CN112020785A - 固体氧化物型燃料电池单元 - Google Patents

Abstract

一种电池单元，其具备：支承基板；在支承基板的至少一个主面上的相互分离的多个位置，沿长度方向分别排列，至少层叠有燃料极、固体电解质和空气极的部分的多个发电元件部；和在相邻的发电元件部之间分别设置，将一个发电元件部的燃料极与另一个发电元件部的空气极电连接的多个电连接部，电连接部具有多个跨越相邻的发电元件部且至少一部分层叠于空气极的空气极集电部，在多个空气极集电部中，在分类为层叠于发电元件部的区域即作为第一端侧的第三端部的第1部位、层叠于发电元件部的区域即作为第三端部以外的第2部位、和作为第二端侧的第四端部的第3部位的情况下，具有1个部位的形状或性状与其它部位的形状或性状不同的部位。

Description

固体氧化物型燃料电池单元

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物型燃料电池单元。

背景技术

以往，已知下述的固体氧化物型燃料电池单元(以下，有时称为电池单元。)，其具备“气体流路设于内部的不具有电子传导性的多孔质的支承基板”、“在支承基板的表面上的相互分离的多个位置分别设置，且燃料极、固体电解质和空气极层叠而成的多个发电元件部”、和“在1组或多组相邻的发电元件部之间分别设置，将相邻的发电元件部的一个的燃料极与另一个的空气极电连接的1个或多个电连接部”(例如参照专利文献1)。这样的构成也称为“横条纹型”。通过从该电池单元内部的气体流路的一端导入燃料气体，从该电池单元外部的一端流通含氧的气体，能够进行发电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-38718号公报

发明内容

本发明的电池单元为柱状，是在内部和外部从长度方向上的第一端向与该第一端相反侧的第二端分别流通气体的电池单元，具备：在内部具有气体流路，绝缘性、柱状、平板状且多孔质的支承基板；在所述支承基板的至少一个主面上的相互分离的多个位置，沿着所述长度方向分别排列，至少层叠有燃料极、固体电解质和空气极的部分的多个发电元件部；和在相邻的所述发电元件部之间分别设置，将一个所述发电元件部的燃料极与另一个所述发电元件部的空气极电连接的多个电连接部，该电连接部具有多个跨越相邻的所述发电元件部、至少一部分层叠于空气极的空气极集电部，在多个该空气极集电部中，在分类为层叠于所述发电元件部的区域即作为所述第一端侧的第三端部的第1部位、层叠于所述发电元件部的区域即作为所述第三端部以外的第2部位、和作为所述第二端侧的第四端部的第3部位的情况下，具有1个部位的形状或性状与其它部位的形状或性状不同的部位。

附图说明

图1A是表示本实施方式中的固体氧化物型燃料电池单元的立体图。

图1B是表示在凹部内埋设有燃料极、互连器的状态的俯视图。

图2是图1A所示的固体氧化物型燃料电池单元的截面图。

图3是用于说明图1A所示的固体氧化物型燃料电池单元的工作状态的图。

图4是表示图1A的支承基板的立体图。

图5A是图4的截面图。

图5B是表示在第1凹部内形成有各层的状态的截面图。

具体实施方式

图1A表示本实施方式中的固体氧化物型燃料电池单元。电池单元中，在具有长度方向(x轴方向)的柱状且平板状的支承基板10的上下面(相互平行的两侧的主面(平面))分别串联地电连接的多个(本实施方式中为4个)同形的发电元件部A在长度方向上隔开规定的间隔排列。该电池单元是所谓的“横条纹型”。

从上方来观察该电池单元的形状为例如长度方向的边的长度为5～50cm、且与长度方向正交的宽度方向(y轴方向)的长度为1～10cm的长方形。该电池单元的厚度为1～5mm。该电池单元是相对于通过厚度方向的中心且与支承基板10的主面平行的面上下对称的形状。以下，在图1A的基础上，一边参照该电池单元的图1A所示的电池单元的长度方向上的截面图即图2，一边对该电池单元的细节进行说明。

图2是图1A所示的固体氧化物型燃料电池单元的长度方向上的截面图的一部分。换言之，是包括气体流路11、发电元件部A和电连接部B的截面图的一部分。

支承基板10是不具有电子传导性(绝缘性)的、包含多孔质的材料的柱状且平板状的烧成体。在支承基板10的内部，沿长度方向延伸的多条(本实施方式中为6条)气体流路11(贯通孔)沿宽度方向隔开规定的间隔设置。

本实施方式中，在支承基板10的主面上的多个位置分别具有第1凹部12。各第1凹部12是由支承基板10的材料形成的底壁、和遍布整周地由支承基板10的材料形成的沿周向闭合的侧壁(沿着长度方向的2个侧壁和沿着宽度方向的2个侧壁)划定的长方体状的凹陷。

支承基板10包含“过渡金属氧化物或过渡金属”和绝缘性陶瓷。作为“过渡金属氧化物或过渡金属”，可以是NiO(氧化镍)或Ni(镍)。过渡金属能够作为促进燃料气体的改性反应的催化剂(烃系气体的改性催化剂)发挥功能。

绝缘性陶瓷可以是MgO(氧化镁)、或“MgAl₂O₄(镁铝尖晶石)和MgO(氧化镁)的混合物”。另外，作为绝缘性陶瓷，可以使用CSZ(氧化钙稳定氧化锆)、YSZ(8YSZ)(氧化钇稳定氧化锆)、Y₂O₃(氧化钇)。

通过使支承基板10包含“过渡金属氧化物或过渡金属”，包含改性前的残留气体成分的气体可以通过上述催化作用来促进改性前的残留气体成分的改性。而且，通过使支承基板10包含绝缘性陶瓷，能够确保支承基板10的绝缘性。其结果是，能够确保相邻的燃料极间的绝缘性。

支承基板10的厚度为1～5mm。以下，考虑到该结构体的形状上下对称，为了简化说明，仅对支承基板10的上面侧的构成进行说明。对于支承基板10的下面侧的构成也是同样的。

如图2所示，在位于支承基板10的上面(上侧的主面)的各第1凹部12内，埋设(填充)有燃料极集电部21的整体。因此，各燃料极集电部21为长方体状。在各燃料极集电部21的上面(外侧面)具有第2凹部21a。各第2凹部21a如图1B所示，是由包含燃料极集电部21的材料的底壁、和沿周向闭合的侧壁(沿着长度方向的2个侧壁和沿着宽度方向的2个侧壁)划定的长方体状的凹陷。沿周向闭合的侧壁之中，沿着长度方向(x轴方向)的2个侧壁是支承基板10的一部分，沿着宽度方向(y轴方向)的2个侧壁是燃料极集电部21的一部分。

在各第2凹部21a埋设(填充)有燃料极活性部22。各燃料极活性部22为长方体状。燃料极20包含燃料极集电部21和燃料极活性部22。燃料极20(燃料极集电部21和燃料极活性部22)是具有电子传导性的多孔质的烧成体。各燃料极活性部22的沿着宽度方向(y轴方向)的2个侧面和底面在第2凹部21a内与燃料极集电部21接触。

在各燃料极集电部21的上面(外侧面)的除了第2凹部21a以外的部分具有第3凹部21b。各第3凹部21b是，由作为燃料极集电部21的底壁、和沿周向闭合的侧壁(沿着长度方向的2个侧壁和沿着宽度方向的2个侧壁)划定的长方体状的凹陷。沿周向闭合的侧壁之中，沿着长度方向(x轴方向)的2个侧壁为支承基板10的一部分，沿着宽度方向(y轴方向)的2个侧壁为燃料极集电部21的一部分。

在各第3凹部21b埋没(填充)有互连器(导电性致密质体)30。各互连器30为长方体状。互连器30是具有电子传导性的致密的烧成体。各互连器30的沿着宽度方向的2个侧面和底面在第3凹部21b内与燃料极集电部21接触。

由燃料极20(燃料极集电部21和燃料极活性部22)的上面(外侧面)、互连器30的上面(外侧面)、和支承基板10的主面构成1个平面(与没有形成凹部12时的支承基板10的主面相同的平面)。

燃料极活性部22可以包含例如NiO(氧化镍)和YSZ(氧化钇稳定氧化锆)。或者可以包含NiO(氧化镍)和GDC(钆掺杂氧化铈)。燃料极集电部21可以包含例如NiO(氧化镍)和YSZ(氧化钇稳定氧化锆)。或者可以由NiO(氧化镍)和Y₂O₃(氧化钇)构成，可以包含NiO(氧化镍)和CSZ(氧化钙稳定氧化锆)。燃料极活性部22的厚度为5～30μm。燃料极集电部21的厚度(即，第1凹部12的深度)为50～500μm。

燃料极集电部21为电子传导性。燃料极活性部22具有电子传导性和氧化性离子(氧离子)传导性。燃料极活性部22中的“具有氧化性离子传导性的物质相对于除了气孔部分以外的总体积的体积比例”多于燃料极集电部21中的“具有氧化性离子传导性的物质相对于除了气孔部分以外的总体积的体积比例”。

互连器30可以包含例如LaCrO₃(铬酸镧)。或者可以包含(Sr，La)TiO₃(钛酸锶)。互连器30的厚度为10～100μm。气孔率为10％以下。

在支承基板10上的沿长度方向(发电元件部A的排列方向)延伸的外周面中，除了多个互连器30的中央部以外的整面被固体电解质膜40覆盖。固体电解质膜40是具有离子传导性且不具有电子传导性的致密的烧成体。固体电解质膜40可以包含例如YSZ(氧化钇稳定氧化锆)。或者可以包含LSGM(镓酸镧)。固体电解质膜40的厚度为3～50μm。

支承基板10上的沿长度方向延伸的外周面的整面被包含互连器30和固体电解质膜40的致密层覆盖。该致密层发挥抑制在致密层的内侧的空间流动的燃料气体与在致密层的外侧的空间流动的空气的混合的气封功能。

如图2所示，本实施方式中，固体电解质膜40覆盖燃料极20(燃料极集电部21+燃料极活性部22)的上面、互连器30的上面的长度方向的两侧端部、和支承基板10的主面。

在固体电解质膜40的与各燃料极活性部22相接的位置的上面，空气极60隔着防反应膜50配置。防反应膜50是致密的烧成体。空气极60是具有电子传导性的多孔质的烧成体。从上方来观察防反应膜50和空气极60的形状是与燃料极活性部22大致相同的长方形。

防反应膜50可以包含例如GDC＝(Ce，Gd)O₂(钆掺杂氧化铈)。防反应膜50的厚度为3～50μm。空气极60可以包含例如LSCF＝(La，Sr)(Co，Fe)O₃(镧锶钴铁氧体)。或者可以包含LSF＝(La，Sr)FeO₃(镧锶铁氧体)、LNF＝La(Ni，Fe)O₃(镧镍铁氧体)、LSC＝(La，Sr)CoO₃(掺锶钴酸镧)等。空气极60可以是包含LSCF的第1层(内侧层)与包含LSC的第2层(外侧层)这两层。空气极60的厚度为10～100μm。

安装防反应膜50是为了抑制如下现象的发生，即，在电池单元制作时或工作中的电池单元内，固体电解质膜40内的YSZ与空气极60内的Sr发生反应，而在固体电解质膜40与空气极60的界面形成电阻大的反应层。

燃料极20、固体电解质膜40、和空气极60层叠而成的层叠体对应于“发电元件部A”(参照图2)。发电元件部A可以包括防反应膜50。在支承基板10的上面，多个(本方式中为4个)发电元件部A在长度方向上隔开规定的间隔配置。

对于相邻的发电元件部A，按照跨越另一个(图2中为左侧的)发电元件部A的空气极60、与连在一个(图2中为右侧的)发电元件部A的互连器30的方式，空气极集电部70位于空气极60、固体电解质膜40、和互连器30的上面。空气极集电部70是具有电子传导性的多孔质的烧成体。从上方观察空气极集电部70的形状为长方形。

空气极集电部70可以包含例如LSCF＝(La，Sr)(Co，Fe)O₃(镧锶钴铁氧体)。或者可以包含LSC＝(La，Sr)CoO₃(掺锶钴酸镧)。或者可以包含Ag(银)、Ag-Pd(银钯合金)。空气极集电部70的厚度为50～500μm。气孔率为20～60％。

凭借各空气极集电部70，相邻的发电元件部A经由具有电子传导性的“空气极集电部70和互连器30”而电连接。在支承基板10的上面配置的多个(本方式中为4个)发电元件部A串联地电连接。将“发电元件部A”以外的包括具有电子传导性的“空气极集电部70和互连器30”的部分作为“电连接部B”。

有时将支承基板10中的气体流路11侧作为“内”，将支承基板10中的配置有发电元件部的面侧作为“外”。

如图3所示，通过在支承基板10的气体流路11内从支承基板的长度方向上的一端即第一端向另一端即第二端流通燃料气体(氢气等)，在支承基板10的上下面(特别是各空气极集电部70)从第一端向第二端流通“含氧的气体”(空气等)，从而在固体电解质膜40的两侧面间产生氧分压差，由此产生电动势。进一步，若将该结构体与外部的负荷连接，则发生下述(1)、(2)式所示的化学反应，流通电流(发电状态)。

(1/2)·O₂+2e-→O^2-(于：空气极60)...(1)

H₂+O^2-→H₂O+2e^-

(于：燃料极20)...(2)

需要说明的是，在支承基板10的上下面从第一端向第二端流通含氧的气体是指，气体的流动方向从第一端向第二端(长度方向)流通即可，也可以如图3所示从与长度方向正交的方向吹送气体。

发电状态下，如图2所示，对于相邻的发电元件部A，电流如箭头所示流动。其结果是，从电池单元整体(具体来说，通过图3中与最近前侧的发电元件部A相连的互连器30和最深处侧的发电元件部A的空气极60)导出电力。对于各电池单元100可以设置用于将正面与背面串联地电连接的集电部件(未图示)。

可是，以往，空气极集电部的结构没有受到控制，在含氧的气体从第一端向第二端流经外部的电池单元中，有含氧的气体不能从空气极集电部高效地导入电池单元的风险。

因此，本实施方式中，在多个空气极集电部70中，在分类为层叠于发电元件部A的区域即作为第一端侧(上游侧)的第三端部701U的第1部位、层叠于发电元件部A的区域即作为第三端部701U以外(图2中示为701A)的第2部位、和作为所述第二端侧(下游侧)的第四端部702D的第3部位的情况下，具有1个部位的形状或性状与其它部位的形状或性状不同的部位。以下的说明中，只要没有特殊说明，将第1部位表达为第三端部701U，将第3部位表达为第四端部702D进行说明。

由此，含氧的气体从第一端向第二端流经外部的电池单元中，能够将含氧的气体从空气极集电部高效地导入电池单元。

例如，图2所示的实施方式中，空气极集电部70之中任意一个第三端部701U的外表面，比邻接于第三端部701U的第二空气极集电部702之中第二端侧(下游侧)的第四端部702D的外表面，位于远离支承基板10的方向。该情况下，1个空气集电部701的第1部位、与其它空气集电部701的第3部位的形状可以说是不同的。

由此，成为在长度方向上隔开空间对置的第三端部701U和第四端部702D之中，下游侧的第三端部701U比上游侧的第四端部702D向外侧突出的结构。由此，从第一端流通的含氧的气体向第一空气极集电部701中位于上游侧的第三端部701U积极地碰撞。即，从上游侧导入的含氧的气体在空气极集电部70或空气极60的内部滞留的时间较长，因此能够促进上述的发电反应。进而，能够提高发电反应的效率。

“第三端部701U”、即“第1部位”是指，通过沿宽度方向延伸的线，将第一空气极集电部701沿长度方向(气流方向)8等分的情况下位于最上游侧(第一端侧)的区域。第2部位是指，发电元件部A中的除了第1部位以外的部位。“第四端部702D”、即“第3部位”是指，通过沿宽度方向延伸的线，将第二空气极集电部702沿长度方向(气流方向)8等分的情况下位于最下游侧(第二端侧)的区域。

“第三端部701U的外表面与第四端部702D的外表面相比位于远离支承基板10的方向”可以通过以下方法来分析。首先，得到将第三端部701U沿宽度方向4等分的、沿着沿长度方向的延伸的3条线的3张截面照片(包括第四端部702D。)。对于每张截面照片，算出第三端部701U的外表面的上下方向(z轴方向)上的平均位置即第一位置、和第四端部702D的外表面的上下方向(z轴方向)上的平均位置即第二位置。若在全部3张截面照片中，第一位置比第二位置位于外侧(含氧的气体流通的一侧)，则可以说“第三端部701U的外表面与第四端部702D的外表面相比位于远离支承基板10的方向”。

如图2所示，在包括气体流路11、发电元件部A和电连接部B的截面视图中，第三端部701U(第1部位)的角部的曲率可以大于第四端部702D(第3部位)的角部的曲率。换言之，第三端部701U的角部的曲率半径可以小于第四端部702D的角部的曲率半径。

通过该构成，第三端部701U的角部成为气体流动的障碍，能够使含氧的气体积极地向上游侧的第三端部701U碰撞。进而，能够提高发电反应的效率。

对于上述3张截面照片的每张，求出第三端部701U和第四端部702D的角部的曲率。将3个曲率的值的平均作为各部的曲率，能够比较两者。第三端部701U的角部的曲率可以通过例如以下方式算出。首先，第三端部701U之中，引出连接了上游侧的端点与下游侧的端点的直线即第一线。在第三端部701U的外表面之中，确定在与第一线正交的方向且外侧方向上最远的位置即最外点。将上游侧的端点、下游侧的端点、最外点用虚拟曲线连结的情况下，可以将该虚拟曲线的曲率作为第三端部的角部的曲率。需要说明的是，在不存在最外点的情况下，曲率设为0。第四端部702D的角部的曲率也可以利用该方法同样地算出。

另外，第一空气极集电部701中的第三端部701U的气孔率(第1部位)可以高于第一空气极集电部701中的第三端部701U以外的部位(第2部位+第3部位)的气孔率。另外，第一空气极集电部701中的第三端部701U(第1部位)的外表面的算术平均粗糙度的值可以大于第一空气极集电部701中的第三端部701U以外的部位(第2部位+第3部位)的算术平均粗糙度的值。该情况下，在1个空气集电部701中，可以说第1部位、与第2部位和第3部位的性状不同。

通过这些构成，能够从作为上游侧的第三端部701U有效地导入含氧的气体。即，在空气极集电部70或空气极60的内部滞留的时间较长，因此能够提高发电反应的效率。

各部位的气孔率的值可以按照以下方式算出。在上述的3张截面照片中，确定第三端部701U和第三端部701U以外的部位。接着，按照能够区分所取得的图像之中气孔部与气孔部以外的其它部位的方式进行二值化处理。接着，算出成为对象的部位之中气孔所占的比例。可以将测定的3个值的平均分别作为各部位的气孔率的值。

各部位的算术平均粗糙度的值可以按照以下方式算出。在上述的3张截面照片中，分别测定第三端部701U和第三端部701U以外的部位的外表面的算术平均粗糙度。可以将测定的3个值的平均分别作为各部位的外表面的算术平均粗糙度的值。

另外，如图2所示，至少一个空气极集电部70之中层叠于发电元件部A的区域即元件部区域(第1部位+第2部位)的外表面，可以比元件部区域以外(电连接部B、换言之第3部位)的区域的外表面位于远离支承基板10的方向。该情况下，可以说第1部位和第2部位、与第3部位的形状不同。

由此，能够成为含氧的气体容易向空气极集电部70中的元件部区域碰撞的结构，能够在元件部区域内有效地尤其导入含氧的气体。进而，能够提高发电反应的效率。

空气极集电部70之中层叠于发电元件部A的区域是指，空气极集电部70之中在俯视下燃料极活性部B存在的区域。

“元件部区域的外表面与元件部区域以外的区域的外表面相比位于远离支承基板10的方向”可以通过以下方法来分析。得到上述3张截面照片。对于每张截面照片，分别算出任意一个空气极集电部70中的元件部区域的外表面的上下方向(z轴方向)上的平均位置即第三位置、和元件部区域以外的外表面的上下方向(z轴方向)上的平均位置即第四位置。若在全部3张截面照片中，第三位置比第四位置位于外侧(含氧的气体流通的一侧)，则可以说“元件部区域的外表面与元件部区域以外的区域的外表面相比位于远离支承基板10的方向”。

空气极集电部70之中，元件部区域以外的区域的厚度(z轴方向)可以小于元件部区域的厚度。换言之，元件部区域的厚度可以大于元件部区域以外的区域的厚度。

空气极集电部70的第三端部701U的外表面之中最向外侧突出的最外位置可以位于宽度方向(y轴方向)上的中央部(三等分时的中央区域)。空气极集电部70的第四端部702D的外表面之中最向内侧下陷的最内位置可以位于宽度方向(y轴方向)上的中央部(三等分时的中央区域)。

可以在平板状的支承基板10的上下面分别上下非对称地形成多个第1凹部12且设置多个发电元件部A。即，上述的第一发电元件部A1与第二发电元件部A2可以不设置在上下对称的位置。

需要说明的是，没有必要所有空气极集电部70都是具有上述特征的空气极集电部70，仅一部分空气极集电部70具有上述特征即可。

(制造方法)

接着，对于图1所示的“横条纹型”的电池单元的制造方法的一例，一边参照图4、图5A、图5B一边简单说明。图4、图5A、图5B中，各部件的符号的末尾的“g”表示该部件为“烧成前”。

首先，制作具有图4所示的形状的支承基板的成形体10g。该支承基板的成形体10g可以使用例如在支承基板10的材料(例如NiO+MgO)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，利用挤出成形、切削等方法来制作。

接着，如图5B所示，在形成于支承基板的成形体10g的上下面的各第1凹部内，分别配置燃料极集电部的成形体21g。接着，在形成于各燃料极集电部的成形体21g的外侧面的各第2凹部，分别配置燃料极活性部的成形体22g。另外，各燃料极集电部的成形体21g、和各燃料极活性部22g例如使用在燃料极20的材料(例如Ni和YSZ)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，利用印刷法等配置。

接下来，在各燃料极集电部的成形体21g的外侧面的“除了埋设有燃料极活性部的成形体22g的部分的部分”形成的各第3凹部，分别配置互连器的成形体30g。各互连器的成形体30g例如使用在互连器30的材料(例如LaCrO₃)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，利用印刷法等来配置。

接着，在支承基板的成形体10g的沿长度方向延伸的外周面中除了配置有多个互连器的成形体30g的各个部分的中央部以外的整面，设置固体电解质膜的成形膜。固体电解质膜的成形膜例如使用在固体电解质膜40的材料(例如YSZ)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，利用印刷法、浸渍法等。

接着，在固体电解质膜的成形体的与各燃料极的成形体相接的位置的外侧面，设置防反应膜的成形膜。各防反应膜的成形膜例如使用在防反应膜50的材料(例如GDC)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，利用印刷法等。

然后，将像这样设置了各种成形膜的状态的支承基板的成形体10g例如在空气中以1500℃烧成3小时。由此，得到图1所示的电池单元中未设空气极60和空气极集电部70的状态的结构体。

接着，在各防反应膜50的外侧面形成空气极的成形膜。各空气极的成形膜例如使用在空气极60的材料(例如LSCF)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，利用印刷法等来设置。

接着，对于各组相邻的发电元件部，按照跨越另一个发电元件部A的空气极的成形膜、和相连于一个发电元件部A的互连器30的方式，在空气极的成形膜、固体电解质膜40和互连器30的外侧面设置空气极集电部的成形膜。

可以使用在空气极集电部70的材料(例如LSCF)的粉末中添加粘结剂等而得到的浆料，通过印刷法等在空气极的成形膜等的外侧面设置成为了所期望的形状(厚度)的空气极集电部的成形膜。

然后，将像这样形成了成形膜的状态的支承基板10例如在空气中以1050℃烧成3小时。由此，得到图1所示的电池单元。

需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，在本发明的范围内可以采用各种变形例。例如，上述实施方式中，如图4等所示，支承基板10上形成的凹部12的平面形状(从垂直于支承基板10的主面的方向来观察时的形状)成为长方形，也可以是例如正方形、圆形、椭圆形、长孔形状等。

另外，上述实施方式中，在各第1凹部12中埋设有互连器30的整体，但也可以仅互连器30的一部分埋设于各第1凹部12，互连器30的其余部分突出到第1凹部12之外(即，从支承基板10的主面突出)。

另外，上述实施方式中，在平板状的支承基板10的上下面分别形成多个第1凹部12且设置多个发电元件部A，也可以仅在支承基板10的单侧面形成多个第1凹部12且设置多个发电元件部A。

另外，上述实施方式中，燃料极20由燃料极集电部21与燃料极活性部22这2层构成，燃料极20也可以由相当于燃料极活性部22的1层构成。

附图标记说明

A·····发电元件部

B·····电连接部

10····支承基板

11····气体流路

20····燃料极

40····固体电解质

60····空气极

70····空气极集电部

701···第一空气极集电部

701U··第三端部

702···第二空气极集电部

702D··第四端部

Claims (6)

1.一种电池单元，其为柱状，是在内部和外部从长度方向上的第一端向与该第一端相反侧的第二端分别流通气体的电池单元，

所述电池单元具备：

支承基板，所述支承基板在内部具有气体流路，并且为绝缘性、柱状、平板状且多孔质；

多个发电元件部，所述多个发电元件部在所述支承基板的至少一个主面上的相互分离的多个位置，沿着所述长度方向分别排列，是至少层叠有燃料极、固体电解质和空气极的部分；和

多个电连接部，所述多个电连接部分别设置在相邻的所述发电元件部之间，将一个所述发电元件部的燃料极与另一个所述发电元件部的空气极电连接，

该电连接部具有多个空气极集电部，所述空气极集电部跨越相邻的所述发电元件部且至少一部分层叠于空气极，

在多个该空气极集电部中具有如下部位：在分类为层叠于所述发电元件部的区域即作为所述第一端侧的第三端部的第1部位、层叠于所述发电元件部的区域即作为所述第三端部以外的第2部位、和作为所述第二端侧的第四端部的第3部位的情况下，1个部位的形状或性状与其它部位的形状或性状不同。

2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，

所述空气极集电部之中任意一个第一空气极集电部中的第1部位的外表面与邻接于该第1部位的第二空气极集电部中的第3部位的外表面相比位于远离所述支承基板的方向。

3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，

在包括气体流路、发电元件部和电连接部的截面视图中，所述第1部位的角部的曲率大于所述3部位的角部的曲率。

4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，

所述空气极集电部之中任意一个第一空气极集电部中的所述第1部位的气孔率高于所述第一空气极集电部中的除了所述第1部位以外的部位的气孔率。

5.根据权利要求1所述的电池单元，其中，

所述空气极集电部之中任意一个第一空气极集电部中的所述第1部位的外表面的算术平均粗糙度的值大于所述第一空气极集电部中的除了所述第1部位以外的部位的算术平均粗糙度的值。

6.根据权利要求1所述的电池单元，其中，

至少一个该空气极集电部之中所述第1部位和第2部位的外表面与所述第3部位的外表面相比位于远离所述支承基板的方向。

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