CN108352542B - 互连器-电化学反应单体电池复合体、电化学反应电池堆以及互连器-电化学反应单体电池复合体的制造方法 - Google Patents

互连器-电化学反应单体电池复合体、电化学反应电池堆以及互连器-电化学反应单体电池复合体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供抑制互连器产生裂纹、应变的互连器‑电化学反应单体电池复合体。互连器‑电化学反应单体电池复合体具有电化学反应单体电池和互连器。在互连器形成有多个由凸部和凹部构成的组合，该凸部沿第1方向突出，该凹部配置于第1方向上的与凸部所在侧相反的一侧且向凸部侧凹陷。对于所述多个组合中的至少一个组合，在第1方向上，凹部的底部位于比凸部的基端靠凹部的开口端侧的位置，在与第1方向平行的截面中，凹部位于凸部的与第1方向正交的第2方向上的宽度t2的范围内，凹部的第2方向上的宽度t1小于凸部的第2方向上的宽度t2。

Description

互连器-电化学反应单体电池复合体、电化学反应电池堆以及 互连器-电化学反应单体电池复合体的制造方法
技术领域
本说明书公开的技术涉及一种互连器-电化学反应单体电池复合体。
背景技术
作为燃料电池的种类之一，公知固体氧化物型燃料电池(以下称作“SOFC”)。构成SOFC的互连器-燃料电池单体电池复合体(以下，简称作“复合体”)例如具有：燃料电池单体电池(以下简称作“单体电池”)，其具有电解质层和夹着电解质层在预定方向(以下，称作“第1方向”)上互相相对的空气极和燃料极；以及互连器，其配置在单体电池的第1方向上。通常，复合体以将多个复合体沿第1方向排列配置而成的燃料电池堆的形态来使用。
以往，公知有一种具有互连器的复合体，该互连器形成有多个由沿第1方向突出的凸部和配置于第1方向上的与凸部所在侧相反的一侧且向凸部侧凹陷的凹部构成的组合(例如参照专利文献1)。在这种结构的互连器中，由形成于第1方向上的一侧的多个凹部构成的空间作为供向配置于互连器的该一侧的电极(空气极或燃料极)供给的反应气体流动的空间(空气室或燃料室)发挥功能，形成于该一侧的多个凸部作为与该电极电连接的集电体发挥功能。此外，这种结构的互连器例如通过冲压加工、蚀刻等方法进行制造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/001777号
发明内容
发明要解决的问题
构成燃料电池堆的各复合体在燃料电池堆的运转过程中暴露在高温(例如700℃～1000℃)中。另外，在构成燃料电池堆的各复合体中，产生基于紧固力的应力。在上述以往的互连器的结构中，由于所述高温和应力的原因，有时互连器会产生裂纹、应变。互连器的裂纹、应变可能成为导致漏气、接触电阻增大的原因，因此不希望互连器产生裂纹、应变。
此外，这样的课题并不限于SOFC，对于其他类型的燃料电池来说也是共同的课题。另外，这样的课题并不限于互连器-燃料电池单体电池复合体，对于具有互连器和利用水的电解反应来生成氢的电解池的最小构成单位即电解池的互连器-电解池复合体来说也是共同的课题。此外，在本说明书中，将燃料电池单体电池和电解池统称为电化学反应单体电池，将互连器-燃料电池单体电池复合体和互连器-电解池复合体统称为互连器-电化学反应单体电池复合体。
在本说明书中公开了能够解决上述课题的技术。
用于解决问题的方案
本说明书所公开的技术例如能够作为以下的形态来实现。
(1)本说明书所公开的互连器-电化学反应单体电池复合体具有：电化学反应单体电池，其包括电解质层和夹着所述电解质层在第1方向上互相相对的空气极和燃料极；以及互连器，其配置在所述电化学反应单体电池的所述第1方向上，其中，在所述互连器形成有多个由凸部和凹部构成的组合，该凸部沿所述第1方向突出，该凹部配置于所述第1方向上的与所述凸部所在侧相反的一侧且向所述凸部侧凹陷，对于多个所述组合中的至少一个组合，在所述第1方向上，所述凹部的底部位于比所述凸部的基端靠所述凹部的开口端侧的位置，在与所述第1方向平行的截面中，所述凹部位于所述凸部的与所述第1方向正交的第2方向上的宽度t2的范围内，所述凹部的所述第2方向上的宽度t1小于所述凸部的所述第2方向上的所述宽度t2。采用该互连器-电化学反应单体电池复合体，由于互连器具有包含在凸部的宽度t2内、且未包含在凹部的宽度t1内的部分，因此能够缓和应力向互连器的凸部的角部、凹部的角部等处集中，从而能够抑制互连器产生裂纹、应变，其结果，能够抑制漏气的产生、接触电阻的增大。
(2)在上述互连器-电化学反应单体电池复合体中，也可以构成为，所述凹部的靠底部侧的角部为圆角形状。采用该互连器-电化学反应单体电池复合体，能够缓和应力向互连器的凹部的靠底部侧的角部集中，能够更有效地抑制互连器产生裂纹、应变。
(3)在上述互连器-电化学反应单体电池复合体中，也可以构成为，所述凸部的靠基端侧的角部和所述凸部的靠顶端侧的角部中的至少一者为圆角形状。采用该互连器-电化学反应单体电池复合体，在对互连器形成涂层的情况下，能够抑制在凸部的角部处涂层的膜厚变薄。
(4)在上述互连器-电化学反应单体电池复合体中，也可以构成为，对于多个所述组合中的至少一个组合，所述凹部的所述第1方向上的深度h和所述凹部的开口端与所述凸部的基端之间的所述第1方向上的距离H满足h/H≤0.69这样的关系。采用该互连器-电化学反应单体电池复合体，能够使互连器为期望的形状且能够更有效地缓和应力集中。
(5)在上述互连器-电化学反应单体电池复合体中，也可以构成为，对于多个所述组合中的至少一个组合，在与所述第1方向平行的截面中，所述凹部的所述宽度t1和所述凸部的所述宽度t2满足0.75≤t1/t2≤0.925这样的关系。采用该互连器-电化学反应单体电池复合体，能够使互连器为期望的形状且能够更有效地缓和应力集中。
(6)在上述互连器-电化学反应单体电池复合体中，也可以构成为，所述电解质层包含固体氧化物。采用本互连器-电化学反应单体电池复合体，在电解质层包含固体氧化物的结构中，能够缓和应力向互连器的凸部的角部、凹部的角部等处集中，从而能够抑制互连器产生裂纹、应变。
另外，本说明书所公开的技术能够以多种形态实现，例如能够以互连器-电化学反应单体电池复合体(互连器-燃料电池单体电池复合体或互连器-电解池复合体)、具有多个互连器-电化学反应单体电池复合体的电化学反应电池堆(燃料电池堆或电解池堆)、互连器、以及它们的制造方法等的形态实现。
附图说明
图1是表示本实施方式的燃料电池堆100的外观结构的立体图。
图2是表示图1的II-II位置处的燃料电池堆100的XZ截面结构的说明图。
图3是表示图1的III-III位置处的燃料电池堆100的YZ截面结构的说明图。
图4是表示与图2所示的截面相同的位置处的、互相相邻的两个发电单位102的XZ截面结构的说明图。
图5是表示与图3所示的截面相同的位置处的、互相相邻的两个发电单位102的YZ截面结构的说明图。
图6是表示图4的VI-VI位置处的发电单位102的XY截面结构的说明图。
图7是表示互连器150的详细结构的说明图。
图8是表示实施例1的互连器150中的等效应力的分布的说明图。
图9是表示比较例的互连器150X中的等效应力的分布的说明图。
图10是表示实施例1的互连器150中的等效蠕变应变的分布的说明图。
图11是表示比较例的互连器150X中的等效蠕变应变的分布的说明图。
图12是表示模拟结果的另一个例子的说明图。
具体实施方式
A.实施方式：
A-1.结构：
(燃料电池堆100的结构)
图1是表示本实施方式的燃料电池堆100的外观结构的立体图，图2是表示图1的II-II位置处的燃料电池堆100的XZ截面结构的说明图，图3是表示图1的III-III位置处的燃料电池堆100的YZ截面结构的说明图。在各图中示出用于指定方向的、互相正交的XYZ轴。在本说明书中，为了方便起见，将Z轴正方向称作上方，将Z轴负方向称作下方，但燃料电池堆100在实际中也可以以异于该朝向的朝向进行设置。在图4之后的图中也相同。
燃料电池堆100具有多个(在本实施方式中为7个)发电单位102以及一对端板104、106。7个发电单位102在预定的排列方向(在本实施方式中为上下方向)上排列地配置。一对端板104、106从上下夹着由7个发电单位102形成的集合体地进行配置。另外，上述排列方向(上下方向)相当于权利要求中的第1方向。另外，燃料电池堆100是电化学反应电池堆的一个例子。
在构成燃料电池堆100的各层(发电单位102、端板104、端板106)的绕Z轴方向的周缘部形成有在上下方向上贯通的多个(在本实施方式中为8个)孔，形成于各层并互相对应的孔彼此在上下方向上连通，构成了在上下方向上从一个端板104延伸到另一个端板106的连通孔108。在以下的说明中，有时也将为了构成连通孔108而形成于燃料电池堆100的各层的孔称作连通孔108。
在各连通孔108中插入有在上下方向上延伸的螺栓22，利用螺栓22和拧紧于螺栓22的两侧的螺母24，将燃料电池堆100紧固。另外，如图2和图3所示，在拧紧于螺栓22的一侧(上侧)的螺母24和构成燃料电池堆100的上端的端板104的上侧表面之间、以及在拧紧于螺栓22的另一侧(下侧)的螺母24和构成燃料电池堆100的下端的端板106的下侧表面之间存在绝缘片26。但是，在设有后述的气体通路构件27的部位，在螺母24和端板106的表面之间存在气体通路构件27以及分别配置在气体通路构件27的上侧和下侧的绝缘片26。绝缘片26例如由云母片、陶瓷纤维片、陶瓷粉末压片、玻璃片、玻璃陶瓷复合材料等构成。
各螺栓22的轴部的外径小于各连通孔108的内径。因此，能够在各螺栓22的轴部的外周面和各连通孔108的内周面之间确保空间。如图1和图2所示，由位于燃料电池堆100的、绕Z轴方向的外周的一个边(与Y轴平行的两个边中的、靠X轴正方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22A)与插入有该螺栓22A的连通孔108形成的空间作为氧化剂气体导入歧管161来发挥功能，该氧化剂气体导入歧管161是从燃料电池堆100的外部导入氧化剂气体OG并将该氧化剂气体OG向各发电单位102供给的气体流路，由位于与该边相反的一侧的边(与Y轴平行的两个边中的、靠X轴负方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22B)和插入有该螺栓22B的连通孔108形成的空间作为氧化剂气体排出歧管162发挥功能，该氧化剂气体排出歧管162将从各发电单位102的空气室166排出的气体即氧化剂废气OOG向燃料电池堆100的外部排出。另外，在本实施方式中，例如使用空气作为氧化剂气体OG。
此外，如图1和图3所示，由位于燃料电池堆100的、绕Z轴方向的外周的一个边(与X轴平行的两个边中的、靠Y轴正方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22D)和插入有该螺栓22D的连通孔108形成的空间作为燃料气体导入歧管171发挥功能，该燃料气体导入歧管171从燃料电池堆100的外部导入燃料气体FG，并将该燃料气体FG向各发电单位102供给，由位于与该边相反的一侧的边(与X轴平行的两个边中的、靠Y轴负方向侧的边)的中点附近的螺栓22(螺栓22E)和插入有该螺栓22E的连通孔108形成的空间作为燃料气体排出歧管172发挥功能，该燃料气体排出歧管172将从各发电单位102的燃料室176排出的气体即燃料废气FOG向燃料电池堆100的外部排出。另外，在本实施方式中，例如使用对城市煤气进行改性后得到的富氢气体作为燃料气体FG。
在燃料电池堆100设有4个气体通路构件27。各气体通路构件27具有中空筒状的主体部28和从主体部28的侧面分支出的中空筒状的分支部29。分支部29的孔与主体部28的孔相连通。在各气体通路构件27的分支部29连接有气体配管(未图示)。此外，如图2所示，在形成氧化剂气体导入歧管161的螺栓22A的位置配置的气体通路构件27的主体部28的孔与氧化剂气体导入歧管161相连通，在形成氧化剂气体排出歧管162的螺栓22B的位置配置的气体通路构件27的主体部28的孔与氧化剂气体排出歧管162相连通。此外，如图3所示，在形成燃料气体导入歧管171的螺栓22D的位置配置的气体通路构件27的主体部28的孔与燃料气体导入歧管171相连通，在形成燃料气体排出歧管172的螺栓22E的位置配置的气体通路构件27的主体部28的孔与燃料气体排出歧管172相连通。
(端板104、端板106的结构)
一对端板104、106是大致矩形的平板形状的导电性构件，例如由不锈钢形成。一个端板104配置在位于最上方的发电单位102的上侧，另一个端板106配置在位于最下方的发电单位102的下侧。多个发电单位102以被按压的状态被一对端板104、106夹持。上侧的端板104作为燃料电池堆100的正极侧的输出端子发挥功能，下侧的端板106作为燃料电池堆100的负极侧的输出端子发挥功能。
(发电单位102的结构)
图4是表示与图2所示的截面相同的位置处的、互相相邻的两个发电单位102的XZ截面结构的说明图，图5是表示与图3所示的截面相同的位置处的、互相相邻的两个发电单位102的YZ截面结构的说明图。另外，图6是表示图4的VI-VI位置处的发电单位102的XY截面结构的说明图。
如图4和图5所示，发电的最小单位即发电单位102包括单体电池110、分隔件120、空气极侧框130、燃料极侧框140、燃料极侧集电体144以及构成发电单位102的最上层和最下层的一对互连器150。在分隔件120、空气极侧框130、燃料极侧框140、互连器150的绕Z轴方向的周缘部形成有供上述螺栓22插入的连通孔108所对应的孔。
互连器150是具有大致矩形的外形的导电性构件，其由例如铁素体系不锈钢等包含Cr(铬)的金属形成。互连器150确保发电单位102之间的电导通，并且防止在发电单位102之间的反应气体混合。另外，在本实施方式中，在两个发电单位102相邻地配置的情况下，一个互连器150被相邻的两个发电单位102共用。即，某一个发电单位102的上侧的互连器150与在该发电单位102的上侧与该发电单位102相邻的、另一个发电单位102的下侧的互连器150是同一构件。此外，由于燃料电池堆100具有端板106，因此，在燃料电池堆100中位于最下方的发电单位102不具有下侧的互连器150(参照图2和图3)。
如图4～图6所示，在互连器150中，形成有多个如下这样的组合：向下方突出的凸部152(以下，称作“空气极侧凸部152”)和配置于空气极侧凸部152的上侧且向空气极侧凸部152侧凹陷的凹部154(以下，称作“燃料极侧凹部154”)的组合。另外，在相邻的两个空气极侧凸部152之间形成有凹部156(以下，称作“空气极侧凹部156”)，在相邻的两个燃料极侧凹部154之间形成有凸部158(以下，称作“燃料极侧凸部158”)。即，在互连器150中还形成有多个如下这样的组合：向上方突出的燃料极侧凸部158和配置于燃料极侧凸部158的下侧且向燃料极侧凸部158侧凹陷的空气极侧凹部156的组合。
在某一个发电单位102中的上侧的互连器150形成的各空气极侧凸部152同该发电单位102的空气极114的与电解质层112相对的一侧相反的那一侧的表面直接地接触或间接地接触。另外，该互连器150中的各燃料极侧凸部158与在上侧相邻的另一个发电单位102的燃料极侧集电体144直接地接触或间接地接触。因此，能够利用互连器150来确保发电单位102之间的电导通。另外，形成在某一个发电单位102中的上侧的互连器150的各空气极侧凹部156构成面向该发电单位102的空气极114的空气室166的一部分。
此外，在本实施方式中，互连器150是通过对平板形状的金属材料实施冲压加工而形成空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的多个组合以及燃料极侧凸部158和空气极侧凹部156的多个组合来制造成的。更具体而言，通过冲压加工形成的相邻两个空气极侧凸部15之间的部位成为空气极侧凹部156，通过冲压加工形成的相邻两个燃料极侧凹部154之间的部位成为燃料极侧凸部158。与例如使用蚀刻等其他方法的情况相比，通过利用冲压加工来形成互连器150的凸部、凹部，能够谋求制造工序的效率化。在后面叙述互连器150的进一步的详细结构。
单体电池110具有：电解质层112；以及空气极(阴极)114和燃料极(阳极)116，该空气极114和燃料极116夹着电解质层112在上下方向(发电单位102排列的排列方向)上互相相对。另外，本实施方式的单体电池110是利用燃料极116支承电解质层112和空气极114的燃料极支承型的单体电池。
电解质层112是大致矩形的平板形状构件，例如由YSZ(氧化钇稳定氧化锆)、ScSZ(氧化钪稳定氧化锆)、SDC(钐掺杂氧化铈)、GDC(掺杂氧化钆的氧化铈)、钙钛矿型氧化物等固体氧化物形成。空气极114是大致矩形的平板形状构件，例如由钙钛矿型氧化物(例如LSCF(镧锶钴铁氧化物)、LSM(镧锶锰氧化物)、LNF(镧镍鉄))形成。燃料极116是大致矩形的平板形状构件，例如利用Ni(镍)、由Ni和陶瓷粒子形成的金属陶瓷、Ni基合金等形成。如此，本实施方式的单体电池110(发电单位102)是使用固体氧化物作为电解质的固体氧化物型燃料电池(SOFC)。
分隔件120是在中央附近形成有在上下方向上贯通的大致矩形的孔121的框状的构件，例如由金属形成。分隔件120的孔121的周围部分与电解质层112的靠空气极114侧的表面的周缘部相对。分隔件120利用配置在该相对的部分并由焊料(例如Ag焊料)形成的接合部124与电解质层112(单体电池110)相接合。利用分隔件120，划分出面向空气极114的空气室166和面向燃料极116的燃料室176，能够抑制气体从单体电池110的周缘部的一个电极侧向另一个电极侧泄漏。另外，接合有分隔件120的单体电池110还称作带有分隔件的单体电池。
空气极侧框130是在中央附近形成有在上下方向上贯通的大致矩形的孔131的框状的构件，例如由云母等绝缘体形成。空气极侧框130的孔131构成面向空气极114的空气室166。空气极侧框130与分隔件120的同与电解质层112相对的一侧相反的那一侧的表面的周缘部接触，且与互连器150的同空气极114相对的一侧的表面的周缘部接触。此外，在空气极侧框130的作用下，发电单位102所包含的一对互连器150之间电绝缘。此外，在空气极侧框130形成有：氧化剂气体供给连通孔132，其用于将氧化剂气体导入歧管161和空气室166连通；以及氧化剂气体排出连通孔133，其用于将空气室166和氧化剂气体排出歧管162连通。
燃料极侧框140是在中央附近形成有在上下方向上贯通的大致矩形的孔141的框状的构件，例如由金属形成。燃料极侧框140的孔141构成面向燃料极116的燃料室176。燃料极侧框140与分隔件120的同电解质层112相对的一侧的表面的周缘部接触，且与互连器150的同燃料极116相对的一侧的表面的周缘部接触。此外，在燃料极侧框140形成有：燃料气体供给连通孔142，其用于将燃料气体导入歧管171和燃料室176连通；以及燃料气体排出连通孔143，其用于将燃料室176和燃料气体排出歧管172连通。
燃料极侧集电体144配置在燃料室176内。燃料极侧集电体144包括互连器相对部146、电极相对部145以及将电极相对部145和互连器相对部146连接起来的连接部147，该燃料极侧集电体144例如由镍、镍合金、不锈钢等形成。电极相对部145与燃料极116的同与电解质层112相对的一侧相反的那一侧的表面相接触，互连器相对部146与互连器150的同燃料极116相对的一侧的表面相接触。但是，像上述那样，由于在燃料电池堆100中位于最下方的发电单位102不具有下侧的互连器150，因此该发电单位102的互连器相对部146与下侧的端板106接触。由于燃料极侧集电体144是这样的结构，因此将燃料极116与互连器150(或端板106)电连接。另外，在电极相对部145和互连器相对部146之间配置有例如由云母形成的间隔物149。因此，燃料极侧集电体144能够追随因温度循环、反应气体压力变动引起的发电单位102的变形而良好地维持燃料极116和互连器150(或端板106)之间经由燃料极侧集电体144的电连接。
如图4和图5所示，互连器150的靠空气极114侧的表面被导电性的涂层136覆盖。涂层136例如由尖晶石型氧化物(例如MnCo2O4、ZnMn2O4、CuMn2O4等)形成。在互连器150的表面形成涂层136，例如，利用喷涂、喷墨印刷、旋涂、浸涂、镀敷、溅射、喷镀等众所周知的方法来进行。由于存在涂层136，因此能够抑制产生Cr自互连器150的表面释放出来并扩散这样的被称为“Cr扩散”的现象，从而能够抑制互连器150由于缺乏Cr而发生异常氧化、产生由扩散的Cr附着在空气极114的表面导致空气极114上的电极反应速度降低这样的被称为“空气极的Cr中毒”的现象。另外，虽然通过对互连器150的热处理能够形成氧化铬的覆膜，但在该情况下，涂层136并不是该覆膜，而是以覆盖形成有该覆膜的互连器150的方式形成的层。在以下的说明中，只要没有特殊说明，互连器150指的就是“被涂层136覆盖的互连器150”。
空气极114和互连器150(更详细而言为互连器150的各空气极侧凸部152)利用导电性的接合层138相接合。接合层138例如由尖晶石型氧化物(例如Mn1.5Co1.5O4、MnCo2O4、ZnCo2O4、ZnMn2O4、ZnMnCoO4、CuMn2O4)形成。空气极114和互连器150利用接合层138电连接。前文说明了互连器150与空气极114的表面相接触，但在本实施方式中，被涂层136覆盖的互连器150和空气极114之间存在接合层138。
此外，在本说明书中，如图4和图5所示，还将从各发电单位102去除空气极侧框130和靠空气极侧框130侧的互连器150之后的构造体、即具有单体电池110、分隔件120、燃料极侧框140、以及靠燃料极侧框140侧的互连器150的构造体称作互连器-燃料电池单体电池复合体107。像上述那样，燃料电池堆100具有沿上下方向排列地配置的多个发电单位102，换言之，可以说，燃料电池堆100具有以夹着空气极侧框130的方式排列配置的多个互连器-燃料电池单体电池复合体107。互连器-燃料电池单体电池复合体107是互连器-电化学反应单体电池复合体的一个例子。
A-2.燃料电池堆100的动作：
如图2和图4所示，当经由与设于氧化剂气体导入歧管161的位置的气体通路构件27的分支部29相连接的气体配管(未图示)供给氧化剂气体OG时，氧化剂气体OG经由气体通路构件27的分支部29及主体部28的孔向氧化剂气体导入歧管161供给，并从氧化剂气体导入歧管161经由各发电单位102的氧化剂气体供给连通孔132向空气室166供给。此外，如图3和图5所示，当经由与设于燃料气体导入歧管171的位置的气体通路构件27的分支部29相连接的气体配管(未图示)供给燃料气体FG时，燃料气体FG经由气体通路构件27的分支部29及主体部28的孔向燃料气体导入歧管171供给，并从燃料气体导入歧管171经由各发电单位102的燃料气体供给连通孔142向燃料室176供给。
当氧化剂气体OG供给到各发电单位102的空气室166、燃料气体FG供给到燃料室176时，在单体电池110中进行由氧化剂气体OG和燃料气体FG的电化学反应引起的发电。该发电反应为放热反应。在各发电单位102中，单体电池110的空气极114经由接合层138与一个互连器150电连接，燃料极116经由燃料极侧集电体144与另一个互连器150电连接。此外，燃料电池堆100所包含的多个发电单位102串联地电连接。因此，能够从作为燃料电池堆100的输出端子发挥功能的端板104、端板106获取在各发电单位102生成的电能。另外，由于SOFC是在比较高的温度(例如700℃～1000℃)下进行发电的，因此，可以在起动后利用加热器(未图示)加热燃料电池堆100，直到成为能够利用由发电产生的热来维持高温的状态。
如图2和图4所示，从各发电单位102的空气室166排出的氧化剂废气OOG经由氧化剂气体排出连通孔133向氧化剂气体排出歧管162排出，然后经过设于氧化剂气体排出歧管162的位置的气体通路构件27的主体部28和分支部29的孔并经由连接于该分支部29的气体配管(未图示)向燃料电池堆100的外部排出。此外，如图3和图5所示，从各发电单位102的燃料室176排出的燃料废气FOG经由燃料气体排出连通孔143向燃料气体排出歧管172排出，然后经过设于燃料气体排出歧管172的位置的气体通路构件27的主体部28和分支部29的孔并经由连接于该分支部29的气体配管(未图示)向燃料电池堆100的外部排出。
A-3.互连器150的详细结构：
图7是表示互连器150的详细结构的说明图。在图7中示出图6的VII―VII位置处的互连器150的YZ截面结构、即示出与上下方向(Z轴方向)和左右方向(Y轴方向)平行的截面且是通过空气极侧凸部152的X轴方向上的中心的截面的结构。
在图7中，还在上下方向上示出表示燃料极侧凹部154的开口端的位置的第1假想直线L1、表示燃料极侧凹部154的底部的位置的第2假想直线L2、表示空气极侧凸部152的基端的位置的第3假想直线L3、表示空气极侧凸部152的顶端的位置的第4假想直线L4。此外，在本实施方式中，在上下方向上，燃料极侧凸部158的顶端的位置等于燃料极侧凹部154的开口端的位置，燃料极侧凸部158的基端的位置等于燃料极侧凹部154的底部的位置，空气极侧凹部156的底部的位置等于空气极侧凸部152的基端的位置，空气极侧凹部156的开口端的位置等于空气极侧凸部152的顶端的位置。即，第1假想直线L1也是表示燃料极侧凸部158的顶端的位置的假想直线，第2假想直线L2也是表示燃料极侧凸部158的基端的位置的假想直线，第3假想直线L3也是表示空气极侧凹部156的底部的位置的假想直线，第4假想直线L4也是表示空气极侧凹部156的开口端的位置的假想直线。
在图7中，还示出了各凸部和各凹部在左右方向(Y轴方向)上的宽度的定义。即，空气极侧凸部152的宽度t2a是交点P21与交点P22之间的距离，该交点P21是将空气极侧凸部152的一个侧面延长得到的假想直线TL21和第4假想直线L4的交点，该交点P22是将空气极侧凸部152的另一侧面延长得到的假想直线TL22和第4假想直线L4的交点。另外，燃料极侧凹部154的宽度t1a是互连器150的构成燃料极侧凹部154的互相相对的内壁面之间的距离，具体而言，是交点P11与交点P12之间的距离，该交点P11是将燃料极侧凹部154的一个侧面延长得到的假想直线TL11和第1假想直线L1的交点，该交点P12是将燃料极侧凹部154的另一侧面延长得到的假想直线TL12和第1假想直线L1的交点。同样地，燃料极侧凸部158的宽度t2b是交点P12(为与上述交点P12相同的点)与交点P13之间的距离，该P12是将燃料极侧凸部158的一个侧面延长得到的假想直线TL12和第1假想直线L1的交点，该交点P13是将燃料极侧凸部158的另一侧面延长的假想直线TL13和第1假想直线L1的交点。另外，空气极侧凹部156的宽度t1b是互连器150的构成空气极侧凹部156的互相相对的内壁面之间的距离，具体而言是交点P22(为与上述交点P22相同的点)与交点P23之间的距离，该交点P22是将空气极侧凹部156的一个侧面延长得到的假想直线TL22和第4假想直线L4的交点，该交点P23是将空气极侧凹部156的另一侧面延长得到的假想直线TL23和第4假想直线L4的交点。此外，左右方向(Y轴方向)相当于权利要求中的第2方向。
如图7所示，在本实施方式的互连器150中，对于沿上下方向排列的空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的组合，燃料极侧凹部154的底部(第2假想直线L2的位置)位于比空气极侧凸部152的基端(第3假想直线L3的位置)靠燃料极侧凹部154的开口端侧(上侧)的位置。即，在互连器150中存在在上下方向上未形成空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的区域(第2假想直线L2与第3假想直线L3之间的区域)。此外，在本实施方式中，并不限于图7所示的结构，在互连器150形成的空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的多个组合全部为相同的结构。
另外，在本实施方式的互连器150中，对于沿上下方向排列的燃料极侧凸部158和空气极侧凹部156的组合，也是同样，空气极侧凹部156的底部(第3假想直线L3的位置)位于比燃料极侧凸部158的基端(第2假想直线L2的位置)靠空气极侧凹部156的开口端侧(下侧)的位置。即，在互连器150的第2假想直线L2与第3假想直线L3之间的区域中，既未形成燃料极侧凸部158，也未形成空气极侧凹部156。此外，在本实施方式中，并不限于图7所示的结构，在互连器150形成的空气极侧凹部156和燃料极侧凸部158的多个组合全部为相同的结构。
如此，在本实施方式的互连器150中，上下方向上的局部区域(第2假想直线L2与第3假想直线L3之间的区域)既未形成凹部，也未形成凸部，而是构成了与上下方向正交的连续的平板状部分。因此，可以说，与不具有那样的平板状部分的结构相比，本实施方式的互连器150具有更高的刚度。
另外，在本实施方式的互连器150中，在图7所示的截面中，燃料极侧凹部154位于空气极侧凸部152的宽度t2a的范围内，燃料极侧凹部154的宽度t1a小于空气极侧凸部152的宽度t2a。因此，在互连器150中，存在包含在空气极侧凸部152的宽度t2a内、且不包含在燃料极侧凹部154的宽度t1a内的部分Ax。此外，在本实施方式中，并不限于图7所示的截面，在与上下方向平行且通过空气极侧凸部152的中心的任意的截面中，均为相同的结构。另外，在本实施方式中，并不限于图7所示的结构，在互连器150形成的空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的多个组合全部为相同的结构。
同样地，在本实施方式的互连器150中，在图7所示的截面中，空气极侧凹部156位于燃料极侧凸部158的宽度t2b的范围内，空气极侧凹部156的宽度t1b小于燃料极侧凸部158的宽度t2b。因此，在互连器150中，存在包含在燃料极侧凸部158的宽度t2b内、且不包含在空气极侧凹部156的宽度t1b内的部分Ax。此外，在本实施方式中，并不限于图7所示的截面，在与上下方向平行且通过燃料极侧凸部158的中心的任意的截面中，均为相同的结构。另外，在本实施方式中，并不限于图7所示的结构，在互连器150形成的空气极侧凹部156和燃料极侧凸部158的多个组合全部为相同的结构。
如此，在本实施方式的互连器150中，在与上下方向和左右方向平行的截面且是通过空气极侧凸部152的中心的截面(图7所示的截面)中，对于凹部(燃料极侧凹部154或空气极侧凹部156)和凸部(空气极侧凸部152或燃料极侧凸部158)的各组合，凹部位于凸部的宽度t2的范围内，凹部的宽度t1小于凸部的宽度t2。因此，与凹部的宽度为凸部的宽度以上的结构(即，不存在图7所示的部分Ax的结构)相比，能够缓和应力集中于凸部的角部、凹部的角部，从而能够抑制互连器150产生裂纹、应变。对于该点，将在后面进行详细叙述。
另外，在本实施方式的互连器150中，燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4为圆角形状，空气极侧凹部156的靠底部侧的角部C2也为圆角形状。因此，能够更有效地缓和应力向互连器150的凹部的角部集中，从而能够更有效地抑制互连器150产生裂纹、应变。此外，从缓和应力集中的观点考虑，燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4的曲率半径R4和空气极侧凹部156的靠底部侧的角部C2的曲率半径R2优选为0.05(mm)以上，更优选为0.25(mm)以上。
另外，在本实施方式的互连器150中，空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2和空气极侧凸部152的靠顶端侧的角部C1为圆角形状，燃料极侧凸部158的靠基端侧的角部C4和燃料极侧凸部158的靠顶端侧的角部C3也为圆角形状。因此，与互连器150的凸部的角部不为圆角形状的结构相比，能够抑制在凸部的角部处涂层136的膜厚变薄，能够有效地抑制Cr自凸部的角部扩散。此外，在本实施方式中，空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2与同该空气极侧凸部152相邻的空气极侧凹部156的靠底部侧的角部C2相同，燃料极侧凸部158的靠基端侧的角部C4与同该燃料极侧凸部158相邻的燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4相同。
A-4.互连器150的性能评价：
对于上述结构的本实施方式的互连器150，进行了通过模拟实现的性能评价。图8～图11是表示模拟结果的一个例子的说明图。在模拟中，算出了在将燃料电池堆100的紧固载荷设为47.5N且以700℃进行发电的情况下的、在发电初始时刻的互连器150产生的等效应力和在进行了12万小时发电的时刻的互连器150的等效蠕变应变。在模拟中，使用了具有实施例1的互连器150的燃料电池堆100和具有比较例的互连器150X的燃料电池堆100。在图8中示出实施例1的互连器150中的等效应力的分布，在图9中示出比较例的互连器150X中的等效应力的分布，在图10中示出实施例1的互连器150中的等效蠕变应变的分布，在图11中示出比较例的互连器150X中的等效蠕变应变的分布。实施例1的互连器150和比较例的互连器150X的各部分的尺寸如下。
(1)实施例1的互连器150
·燃料极侧凹部154的宽度t1a：0.8(mm)
·空气极侧凸部152的宽度t2a：1.000(mm)
·燃料极侧凹部154的深度h1：0.515(mm)
·空气极侧凸部152的高度h2：0.4(mm)
·互连器150的基准高度H：0.8(mm)
·空气极侧凸部152的靠顶端侧的角部C1的曲率半径R1：0.1(mm)
·空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2的曲率半径R2：0.25(mm)
·燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4的曲率半径R4：0.25(mm)
(2)比较例的互连器150X
·燃料极侧凹部154的宽度t1a：1.000(mm)
·空气极侧凸部152的宽度t2a：1.000(mm)
·燃料极侧凹部154的深度h1：0.4(mm)
·空气极侧凸部152的高度h2：0.4(mm)
·互连器150X的基准高度H：0.8(mm)
·空气极侧凸部152的靠顶端侧的角部C1的曲率半径R1：-(直角形状)
·空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2的曲率半径R2：-(直角形状)
·燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4的曲率半径R4：-(直角形状)
此外，如图7所示，燃料极侧凹部154的深度h1是燃料极侧凹部154的上下方向上的深度(第1假想直线L1与第2假想直线L2之间的距离)，空气极侧凸部152的高度h2是空气极侧凸部152的上下方向上的高度(第3假想直线L3与第4假想直线L4之间的距离)，互连器150的基准高度H是互连器150的除去空气极侧凸部152的部分以外的部分的上下方向上的高度，是燃料极侧凹部154的开口端(第1假想直线L1)与空气极侧凸部152的基端(第3假想直线L3)之间的上下方向上的距离。像上述那样，在本实施方式中，在制造互连器150时，通过对平板形状的金属材料实施冲压加工而形成空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的多个组合，通过冲压加工形成的相邻两个空气极侧凸部152之间的部位成为空气极侧凹部156，通过冲压加工形成的相邻两个燃料极侧凹部154之间的部位成为燃料极侧凸部158。因此，互连器150的基准高度H相当于金属材料的板厚。
如上所述，比较例的互连器150X的燃料极侧凹部154的宽度t1a的值与实施例1的互连器150的燃料极侧凹部154的宽度t1a的值不同。具体而言，在比较例的互连器150X中，燃料极侧凹部154的宽度t1a等于空气极侧凸部152的宽度t2a(参照图9、图11)。因此，在比较例的互连器150X中，不存在包含在空气极侧凸部152的宽度t2a内、且不包含在燃料极侧凹部154的宽度t1a内的部分Ax(参照图7)。另外，在比较例的互连器150X中，空气极侧凸部152的靠顶端侧的角部C1、空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2、以及燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4不为圆角形状，而为直角形状。
如图9所示，在比较例的互连器150X中，局部地应力集中。尤其是空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2、燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4处的应力非常大。与此相对，如图8所示，在实施例1的互连器150中，应力集中得到缓和。实施例1的互连器150中的应力的最大值产生在空气极侧凸部152的顶端附近，但该值为比较例的互连器150X中的应力的最大值(产生在空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2)的一半以下。能够认为，像这样在实施例1的互连器150中应力集中得到缓和的原因在于，存在包含在空气极侧凸部152的宽度t2a内、且不包含在燃料极侧凹部154的宽度t1a内的部分Ax，在Y轴方向(左右方向)上空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2的位置与燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4的位置错开。并且，能够认为，这种缓和应力集中的效果因燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4、空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2为圆角形状而进一步增大。
另外，如图11所示，在比较例的互连器150X中，尤其是在空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2、燃料极侧凹部154的靠底部侧的角部C4处蠕变应变非常大。与此相对，如图10所示，在实施例1的互连器150中，蠕变应变较小。实施例1的互连器150中的蠕变应变的最大值产生在空气极侧凸部152的顶端附近，但该值为比较例的互连器150X中的蠕变应变的最大值(产生在空气极侧凸部152的靠基端侧的角部C2)的一半以下。能够认为，像这样在实施例1的互连器150中蠕变应变较小的原因与上述应力较小的原因是相同的。
图12是表示模拟结果的另一个例子的说明图。在图12中，不仅示出了上述实施例1和比较例的互连器的各部分的尺寸和等效应力的最大值，还示出了其他实施例(实施例2-实施例5)的互连器150的各部分的尺寸和等效应力的最大值。图12中的No.1～No.5与实施例1～实施例5相对应，图12中的No.6与比较例相对应。各实施例之间的差异点在于燃料极侧凹部154的宽度t1a和燃料极侧凹部154的深度h1。在本模拟中，设想互连器150是通过冲压加工而制造成的，为了使空气极侧凸部152形成为预定形状，燃料极侧凹部154的深度h1越小(浅)，则燃料极侧凹部154的宽度t1a越大。此外，在所有的实施例中，燃料极侧凹部154位于空气极侧凸部152的宽度t2a的范围内，燃料极侧凹部154的宽度t1a小于空气极侧凸部152的宽度t2a。
如图12所示，与其他实施例相比，实施例5(也就是图12中的No.5)的燃料极侧凹部154的深度h1较大，相应地，燃料极侧凹部154的宽度t1a较小。与其他实施例相比，在该实施例5中，等效应力的最大值稍大。能够认为，其原因在于，当燃料极侧凹部154的深度h1过大时，互连器150的靠空气极114侧的表面与靠燃料极116侧的表面之间的最短距离(壁厚)较小。根据图12所示的结果，可以说，燃料极侧凹部154的深度h1相对于互连器150的基准高度H的比(h/H)优选为0.69以下。另外，还可以说，优选燃料极侧凹部154的宽度t1a相对于空气极侧凸部152的宽度t2a的比(t1a/t2a)为0.75以上且0.925以下。
此外，在实施例2(也就是图12中的No.2)中，仅是燃料极侧凹部154的宽度t1a稍小于空气极侧凸部152的宽度t2a，但相应地，燃料极侧凹部154的深度h1非常小(浅)，因此，能够认为，互连器150的靠空气极114侧的表面与靠燃料极116侧的表面之间的最短距离(壁厚)较大，等效应力被抑制得较小。
B.变形例：
本说明书所公开的技术并不限定于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内变形为多种形态，例如也能够进行如下的变形。
在上述实施方式中，互连器150的靠空气极114侧的表面被涂层136覆盖，但也可以是，取代互连器150的靠空气极114侧的表面被覆盖而是互连器150的靠燃料极116侧的表面被涂层(例如镍涂层)覆盖，或者是，互连器150的靠燃料极116侧的表面连同互连器150的靠空气极114侧的表面一起被涂层(例如镍涂层)覆盖。在这样的结构中，与上述实施方式同样地，当互连器150的燃料极侧凸部158的靠基端侧的角部C4和靠顶端侧的角部C3中的至少一者为圆角形状时，能够抑制在燃料极侧凸部158的角部处涂层的膜厚变薄，故此优选。另外，也可以是，互连器150的任一表面均未被涂层覆盖。
此外，形成上述实施方式的各构件的材料只是例示，各构件可以由其他材料形成。例如，在上述实施方式中，互连器150由含有Cr的金属形成，但也可以由其他材料形成。
另外，在上述实施方式中，对于在燃料电池堆100所包含的全部互连器150上形成的空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的多个组合全部、以及空气极侧凹部156和燃料极侧凸部158的多个组合全部，燃料极侧凹部154的底部均位于比空气极侧凸部152的基端靠燃料极侧凹部154的开口端侧的位置，空气极侧凹部156的底部均位于比燃料极侧凸部158的基端靠空气极侧凹部156的开口端侧的位置，但只要在至少一个互连器150中至少一个上述组合为上述那样的结构即可。
另外，在上述实施方式中，在与上下方向平行且通过空气极侧凸部152的中心的任意的截面中，燃料极侧凹部154均位于空气极侧凸部152的宽度t2a的范围内，燃料极侧凹部154的宽度t1a均小于空气极侧凸部152的宽度t2a，空气极侧凹部156均位于燃料极侧凸部158的宽度t2b的范围内，空气极侧凹部156的宽度t1b均小于燃料极侧凸部158的宽度t2b，但只要在与上下方向平行且通过空气极侧凸部152的中心的至少一个截面中为上述那样的结构即可。另外，在上述实施方式中，在燃料电池堆100所包含的全部互连器150上形成的空气极侧凸部152和燃料极侧凹部154的多个组合全部、以及空气极侧凹部156和燃料极侧凸部158的多个组合全部均为上述结构，但只要在至少一个互连器150中至少一个上述组合为上述那样的结构即可。
另外，在上述实施方式中，各凸部的角部的形状和各凹部的角部的形状为圆角形状并不是必须的。
此外，在上述实施方式中，燃料电池堆100所包含的发电单位102的个数只是一个例子，发电单位102的个数能够根据燃料电池堆100所要求的输出电压等适当决定。此外，在上述实施方式中，将各螺栓22的轴部的外周面和各连通孔108的内周面之间的空间用作各歧管，但也可以替代于此而在各螺栓22的轴部形成轴向上的孔，将该孔用作各歧管。此外，也可以独立于供各螺栓22插入的各连通孔108地另外设置各歧管。另外，在上述实施方式中，空气极侧框130由绝缘体形成，但也可以为，不是空气极侧框130由绝缘体形成，而是燃料极侧框140由绝缘体形成。另外，空气极侧框130、燃料极侧框140也可以为多层结构。此外，在上述实施方式中，对城市煤气进行改性而获得了富氢燃料气体FG，但也可以从LP气体、灯油、甲醇、汽油等其他的原料获得燃料气体FG，还可以将纯氢用作燃料气体FG。
在本说明书中，构件B和构件C夹着构件(或构件的某一部分，以下相同)A地互相相对并不限定于构件A与构件B相邻或构件A与构件C相邻的形态，包括在构件A与构件B之间夹着其他构成要素或在构件A与构件C之间夹着其他构成要素的形态。例如，即使在电解质层112和空气极114之间设有其他层的结构中，也可以说空气极114和燃料极116夹着电解质层112地互相相对。
另外，在上述实施方式中，燃料电池堆100是由多个平板形的发电单元102层叠而成的结构，但本发明也能够同样适用于其他的结构，例如，如日本特开2008-59797号记载的那样由多个大致圆筒形的燃料电池单体单元串联连接而成的结构。
此外，在上述实施方式中以利用燃料气体所包含的氢和氧化剂气体所包含的氧之间的电化学反应进行发电的SOFC为对象，但本发明也同样能够应用于具有利用水的电解反应来生成氢的固体氧化物型的电解池(SOEC)的最小单位即电解池单位以及互连器的互连器-电解池复合体(互连器-电化学反应单体电池复合体的另一个例子)、具有多个互连器-电解池复合体的电解池堆(电化学反应电池堆的另一个例子)。另外，电解池堆的构成像例如日本特开2014-207120号所述的那样是众所周知的，因此在此不详细叙述，大致是与上述的实施方式的燃料电池堆100相同的构成。即，将上述实施方式的燃料电池堆100当作电解池堆、将发电单位102当作电解池单位即可。但是，在电解池堆运转时，以空气极114成为正极(阳极)、燃料极116成为负极(阴极)的方式在两电极间施加电压，并且经由连通孔108来供给作为原料气体的水蒸气。由此，在各电解池单位中引起水的电解反应，在燃料室176产生氢气，经由连通孔108将氢取出到电解池堆的外部。
另外，在上述实施方式中，以固体氧化物型燃料电池(SOFC)为例进行了说明，但本发明也能够适用于固体高分子型燃料电池(PEFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)这样其他类型的燃料电池(或电解池)。
附图标记说明
22、螺栓；24、螺母；26、绝缘片；27、气体通路构件；28、主体部；29、分支部；100、燃料电池堆；102、发电单位；104、端板；106、端板；107、互连器-燃料电池单体电池复合体；108、连通孔；110、单体电池；112、电解质层；114、空气极；116、燃料极；120、分隔件；121、孔；124、接合部；130、空气极侧框；131、孔；132、氧化剂气体供给连通孔；133、氧化剂气体排出连通孔；136、涂层；138、接合层；140、燃料极侧框；141、孔；142、燃料气体供给连通孔；143、燃料气体排出连通孔；144、燃料极侧集电体；145、电极相对部；146、互连器相对部；147、连接部；149、间隔物；150、互连器；152、空气极侧凸部；154、燃料极侧凹部；156、空气极侧凹部；158、燃料极侧凸部；161、氧化剂气体导入歧管；162、氧化剂气体排出歧管；166、空气室；171、燃料气体导入歧管；172、燃料气体排出歧管；176、燃料室。

Claims (9)

1.一种互连器-电化学反应单体电池复合体，该互连器-电化学反应单体电池复合体具有：电化学反应单体电池，其包括电解质层和夹着所述电解质层在第1方向上互相相对的空气极和燃料极；以及互连器，其配置在所述电化学反应单体电池的所述第1方向上，该互连器-电化学反应单体电池复合体的特征在于，
在所述互连器形成有多个由凸部和凹部构成的组合，该凸部沿所述第1方向突出，该凹部配置于所述第1方向上的与所述凸部所在侧相反的一侧且向所述凸部侧凹陷，
对于多个所述组合中的至少一个组合，
在所述第1方向上，所述凹部的底部位于比所述凸部的基端靠所述凹部的开口端侧的位置，
在与所述第1方向平行的截面中，所述凹部位于所述凸部的与所述第1方向正交的第2方向上的宽度t2的范围内，所述凹部的所述第2方向上的宽度t1小于所述凸部的所述第2方向上的所述宽度t2，
所述凹部的宽度是指，在与所述第1方向和所述第2方向平行的截面中，所述凹部的一侧面所在直线与表示所述凹部的开口端的位置的直线的交点(P11)与所述凹部的另一侧面所在直线与表示所述凹部的开口端的位置的直线的交点(P12)之间的距离，
所述凸部的宽度是指，在与所述第1方向和所述第2方向平行的截面中，所述凸部的一侧面所在直线与表示所述凸部的顶端的位置的直线的交点(P21)与所述凸部的另一侧面所在直线与表示所述凸部的顶端的位置的直线的交点(P22)之间的距离，
所述凹部的所述第1方向上的深度h和所述凹部的开口端与所述凸部的基端之间的所述第1方向上的距离H满足0.563≤h/H≤0.750这样的关系。
2.根据权利要求1所述的互连器-电化学反应单体电池复合体，其特征在于，
所述凹部的靠底部侧的角部为圆角形状。
3.根据权利要求1或2所述的互连器-电化学反应单体电池复合体，其特征在于，
所述凸部的靠基端侧的角部和所述凸部的靠顶端侧的角部中的至少一者是圆角形状。
4.根据权利要求1所述的互连器-电化学反应单体电池复合体，其特征在于，
对于多个所述组合中的至少一个组合，所述凹部的所述第1方向上的深度h和所述凹部的开口端与所述凸部的基端之间的所述第1方向上的距离H满足h/H≤0.69这样的关系。
5.根据权利要求1所述的互连器-电化学反应单体电池复合体，其特征在于，
对于多个所述组合中的至少一个组合，在与所述第1方向平行的截面中，所述凹部的所述宽度t1和所述凸部的所述宽度t2满足0.75≤t1/t2≤0.925这样的关系。
6.根据权利要求1所述的互连器-电化学反应单体电池复合体，其特征在于，
所述电解质层包含固体氧化物。
7.一种电化学反应电池堆，其具有沿第1方向并排排列的多个互连器-电化学反应单体电池复合体，该电化学反应电池堆的特征在于，
所述多个互连器-电化学反应单体电池复合体中的至少一个互连器-电化学反应单体电池复合体是权利要求1至6中任一项所述的互连器-电化学反应单体电池复合体。
8.根据权利要求7所述的电化学反应电池堆，其特征在于，
所述多个互连器-电化学反应单体电池复合体各自所包含的电化学反应单体电池是燃料电池单体电池。
9.一种互连器-电化学反应单体电池复合体的制造方法，该制造方法是制造权利要求1至6中任一项所述的互连器-电化学反应单体电池复合体的方法，其特征在于，
该互连器-电化学反应单体电池复合体的制造方法包括：
单体电池准备工序，在该工序中，准备所述电化学反应单体电池；
冲压工序，在该工序中，利用冲压加工将所述互连器形成为形成有多个由凸部和凹部构成的组合的形状，该凸部沿所述第1方向突出，该凹部配置于所述第1方向上的与所述凸部所在侧相反的一侧且向所述凸部侧凹陷；以及
组装工序，在该工序中，将所述电化学反应单体电池和所述互连器组装起来，
在所述冲压工序中，将所述互连器形成为如下形状：在与所述第1方向平行的截面中，所述凹部位于所述凸部的所述第2方向上的宽度t2的范围内，所述凹部的所述第2方向上的宽度t1小于所述凸部的所述第2方向上的所述宽度t2。
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