CN115485891A - 单电池、模块以及模块收纳装置 - Google Patents

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Abstract

单电池(1)具备元件部(3)，该元件部(3)具有燃料极(5)、固体电解质层(6)、空气极(8)以及位于固体电解质层(6)与空气极(8)之间的中间层(7)。而且，固体电解质层(6)或者中间层(7)具有第一部位；以及第二部位，位于比第一部位更靠近空气极(8)或者更靠近元件部(3)的中央部(1b)的位置，具有比第一部位小的空隙率或者比第一部位低的致密性。

Description

单电池、模块以及模块收纳装置
技术领域
本公开涉及单电池、模块以及模块收纳装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源，提出了各种具有多个燃料单电池以及燃料单电池的单电池堆装置。燃料单电池是能够使用含氢气体等燃料气体和空气等含氧气体而得到电力的单电池中的1种。
在该燃料单电池中，例如，在燃料单电池内的元件部中，有时在固体电解质层与空气极之间设置中间层(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-35416号公报
发明内容
实施方式的一方式所涉及的单电池具备元件部，该元件部具有燃料极、固体电解质层、空气极、以及位于所述固体电解质层与所述空气极之间的中间层。而且，所述固体电解质层或者所述中间层具有：第一部位；以及第二部位，位于比所述第一部位更靠近所述空气极的位置或者更靠近所述元件部的中央部的位置，具有比所述第一部位小的空隙率或者比所述第一部位低的致密性。
附图说明
图1A是表示实施方式所涉及的单电池的一例的横剖视图。
图1B是从互连器侧观察实施方式所涉及的单电池的一例的侧视图。
图2A是表示实施方式所涉及的单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是表示实施方式所涉及的单电池堆装置的一例的俯视图。
图3是从空气极侧观察实施方式所涉及的单电池的一例的侧视图。
图4是用于说明实施方式所涉及的元件部的外周部以及中央部的图。
图5是表示实施方式所涉及的元件部的一例的放大剖视图。
图6是表示元件部的外周部以及中央部中的各区域的空隙率的图。
图7是表示实施方式所涉及的单电池的一例的放大横剖视图。
图8是表示实施方式所涉及的元件部的另一例的侧视图。
图9是表示实施方式所涉及的元件部的另一例的侧视图。
图10是表示实施方式所涉及的模块的一例的外观立体图。
图11是概略地表示实施方式所涉及的模块收纳装置的一例的分解立体图。
图12是表示实施方式的变形例1所涉及的单电池的剖视图。
图13是表示实施方式的变形例2所涉及的平板型单电池的立体图。
图14是用于说明实施方式的变形例2所涉及的元件部中的外周部以及中央部的图。
图15是表示实施方式的变形例2所涉及的元件部的一例的仰视图。
图16是表示实施方式的变形例2所涉及的元件部的另一例的仰视图。
图17是表示实施方式的变形例2所涉及的元件部的另一例的仰视图。
图18是表示实施方式的变形例2所涉及的元件部的另一例的仰视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本申请所公开的单电池、模块以及模块收纳装置的实施方式详细地进行说明。另外，本发明并不限定于以下所示的实施方式。
此外，附图是示意性的，需要注意各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时与现实不同。进而，在附图的相互之间，有时也包含相互的尺寸的关系、比率等不同的部分。
近年来，作为下一代能源，提出了各种具有多个燃料单电池以及燃料单电池的单电池堆装置。燃料单电池是能够使用含氢气体等燃料气体和空气等含氧气体而得到电力的单电池中的1种。
在该燃料单电池中，例如在燃料单电池内的元件部中，有时在固体电解质层与空气极之间设置中间层。
然而，在上述的燃料单电池中，燃料单电池的耐久性存在改善的余地。
因此，期待实现能够提高燃料单电池的耐久性的技术。
<单电池的结构>
首先，参照图1A以及图1B，作为实施方式所涉及的电池单电池，使用固体氧化物型的燃料单电池的例子进行说明。
图1A是表示实施方式所涉及的单电池1的一例的横剖视图，图1B是从互连器4侧观察实施方式所涉及的单电池1的一例的侧视图。另外，图1A以及图1B放大示出了单电池1的各结构的一部分。此外，关于从空气极8侧观察单电池1的一个例子的侧视图将在后面叙述。
在图1A以及图1B所示的例子中，单电池1是中空平板型，是细长的板状。如图1B所示，从侧面观察单电池1的整体的形状例如是长度方向L的边的长度为5cm～50cm，与该长度方向L正交的宽度方向W的长度为1cm～10cm的长方形。该单电池1的整体厚度方向T的厚度为1mm～5mm。
如图1A所示，单电池1具备导电性的支承基板2、元件部3以及互连器4。支承基板2是具有一对对置的平坦面n1、n2、以及连接该平坦面n1、n2的一对圆弧状的侧面m的柱状。
元件部3设置在支承基板2的平坦面n1上。该元件部3具有燃料极5、固体电解质层6、中间层7以及空气极8。此外，在图1A所示的例子中，在单电池1的平坦面n2上设置互连器4。
此外，如图1B所示，互连器4也可以延伸至单电池1的上端以及下端。在单电池1的下端部，互连器4以及固体电解质层6在表面露出。另外，如图1A所示，在单电池1的一对圆弧状的侧面m的表面，固体电解质层6露出。互连器4也可以不延伸至单电池1的下端。单电池1也可以在下端与互连器4之间的区域具备后述的加强层9。
以下，对构成单电池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，使在气体流路2a流动的燃料气体透过至燃料极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3产生的电集电至互连器4。
支承基板2的材料例如包括铁族金属成分以及无机氧化物。例如，铁族金属成分可以为Ni(镍)和/或NiO。无机氧化物可以是特定的稀土类元素氧化物。
燃料极5的材料能够使用一般公知的材料。燃料极5也可以使用包括多孔质的导电性陶瓷、例如氧化钙、氧化镁、或者稀土类元素氧化物固溶的ZrO2和Ni和/或NiO的陶瓷。作为该稀土类元素氧化物，例如可使用Y2O3等。也有时将氧化钙、氧化镁或者稀土类元素氧化物固溶的ZrO2称为稳定化氧化锆。稳定化氧化锆也包括部分稳定化氧化锆。
固体电解质层6是电解质，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，难以产生燃料气体与含氧气体的泄漏。
固体电解质层6的材料例如可以是固溶有3～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2。作为该稀土类元素氧化物，例如可使用Y2O3等。另外，只要具有上述特性，固体电解质层6的材料也可以使用其他材料等。
中间层7具有作为扩散抑制层的功能。若后述的空气极8所包括的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抑制Sr的扩散，难以形成SrZrO3。
中间层7的材料只要是通常用于Sr的扩散抑制层的材料就没有特别限制。中间层7的材料例如包括固溶有除Ce(铈)以外的稀土类元素的氧化铈(CeO2)。作为该稀土类元素，使用Gd(钆)、Sm(钐)等。
空气极8的材料只要是通常用于空气极的材料就没有特别限制。空气极8的材料例如也可以是所谓ABO3型的钙钛矿型氧化物等导电性陶瓷。
空气极8的材料例如可以是Sr和La共存于A位的复合氧化物。作为这样的复合氧化物的例子，可列举LaxSr1-xCoyFe1-yO3、LaxSr1-xMnO3、LaxSr1-xFeO3、LaxSr1-xCoO3等。另外，x为0＜x＜1，y为0＜y＜1。
此外，空气极8具有透气性。空气极8的开气孔率例如可以为20％以上、特别是30％～50％的范围。
互连器4的材料也可以使用镧铬铁矿系的钙钛矿型氧化物(LaCrO3系氧化物)、或者镧锆系的钙钛矿型氧化物(LaSrTiO3系氧化物)。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，既不会被还原也不会被氧化。
此外，互连器4为致密质，难以产生在支承基板2的内部的气体流路2a中流通的燃料气体、以及在支承基板2的外侧流通的含氧气体的泄漏。互连器4也可以具有93％以上、特别是95％以上的相对密度。
<单电池堆装置的结构>
接下来，参照图2A～图2C对使用了上述的单电池1的本实施方式所涉及的单电池堆装置10进行说明。图2A是表示实施方式所涉及的单电池堆装置10的一例的立体图，图2B是图2A所示的A-A线的剖视图，图2C是表示实施方式所涉及的单电池堆装置10的一例的俯视图。
图2A所示，单电池堆装置10具备：单电池堆11，其具有在单电池1的厚度方向T(参照图1A)上排列(层叠)的多个单电池1；以及固定构件12。
固定构件12具有固定材料13和支承构件14。支承构件14支承单电池1。固定材料13将单电池1固定于支承构件14。此外，支承构件14具有支承体15和气体罐16。作为支承构件14的支承体15以及气体罐16为金属制，具有导电性。
如图2B所示，支承体15具有供多个单电池1的下端部插入的插入孔15a。多个单电池1的下端部与插入孔15a的内壁由固定材料13接合。
气体罐16具有用于经由插入孔15a向多个单电池1供给反应气体的开口部，具有设置于开口部的周围的凹槽16a。支承体15的一端部通过填充于气体罐16的凹槽16a的接合材料21而与气体罐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和气体罐16形成的内部空间22中贮存燃料气体。在气体罐16连接有气体流通管20。燃料气体通过该气体流通管20向气体罐16供给，从气体罐16向单电池1的内部的气体流路2a(参照图1A)供给。向气体罐16供给的燃料气体由后述的改性器102(参照图10)生成。
富含氢的燃料气体能够通过对原燃料进行水蒸气改性等而生成。在通过水蒸气改性而生成燃料气体的情况下，燃料气体包括水蒸气。
在图2A所示的例子中，设置有2列具有多个单电池1的电池堆11，2列单电池堆11分别固定于支承体15。在气体罐16的上表面设置两个贯通孔。在两个贯通孔中，配置有各支承体15，以使得与插入孔15a对准。内部空间22由一个气罐16和两个支承体15形成。
插入孔15a的形状例如在俯视时为长圆形状。插入孔15a例如是单电池1的排列方向即厚度方向T的长度比位于单电池堆11的两端的两个端部集电构件17之间的距离大。插入孔15a的宽度例如比单电池1的宽度方向W(参照图1A)的长度大。
如图2B所示，在插入孔15a的内壁与单电池1的下端部的接合部填充有已被固化的固定材料13。由此，插入孔15a的内壁与多个单电池1的下端部分别被接合/固定，此外，单电池1的下端部彼此被接合/固定。各单电池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。
固定材料13以及接合材料21能够使用玻璃等导电性低的材料。作为具体的材料，可以为非晶质玻璃等，也可以为晶体化玻璃。
作为晶体化玻璃，例如可以采用SiO2-CaO系、MgO-B2O3系、La2O3-B2O3-MgO系、La2O3-B2O3-ZnO系、SiO2-CaO-ZnO系，但也可以使用SiO2-MgO系中的任一种材料。
此外，如图2B所示，在多个单电池1中的相邻的单电池1之间夹设有导电构件18。导电构件18将相邻的一方的单电池1的燃料极5与另一方的单电池1的空气极8串联电连接。另外，关于与相邻的单电池1连接的导电构件18的详细情况，在后面叙述。
此外，如图2B所示，在位于多个单电池1的排列方向上的最外侧的单电池1上连接有端部集电构件17。端部集电构件17与向单电池堆11的外侧突出的导电部19连接。导电部19将由单电池1的发电产生的电集电而引出到外部。另外，在图2A中，省略了端部集电构件17的图示。
此外，如图2C所示，在单电池堆装置10中，单电池1分别排列成一列而形成的两个单电池堆11A、11B串联连接，作为一个电池发挥功能。因此，单电池堆装置10的导电部19被区分为正极端子19A、负极端子19B和连接端子19C。
正极端子19A是将单电池堆11发出的电力向外部输出的情况下的正极，与单电池堆11A中的正极侧的端部集电构件17电连接。负极端子19B是将单电池堆11发出的电力向外部输出的情况下的负极，与单电池堆11B中的负极侧的端部集电构件17电连接。
连接端子19C将单电池堆11A中的负极侧的端部集电构件17与单电池堆11B中的正极侧的端部集电构件17电连接。
<元件部的详细情况>
接下来，参照图3～图9对实施方式所涉及的元件部3的详细情况进行说明。图3是从空气极8侧观察实施方式所涉及的单电池1的一例的侧视图。
如图3所示，中间层7除了单电池1的上端部以及下端部之外，形成于固体电解质层6中的从空气极8侧观察的整个面。换言之，在从空气极8侧观察的单电池1的上端部以及下端部，设置有中间层7不位于固体电解质层6的表面的第三部位30。
该第三部位30沿着单电池1的至少2边设置，从各自的边具有给定的宽度例如5mm左右而形成。在实施方式中，第三部位30沿着作为单电池1的2边的上边以及下边具有大致均等的宽度而形成。
此外，在单电池1的下端部的比第三部位30更靠上方的位置，在固体电解质层6与中间层7之间设置有加强层9。在单电池1的下端部被固定构件12(参照图2A)固定时，存在单电池1因来自固定构件12的应力而破损的情况。该加强层9在单电池1被固定时难以使单电池1破损。
在互连器4未延伸至单电池1的下端的情况下，也可以在支承基板2的平坦面2n上的、单电池1的下端部与互连器4之间的区域设置加强层9。
加强层9例如由固溶有3～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2形成。作为该稀土类元素氧化物，例如可使用Y2O3等。另外，只要具有上述特性，也可以使用其他材料等形成加强层9。
此外，在中间层7的表面，在单电池1中的上边的第三部位30与加强层9之间的区域设置有空气极8。
进而，实施方式所涉及的单电池1的元件部3具有外周部1a和中央部1b。外周部1a是在从空气极8侧观察单电池1的情况下位于各边的附近的区域，中央部1b是在从空气极8侧观察单电池1的情况下被外周部1a包围的中央的区域。
在从空气极8侧观察单电池1的情况下，外周部1a也可以是位于元件部3的轮廓的附近或者空气极8的轮廓的附近的区域。在该情况下，外周部1a包括元件部3或者空气极8的轮廓。外周部1a既可以包括单电池1中的元件部3的轮廓的内侧，也可以包括元件部3的轮廓的外侧。
如图4所示，外周部1a是在元件部3中，距沿着长度方向L的长边的距离为给定的距离X1以下，并且距沿着宽度方向W的短边的距离为给定的距离X2以下的区域。图4是用于说明实施方式所涉及的元件部3的外周部1a以及中央部1b的图。
在实施方式中，距离X1例如为元件部3的短边的长度W1的25％。此外，距离X2例如为元件部3的长边的长度L1的15％。
图5是表示实施方式所涉及的元件部3的一例的放大剖视图，是放大了中间层7以及其附近的剖视图。如图5所示，在元件部3中，在燃料极5(参照图1A)上层叠有固体电解质层6，在固体电解质层6上层叠有中间层7，在中间层7上层叠有空气极8。
此外，中间层7在剖视时在与固体电解质层6的界面附近具有第一区域7a，在与空气极8的界面附近具有第二区域7b。该第一区域7a是从固体电解质层6与中间层7的界面起的距离为给定的距离X3以下的区域。
此外，第二区域7b是从中间层7与空气极8的界面起的距离为给定的距离X4以下的区域。在实施方式中，该距离X3以及距离X4例如也可以是中间层7的厚度T1的1/3。
此外，固体电解质层6在剖视时在与中间层7的界面附近具有第三区域6a。该第三区域6a是从固体电解质层6与中间层7的界面起的距离为给定的距离X5以下的区域。在实施方式中，该距离X5例如也可以是中间层7的厚度T1的1/3。
在此，在实施方式中，为了提高单电池1的耐久性，控制上述的第一区域7a、第二区域7b以及第三区域6a的空隙率。图6是表示元件部3的外周部1a及中央部1b的各区域的空隙率的图。
如图6所示，在实施方式中，作为与固体电解质层6的界面附近的第一区域7a中的中间层7的空隙率大于作为与空气极8的界面附近的第二区域7b中的中间层7的空隙率。
作为与固体电解质层6的界面附近的第一区域7a中的中间层7是第一部位的一例，与空气极8的界面附近的第二区域7b中的中间层7是第二部位的一例。
另外，在实施方式中，在元件部3的外周部1a以及中央部1b中的任一个中，第一区域7a的空隙率都比第二区域7b的空隙率大。
这样，通过增大中间层7中的第一区域7a的空隙率，能够使中间层7的第一区域7a作为应力缓和层发挥功能，因此中间层7不易从固体电解质层6剥离。
此外，通过减小中间层7中的第二区域7b的空隙率，能够维持作为Sr的扩散抑制层的功能。
即，在实施方式中，中间层7能够维持作为Sr的扩散抑制层的功能，并且能够使中间层7难以从固体电解质层6剥离。因此，根据实施方式，能够提高单电池1的耐久性。
此外，在实施方式中，元件部3的外周部1a中的中间层7的空隙率大于元件部3的中央部1b中的中间层7的空隙率。元件部3的外周部1a中的中间层7是第一部位的另一例，元件部3的中央部1b中的中间层7是第二部位的另一例。
另外，在实施方式中，在中间层7的第一区域7a以及第二区域7b中的任一者中，外周部1a的空隙率都比中央部1b的空隙率大。
这样，通过增大元件部3的外周部1a中的中间层7的空隙率，能够使与中央部1b相比对发电的贡献小的外周部1a的中间层7，相较于扩散抑制效果，更重视应力缓和效果而发挥功能。
即，在实施方式中，通过增大外周部1a的空隙率，能够使中间层7难以以元件部3的外周部1a为起点剥离。因此，根据实施方式，能够提高单电池1的耐久性。
此外，在实施方式中，中间层7的空隙率可以为5(％)～30(％)的范围。通过将中间层7的空隙率设为5(％)以上，能够充分得到由空隙带来的应力的缓和效果，即使对单电池1施加温度循环而对中间层7施加热应力，中间层7也难以剥离。
另一方面，通过使中间层7的空隙率为30(％)以下，能够形成具有中间层7不剥离的程度的强度的中间层7。
这样，在实施方式中，将中间层7的空隙率设为5(％)～30(％)的范围，因此能够使中间层7不易剥离。因此，根据实施方式，能够提高单电池1的耐久性。
中间层7的空隙率特别可以是10(％)～30(％)的范围，还可以是13(％)～25(％)的范围。第一区域7a的空隙率可以是15(％)～30(％)的范围，特别是也可以是16(％)～27(％)的范围。第二区域7b的空隙率可以是10(％)～25(％)的范围，特别是也可以是12(％)～22(％)的范围。
此外，在实施方式中，形成于中间层7的空隙的平均直径也可以为0.1μm～1.0μm、特别是0.2μm～0.8μm的范围。由此，中间层7难以从固体电解质层6剥离，并且能够抑制Sr的扩散。
此外，在实施方式中，元件部3的外周部1a中的固体电解质层6的第三区域6a的空隙率大于元件部3的中央部1b中的固体电解质层6的第三区域6a的空隙率。即，在实施方式中，元件部3的外周部1a中的固体电解质层6的第三区域6a比元件部3的中央部1b中的固体电解质层6的第三区域6a致密。
由此，在容易产生固体电解质层6的剥离的元件部3的外周部1a，通过使第三区域6a致密，能够提高固体电解质层6的强度。即，在实施方式中，通过使外周部1a的固体电解质层6致密，能够使固体电解质层6难以以元件部3的外周部1a为起点剥离。
因此，根据实施方式，能够提高单电池1的耐久性。
另外，在实施方式中，示出了元件部3的外周部1a中的固体电解质层6的第三区域6a比元件部3的中央部1b中的固体电解质层6的第三区域6a致密的情况，但元件部3的外周部1a中的固体电解质层6的厚度方向的整体也可以比元件部3的中央部1b中的固体电解质层6的厚度方向的整体致密。元件部3的外周部1a中的固体电解质层6是第一部位的另一例，元件部3的中央部1b中的固体电解质层6是第二部位的另一例。
由此，能够提高元件部3的外周部1a中的固体电解质层6整体的强度，因此能够使固体电解质层6难以以元件部3的外周部1a为起点剥离。
此外，实施方式所涉及的单电池1中配置致密的、即空隙率小的固体电解质层6的部位不限于外周部1a。图7是表示实施方式所涉及的单电池1的一例的放大横剖视图。
如图7所示，单电池1具有与外周部1a相邻的弯曲部1c。该弯曲部1c是圆弧状的侧面m中的位于空气极8附近的部分。换言之，弯曲部1c是在侧面m中的、与互连器4的距离相比与空气极8的距离小的部分。而且，在实施方式中，也可以将比中央部1b(参照图4)致密的固体电解质层6也配置于该弯曲部1c。
由此，能够提高单电池1的弯曲部1c中的固体电解质层6的强度，因此能够使固体电解质层6难以以单电池1的弯曲部1c为起点剥离。
另外，第一区域7a、第二区域7b以及第三区域6a的空隙率以及空隙的平均直径例如能够通过以下的方法求出。首先，切断单电池1，以使得得到第一区域7a、第二区域7b以及第三区域6a的截面。
接下来，用SEM(扫描型电子显微镜)观察第一区域7a、第二区域7b以及第三区域6a的截面，例如拍摄3000倍的照片。对该照片实施图像处理，计算出空隙部位相对于图像整体的面积的合计面积，由此能够求出空隙率。
此外，通过对该照片实施图像处理，能够求出空隙的平均直径。通过图像处理求出的空隙的平均直径是将截面照片中的空隙的面积换算成圆的直径的平均值。图像处理例如能够使用解析软件(软件名：ImageJ，开发商：Wayne Rasband)进行基于2值化的解析。
此外，在实施方式中，如图3所示，在从空气极8侧观察单电池1的情况下，也可以在至少2边的附近具有中间层7不位于固体电解质层6的表面的第三部位30。
中间层7也可以在与固体电解质层6的界面具有厚度比第一区域7a小的致密的膜。此时，假设第三部位30未形成于单电池1，而形成为中间层7的致密的膜到达单电池1的各边的情况下，若从外部对单电池1施加冲击，则对到达施加有冲击的边的中间层7的致密的膜直接施加冲击。由此，由于薄且致密，因此在容易产生裂缝的中间层7的致密的膜上产生裂缝，该裂缝有可能发展到元件部3。
另一方面，在实施方式中，由于单电池1具有第三部位30，因此即使从外部对形成该第三部位30的边施加冲击，也能够使中间层7的致密的膜不易产生裂缝。
即，在实施方式中，能够使中间层7不易产生裂缝。因此，根据实施方式，能够提高单电池1的耐久性。
另外，实施方式所涉及的单电池1中的第三部位30的配置不限于图3的例子。图8以及图9是表示实施方式所涉及的元件部3的另一例的侧视图。另外，在图8以及图9中，为了容易理解，省略空气极8以及加强层9的图示。
如图8所示，第三部位30也可以被设置为从空气极8侧观察的单电池1中的四个角部被切掉。此外，如图9所示，第三部位30也可以在从空气极8侧观察的单电池1中的上端部的一部分以及下端部的一部分呈矩形状设置。
此外，在实施方式中，如图3所示，也可以在不形成空气极8而不需要扩散抑制层的加强层9的表面也形成中间层7。
此外，实施方式所涉及的中间层7可以包括Fe(铁)、Si(硅)、Na(钠)、Cl(氯)、Cu(铜)、Ti(钛)以及Al(铝)中的至少一种元素，来作为杂质。
由此，在形成中间层7时，能够抑制中间层7内的晶粒的生长，因此能够使中间层7不易产生裂缝。因此，根据实施方式，能够提高单电池1的耐久性。
实施方式所涉及的中间层7也可以包括例如合计为1000ppm(0.1质量％)以下的成为上述杂质的元素。例如，Fe、Si、Na以及Cl的含量可以分别为200ppm(0.02质量％)以下。例如，Cu、Ti以及Al的含量可以分别为50ppm(0.005质量％)以下。
中间层7可以包括除上述Gd、Sm以外的稀土类元素，例如La(镧)、Pr(钕)、Nd(钕)、Y(钇)等。例如在中间层7的材料为固溶有Gd的氧化铈(CeO2)的情况下，中间层7可以包括合计为20ppm(0.002质量％)左右的La、Pr、Nd、Sm以及Y中的至少任意一种。
中间层7可以包括Zr(锆)、Ca(钙)、Sr(锶)、Mg(镁)、Co(钴)、Mn(锰)以及Ni(镍)等。这些元素有时从配置于中间层7的周边的构件向中间层7扩散。
此外，在实施方式中，也可以在中间层7的第一区域7a中包括扁平状的晶粒。进而，在中间层7的第一区域7a中，扁平状的晶粒的长径可以为10nm～100μm的范围，该长径的平均值可以为100nm～10μm的范围。该扁平状的晶粒也可以形成上述中间层7的致密膜。
此外，在中间层7的第一区域7a与固体电解质层6的边界部，边界部的每单位长度的、中间层7的晶粒与固体电解质层6的晶粒的接触长度也可以比在中间层7的第二区域7b与空气极8的边界部，边界部的每单位长度的中间层7的晶粒与空气极8的晶粒的接触长度大。
<模块>
接下来，使用图10对使用了上述单电池堆装置10的本公开的实施方式所涉及的模块100进行说明。图10是表示实施方式所涉及的模块100的外观立体图。图10表示卸下作为收纳容器101的一部分的前表面以及后表面，将收纳于内部的燃料电池的单电池堆装置10向后方取出的状态。
如图10所示，模块100具备收纳容器101以及收纳于收纳容器101内的单电池堆装置10。在单电池堆装置10的上方配置有改性器102。
该改性器102对天然气、煤油等原燃料进行改性而生成燃料气体，并供给到单电池1。原燃料通过原燃料供给管103向改性器102供给。另外，改性器102也可以具备使水气化的气化部102a和改性部102b。改性部102b具备未图示的改性催化剂，将原燃料改性为燃料气体。这样的改性器102能够进行效率高的改性反应即水蒸气改性。
而且，在改性器102中生成的燃料气体通过气体流通管20、气体罐16以及支承构件14被供给到单电池1的气体流路2a(参照图1A)。
此外，在上述结构的模块100中，伴随着气体的燃烧以及单电池1的发电，通常发电时的模块100内的温度为500～1000℃左右。
在这样的模块100中，如上所述，通过收纳耐久性高的单电池堆装置10而构成，能够成为耐久性高的模块100。
<模块收纳装置>
图11是表示实施方式所涉及的模块收纳装置110的一例的分解立体图。实施方式所涉及的模块收纳装置110具备外装壳体111、图10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以及辅机收纳在外装壳体111内。另外，在图11中省略一部分结构来表示。
图11所示的模块收纳装置110的外装壳体111具有支柱112和外装板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更靠上侧的空间是收纳模块100的模块收纳室115，外装壳体111内的比分隔板114更靠下侧的空间是收纳运转模块100的辅机的辅机收纳室116。另外，在图11中，省略收纳于辅机收纳室116的辅机。
此外，分隔板114具有用于使辅机收纳室116的空气向模块收纳室115侧流动的空气流通口117。构成模块容纳室115的外装板113具有用于排出模块容纳室115内的空气的排气口118。
在这样的模块收纳装置110中，如上所述，通过在模块收纳室115中具备耐久性高的模块100，能够成为耐久性高的模块收纳装置110。
<各种变形例>
接下来，参照图12～图18对实施方式的各种变形例所涉及的元件部进行说明。
在上述的实施方式中，例示了在支承基板的表面仅设置一个包括燃料极、固体电解质层以及空气极的元件部的所谓的“纵条纹型”，但也能够应用于将所谓的“横条纹型”的单电池排列的横条纹型单电池堆装置，在该电池单电池中，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、且将相邻的元件部之间电连接。
此外，在本实施方式中，例示了使用了中空平板型的支承基板的情况，但也能够应用于使用了圆筒型的支承基板的单电池堆装置。此外，如后所述，也能够应用于在厚度方向上层叠了所谓的“平板型”的单电池的平板型单电池堆装置。
此外，在上述实施方式中，示出了在支承基板上设置燃料极、将空气极配置在单电池的表面的例子，但也可以应用于与此相反的配置，即在支承基板上设置空气极、将燃料极配置在单电池的表面的单电池堆装置。
此外，在上述实施方式中，作为“单电池”、“单电池堆装置”、“模块”以及“模块收纳装置”的一例，示出了燃料单电池、燃料单电池堆装置、燃料电池模块以及燃料电池装置，但作为其他例子，也可以分别为电解单电池、电解单电池堆装置、电解模块以及电解装置。
图12是表示实施方式的变形例1所涉及的单电池的剖视图。如图12所示，单电池堆装置10A的多个单电池1A从使燃料气体流通的配管73沿着长度方向L延伸。单电池1A在支承基板71上具有多个元件部3A。在支承基板71的内部设置有供来自配管73的气体流动的气体流路74。支承基板71上的各元件部3A通过未图示的连接部电连接。多个单电池1A经由导电构件78而相互电连接。导电构件78位于各单电池1A分别具有的元件部3A之间，将相邻的单电池1A连接。
而且，在变形例1中，作为与固体电解质层的界面附近的第一区域中的中间层的空隙率比作为与空气极的界面附近的第二区域中的中间层的空隙率大。由此，能够提高单电池1A的耐久性。
此外，在变形例1中，元件部3A的外周部中的中间层的空隙率比元件部3A的中央部的中间层的空隙率大。由此，能够提高单电池1A的耐久性。
此外，在变形例1中，元件部3A的外周部的固体电解质层的第三区域比元件部3A的中央部的固体电解质层的第三区域致密。由此，能够提高单电池1A的耐久性。
图13是表示实施方式的变形例2所涉及的平板型单电池的立体图，图14是用于说明实施方式的变形例2所涉及的元件部90中的外周部1Ba以及中央部1Bb的图。
如图13所示，单电池1B具有层叠有燃料极5、固体电解质层6、中间层7以及空气极8的元件部90。层叠有多个平板型单电池的单电池堆装置例如通过作为彼此相邻的金属层的导电构件91、92而将多个单电池1B电连接。导电构件91、92具有将相邻的单电池1B彼此电连接并且向燃料极5或者空气极8供给气体的气体流路。
此外，如图14所示，单电池1B的元件部90具有外周部1Ba和中央部1Bb。外周部1Ba是在俯视单电池1B的情况下位于元件部90的各边的附近的区域，中央部1Bb是在俯视单电池1B的情况下被外周部1Ba包围的中央的区域。另外，在图13、图14中俯视单电池的情况下，单电池1B的外形与元件部90的外形一致。单电池1B的外形可以比元件部90的外形大，也可以被配置为单电池1B的轮廓包围元件部90的轮廓。
如图14所示，该外周部1Ba在元件部90中，距一条边S1的距离为给定的距离X6以下，并且距另一条边S2的距离为给定的距离X7以下的区域。
在变形例2中，距离X6例如为元件部90的另一条边S2的长度L3的25％。此外，距离X7例如是元件部90的一条边S1的长度L4的25％。
而且，在变形例2中，第一区域(即与固体电解质层6的界面附近)的中间层7的空隙率比第二区域(即与空气极8的界面附近)中的中间层7的空隙率大。由此，能够提高单电池1B的耐久性。
此外，在变形例2中，元件部90的外周部1Ba中的中间层7的空隙率比元件部90的中央部1Bb中的中间层7的空隙率大。由此，能够提高单电池1B的耐久性。
此外，在变形例2中，元件部90的外周部1Ba中的固体电解质层6的第三区域比元件部90的中央部1Bb中的固体电解质层6的第三区域致密。由此，能够提高单电池1B的耐久性。
图15是表示实施方式的变形例2所涉及的元件部90的一例的仰视图，是用于说明单电池1B中的中间层7以及第三部位30的配置的图。如图15所示，在变形例2中，第三部位30也可以分别沿着在单电池1B中对置的两边设置。
由此，即使从外部对形成有该第三部位30的两条边施加冲击，也能够使中间层7不易产生裂缝。因此，根据变形例2，能够提高单电池1B的耐久性。
另外，变形例2所涉及的单电池1B中的第三部位30的配置不限于图15的例子。图16～图18是表示实施方式的变形例2所涉及的元件部90的另一例的仰视图。
如图16所示，第三部位30也可以被设置为从空气极8(参照图13)侧观察的单电池1B中的四个角部被切除。此外，如图17所示，第三部位30也可以在从空气极8侧观察的单电池1B中的对置的两边的一部分设置为矩形状。此外，如图18所示，第三部位30也可以沿着从空气极8侧观察的全部单电池1B的四边设置。
如上所述，实施方式所涉及的电池1(1A、1B)具备元件部3(3A、90)，该元件部3(3A、90)具有燃料极5、固体电解质层6、空气极8、位于固体电解质层6与空气极8之间的中间层7。而且，固体电解质层6或者中间层7具有：第一部位；和第二部位，其位于比第一部位更靠近空气极8或者靠近元件部3(3A、90)的中央部1b的位置，具有比第一部位小的空隙率或者比第一部位低的致密性。由此，能够提高单电池1(1A、1B)的耐久性。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，与固体电解质层6的界面附近的中间层7的空隙率大于与空气极8的界面附近的中间层7的空隙率大。由此，能够提高单电池1(1A、1B)的耐久性。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，元件部3(3A、90)的外周部1a中的中间层7的空隙率大于中央部1b中的中间层7的空隙率。由此，能够提高单电池1(IA、1B)的耐久性。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，中间层7的空隙率为5(％)～30(％)的范围。由此，能够抑制中间层7的剥离。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，中间层7包括固溶有除Ce以外的稀土类元素的氧化铈。由此，能够对中间层7赋予作为抑制在固体电解质层6形成SrZrO3的电阻层的扩散抑制层的功能。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，中间层7包括Fe、Si、Na、Cl、Cu、Ti以及Al中的至少一种元素，来作为杂质。由此，能够提高单电池1(1A、1B)的耐久性。
此外，实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)在从空气极8侧观察的情况下，固体电解质层6在至少两边的附近具有中间层7不位于表面的第三部位30。由此，能够抑制在中间层7产生裂缝。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，位于元件部3(3A、90)的外周部1a的固体电解质层6比位于中央部1b的固体电解质层6致密。由此，能够使固体电解质层6难以以元件部3(3A、90)的外周部1a为起点剥离。
此外，在实施方式所涉及的单电池1(1A、1B)中，固体电解质层6在与中间层7的界面附近，元件部3(3A、90)的外周部1a比中央部1b致密。由此，能够使固体电解质层6难以以元件部3(3A、90)的外周部1a为起点剥离。
此外，实施方式所涉及的模块100具备：单电池堆装置10，其具备多个上述记载的单电池1(1A、1B)；以及收纳容器101，收纳单电池堆装置10。由此，能够成为耐久性高的模块100。
此外，实施方式所涉及的模块收纳装置110具备：上述记载的模块100；辅机，其用于进行模块100的运转；以及外装壳体111，其收纳模块100以及辅机。由此，能够成为耐久性高的模块收纳装置110。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式实现。此外，上述的实施方式可以在不脱离所附权利要求书以及其主旨的情况下以各种方式进行省略、置换、变更。
-符号说明-
1、1A、1B 单电池
1a、1Ba 外周部
1b、1Bb 中央部
3、3A、90 元件部
5 燃料极
6 固体电解质层
6a 第三区域
7 中间层
7a 第一区域
7b 第二区域
8 空气极
10 单电池堆装置
30 第三部位
100 模块
101 收纳容器
110 模块收纳装置
111 外装壳体。

Claims (11)

1.一种单电池，具备：元件部，该元件部具有燃料极、固体电解质层、空气极以及位于所述固体电解质层与所述空气极之间的中间层，
所述固体电解质层或者所述中间层具有：
第一部位；以及
第二部位，位于比所述第一部位更靠近所述空气极的位置或者更靠近所述元件部的中央部的位置，具有比所述第一部位小的空隙率或者比所述第一部位低的致密性。
2.根据权利要求1所述的单电池，其中，
与所述固体电解质层的界面附近的所述中间层的空隙率大于与所述空气极的界面附近的所述中间层的空隙率。
3.根据权利要求1或2所述的单电池，其中，
所述元件部的外周部中的所述中间层的空隙率大于中央部中的所述中间层的空隙率。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的单电池，其中，
所述中间层的空隙率为5(％)～30(％)的范围。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的单电池，其中，
所述中间层包括固溶了除Ce(铈)以外的稀土类元素的氧化铈。
6.根据权利要求5所述的单电池，其中，
所述中间层包括Fe、Si、Na、Cl、Cu、Ti以及Al中的至少一种元素来作为杂质。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的单电池，其中，
在从所述空气极侧观察的情况下，所述固体电解质层在至少两边的附近具有所述中间层不位于表面的第三部位。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的单电池，其中，
位于所述元件部的外周部的所述固体电解质层比位于中央部的所述固体电解质层致密。
9.根据权利要求8所述的单电池，其中，
所述固体电解质层在与所述中间层的界面附近，所述元件部的外周部比中央部致密。
10.一种模块，具备：
单电池堆装置，具备多个权利要求1～9中任一项所述的单电池；以及
收纳容器，收纳所述单电池堆装置。
11.一种模块收纳装置，具备：
权利要求10所述的模块；
用于进行所述模块的运转的辅机；以及
收纳所述模块及所述辅机的外装壳体。
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JP4773588B1 (ja) * 2010-06-15 2011-09-14 日本碍子株式会社 燃料電池セル
US9583777B2 (en) * 2011-08-31 2017-02-28 Kyocera Corporation Solid oxide fuel cell, cell stack device, fuel cell module, and fuel cell device
JP5726023B2 (ja) * 2011-08-31 2015-05-27 京セラ株式会社 固体酸化物形燃料電池セル、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
JP2013157190A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Kyocera Corp 固体酸化物形燃料電池セル、セルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置
JP5676038B2 (ja) 2013-07-11 2015-02-25 日本特殊陶業株式会社 固体酸化物形燃料電池セル、その製造方法、燃料電池セルスタック、及び固体酸化物形燃料電池。
US11495817B2 (en) * 2018-11-29 2022-11-08 Kyocera Corporation Cell, cell stack device, module, and module housing device

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