JP2005317274A - Fuel cell and its manufacturing method - Google Patents

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current collector
electrode layer
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electrode
layer
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Keisuke Nagasaka
圭介 永坂
Atsushi Ogino
温 荻野
Naoki Ito
直樹 伊藤
Masahiko Iijima
昌彦 飯島
Yasuhiro Izawa
康浩 伊澤
Satoshi Aoyama
智 青山
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To certainly join a current collector to an electrode layer and to prevent the current collector from being removed from the electrode layer in regard to a manufacturing method of a fuel cell. <P>SOLUTION: Electrode layers are accumulated on an electrolyte layer (a step of accumulated), and current collectors are disposed to cover the surface of the electrode layer sparsely on the side where the electrodes layers of the structure obtained are accumulated (a step of disposing the current collectors). Then the same electrode material as the electrode layers is coated on the side, where the current collectors of the structure made in the step of disposing the current collectors are disposed, by means of PVD or CVD (a step of coating). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セパレータと電極層との間に集電体が挟まれる構造の燃料電池に関し、詳しくは、その製造方法に関する。   The present invention relates to a fuel cell having a structure in which a current collector is sandwiched between a separator and an electrode layer, and more particularly to a manufacturing method thereof.

イオン伝導性の電解質層を挟んで一対の電極層が配置された構造の燃料電池が知られている。この燃料電池では、電極層とセパレータ間の抵抗を低減し発電効率を高めるための手段として、電極層とセパレータとの間に集電体が配置されている。集電体の集電性能は電極層と集電体の接合状態によって左右され、接合が不十分な場合には電極層と集電体間の抵抗が増大し、集電性能が低下してしまう。したがって、集電体は電極層に確実に接合されている必要がある。   There is known a fuel cell having a structure in which a pair of electrode layers are arranged with an ion conductive electrolyte layer interposed therebetween. In this fuel cell, a current collector is disposed between the electrode layer and the separator as a means for reducing the resistance between the electrode layer and the separator and increasing the power generation efficiency. The current collecting performance of the current collector depends on the bonding state between the electrode layer and the current collector. If the bonding is insufficient, the resistance between the electrode layer and the current collector increases, and the current collecting performance decreases. . Therefore, the current collector needs to be securely bonded to the electrode layer.

例えば、特許文献１に記載された従来技術では、グリーン状態の電極材料を集電体（管状金属構造体）の上に一部埋め込むようにして配置し、乾燥させることで、電極層に集電体の一部を埋め込むようにしている。
特開２００３−５１０７８８号公報 特開平１−２３５１５９号公報 特開平１０−２１９３０公報 特開２００３−７３１８号公報 For example, in the prior art described in Patent Document 1, a green electrode material is disposed so as to be partially embedded on a current collector (tubular metal structure) and dried, whereby the current is collected in the electrode layer. I try to embed a part of my body.
JP 2003-510788 A JP-A-1-235159 Japanese Patent Laid-Open No. 10-21930 JP 2003-7318 A

しかしながら、上記の従来技術のように集電体の一部を電極層に埋め込んだ場合であっても、電極層に接合されるのはあくまでも集電体の片面のみであるため、使用中に集電体と電極層の接合部が剥離する可能性がある。   However, even when a part of the current collector is embedded in the electrode layer as in the prior art described above, since only one side of the current collector is bonded to the electrode layer, the current collector is collected during use. There is a possibility that the joint between the electric body and the electrode layer may be peeled off.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、集電体を電極層に確実に接合し、集電体の電極層からの剥離を防止できるようにした燃料電池、及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A fuel cell in which a current collector is reliably bonded to an electrode layer and peeling of the current collector from the electrode layer can be prevented, and It aims at providing the manufacturing method.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、電解質層と、前記電解質層上に積層された電極層と、前記電解質層及び／又は前記電極層の表面をまばらに覆うように前記電解質層上に直接或いは前記電極層を挟んで配置された集電体と、を備える燃料電池において、
前記集電体は、少なくとも、前記表面を正面からみたときの前記集電体の縁部まで前記電極層内に埋め込まれていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the first invention provides an electrolyte layer, an electrode layer laminated on the electrolyte layer, and the electrolyte layer so as to sparsely cover the electrolyte layer and / or the surface of the electrode layer. In a fuel cell comprising a current collector disposed directly or on both sides of the electrode layer,
The current collector is embedded in the electrode layer at least up to the edge of the current collector when the surface is viewed from the front.

また、第２の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池の製造方法であって、
電解質層上に電極層を積層する積層工程と、
前記積層工程で作製された構造体の前記電極層が積層されている側の面に、前記電極層の表面をまばらに覆うように集電体を配置する集電体配置工程と、
前記集電体配置工程で作製された構造体の前記集電体が配置されている側の面に、前記電極層と同じ電極材料をＰＶＤ或いはＣＶＤによってコーティングするコーティング工程と、を含むことを特徴としている。 A second invention is a method of manufacturing a fuel cell in order to achieve the above object,
A laminating step of laminating an electrode layer on the electrolyte layer;
A current collector arranging step of arranging a current collector so as to sparsely cover the surface of the electrode layer on the surface on which the electrode layer of the structure produced in the laminating step is laminated;
A coating step of coating the same electrode material as that of the electrode layer by PVD or CVD on a surface on which the current collector is disposed of the structure manufactured in the current collector arranging step. It is said.

また、第３の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池の製造方法であって、
電解質層上に前記電解質層の表面をまばらに覆うように集電体を配置する集電体配置工程と、
前記集電体配置工程で作製された構造体の前記集電体が配置されている側の面に、電極層を構成する電極材料をＰＶＤ或いはＣＶＤによってコーティングするコーティング工程と、を含むことを特徴としている。 A third invention is a method for manufacturing a fuel cell in order to achieve the above object,
A current collector arranging step of arranging a current collector so as to sparsely cover the surface of the electrolyte layer on the electrolyte layer;
A coating step of coating an electrode material constituting the electrode layer by PVD or CVD on a surface on which the current collector is disposed of the structure produced in the current collector arranging step. It is said.

また、第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記コーティング工程で作製された構造体を焼成する焼成工程をさらに含むことを特徴としている。   The fourth invention is characterized in that in the second or third invention, the method further comprises a firing step of firing the structure produced in the coating step.

また、第５の発明は、上記の目的を達成するため、燃料電池の製造方法であって、
表裏を連通する多数の孔が形成された面状部材からなる集電体の表裏両面に、電極層を構成する電極材料をＰＶＤ或いはＣＶＤによってコーティングするコーティング工程と、
前記コーティング工程で作製された構造体を電解質層に接合する接合工程と、
を含むことを特徴としている。 A fifth invention is a method for manufacturing a fuel cell in order to achieve the above object,
A coating process in which the electrode material constituting the electrode layer is coated by PVD or CVD on both the front and back surfaces of the current collector formed of a planar member in which a large number of holes communicating with the front and back surfaces are formed;
A bonding step of bonding the structure produced in the coating step to the electrolyte layer;
It is characterized by including.

第１の発明によれば、集電体は少なくともその縁部まで電極層内に埋め込まれているので、集電体は電極層に確実に接合され、集電体が電極層から剥離することは防止される。   According to the first invention, since the current collector is embedded in the electrode layer at least to the edge thereof, the current collector is reliably bonded to the electrode layer, and the current collector is not peeled off from the electrode layer. Is prevented.

また、第２の発明によれば、集電体は電極材料の被膜によりコーティングされ、しかも被膜は電極層につながって電極層と一体化される。これにより、集電体は電極層内に十分に埋め込まれ、集電体が電極層から剥離することは防止される。   According to the second invention, the current collector is coated with a film of the electrode material, and the film is connected to the electrode layer and integrated with the electrode layer. Thereby, the current collector is sufficiently embedded in the electrode layer, and the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

また、第３の発明によれば、集電体は電解質層とともに電極材料の被膜によりコーティングされ、電解質層上に形成された被膜が電極層になる。これにより、集電体は電極層内に十分に埋め込まれ、集電体が電極層から剥離することは防止される。   According to the third invention, the current collector is coated with the electrolyte layer together with the electrode material coating, and the coating formed on the electrolyte layer becomes the electrode layer. Thereby, the current collector is sufficiently embedded in the electrode layer, and the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

また、第４の発明によれば、焼成によって集電体と電極層はさらに強固に接合されるので、集電体が電極層から剥離することはより確実に防止される。   According to the fourth invention, since the current collector and the electrode layer are more firmly bonded by firing, the current collector is more reliably prevented from peeling off from the electrode layer.

また、第５の発明によれば、集電体はその両側から電極材料の被膜によりコーティングされるので、その被膜が電極層になる。これにより、電極層と集電体の密着性が向上するとともに、集電体は電極層内に十分に埋め込まれるので、集電体が電極層から剥離することは防止される。   According to the fifth invention, since the current collector is coated with the electrode material film from both sides thereof, the film becomes the electrode layer. Thereby, the adhesion between the electrode layer and the current collector is improved, and the current collector is sufficiently embedded in the electrode layer, so that the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

実施の形態１．
先ず、本発明の実施の形態１としての燃料電池の製造方法について説明する。本実施形態では、本発明を固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）の製造に適用している。 Embodiment 1 FIG.
First, a method for manufacturing a fuel cell as Embodiment 1 of the present invention will be described. In the present embodiment, the present invention is applied to the manufacture of a solid oxide fuel cell (SOFC).

本実施形態では、燃料電池の製造工程として次の三つの工程を含んでいる。先ず、第１の工程は、電解質層上に電極層を積層する工程（積層工程）である。電解質層は、例えばイットリアをドープした酸化ジルコニウム（ＹＳＺ）で構成される。電極層は電解質層の両側に積層され、各電極層（アノード極層とカソード極層）は異なる材料で構成される。アノード極層は、例えばニッケルで構成され、カソード極層は、例えばストロンチウムをドープしたランタンマンガナイト（ＬＳＭ）で構成される。電解質層上への電極層の積層方法としては、例えば、電極材料の塗布、噴霧、印刷、或いはＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）による薄膜形成を用いることができる。   In the present embodiment, the following three steps are included as a manufacturing process of the fuel cell. First, the first step is a step of laminating an electrode layer on the electrolyte layer (lamination step). The electrolyte layer is made of, for example, zirconium oxide (YSZ) doped with yttria. The electrode layers are laminated on both sides of the electrolyte layer, and each electrode layer (anode electrode layer and cathode electrode layer) is made of different materials. The anode electrode layer is made of, for example, nickel, and the cathode electrode layer is made of, for example, lanthanum manganite (LSM) doped with strontium. As a method for laminating the electrode layer on the electrolyte layer, for example, application of an electrode material, spraying, printing, or thin film formation by PVD (Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition) can be used.

第２の工程は、電極層の表面に集電体を配置する工程（集電体配置工程）である。集電体は、例えば白金やステンレスのような高導電性材料により構成される。集電体の形態としては、メッシュやパンチングプレートのようにその表裏を連通するように多数の孔が形成された面状部材が好適である。このような面状部材によれば、電極層の表面に配置したときに電極層の表面が全て集電体によって覆われることがなく、集電体に形成された多数の孔から電極層の表面が露出するようになる。また、集電体の形態としては粒状部材でもよい。粒状部材の場合には、電極層の表面をまばらに覆うように分散配置する。電極層上へ集電体を配置する際、導電性の接着剤によって電極層と集電体を接着してもよく、電極層内に集電体を押し込むようにしてもよい。   The second step is a step of arranging a current collector on the surface of the electrode layer (current collector arranging step). The current collector is made of a highly conductive material such as platinum or stainless steel. As a form of the current collector, a planar member in which a large number of holes are formed so as to communicate with the front and back, such as a mesh or a punching plate, is preferable. According to such a planar member, the entire surface of the electrode layer is not covered with the current collector when arranged on the surface of the electrode layer, and the surface of the electrode layer is formed from a large number of holes formed in the current collector. Will be exposed. Further, the current collector may be a granular member. In the case of a granular member, it is dispersedly arranged so as to sparsely cover the surface of the electrode layer. When the current collector is disposed on the electrode layer, the electrode layer and the current collector may be bonded with a conductive adhesive, or the current collector may be pushed into the electrode layer.

第３の工程は、集電体配置工程で作製された構造体の集電体が配置されている側の面に、電極層と同じ電極材料をコーティングする工程（コーティング工程）である。アノード極層であれば、アノード極材料と同じ例えばニッケルをコーティングし、カソード極層であれば、カソード極層と同じ例えばＬＳＭをコーティングする。電極材料のコーティングには、ＰＶＤ或いはＣＶＤを用いる。特に、ＰＶＤの一種であるスパッタリングが好適である。本工程での処理により、集電体は電極材料の被膜によりコーティングされるが、電極層の表面は集電体に形成された孔や集電体の隙間から露出しているので、その露出部分にも電極材料の被膜が形成される。電極層の露出部分に形成される被膜は同じ電極材料のために電極層と一体化され、その結果、集電体は電極層内に取り込まれる形となる。   A 3rd process is a process (coating process) which coats the same electrode material as an electrode layer on the surface by which the collector of the structure produced by the current collector arrangement process is arranged. In the case of the anode electrode layer, the same anode material as that of nickel, for example, is coated. PVD or CVD is used for coating the electrode material. In particular, sputtering which is a kind of PVD is suitable. The current collector is coated with a coating of electrode material by the treatment in this step, but the surface of the electrode layer is exposed from the holes formed in the current collector and the gap between the current collectors, so the exposed portion Also, a film of electrode material is formed. The coating formed on the exposed portion of the electrode layer is integrated with the electrode layer for the same electrode material, so that the current collector is incorporated into the electrode layer.

以上の工程を経て製造された構造体をその両側からセパレータで挟みこむことにより、燃料電池が製造される。本実施形態の製造方法によれば、集電体は電極材料の被膜によりコーティングされ、しかも被膜は電極層につながって電極層と一体化される。これにより、集電体は電極層内に十分に埋め込まれ、集電体が電極層から剥離することは防止される。   The fuel cell is manufactured by sandwiching the structure manufactured through the above steps from both sides with a separator. According to the manufacturing method of the present embodiment, the current collector is coated with a film of an electrode material, and the film is connected to the electrode layer and integrated with the electrode layer. Thereby, the current collector is sufficiently embedded in the electrode layer, and the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２としての燃料電池の製造方法について説明する。本実施形態では、本発明を固体酸化物型燃料電池の製造に適用している。 Embodiment 2. FIG.
Next, a method for manufacturing a fuel cell as Embodiment 2 of the present invention will be described. In the present embodiment, the present invention is applied to the manufacture of a solid oxide fuel cell.

本実施形態では、燃料電池の製造工程として次の二つの工程を含んでいる。先ず、第１の工程は、電解質層上に集電体を配置する工程（集電体配置工程）である。電解質層は、例えばＹＳＺで構成される。集電体は、例えば白金やステンレスのような高導電性材料により構成される。集電体の形態としては、メッシュやパンチングプレートのようにその表裏を連通するように多数の孔が形成された面状部材が好適である。このような面状部材によれば、電解質層の表面に配置したときに電解質層の表面が全て集電体によって覆われることがなく、集電体に形成された多数の孔から電解質層の表面が露出するようになる。また、集電体の形態としては粒状部材でもよい。粒状部材の場合には、電解質層の表面をまばらに覆うように分散配置する。   In the present embodiment, the following two steps are included as a fuel cell manufacturing step. First, the first step is a step of arranging a current collector on the electrolyte layer (current collector arranging step). The electrolyte layer is made of, for example, YSZ. The current collector is made of a highly conductive material such as platinum or stainless steel. As a form of the current collector, a planar member in which a large number of holes are formed so as to communicate with the front and back, such as a mesh or a punching plate, is preferable. According to such a planar member, the entire surface of the electrolyte layer is not covered with the current collector when arranged on the surface of the electrolyte layer, and the surface of the electrolyte layer is formed from a large number of holes formed in the current collector. Will be exposed. Further, the current collector may be a granular member. In the case of a granular member, it is dispersedly arranged so as to cover the surface of the electrolyte layer sparsely.

第２の工程は、集電体配置工程で作製された構造体の表面に、電極層を構成する電極材料をコーティングする工程（コーティング工程）である。アノード極材料としては、例えばニッケルを用いることができ、カソード極材料としては、例えばＬＳＭを用いることができる。これら電極材料のコーティングには、ＰＶＤ或いはＣＶＤを用いる。特に、ＰＶＤの一種であるスパッタリングが好適である。本工程での処理により、集電体に形成された孔や集電体の隙間から露出した電解質層の表面に電極材料の被膜が形成され、この被膜が電極層を構成する。同時に、集電体の表面も電極材料の被膜によりコーティングされるが、この被膜は電極層に一体的につながっているため、集電体は電極層内に取り込まれる形となる。   A 2nd process is a process (coating process) which coats the electrode material which comprises an electrode layer on the surface of the structure produced at the electrical power collector arrangement | positioning process. As the anode electrode material, for example, nickel can be used, and as the cathode electrode material, for example, LSM can be used. PVD or CVD is used for coating these electrode materials. In particular, sputtering which is a kind of PVD is suitable. By the treatment in this step, a film of the electrode material is formed on the surface of the electrolyte layer exposed from the holes formed in the current collector and the gaps of the current collector, and this film constitutes the electrode layer. At the same time, the surface of the current collector is also coated with a film of the electrode material. Since this film is integrally connected to the electrode layer, the current collector is taken into the electrode layer.

以上の工程を経て製造された構造体をその両側からセパレータで挟みこむことにより、燃料電池が製造される。本実施形態の製造方法によれば、集電体は電解質層とともに電極材料の被膜によりコーティングされ、電解質層上に形成された被膜が電極層になる。これにより、集電体は電極層内に十分に埋め込まれ、集電体が電極層から剥離することは防止される。   The fuel cell is manufactured by sandwiching the structure manufactured through the above steps from both sides with a separator. According to the manufacturing method of the present embodiment, the current collector is coated with the electrode layer together with the electrolyte layer, and the film formed on the electrolyte layer becomes the electrode layer. Thereby, the current collector is sufficiently embedded in the electrode layer, and the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３としての燃料電池の製造方法について説明する。本実施形態では、本発明を固体酸化物型燃料電池の製造に適用している。 Embodiment 3 FIG.
Next, a method for manufacturing a fuel cell as Embodiment 3 of the present invention will be described. In the present embodiment, the present invention is applied to the manufacture of a solid oxide fuel cell.

本実施形態では、燃料電池の製造工程として次の二つの工程を含んでいる。先ず、第１の工程は、集電体の表裏両面に、電極層を構成する電極材料をコーティングする工程（コーティング工程）である。集電体は、例えば白金やステンレスのような高導電性材料により構成される。集電体の形態としては、メッシュやパンチングプレートのようにその表裏を連通するように多数の孔が形成された面状部材が好適である。アノード極材料としては、例えばニッケルを用いることができ、カソード極材料としては、例えばＬＳＭを用いることができる。これら電極材料のコーティングには、ＰＶＤ或いはＣＶＤを用いる。特に、ＰＶＤの一種であるスパッタリングが好適である。本工程での処理により、集電体の表裏両面に電極材料の被膜が形成され、この被膜が電極層を構成する。集電体には表裏を連通する孔が形成されているので、表裏両面に形成された被膜は集電体の孔でつながり一体化される。その結果、集電体は電極層内に取り込まれる形となる。   In the present embodiment, the following two steps are included as a fuel cell manufacturing step. First, a 1st process is a process (coating process) which coats the electrode material which comprises an electrode layer on the front and back both surfaces of a collector. The current collector is made of a highly conductive material such as platinum or stainless steel. As a form of the current collector, a planar member in which a large number of holes are formed so as to communicate with the front and back, such as a mesh or a punching plate, is preferable. As the anode electrode material, for example, nickel can be used, and as the cathode electrode material, for example, LSM can be used. PVD or CVD is used for coating these electrode materials. In particular, sputtering which is a kind of PVD is suitable. By the treatment in this step, a film of the electrode material is formed on both the front and back surfaces of the current collector, and this film constitutes the electrode layer. Since the current collector has holes communicating with the front and back surfaces, the coating formed on both the front and back surfaces is connected and integrated with the holes of the current collector. As a result, the current collector is taken into the electrode layer.

第２の工程は、コーティング工程で作製された構造体の電極層を電解質層に接合する工程（接合工程）である。電解質層は、例えばＹＳＺで構成される。接合方法としては、例えば、前記構造体の電極層を電解質層に押し付けることや、前記構造体の電極層を電解質層上に配置して加圧及び／又は加熱することが挙げられる。なお、集電体に形成する電極材料の被膜は集電体表裏で膜厚が異なっていてもよく、異なる膜厚の場合には、膜厚が厚い側を電解質層に接合するのが好ましい。   The second step is a step (bonding step) of bonding the electrode layer of the structure manufactured in the coating step to the electrolyte layer. The electrolyte layer is made of, for example, YSZ. Examples of the bonding method include pressing the electrode layer of the structure against the electrolyte layer, or placing the electrode layer of the structure on the electrolyte layer and applying pressure and / or heating. The film of the electrode material formed on the current collector may have different thicknesses on the front and back sides of the current collector. In the case of different film thicknesses, it is preferable to join the thicker side to the electrolyte layer.

以上の工程を経て製造された構造体をその両側からセパレータで挟みこむことにより、燃料電池が製造される。本実施形態の製造方法によれば、集電体はその両側から電極材料の被膜によりコーティングされ、その被膜が電極層になる。これにより、電極層と集電体の密着性が向上するとともに、集電体は電極層内に十分に埋め込まれるので、集電体が電極層から剥離することは防止される。   The fuel cell is manufactured by sandwiching the structure manufactured through the above steps from both sides with a separator. According to the manufacturing method of the present embodiment, the current collector is coated with the electrode material film from both sides thereof, and the film becomes the electrode layer. Thereby, the adhesion between the electrode layer and the current collector is improved, and the current collector is sufficiently embedded in the electrode layer, so that the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。 Others.
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the following modifications may be made.

実施の形態１及び実施の形態２において、コーティング工程で作製された構造体を焼成するようにしてもよい。これによれば、焼成によって集電体と電極層はさらに強固に接合されるので、集電体が電極層から剥離することはより確実に防止される。   In Embodiment 1 and Embodiment 2, the structure body produced in the coating process may be baked. According to this, since the current collector and the electrode layer are more firmly bonded by firing, the current collector is more reliably prevented from peeling from the electrode layer.

各実施の形態において、コーティング工程の後、集電体の表面が電極層から露出するように、集電体の表面を覆う電極材料の被膜の一部を削るようにしてもよい。集電体の表面を露出させることによって、集電体とセパレータ間の抵抗を低減し、発電効率をより高めることが可能になる。被膜の削除方法としては、やすりがけや研磨等の物理的な方法でもよく、薬品等を用いた化学的な方法でもよい。その際、少なくとも、集電体の縁部までは電極層内に埋め込まれているようにする。集電体が少なくともその縁部まで電極層内に埋め込まれているならば、集電体が電極層から剥離することは防止される。   In each embodiment, after the coating step, a part of the electrode material coating covering the surface of the current collector may be scraped so that the surface of the current collector is exposed from the electrode layer. By exposing the surface of the current collector, the resistance between the current collector and the separator can be reduced, and the power generation efficiency can be further increased. The method for removing the coating may be a physical method such as sanding or polishing, or a chemical method using chemicals or the like. At that time, at least the edge of the current collector is embedded in the electrode layer. If the current collector is embedded in the electrode layer at least up to its edge, the current collector is prevented from peeling off from the electrode layer.

Claims (5)

電解質層と、前記電解質層上に積層された電極層と、前記電解質層及び／又は前記電極層の表面をまばらに覆うように前記電解質層上に直接或いは前記電極層を挟んで配置された集電体と、を備える燃料電池において、
前記集電体は、少なくとも、前記表面を正面からみたときの前記集電体の縁部まで前記電極層内に埋め込まれていることを特徴とする燃料電池。 An electrolyte layer, an electrode layer laminated on the electrolyte layer, and a collection disposed directly on the electrolyte layer or sandwiching the electrode layer so as to sparsely cover the surface of the electrolyte layer and / or the electrode layer A fuel cell comprising:
The fuel cell, wherein the current collector is embedded in the electrode layer at least up to an edge of the current collector when the surface is viewed from the front. 電解質層上に電極層を積層する積層工程と、
前記積層工程で作製された構造体の前記電極層が積層されている側の面に、前記電極層の表面をまばらに覆うように集電体を配置する集電体配置工程と、
前記集電体配置工程で作製された構造体の前記集電体が配置されている側の面に、前記電極層と同じ電極材料をＰＶＤ或いはＣＶＤによってコーティングするコーティング工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。 A laminating step of laminating an electrode layer on the electrolyte layer;
A current collector arranging step of arranging a current collector so as to sparsely cover the surface of the electrode layer on the surface on which the electrode layer of the structure produced in the laminating step is laminated;
A coating step in which the same electrode material as that of the electrode layer is coated by PVD or CVD on a surface on which the current collector is arranged in the structure produced in the current collector arranging step;
A method for producing a fuel cell, comprising: 電解質層上に前記電解質層の表面をまばらに覆うように集電体を配置する集電体配置工程と、
前記集電体配置工程で作製された構造体の前記集電体が配置されている側の面に、電極層を構成する電極材料をＰＶＤ或いはＣＶＤによってコーティングするコーティング工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。 A current collector arranging step of arranging a current collector so as to sparsely cover the surface of the electrolyte layer on the electrolyte layer;
A coating step of coating an electrode material constituting the electrode layer by PVD or CVD on a surface on which the current collector is arranged in the structure produced in the current collector arranging step;
A method for producing a fuel cell, comprising: 前記コーティング工程で作製された構造体を焼成する焼成工程をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３記載の燃料電池の製造方法。   4. The method of manufacturing a fuel cell according to claim 2, further comprising a firing step of firing the structure produced in the coating step. 表裏を連通する多数の孔が形成された面状部材からなる集電体の表裏両面に、電極層を構成する電極材料をＰＶＤ或いはＣＶＤによってコーティングするコーティング工程と、
前記コーティング工程で作製された構造体を電解質層に接合する接合工程と、
を含むことを特徴とする燃料電池の製造方法。

A coating process in which the electrode material constituting the electrode layer is coated by PVD or CVD on both the front and back surfaces of the current collector formed of a planar member in which a large number of holes communicating with the front and back are formed
A bonding step of bonding the structure produced in the coating step to the electrolyte layer;
A method for producing a fuel cell, comprising:

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007265896A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Ngk Insulators Ltd Conductive connection member, and electrochemical device

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