CN115066772B - 导电构件、电池单元、电池堆装置、模块以及模块收容装置 - Google Patents

导电构件、电池单元、电池堆装置、模块以及模块收容装置 Download PDF

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Abstract

导电构件具有基材以及位于基材上且含有第一元素的覆盖部。基材含有铬。第一元素的第一电离能比铬小并且第一元素的氧化物的生成自由能的绝对值比铬小。

Description

导电构件、电池单元、电池堆装置、模块以及模块收容装置
技术领域
本发明涉及导电构件、电池单元、电池堆装置、模块以及模块收容装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源，提出了各种燃料电池堆装置，该燃料电池堆装置具有多个作为能够使用含氢气体等燃料气体与空气等含氧气体而得到电力的电池单元的一种的燃料电池单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/131180号
发明内容
实施方式的一方案的导电构件具有基材以及位于所述基材上并含有第一元素的覆盖部。基材含有铬。第一元素的第一电离能比铬小并且第一元素的氧化物的生成自由能的绝对值比铬小。
另外，本发明的电池单元具备元件部以及上述所记载的导电构件。导电构件与所述元件部连接。
另外，本发明的电池堆装置具有电池堆，所述电池堆具备多个上述所记载的电池单元。
另外，本发明的模块具备上述所记载的电池堆装置以及收纳电池堆装置的收纳容器。
另外，本发明的模块收容装置具备上述所记载的模块、用于进行模块的运转的辅机以及收容模块及辅机的外装壳体。
附图说明
图1A是示出第一实施方式的电池单元的一例的横剖视图。
图1B是从空气极侧观察第一实施方式的电池单元的一例而得到的侧视图。
图1C是从内嵌连接器侧观察第一实施方式的电池单元的一例而得到的侧视图。
图2A是示出第一实施方式的电池堆装置的一例的立体图。
图2B是图2A所示的X-X线的剖视图。
图2C是示出第一实施方式的电池堆装置的一例的俯视图。
图3是示出实施方式的导电构件的一例的横剖视图。
图4A是沿着图3所示的A-A线的剖视图。
图4B是图4A所示的区域B的放大图。
图5是示出第一实施方式的模块的一例的外观立体图。
图6是概要性地示出第一实施方式的模块收容装置的一例的分解立体图。
图7A是示出第二实施方式的电池单元的剖视图。
图7B是第二实施方式的导电构件的放大剖视图。
图8A是示出第三实施方式的平板型电池单元的立体图。
图8B是图8A所示的平板型电池单元的局部剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本申请所公开的导电构件、电池单元、电池堆装置、模块以及模块收容装置的实施方式。需要说明的是，本发明并不被以下所示的实施方式限定。
另外，附图是示意性的，需要留意各要素的尺寸的关系、各要素的比率等存在与现实不同的情况。并且，在附图的彼此间，也存在包含彼此的尺寸的关系、比率等不同的部分的情况。
[第一实施方式]
<电池单元的结构>
首先，参照图1A～图1C，作为第一实施方式的电池单元，使用固体氧化物型的燃料电池单元的例子进行说明。
图1A是示出第一实施方式的电池单元1的一例的横剖视图，图1B是从空气极侧观察第一实施方式的电池单元的一例而得到的侧视图，图1C是从内嵌连接器侧观察第一实施方式的电池单元1的一例而得到的侧视图。需要说明的是，图1A～图1C将电池单元1的各结构的一部分放大而示出。
在图1A～图1C所示的例子中，电池单元1为中空平板型，且为细长的板状。如图1B所示那样，从侧面观察电池单元1的整体而得到的形状例如为长度方向L的边的长度为5cm～50cm、且与该长度方向L正交的宽度方向W的长度例如为1cm～10cm的长方形。该电池单元1的整体的厚度方向T的厚度例如为1mm～5mm。
如图1A所示那样，电池单元1具备导电性的支承基板2、元件部3以及内嵌连接器4。支承基板2为具有一对对置的平坦面n1、n2以及将该平坦面n1、n2连接的一对圆弧状的侧面m的柱状。
元件部3位于支承基板2的平坦面n1上。元件部3具有燃料极5、固体电解质层6以及空气极8。另外，在图1A所示的例子中，内嵌连接器4位于电池单元1的平坦面n2上。需要说明的是，电池单元1也可以在固体电解质层6与空气极8之间具备中间层7。
另外，如图1B所示的那样，空气极8未延伸到电池单元1的下端。在电池单元1的下端部，仅固体电解质层6在平坦面n1的表面露出。另外，如图1C所示那样，内嵌连接器4也可以延伸到电池单元1的下端。在电池单元1的下端部，内嵌连接器4以及固体电解质层6在表面露出。需要说明的是，如图1A所示那样，在电池单元1的一对圆弧状的侧面m处的表面，固体电解质层6露出。内嵌连接器4也可以不延伸到电池单元1的下端。
以下，对构成电池单元1的各构成构件进行说明。
支承基板2在内部具有供气体流动的气体流路2a。图1A所示的支承基板2的例子具有6个气体流路2a。支承基板2具有透气性，且使在气体流路2a流动的气体透过到燃料极5。支承基板2也可以具有导电性。具有导电性的支承基板2将在元件部产生的电集电于内嵌连接器4。
支承基板2的材料例如包含铁族金属成分以及无机氧化物。铁族金属成分例如也可以是Ni(镍)和/或NiO。无机氧化物例如也可以是特定的稀土类元素氧化物。稀土类元素氧化物例如可以包含从Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、Dy以及Yb中选择的一种以上的稀土类元素。
燃料极5的材料能够使用通常公知的材料。燃料极5也可以使用多孔质的导电性陶瓷，例如包含固溶有氧化钙、氧化镁、或稀土类元素氧化物的ZrO2以及Ni和/或NiO的陶瓷等。该稀土类元素氧化物例如也可以包含从Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、Dy以及Yb中选择的多种稀土类元素。也有时将固溶有氧化钙、氧化镁、或稀土类元素氧化物的ZrO2称为稳定化氧化锆。稳定化氧化锆也包含部分稳定化氧化锆。
固体电解质层6为电解质，且进行燃料极5与空气极8之间的离子的桥接。同时，固体电解质层6具有气体阻断性，使燃料气体与含氧气体的泄漏难以产生。
固体电解质层6的材料例如也可以是固溶有3摩尔％～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2。稀土类元素氧化物例如也可以包含从Sc、Y、La、Nd、Sm、Gd、Dy以及Yb中选择的一种以上的稀土类元素。固体电解质层6例如也可以包含固溶有Yb、Sc或Gd的ZrO2，也可以包含固溶有La、Nd或Yb的CeO2，也可以包含固溶有Sc或Yb的BaZrO3，也可以包含固溶有Sc或Yb的BaCeO3。
空气极8具有透气性。空气极8的开气孔率例如也可以为20％～50％，尤其也可以为30％～50％的范围。也有时将空气极8的开气孔率称为空气极8的空隙率。
空气极8的材料只要是通常用于空气极的材料，则并无特别限制。空气极8的材料例如也可以是所谓的ABO3型的钙钛矿型氧化物等导电性陶瓷。
空气极8的材料例如也可以是Sr(锶)与La(镧)共存于A位的复合氧化物。作为这样的复合氧化物的例子，可以列举LaxSr1-xCoyFe1-yO3、LaxSr1-xMnO3、LaxSr1-xFeO3、LaxSr1-xCoO3等。需要说明的是，x为0＜x<1，y为0＜y＜1。
另外，在元件部3具有中间层7的情况下，中间层7具有作为扩散抑制层的功能。若空气极8所含的Sr(锶)向固体电解质层6扩散，则在该固体电解质层6形成SrZrO3的电阻层。中间层7通过使Sr难以扩散，从而使SrZrO3难以形成。
中间层7的材料只要是通常用于Sr的扩散抑制层的材料，则并无特别限制。中间层7的材料例如也可以包含固溶有除Ce(铈)以外的稀土类元素的氧化铈(CeO2)。作为该稀土类元素，例如也可以使用Gd(钆)、Sm(钐)等。
另外，内嵌连接器4为致密质，使在位于支承基板2的内部的气体流路2a流通的燃料气体以及在支承基板2的外侧流通的含氧气体的泄漏难以产生。内嵌连接器4也可以具有93％以上的相对密度，尤其也可以具有95％以上的相对密度。
内嵌连接器4的材料也可以使用铬酸镧系的钙钛矿型氧化物(LaCrO3系氧化物)、镧掺杂钛酸锶系的钙钛矿型氧化物(LaSrTiO3系氧化物)等。这些材料具有导电性，并且即使与含氢气体等燃料气体以及空气等含氧气体接触也不会还原和氧化。
<电池堆装置的结构>
接着，参照图2A～图2C对使用了上述的电池单元1的本实施方式的电池堆装置10进行说明。图2A是示出第一实施方式的电池堆装置的一例的立体图，图2B是图2A所示的X-X线的剖视图，图2C是示出第一实施方式的电池堆装置的一例的俯视图。
如图2A所示那样，电池堆装置10具备：电池堆11，其具有在电池单元1的厚度方向T(参照图1A)上排列(层叠)的多个电池单元1；以及固定构件12。
固定构件12具有固定件13以及支承构件14。支承构件14支承电池单元1。固定件13将电池单元1固定于支承构件14。另外，支承构件14具有支承体15以及气罐16。作为支承构件14的支承体15以及气罐16为金属制且具有导电性。
如图2B所示那样，支承体15具有供多个电池单元1的下端部插入的插入孔15a。多个电池单元1的下端部与插入孔15a的内壁通过固定件13接合。
气罐16具有通过插入孔15a而向多个电池单元1供给反应气体的开口部以及位于该开口部的周围的刀槽16a。支承体15的外周的端部通过填充于气罐16的刀槽16a的接合件21而与气罐16接合。
在图2A所示的例子中，在由作为支承构件14的支承体15与气罐16形成的内部空间22贮存燃料气体。气体流通管20与气罐16连接。燃料气体通过该气体流通管20供给到气罐16，并从气罐16向电池单元1的内部的气体流路2a(参照图1A)供给。供给到气罐16的燃料气体由后述的改性器102(参照图5)生成。
富含氢的燃料气体能够通过对原燃料进行水蒸气重整等而生成。在通过水蒸气重整而生成燃料气体的情况下，燃料气体包含水蒸气。
在图2A所示的例子中，具备两列电池堆11、两个支承体15以及气罐16。两列电池堆11分别具有多个电池单元1。各电池堆11固定于各支承体15。气罐16在上表面具有两个贯通孔。在各贯通孔配置有各支承体15。内部空间22由一个气罐16与两个支承体15形成。
插入孔15a的形状例如为俯视时呈长圆形状。插入孔15a例如电池单元1的排列方向即厚度方向T的长度比位于电池堆11的两端的两个端部集电构件17之间的距离大。插入孔15a的宽度例如比电池单元1的宽度方向W(参照图1A)的长度大。
如图2B所示那样，在插入孔15a的内壁与电池单元1的下端部接合的接合部填充有固定件13。由此，插入孔15a的内壁与多个的电池单元1的下端部分别接合、固定，另外，电池单元1的下端部彼此接合、固定。各电池单元1的气体流路2a在下端部与支承构件14的内部空间22连通。
固定件13以及接合件21能够使用玻璃等导电性较低的材料。作为固定件13以及接合件21的具体的材料，可以使用非晶质玻璃等，尤其也可以使用结晶化玻璃等。
作为结晶化玻璃，例如可以使用SiO2-CaO系、MgO-B2O3系、La2O3-B2O3-MgO系、La2O3-B2O3-ZnO系、SiO2-CaO-ZnO系等材料中的任一种，尤其也可以使用SiO2-MgO系的材料。
另外，如图2B所示那样，在多个电池单元1中的相邻的电池单元1之间夹设有导电构件18。导电构件18将相邻的一方的电池单元1的燃料极5与另一方的电池单元1的空气极8电串联连接。更具体而言，将相邻的一方的电池单元1的和燃料极5电连接的内嵌连接器4与另一方的电池单元1的空气极8连接。需要说明的是，关于与相邻的电池单元1连接的导电构件18的详细情况，见后述。
另外，如图2B所示那样，在位于多个电池单元1的排列方向上的最外侧的电池单元1电连接有端部集电构件17。端部集电构件17与向电池堆11的外侧突出的导电部19连接。导电部19对由电池单元1的发电产生的电进行集电并引出到外部。需要说明的是，在图2A中，省略了端部集电构件17的图示。
另外，如图2C所示那样，电池堆装置10将两个电池堆11A、11B串联连接，并作为一个电池而发挥功能。因此，电池堆装置10的导电部19被区别为正极端子19A、负极端子19B以及连接端子19C。
正极端子19A是将电池堆11发出的电力向外部输出的情况下的正极，并与电池堆11A中的正极侧的端部集电构件17电连接。负极端子19B是将电池堆11发出的电力向外部输出的情况下的负极，并与电池堆11B中的负极侧的端部集电构件17电连接。
连接端子19C将电池堆11A中的负极侧的端部集电构件17与电池堆11B中的正极侧的端部集电构件17电连接。
<导电构件的详细情况>
接着，参照图3～图4B对第一实施方式的导电构件18的详细情况进行说明。图3是示出实施方式的导电构件的一例的横剖视图。
如图3所示那样，导电构件18具有与相邻的一方的电池单元1连接的连接部18a以及与另一方的电池单元1连接的连接部18b。另外，导电构件18在宽度方向W的两端具有连结部18c，并将连接部18a、18b连接。由此，导电构件18能够将在厚度方向T上相邻的电池单元1彼此电连接。需要说明的是，在图3中，将电池单元1的形状简化而图示。
另外，连接部18a、18b具有与电池单元1相对的第一面181以及与连接部18b、18a相对的第二面182。
图4A是沿着图3所示的A-A线的剖视图。图4B是图4A所示的区域B的放大图。
导电构件18在电池单元1的长度方向L上延伸。如图4A所示那样，导电构件18的连接部18a、18b沿着电池单元1的长度方向L相互交错地配置有多个。导电构件18在连接部18a、18b处分别与电池单元1接触。
另外，如图4B所示那样，导电构件18具有基材40、覆盖部43以及涂层44。涂层44具有导电性。另外，导电构件18具有隔着基材40相对的第一面181以及第二面182。另外，导电构件18具有将第一面181与第二面182相连的第三面183、184。
导电构件18(连接部18b)经由接合件50而与电池单元1接合。接合件50位于导电构件18的第一面181与电池单元1之间，并将导电构件18与电池单元1接合。另外，第二面182以及第三面183、184例如露出于空气等氧化环境中。
基材40具有导电性以及耐热性。基材40含有铬。基材40例如为不锈钢。基材40例如也可以含有金属氧化物。
另外，基材40也可以具有层叠结构。在图4B所示的例子中，基材40具有第一基材层41以及第二基材层42。第二基材层42例如也可以使铬的含有率比第一基材层41大。第二基材层42例如含有氧化铬(Cr2O3)。这样，通过基材40具有第二基材层42，从而导电构件18的耐久性提高。需要说明的是，基材40也可以局部地具有第二基材层42，也可以不具有第二基材层42。另外，基材40也可以具有进一步的层叠结构。
覆盖部43位于基材40上。覆盖部43位于基材40与涂层44之间。覆盖部43含有第一元素43a。覆盖部43例如含有Ce。第一元素43a的第一电离能比铬小并且第一元素43a的氧化物的生成自由能的绝对值比铬小。作为第一元素43a，除了Ce以外，例如还可以列举Eu、Pr、以及Zr等。生成自由能也称为生成吉布斯自由能。生成自由能例如能够通过“核燃料、原子能材料热力学数据库”等热力学数据库来确认。第一元素43a也可以作为该元素的氧化物而位于基材40上。作为该第一元素43a的氧化物，例如是CeO2、EuO、PrO2、ZrO2。以下，将第一元素43a的氧化物称为第一氧化物。
覆盖部43也可以是位于基材40上并含有第一元素43a的多个粒子。另外，覆盖部43也可以是含有第一元素43a并覆盖基材40的覆膜。覆盖部43可以是将基材40整体覆盖的一个覆膜，也可以作为网眼状的覆膜、或相互分离的多个岛状的覆膜而位于基材40上。将含有第一元素43a的多个粒子以及覆膜总称为覆盖部43。覆盖部43例如也可以含有第一元素43a中的一种以上。覆盖部43也可以含有第一元素43a以外的元素。覆盖部43例如可以含有固溶有Gd(钆)的CeO2，也可以含有固溶有Y(钇)、Yb(镱)等的ZrO2、所谓的稳定化氧化锆或部分稳定化氧化锆。即，覆盖部43也可以具有含有第一元素43a的多个粒子和/或覆膜。在覆盖部43具有含有第一元素43a的多个粒子以及覆膜的情况下，多个粒子可以位于基材40上，也可以位于覆膜上。
覆盖部43例如能够通过IAD(Ion-beam Assisted Deposition)法、MOD(MetalOrganic Decomposition)法、溅射法、AD(Aerosol Deposition)法、PLD(Pulsed LaserDeposition)法等成膜法而在基材40的表面成膜。
含有第一元素43a的覆盖部43可以是结晶质，也可以是非晶质。另外，也可以在覆盖部43中混杂结晶质相与非晶质相。
这样，通过具有位于导电构件18的基材40上、并具有含有第一元素43a的覆盖部43，从而抑制第二基材层42的生长，因此导电构件18能够抑制与第二基材层42的生长相伴的内部电阻的增大。由此，能够减小电池单元1的电池性能的降低。
另外，覆盖部43的厚度例如也可以为5nm以上且150nm以下、或10nm以上且130nm以下，进而也可以为20nm以上且100nm以下。通过覆盖部43具有这样的厚度，从而例如抑制第二基材层42的生长，并且即使覆盖部43的导电率较小，也将覆盖部43对内部电阻的影响抑制得较小，因此导电构件18能够抑制内部电阻的增大。由此，能够减小电池单元1的电池性能的降低。例如，Cr2O3的导电率为1.5S/m，CeO2的导电率为0.07S/m。若将基材40单独的导电构件、或在基材40上直接形成有后述的涂层44的导电构件在燃料电池的运转温度下使用，则第二基材层42的厚度成为几μm程度、例如4μm。另一方面，若将在基材40上具有覆盖部43的导电构件18在燃料电池的运转温度下使用，则第二基材层42的厚度成为1μm以下。具体而言，例如在具有厚度10nm的CeO2作为覆膜的导电构件18中，第二基材层的厚度成为0.8μm程度，与不具有覆膜的情况相比能够减小内部电阻。
第一元素43a的有无以及含有第一元素43a的覆盖部43的大小例如能够通过在导电构件18的截面上，使用HAADF-STEM(高角度环状暗场扫描透射型电子显微镜)、FIB-SEM(聚焦离子束扫描电子显微镜)或EPMA(电子探针微分析器)进行第一元素43a的映射(mapping)来确认。另外，下述所示的覆膜的平均厚度例如通过如下方式得到：使用加速电压200kV的HAADF-STEM，在导电构件18的截面上以倍率100万倍进行上述元素的映射，在10点以上测定检测出第一元素43a的部分的厚度并算出其平均值。
另外，位于导电构件18的第一面181与基材40之间的覆膜的平均厚度t1可以与位于第三面183与基材40之间的覆膜的平均厚度t3、位于第三面184与基材40之间的覆膜的平均厚度t4相同，也可以与它们不同。作为第一平均厚度的平均厚度t1也可以比作为第二平均厚度的平均厚度t3、t4大。这样，通过使平均厚度t1比平均厚度t3、t4大，从而抑制靠近供电流流动的第一面181的部位处的第二基材层42的生长。平均厚度t3、t4例如也可以小于5nm。另外，导电构件18也可以在第三面183与基材40之间以及第三面184与基材40之间中的至少一方不具有覆膜。在靠近第三面183、184的部位处，由于可以使电流难以流动，因此也可以相比于靠近第一面181的部位使第二基材层42较厚。导电构件18通过在靠近第三面183、184的部位具有比靠近第一面181的部位厚的第二基材层42，从而抑制基材40的氧化。由此，能够减小电池单元1的电池性能的降低。
平均厚度t3、t4可以比平均厚度t1大，例如也可以比150nm大。在靠近第三面183、184的部位处，由于可以使电流难以流动，因此也可以使平均厚度t3、t4这样大。通过使平均厚度t3、t4像这样比平均厚度t1大，从而在第三面183、184中，抑制第二基材层42的生长，且能够抑制基材40所含有的铬的放出。需要说明的是，位于导电构件18的第二面182与基材40之间的覆膜的平均厚度t2可以比平均厚度t3、t4大，也可以比平均厚度t3、t4小。
另外，作为位于第一面181与基材40之间的覆盖部43的面积率的第一面积率可以与作为位于第三面183、184与基材40之间的覆盖部43的面积率的第二面积率相同，也可以与其不同。第一面积率也可以比第二面积率大。这样，通过使第一面积率比第二面积率大，从而抑制靠近供电流流动的第一面181的部位处的第二基材层42的生长。第一面积率例如也可以为20面积％以上且100面积％以下。第二面积率例如也可以为0面积％以上且100面积％以下。需要说明的是，位于第二面182与基材40之间的覆盖部43的面积率可以比第二面积率大，也可以比第二面积率小。
需要说明的是，上述的各面积率例如能够如以下那样算出。首先，对导电构件18的截面进行研磨，并使用HAADF-STEM、FIB-SEM(聚焦离子束扫描电子显微镜)或EPMA(电子探针微分析器)映射基材40上的第一元素43a，从而能够确认。具体而言，例如使用加速电压为200kV的HAADF-STEM，在导电构件18的截面上例如以倍率3000倍～5000倍得到第一元素43a的映射图像。通过对所得到的映射图像使用HULINKS公司制的解析软件Igor进行图像解析，从而算出从各面的法线方向观察到的与基材40重叠的第一元素43a的面积率。将所得到的第一元素43a的面积率设为覆盖部43的面积率。
涂层44在电池单元1的厚度方向T以及长度方向L的整体的范围内将覆盖部43覆盖。涂层44包含与覆盖部43不同的元素。涂层44通过位于基材40与氧化环境之间，从而例如能够抑制基材40所含有的铬的放出。因此，导电构件18的耐久性提高，因此能够提高电池单元1的耐久性。
另外，涂层44例如也可以含有包含Mn(锰)以及Co(钴)的氧化物。以下，将包含Mn以及Co的氧化物称为第二氧化物。第二氧化物具有电子传导性。第二氧化物具有比Cr2O3以及第一氧化物高的导电性。第二氧化物例如也可以具有比Cr2O3高100倍的导电率。第二氧化物所含的Mn的摩尔比率也可以比Co的摩尔比率大。涂层44例如也可以含有Mn、Co以及O的摩尔比为1.66∶1.34∶4的第二氧化物。通过含有具有这样的组成的第二氧化物，从而例如与具有含有Mn、Co以及O的摩尔比为1.5∶1.5∶4的第二氧化物的涂层44的情况相比，能够提高导电构件18的耐久性。需要说明的是，Mn、Co以及O的摩尔比能够基于使用了X射线衍射装置(XRD)的结晶相的鉴定而算出。另外，第二氧化物也可以含有Mn以及Co以外的元素、例如Zn(锌)、Fe(铁)、Al(铝)。涂层44可以不含有第一元素43a，也可以含有第一元素43a。在涂层44含有第一元素43a的情况下，涂层44中的第一元素43a的含有率比覆盖部43中的第一元素43a的含有率小。
另外，涂层44也可以为多孔质。涂层44例如也可以使气孔率为5％以上且40％以下。这样，通过导电构件18具有多孔质的涂层44，从而能够缓和导电构件18从外部受到的应力。因此，导电构件18的耐久性提高，因此能够提高电池单元1的耐久性。
涂层44例如能够通过喷镀法、蒸镀法、电沉积法、溅射法等方法而形成。另外，例如也可以在覆盖部43或覆膜的表面涂装覆盖材料，且之后烧成而成为涂层44。
<模块>
接着，使用图5对使用了上述的电池堆装置10的本发明的实施方式的模块100进行说明。图5是示出第一实施方式的模块的外观立体图，且示出将作为收纳容器101的一部分的前表面以及后表面取下，并将收纳于内部的燃料电池的电池堆装置10向后方取出了的状态。
如图5所示那样，模块100具备收纳容器101以及收纳于收纳容器101内的电池堆装置10。另外，在电池堆装置10的上方配置有改性器102。
该改性器102对天然气、灯油等原燃料进行重整而生成燃料气体，并将其向电池单元1供给。原燃料通过原燃料供给管103而向改性器102供给。需要说明的是，改性器102也可以具备使水气化的气化部102a以及重整部102b。重整部102b具备未图示的重整催化剂，并将原燃料重整为燃料气体。这样的改性器102能够进行作为效率较高的重整反应的水蒸气重整。
并且，由改性器102生成的燃料气体通过气体流通管20、气罐16以及支承构件14而向电池单元1的气体流路2a(参照图1A)供给。
另外，在上述的结构的模块100中，伴随着气体的燃烧以及电池单元1的发电，通常发电时的模块100内的温度成为500℃～1000℃程度。
在这样的模块100中，如上所述，将具备多个减小电池性能的降低的电池单元1的电池堆装置10收纳而构成，从而能够成为减小电池性能的降低的模块100。
<模块收容装置>
图6是示出第一实施方式的模块收容装置的一例的分解立体图。本实施方式的模块收容装置110具备外装壳体111、图5所示的模块100以及未图示的辅机。辅机进行模块100的运转。模块100以及辅机收容于外装壳体111内。需要说明的是，在图6中，将一部分结构省略而示出。
图6所示的模块收容装置110的外装壳体111具有支柱112以及外装板113。分隔板114将外装壳体111内上下划分。外装壳体111内的比分隔板114靠上侧的空间为收容模块100的模块收容室115，外装壳体111内的比分隔板114靠下侧的空间为收容使模块100运转的辅机的辅机收容室116。需要说明的是，在图6中，将收容于辅机收容室116的辅机省略而示出。
另外，分隔板114具有用于使辅机收容室116的空气向模块收容室115侧流动的空气流通口117。构成模块收容室115的外装板113具有用于将模块收容室115内的空气排出的排气口118。
在这样的模块收容装置110中，如上所述，通过在模块收容室115具备减小电池性能的降低的模块100，从而能够成为减小电池性能的降低的模块收容装置110。
需要说明的是，在上述的实施方式中，例示了使用中空平板型的支承基板的情况，但也能够应用于使用圆筒型的支承基板的电池堆装置。
[第二实施方式]
接着，参照图7A、图7B对第二实施方式的电池单元以及电池堆装置进行说明。
在上述的实施方式中，例示了在支承基板的表面仅设置有一个包含燃料极、固体电解质层以及空气极的元件部的所谓的“纵纹型”，但能够应用于排列有在支承基板的表面的相互分离的多个部位分别设置有元件部、且相邻的元件部之间电连接的所谓的“横纹型”的电池单元的横纹型电池堆装置。
图7A是示出第二实施方式的电池单元的剖视图。电池堆装置10A从使燃料气体流通的配管73沿长度方向L延伸有多个电池单元1A。电池单元1A在支承基板2上具有多个元件部3A。在支承基板2的内部设置有供来自配管73的气体流动的气体流路2a。支承基板2上的各元件部3A通过未图示的连接层而电连接。多个电池单元1A经由导电构件18而相互电连接。导电构件18位于各电池单元1A分别具有的元件部3A之间，并将相邻的电池单元1A电连接。具体而言，将相邻的电池单元1A中的一方的电池单元1A的和元件部3A的空气极电连接的集电体或内嵌连接器与另一方的电池单元1A的和元件部3A的燃料极电连接的集电体或内嵌连接器电连接。
图7B是第二实施方式的导电构件的放大剖视图。如图7B所示那样，导电构件18经由接合件50而与彼此相邻的电池单元1A分别接合。另外，导电构件18具有隔着基材40而相对的第一面181以及第二面182。另外，导电构件18具有将第一面181与第二面182相连的第三面183、184。
导电构件18经由接合件50而与电池单元1A接合。接合件50位于导电构件18的第一面181与一方的电池单元1A的元件部3A之间、导电构件18的第二面182与另一方的电池单元1A的元件部3A之间，并将隔着导电构件18而相对的一对电池单元1A与导电构件18接合。另外，第三面183、184例如露出于空气等、氧化环境中。
导电构件18具有基材40、覆盖部43以及涂层44。另外，基材40具有第一基材层41以及第二基材层42。构成导电构件18的各部位例如能够由先前叙述的用于第一实施方式的导电构件18那样的材料构成。
覆盖部43位于基材40上。覆盖部43位于基材40与涂层44之间。覆盖部43含有第一元素43a。第一元素43a的第一电离能比铬小并且第一元素43a的氧化物的生成自由能的绝对值比铬小。覆盖部43例如也可以含有多种第一元素43a。覆盖部43也可以含有作为第一元素43a的氧化物的第一氧化物。覆盖部43也可以是位于基材40上的多个粒子和/或覆盖基材40的覆膜。覆盖部43例如也可以含有CeO2。
这样，通过导电构件18位于基材40上，并具有含有第一元素43a的覆盖部43，从而抑制第二基材层42的生长，因此导电构件18能够抑制与第二基材层42的生长相伴的内部电阻的增大。由此，能够减小电池单元1A的电池性能的降低，因此能够减小电池堆装置10A的电池性能的降低。
[第三实施方式]
图8A是示出第三实施方式的平板型电池单元的立体图。图8B是图8A所示的平板型电池单元的局部剖视图。
如图8A所示那样，电池单元1B具有层叠有燃料极5、固体电解质层6以及空气极8的元件部3B。在层叠有多个平板型电池单元的电池堆装置中，例如多个电池单元1B通过作为彼此相邻的金属层的导电构件91、92而电连接。导电构件91、92将相邻的电池单元1B彼此电连接，并且具有向燃料极5或空气极8供给气体的气体流路。
如图8B所示那样，在本实施方式中，导电构件92具有向空气极8供给气体的气体流路93。导电构件92经由接合件50而与元件部3B(空气极8)接合。需要说明的是，导电构件92也可以不经由接合件50而直接与元件部3B接触。换言之，在本实施方式中，也可以不使用接合件50而将导电构件92与元件部3B直接连接。
导电构件92具有基材40、含有第一元素43a的覆盖部43以及涂层44。另外，基材40具有第一基材层41以及第二基材层42。构成导电构件92的各部位例如能够由先前叙述的用于导电构件18那样的材料构成。
覆盖部43位于基材40上。覆盖部43位于基材40与涂层44之间。另外，第一元素43a的第一电离能比铬小并且第一元素43a的氧化物的生成自由能的绝对值比铬小。覆盖部43例如也可以含有多种第一元素43a。覆盖部43也可以含有作为第一元素43a的氧化物的第一氧化物。覆盖部43也可以是位于基材40上的多个粒子和/或覆盖基材40的覆膜。覆盖部43例如也可以含有CeO2。
这样，通过导电构件18位于基材40上，并具有含有第一元素43a的覆盖部43，从而抑制第二基材层42的生长，因此导电构件18能够抑制与第二基材层42的生长相伴的内部电阻的增大。由此，能够减小电池单元1B的电池性能的降低，因此能够减小电池堆装置的电池性能的降低。
<其他变形例>
接着，对实施方式的其他变形例的电池堆装置进行说明。
上述实施方式中，作为“电池单元”、“电池堆装置”、“模块”以及“模块收容装置”的一例，示出了燃料电池单元、燃料电池堆装置、燃料电池模块以及燃料电池装置，但作为另一例，也可以分别是电解电池单元、电解电池堆装置、电解模块以及电解装置。
以上，对本发明详细进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更、改良等。
如以上那样，实施方式的导电构件18具有基材40以及位于基材40上并含有第一元素43a的覆盖部43。基材40含有铬。第一元素43a的第一电离能比铬小并且第一元素43a的氧化物的生成自由能的绝对值比铬小。由此，能够减小导电构件18的内部电阻的增大。
另外，实施方式的电池单元1具备元件部3以及上述所记载的导电构件18。导电构件18与元件部3连接。由此，能够成为减小与内部电阻的增大相伴的电池性能的降低的电池单元1。
另外，实施方式的电池堆装置10具有电池堆11，该电池堆11具备多个上述所记载的电池单元1。由此，能够成为减小与内部电阻的增大相伴的电池性能的降低的电池堆装置10。
另外，实施方式的模块100具备上述所记载的电池堆装置10以及收纳电池堆装置10的收纳容器101。由此，能够成为减小与内部电阻的增大相伴的电池性能的降低的模块100。
另外，实施方式的模块收容装置110具备上述所记载的模块100、用于进行模块100的运转的辅机以及收容模块100及辅机的外装壳体。由此。能够成为减小与内部电阻的增大相伴的电池性能的降低的模块收容装置110。
本次公开的实施方式在全部方面为例示，不应认为是限制性的内容。实际上，上述的实施方式能够以多种方式来体现。另外，上述的实施方式也可以不脱离技术方案及其主旨地以各种各样的方式进行省略、置换、变更。
附图标记说明
1、1A、1B 电池单元
3、3A、3B 元件部
5 燃料极
6 固体电解质层
7 中间层
8 空气极
10 电池堆装置
11 电池堆
12 固定构件
13 固定件
14 支承构件
15 支承体
16 气罐
17 端部集电构件
18 导电构件
40 基材
43 覆盖部
100 模块
110 模块收容装置。

Claims (18)

1.一种导电构件，其中，
所述导电构件具有：
基材，其含有铬；以及
覆盖部，其位于所述基材上，并含有第一电离能比铬小并且氧化物的生成自由能的绝对值比铬小的第一元素，所述第一元素为除去Ca及Sr以外的元素。
2.一种导电构件，其中，
所述导电构件具有：
基材，其含有铬；以及
覆盖部，其位于所述基材上，并含有第一电离能比铬小并且氧化物的生成自由能的绝对值比铬小的第一元素，所述覆盖部不包括含有Ca或Sr的钙钛矿型氧化物。
3.根据权利要求1或2所述的导电构件，其中，
在所述基材上具有组成与所述覆盖部不同的涂层，
所述覆盖部位于所述基材与所述涂层之间。
4.根据权利要求3所述的导电构件，其中，
所述涂层含有第二氧化物，所述第二氧化物包含Mn(锰)以及Co(钴)，
在所述涂层所含有的所述第二氧化物中，Mn的摩尔比率比Co的摩尔比率大。
5.一种导电构件，其中，
所述导电构件具有：
基材，其含有铬；
覆盖部，其位于所述基材上，并含有第一电离能比铬小并且氧化物的生成自由能的绝对值比铬小的第一元素；以及
涂层，其位于所述基材上，并且组成与所述覆盖部不同，
所述覆盖部位于所述基材与所述涂层之间，
所述涂层含有包含Mn(锰)及Co(钴)的第二氧化物。
6.根据权利要求5所述的导电构件，其中，
所述涂层所含有的所述第二氧化物的Mn的摩尔比率大于Co的摩尔比率。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的导电构件，其中，
所述涂层为多孔质。
8.根据权利要求1、2、4～6中任一项所述的导电构件，其中，
所述覆盖部含有作为所述第一元素的氧化物的第一氧化物。
9.根据权利要求1、2、4～6中任一项所述的导电构件，其中，
所述覆盖部具有包含所述第一元素的多个粒子。
10.根据权利要求1、2、4～6中任一项所述的导电构件，其中，
所述覆盖部具有包含所述第一元素并覆盖所述基材的覆膜。
11.一种电池单元，其中，
所述电池单元具备：
元件部；以及
权利要求1～10中任一项所述的导电构件，其与所述元件部连接。
12.根据权利要求11所述的电池单元，其中，
所述导电构件包括与所述元件部连接的第一面、位于与所述元件部分离的位置的第二面以及将所述第一面与所述第二面相连的第三面，
位于所述第一面与所述基材之间的所述覆盖部的第一面积率与位于所述第三面与所述基材之间的所述覆盖部的第二面积率不同。
13.根据权利要求12所述的电池单元，其中，
所述第一面积率比所述第二面积率大。
14.一种电池单元，其中，
所述电池单元具备：
元件部；以及
权利要求10所述的导电构件，其与所述元件部连接，
所述导电构件包括与所述元件部连接的第一面、位于与所述元件部分离的位置的第二面以及将所述第一面与所述第二面相连的第三面，
位于所述第一面与所述基材之间的所述覆盖部的第一平均厚度与位于所述第三面与所述基材之间的所述覆盖部的第二平均厚度不同。
15.根据权利要求14所述的电池单元，其中，
所述第一平均厚度比所述第二平均厚度大。
16.一种电池堆装置，其中，
所述电池堆装置具有电池堆，所述电池堆具备多个权利要求11～15中任一项所述的电池单元。
17.一种模块，其中，
所述模块具备：
权利要求16所述的电池堆装置；以及
收纳容器，其收纳所述电池堆装置。
18.一种模块收容装置，其中，
所述模块收容装置具备：
权利要求17所述的模块；
辅机，其用于进行所述模块的运转；以及
外装壳体，其收容所述模块及所述辅机。
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