中求得的平均长径还短的情况下，视为该纤维状体16的长轴方向并未在燃料电池单体3的短边方向上取向。另一方面，针对基于图9而计算出的长轴的长度比以C-C线表示的剖面中的平均长径还长的纤维状体，计算其长轴的延长线与燃料电池单体3的短边方向相交的角度，将该角度为-40～40度的纤维状体视为本实施方式中的纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向。而且，在图9所示的剖面中，将对该纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向进行计数而得的纤维状体16的个数除以图9中的纤维状体16的个数，由此能够求取纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向的比例。
再有，本测量只要在与接合材料15的厚度方向垂直的剖面(以A-A线表示的剖面)中，例如设定纵50μm×横50μm的任意的正方形区域来求取前述的比例即可。
图10是示意性地表示第3实施方式涉及的接合材料的以B-B线表示的剖面的图。
单电池堆装置1在使用时处于高温环境下。由此，在空气极层11与导电部件4的接合面，因为两部件的热膨胀差而在与接合面平行的方向上产生剪切应力。在此，若两部件间的接合材料15的纤维状体在特定的方向上过度取向，则特定的方向上的剪切应力过强，导电部件4与空气极层11之间的接合材料15容易产生裂缝。再有，内嵌连接器12与导电部件4之间的接合材料15中同样也容易产生裂缝。
因此，在图10所示的例子那样，在接合材料15的与燃料电池单体3的长边方向垂直的剖面(以B-B线表示的剖面)中，更优选纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向的比例为30％以下。在此，针对基于图10而计算出的长轴的长度比以C-C线表示的剖面中的平均长径还长的纤维状体，计算其长轴的延长线与燃料电池单体3的长边方向相交的角度，将该角度为-25～25度的情况视为本实施方式中的纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向。由此，配置为各纤维状体并未在特定的方向上取向而是纤维状体的长轴随机地伸长。根据该随机的配置，在空气极层11与导电部件4的接合面、及内嵌连接器12与导电部件4的接合面中，能够使热膨胀差造成的剪切应力分散至多个方向。因此，可缓和剪切应力。由此，在导电部件4与空气极层11之间的接合材料15、或导电部件4与内嵌连接器12之间的接合材料15中可抑制裂缝的产生。
并且，上述的接合材料15，首先利用滚筒式研磨、旋转研磨、振动研磨、玻璃珠研磨、砂砾研磨、搅拌研磨等，将导电性粒子及纤维状体的粉末与固体石蜡、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)等有机粘合剂一起进行湿式混合，且粉碎后制作浆料。
利用形成了多个射出孔的分配器，在将燃料电池单体3或导电部件4放倒的状态下，将该浆料涂敷于其表面。此时，一边使分配器在燃料电池单体3的短边方向上移动一边将浆料射出。通过本工序，纤维状体16的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向上取向。
再有，可通过适当调节分配器的移动速度、分配器的角度、分配器的喷出口的直径来决定取向的比例。
除了以上的方法以外，通过制作纤维状体16在所期望的方向上取向的薄片并将该薄片粘贴后进行热处理，从而能够获得本实施方式的接合材料。
图11是表示具备本实施方式的单电池堆装置1而构成的燃料电池组件(以下有时称为组件。)的一例的外观立体图。
图11所示的组件17中，在收纳容器18的内部收纳有本实施方式的单电池堆装置1。其中，在单电池堆装置1的上方配置有用于生成向燃料电池单体3供给的燃料气体的重整器19。另外，图11中虽然表示图1所示的单电池堆装置1具备2个单电池堆器2的情况，但能够适当地变更其个数，例如也可以仅具备1个单电池堆器2。还有，也能使单电池堆装置1包括重整器19。
再有，图11所示的重整器19中，对经由原燃料供给管23而被供给的天然气体或灯油等原燃料进行重整来生成燃料气体。其中，重整器19优选采取能够进行高效的重整反应、即水蒸气重整的构造，具备用于使水气化的气化部20、及配置了用于将原燃料重整为燃料气体的重整触媒(未图示)的重整部21。而且，在重整器19中生成的燃料气体经由燃料气体流通管22(相当于图1所示的燃料气体供给管8)而被供给至歧管7，自歧管7向设置在燃料电池单体3的内部的燃料气体流路供给。
还有，在图11中表示将收纳容器18的一部分(前后面)取下，且将内部所收纳的单电池堆装置1取出至后方的状态。在此，图11中示出的组件17中，能够将单电池堆装置1滑动地收纳在收纳容器18内。
另外，在收纳容器18的内部配置有含氧气体导入部件，其被配置在与歧管7并置的单电池堆器2之间，以使得含氧气体从下端部朝向上端部地在燃料电池单体3的侧方流动。
再有，在上述构成的组件17中。使自燃料电池单体3中的燃料气体流路排出且在发电中未被使用的燃料气体与含氧气体在燃料电池单体3的上端与重整器19之间燃烧，由此能够使燃料电池单体3的温度上升并得以维持。据此，能够使被配置在燃料电池单体3(单电池堆器2)的上方的重整器19暖和，能够在重整器19中有效地进行重整反应。此外，在通常发电时，伴随于上述燃烧或燃料电池单体3的发电，组件17内的温度变为500～1000℃左右。
图12是表示将图11中示出的组件17、及用于使组件17工作的备用设备(未图示)收纳于外装壳体内而构成的本实施方式的燃料电池装置的一例的分解立体图。其中，在图12中省略一部分构成并加以表示。
图12所示的燃料电池装置38构成为：通过隔板41将由支柱39与外装板40构成的外装壳体内划分为上下，将其上方侧作为收纳上述的组件17的组件收纳室42，将下方侧作为收纳用于使组件17工作的备用设备的备用设备收纳室43。此外，省略收纳于备用设备收纳室43的备用设备而加以表示。
再有，在隔板41设置用于使备用设备收纳室43的空气向组件收纳室42侧流动的空气流通口44，在构成组件收纳室42的外装板40的一部分设置有用于将组件收纳室42内的空气排气的排气口45。
这种燃料电池装置38中，如上所述，通过构成为将性能已提高的组件17收纳于组件收纳室42，并将用于使组件17工作的备用设备收纳于备用设备收纳室43，从而能够得到性能已提高的燃料电池装置38。
以上，虽然对本发明详细地进行了说明，但本发明并未限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内进行各种各样的变更、改良等。
例如，也可以是在支撑体13上配置了空气极层11、固体电解质层10、燃料极层9的燃料电池单体。进一步，例如在虽然上述方式中支撑体13上层叠了燃料极层9、固体电解质层10、空气极层11，但也可以不利用支撑体13而是将燃料极层9自身作为支撑体并在该燃料极层9上设置固体电解质层10、空气极层11。
进一步，在上述方式总虽然对燃料电池单体3、单电池堆装置1、组件17以及燃料电池装置38进行了说明，但也能够适用于通过向电解单电池赋予水蒸气与电压并将水蒸气(水)电分解来生成氢与氧(O2)的电解单电池(SOEC)及具备该电解单电池的电解单电池堆装置及电解组件以及电解装置。
再有，例如在上述实施方式中虽然对中空平板型的固体氧化物型燃料电池单体进行了说明，但也可以是所谓的横纹型燃料电池单体。进一步，也可以在各部件之间根据功能来形成各种中间层。
【实施例1】
将88.5质量％的平均粒径为5μm的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3的粉末、和11.5质量％的平均直径为3μm且平均纵横比为20的氧化铝所构成的纤维状体的粉末混合，并将有机粘合剂与溶剂混合，由于制作出浆料。
接着，利用该浆料流入预先制作出的框内，在干燥后以1000℃烧成2小时，制作出长方体状的试验片。
另外，在将浆料流入框内之际，通过使分配器相对长方体的框在长边方向上移动，从而可制作使纤维状体的长轴方向在长方体的框的长边方向上取向的试验片。并且，将该试验片粘贴成长边方向与燃料电池单体垂直，由此纤维状体的长轴方向成为与燃料电池单体垂直的方向。另一方面，粘贴于燃料电池单体3，以使得该试验片的长边方向沿着燃料电池单体的长度方向，由此纤维状体的长轴方向成为与燃料电池单体平行的方向。此外，针对纤维状体的取向状态，将各个试验片的一部分切断并以扫描型电子显微镜(SEM)照片对其剖面进行了确认。
接着，针对这些试验片，基于直流4端子法以800℃左右测量了试验片的导电率。将结果示于图13。另外，纤维状体的长轴方向为与燃料电池单体垂直的方向时的导电率的测量是在长方体状的试验片中的长边方向的一端部及另一端部之间进行直流4端子法下的测量。再有，纤维状体的长轴方向为与燃料电池单体平行的方向时的导电率的测量是在长方体状的试验片中的短边方向的一端部及另一端部之间进行直流4端子法下的测量。
如图13所示，可确认出：与纤维状体的长轴方向在纵方向(相当于与燃料电池单体平行的方向)上取向的试验片相比较，纤维状体的长轴方向在横方向(相当于与燃料电池单体垂直的方向)上取向的试验片的导电率更高。
因此，可确认：在燃料电池单体与导电部件的接合中，在导电部件与燃料电池单体对置的部位，通过使纤维状体的至少一部分的长轴方向在与燃料电池单体垂直的方向上取向，从而能够提高导电性。
【实施例2】
接下来，利用与实施例1同样的材料，将使在试验片的长边方向上取向的比例(取向的比例)取表1所示的值的多个试验片制作为试料No.1～6。各试料的取向的比例是利用前述的个数比来计算的。
而且，测量了各试料的800℃左右的导电率。将其结果示于表1。
【表1】
试料No. 取向的比例(％) 导电率(S/cm)
1 93 19.24
2 90 18.47
3 76 17.96
4 50 17.20
5 47 15.54
6 42 12.74
根据表1，纤维状体的试验片向长边方向的取向度为90％以上的试料No.1、2，导电率比18S/cm大。因此，可确认在向与燃料电池单体垂直的方向的取向度为90％以上的情况下能够使导电率提高。
【实施例3】
接下来，利用与实施例1同样的材料，将使纤维状体的长径与短径的比率取表2所示的值的多个试验片制作为试料No.7～10。纤维状体在试验片的长边方向上取向的比例，试料No.7为93％、试料No.8为90％、试料No.9为76％、试料No.10为50％。再有，拍摄图4(b)那样的、相当于与试验片的长边方向垂直的剖面的SEM照片，由此计算出长径与短径的比率。表2所记载的各试料的长径与短径的比率设为存在于任意地拍摄到的500μm的正方形区域的剖面照片中的纤维状体16的平均值。
而且，测量各试料的800℃左右的导电率。将其结果示于表2。
【表2】
根据表2，纤维状体的长径与短径的比率为1.7以下的试料No.7、8，导电率比18S/cm大。因此，可确认长径与短径的比率为1.7以下的情况下能够使导电率提高。
【实施例4】
接下来，通过与实施例1同样的制造方法来制作试料No.11～14的试验片。再有，各试料的纤维状体的材料如表3所示。其中，试料No.11中设为不包含纤维状体的试验片。
针对各试验片，在制造时进行了与实施例1同样的烧成后，通过目视观察了是否产生微小的裂缝。将其结果示于表3。其中，本试验是在接合材料单体中进行的，通过目视观察了在接合材料单体中有无产生裂缝。
【表3】
试料No. 纤维状体 微小裂缝的有无
11 - 有
12 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 无
13 SiO<sub>2</sub> 无
14 TiO<sub>2</sub> 无
根据表3的结果，未放入纤维状体的试料No.11的试验片中，在烧成后产生了微小的裂缝。另一方面，在纤维状体的材料为Al、Si、Ti的氧化物的试料No.12～14的试验片中，未产生裂缝。
由此，可确认：纤维状体的材料为Al、Si、Ti的氧化物的情况下，能够抑制导电性粒子彼此的烧成收缩并抑制裂缝的产生。
【实施例5】
将88.5质量％的平均粒径为5μm的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3的粉末、和11.5质量％的平均直径为3μm且平均纵横比为5的氧化铝所构成的纤维状体的粉末混合，并将有机粘合剂与溶剂混合，由此制作出浆料。
接着，利用形成有多个射出口的分配器，在图1所示的例子的将燃料电池单体放倒的状态下，将该浆料涂敷至其表面。其中，将分配器的移动方向设为燃料电池单体的长边方向。
在该浆料的表面载置导电部件，在大气中干燥后，在1000℃进行加热，由此使导电部件接合于燃料电池单体。
如上，制作了基于试料No.15～19的导电部件与燃料电池单体的接合体。
接下来，在基于这些接合体的燃料电池单体3中，从气体流路的入口向出口供给燃料气体，并一定时间后进行了停止燃料气体的供给的试验(启动停止试验)。
然后，观察可导电部件与燃料电池单体之间的接合材料中的裂缝的有无。本观察是通过扫描型电子显微镜(SEM)而进行的。将其结果示于表4。如表4所示，在各给定次数(50次、100次、150次、200次)的启动停止试验后，观察了裂缝的有无。以○表示有裂缝的情况，以×表示无裂缝的情况。其中，SEM照片中的观察设为图6中的C-C剖面。
各试料No的试验中，首先利用第1个接合体进行50次的启动停止试验，观察SEM照片，如果产生裂缝，那么结束试验，如果没有产生裂缝，那么利用第2个接合体进行100次的启动停止试验，进行同样的观察。如此，150次、200次地依次进行同样的试验/观察。
【表4】
根据表4的结果，在试料No.15～18中，即便进行至少100次的启动停止试验，接合材料15也未产生裂缝。另一方，在试料No.19中，进行50次的启动停止试验，接合材料就产生了裂缝。
根据该表4的结果，如试料No.15～18所示，在接合材料的纤维状体的长轴方向在燃料电池单体3的长边方向上取向的情况下，与试料No.19所示未在燃料电池单体的长边方向上取向的情况相比较，可确认出抑制接合材料产生裂缝。
再有，试料No.16～18所示的例子，与试料No.15所示的例子相比较，能观察裂缝为止的启动停止试验的次数大幅地增加。因此，在与接合材料的厚度方向垂直的剖面(A-A剖面)中，在纤维状体的长轴方向在燃料电池单体的长边方向上取向的比例为50％以上的情况下，可确认能进一步抑制接合材料产生裂缝。
【实施例6】
接下来，利用与试料No.15～18同样的制作方法，制作出试料No.20～22的导电部件与燃料电池单体的接合体。
然后，在基于这些接合体的燃料电池单体中，进行了与上述同样的启动停止试验。而且，与上述同样地，观察了导电部件与燃料电池单体之间的接合材料中的裂缝的有无。将其结果示于表5。
【表5】
根据表5的结果，试料No.21、22所示的例子，与试料No.20所示的例子相比较，能观察裂缝为止的启动停止试验的次数大幅地增加。因此，在接合材料的与燃料电池单体的短边方向垂直的剖面(以C-C线表示的剖面)中，在纤维状体的长轴方向在燃料电池单体的长边方向上取向的比例为30％以下的情况下，可确认能够进一步抑制接合材料产生裂缝。
【实施例7】
将88.5质量％的平均粒径为5μm的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3的粉末、和11.5质量％的平均直径为3μm且平均纵横比为5的氧化铝所构成的纤维状体的粉末混合，并将有机粘合剂与溶剂混合，由此制作了浆料。
接着，利用形成有多个射出口的分配器，在图1所示的例子的将燃料电池单体放倒的状态下，将该浆料涂敷至其表面。其中，将分配器的移动方向设为燃料电池单体的短边方向。
在该浆料的表面载置导电部件，在大气中干燥后，以1000℃进行加热，由此使导电部件接合至燃料电池单体。
如上，制作了试料No.23～27的导电部件与燃料电池单体的接合体。
然后，在基于这些接合体的燃料电池单体中，进行了与实施例5同样的启动停止试验。而且，与上述同样地，观察了导电部件与燃料电池单体之间的接合材料15中的裂缝的有无。将其结果示于表6。
【表6】
根据表6的结果，在试料No.23～26中，即便进行至少100次的启动停止试验，在接合材料15也不会产生裂缝。另一方面，在试料No.27中，进行50次的启动停止试验就会在接合材料产生裂缝。
根据表6的结果，在如试料No.23～26所示接合材料的纤维状体的长轴方向在燃料电池单体的短边方向上取向的情况下，与如No.27所示未在燃料电池单体的短边方向取向的情况相比较，可确认抑制在接合材料产生裂缝。
再有，试料No.24～26所示的例子，与试料No.23所示的例子相比较，能观察裂缝为止的启动停止试验的次数大幅地增加。因此，在与接合材料的厚度方向垂直的剖面(A-A剖面)中，在纤维状体的长轴方向在燃料电池单体的短边方向上取向的比例为50％以上的情况下，可确认能进一步抑制在接合材料产生裂缝。
【实施例8】
接下来，利用与试料No.23～26同样的制作方法，制作出试料No.28～30的导电部件与燃料电池单体的接合体。
然后，在基于这些接合体的燃料电池单体3中，进行了与上述同样的启动停止试验。而且，与上述同样地观察了导电部件4与燃料电池单体之间的接合材料中的裂缝的有无。将其结果示于表7。
【表7】
根据表7的结果，试料No.29、30所示的例子，与试料No.28所示的例子相比较，能观察裂缝为止的启动停止试验的次数大幅地增加。因此，在接合材料的与燃料电池单体的长边方向垂直的剖面(以B-B线表示的剖面)中，在纤维状体的长轴方向在燃料电池单体3的短边方向取向的比例为30％以下的情况下，可确认能够进一步抑制在接合材料产生裂缝。
-符号说明-
1：单电池堆装置
3：燃料电池单体
4：导电部件
15：接合材料
16：纤维状体
17：燃料电池组件
38：燃料电池装置

Claims (8)

1.一种单电池堆装置，其特征在于，具备：
多个柱状的单电池；和
导电部件，其被配置于该单电池之间，通过导电性的接合材料而被连接至相邻的所述单电池，
所述接合材料包括导电性粒子与绝缘性的纤维状体，
在所述导电部件与所述单电池对置的部位，在与所述单电池的短边方向垂直的剖面中，所述纤维状体的长轴方向在与所述单电池垂直的方向上取向的比例为50％以上，或者在与所述接合材料的厚度方向垂直的剖面中，所述纤维状体的长轴方向在所述单电池的长边方向上取向的比例为50％以上，或者在与所述接合材料的厚度方向垂直的剖面中，所述纤维状体的长轴方向在所述单电池的短边方向上取向的比例为50％以上。
2.根据权利要求1所述的单电池堆装置，其特征在于，
所述绝缘性的纤维状体的长轴方向在与所述单电池垂直的方向上取向的比例为90％以上。
3.根据权利要求2所述的单电池堆装置，其特征在于，
在与所述接合材料的厚度方向垂直的剖面中，所述绝缘性的纤维状体的长径与短径的比率为1.7以下。
4.根据权利要求1所述的单电池堆装置，其特征在于，
在所述接合材料的与所述单电池的所述短边方向垂直的剖面中，所述纤维状体的长轴方向在所述单电池的长边方向上取向的比例为30％以下。
5.根据权利要求1所述的单电池堆装置，其特征在于，
在所述接合材料的与所述单电池的所述长边方向垂直的剖面中，所述纤维状体的长轴方向在所述单电池的短边方向上取向的比例为30％以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的单电池堆装置，其特征在于，
所述导电性粒子为含有La的钙钛矿型氧化物，
所述绝缘性的纤维状体为Al、Si、Ti的氧化物中的至少1种。
7.一种组件，其特征在于，
该组件构成为：将权利要求1～6中任一项所述的单电池堆装置收纳于收纳容器内。
8.一种组件收纳装置，其特征在于，
该组件收纳装置构成为：将权利要求7所述的组件和用于进行该组件的运转的备用设备收纳于外装壳体内。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6360980B2 (ja) * 2017-01-11 2018-07-18 日本碍子株式会社 燃料電池セル
JP6605164B1 (ja) * 2018-12-27 2019-11-13 日本碍子株式会社 燃料電池のセルスタック
CN117616603A (zh) * 2021-07-12 2024-02-27 京瓷株式会社 电化学单电池、电化学单电池装置、模块以及模块收容装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833045A (en) * 1987-12-10 1989-05-23 Westinghouse Electric Corp. Porous electronic current collector bodies for electrochemical cell configurations
JP2009205821A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Kyocera Corp セルスタックおよびその製法ならびに燃料電池モジュール
JP2010257744A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Kyocera Corp 横縞型燃料電池セルスタックおよびその製法ならびに燃料電池
JP2011175906A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Kyocera Corp セルスタック、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
CN102292859A (zh) * 2009-01-28 2011-12-21 京瓷株式会社 耐热性合金、燃料电池用合金部件、燃料电池单元组装置、燃料电池模块及燃料电池装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005310719A (ja) * 2004-04-26 2005-11-04 Toto Ltd 筒状燃料電池集合体
JP4943037B2 (ja) 2005-07-27 2012-05-30 京セラ株式会社 燃料電池モジュール
KR100812105B1 (ko) * 2006-08-28 2008-03-12 한국과학기술연구원 파괴저항성이 높은 평판형 고체산화물 연료전지 스택용복합 밀봉재 및 그 제조방법
DE102008020762A1 (de) * 2008-04-18 2009-10-22 Heliocentris Energiesysteme Gmbh Brennstoffzellensystem
JP5709670B2 (ja) 2011-06-29 2015-04-30 京セラ株式会社 燃料電池セル装置
JP5769646B2 (ja) 2012-02-08 2015-08-26 京セラ株式会社 導電体および固体酸化物形燃料電池セルならびにセルスタック、燃料電池装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4833045A (en) * 1987-12-10 1989-05-23 Westinghouse Electric Corp. Porous electronic current collector bodies for electrochemical cell configurations
JP2009205821A (ja) * 2008-02-26 2009-09-10 Kyocera Corp セルスタックおよびその製法ならびに燃料電池モジュール
CN102292859A (zh) * 2009-01-28 2011-12-21 京瓷株式会社 耐热性合金、燃料电池用合金部件、燃料电池单元组装置、燃料电池模块及燃料电池装置
JP2010257744A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Kyocera Corp 横縞型燃料電池セルスタックおよびその製法ならびに燃料電池
JP2011175906A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Kyocera Corp セルスタック、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置

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