JP2014146556A

JP2014146556A - セルスタック装置および燃料電池

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Publication number: JP2014146556A
Application number: JP2013015753A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Uchi; 一隆内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2013-01-30
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: JP5981360B2

Abstract

【課題】集電部材による接着剤の接着強度が高いセルスタック装置および燃料電池を提供する。
【解決手段】燃料側電極層と固体電解質層と空気側電極層１０とを順次積層してなる複数の燃料電池セルと、集電部材４とを備え、集電部材４の主面Ｚが燃料側電極層側に、集電部材４の他方の主面Ｘが空気側電極層１０側に接続され、集電部材４は、断面が略矩形形状の板状で、主面Ｚ側が燃料側電極層側の主面に第１導電性接着剤４３で接着されており、角部にＣ面またはＲ面の面取り部４２が設けられ、燃料電池セルの燃料側電極層側に接続される主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの主面側切り取り長さｃ、主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの側面側切り取り長さｄ、他方の主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの主面側切り取り長さａ、主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの側面側切り取り長さｂは、ａ／ｂ比よりもｃ／ｄ比が大きいセルスタック装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の燃料電池セルを集電部材により電気的に接続してなるセルスタック装置および燃料電池に関するものである。

燃料電池においては、燃料電池セルの電気を集電部材にて外部に取り出す必要がある。例えば、特許文献１では、固体電解質を空気側電極層と燃料側電極層層で挟持し、それらの表面に良導電材からなる集電部材を積層した状態で接続して集電ロスを減少させた燃料電池セルが開示されている。また、特許文献２では、集電部材を電極に点接触させて接着剤で接着した構成が開示されている。

特開２００６−１７２９０６号公報特開２００８−０１０１８７号公報

しかしながら、特許文献１の電極層に集電部材を積層した構造では、燃料電池セルの配置の自由度が損なわれ、燃料ガスや空気の供給を妨げる可能性があった。また、特許文献２のように電極と集電部材とを点接触させた状態で接着する方法では、接着強度が低い場合があった。

そこで、本発明の目的は、接着剤による接着強度が高い集電部材を備えたセルスタック装置およびセルスタック装置を収納してなる燃料電池を提供することである。

本発明のセルスタック装置は、燃料側電極層と固体電解質層と空気側電極層とを順次積層してなる複数の燃料電池セルと、集電部材と、を備え、該集電部材の一方の主面が一方の前記燃料電池セルの前記燃料側電極層側に電気的に接続されるとともに、前記集電部材の他方の主面が他方の前記燃料電池セルの前記空気側電極層側に電気的に接続されるセルスタック装置であって、前記集電部材は、断面が略矩形形状の板状で、一方の主面およびそれに続く側面の一部が前記燃料電池セルの前記燃料側電極層側の主面に第１導電性接着剤で接着されており、前記略矩形形状の角部にＣ面またはＲ面の面取り部が設けられているとともに、前記面取り部は前記第１導電性接着剤で前記燃料電池セルに接着されており、前記燃料電池セルの燃料側電極層側の主面に接続される前記一方の主面側の前記面取り部の主面側切り取り長さをｃ、該一方の主面側の前記面取り部の前記主面に直交する側面側切り取り長さをｄ、前記燃料電池セルに接続される側とは反対側の他方の主面側の前記面取り部の主面側切り取り長さをａ、該他方の主面側の前記面取り部の側面側切り取り長さをｂとしたとき、ａ／ｂ比よりもｃ／ｄ比が大きいものである。

また、本発明の燃料電池は、上記セルスタック装置を収納容器内に収納したものである。

本発明のセルスタック装置においては、燃料電池セルの一方の主面と集電部材との間に導電性接着剤を塗布して焼き付ける際に、接着剤が収縮することによって集電部材と接着
剤との間に隙間ができる場合がある。そこで、燃料電池セルの燃料側電極層側の主面に接続される集電部材の主面側の面取り部は、主面側切り取り長さを長くして、集電部材の端部における接着強度を高めて、集電部材の剥離を抑制する。また、燃料電池セルに接続される側とは反対側の他方の主面側の面取り部は、側面に接着される接着剤が回り込んで他方の主面側の面取り部が接着剤で覆われるが、接着剤が他方の主面側の面取り部に回り込みすぎると、燃料側電極層側に用いられる導電性接着剤の焼き付けの際の収縮が大きいことから、他方の主面側の面取り部に回り込んだ接着剤にクラックが発生する場合がある。そして、一旦クラックが発生すると、クラックが接着剤の他の部分に進展して接着強度が低下する可能性がある。そこで、燃料電池セルに接続される側とは反対側の他方の主面側の面取り部は、主面側切り取り長さを短くして、集電部材の端部におけるクラックの発生を抑制する。その結果、本発明の集電部材は燃料電池セルの燃料側電極層側に高い接着強度で接着することができる。

本実施形態のセルスタック装置の一例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）の点線枠で囲った部分の一部拡大平面図、（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１のセルスタック装置の（ａ）概略斜視図、（ｂ）スタックとガスケースとの接続部付近の拡大断面図（図１（ａ）のＡ−Ａ断面図）である。図１のセルスタック装置の集電部材について、（ａ）集電部材、（ｂ）端部集電部材の形状を説明するための概略斜視図である。図１のセルスタック装置の集電部材の断面形状について、（ａ）Ｐ型半導体層側、（ｂ）空気側電極層の構成を説明するための概略断面図である。

（セルスタック装置）
図１は、本実施形態のセルスタック装置の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の点線枠で囲った部分の一部を拡大して示す断面図である。

セルスタック装置１（以下、スタック装置１と略することがある。）は、図１に示すように、燃料電池セル３（以下、セル３と略することがある。）の複数個が整列した状態で立設しているとともに、隣接するセル３間に集電部材４ａを介して電気的に直列に接続したセルスタック２（以下、スタック２と略することがある。）を有している。すなわち、隣接するセル３間に集電部材４ａが挟まれている。

セル３の内部には、一端部から他端部へ長さ方向Ｌに貫通するガス流路１３を有しており、セル３の一端部（図１、３の下端部）は枠体１６で囲まれており、枠体１６の内側に充填された第１絶縁性接着剤１７でセル３の下端部の外周が接着されている。つまり、スタック２は、枠体１６の内側に複数のセル３を並べて収容し、第１絶縁性接着剤１７で枠体１６に接着されている。

また、スタック２の最も外側に位置するセル３ａに端部集電部材４ｂが接着されており、この端部集電部材４ｂの外側には、端部集電部材４ｂに接着して電気的に接続されたセルスタック支持部材５が存在する。スタック支持部材５の外側には保護カバー６がある。保護カバー６は、スタック２の周囲（スタック装置１（ａ）の周囲）に置かれる断熱材との接触や外部からの衝撃に対して、スタック支持部材５およびスタック２を保護する。また、スタック支持部材５にはスタック２の外側に突出する電流引き出し部７が接続されている。

一方、図２に示すように、ガスケース（マニホールド）２０は、セル３のガス流路１３にガスを供給する開口部２１を上面に有している。また、環状の枠体１６の下端部が、ガ
スケース２０の開口部２１を取り囲むように形成された凹溝状の接着部２２に差し込まれている。そして、枠体１６の下端部がガスケース２０に凹溝状の接着部２２内の第２絶縁性接着剤１８に埋設された状態で接着されており、セル３のガス流路１３以外の部分が気密に封止されている。

（セル）
セル３は、図１（ｂ）に示すように、一対の対向する平坦面をもつ柱状の導電性支持基板１２（以下、支持基板１２と略す場合がある）の一方の平坦面上に燃料側電極層８、固体電解質層９及び空気側電極層１０を順次積層してなる柱状（中空平板状等）からなる。また、セル３の他方の平坦面上にはインターコネクタ１１が設けられており、支持基板１２の内部には、セル３に燃料ガスを流すためのガス流路１３が一端部から他端部に亘る長さ方向Ｌに設けられている。さらに、インターコネクタ１１の外面（上面）にはＰ型半導体層１４が設けられている。Ｐ型半導体層１４を介して、集電部材４ａをインターコネクタ１１に接続させることにより、両者の接触がオーム接触となり、電位降下を少なくし集電性能の低下を有効に回避することが可能となる。なお、図１（ａ）では集電部材４ａ、端部集電部材４ｂの記載を省略している。また、支持基板は燃料側電極層を兼ねるものとし、その表面に固体電解質層および空気側電極層を順次積層してセルを構成することもできる。

また、本実施態様において、セル３は各種セルが知られているが、発電効率のよいセルとする上で、上記構成からなる固体酸化物形セルが好適に採用できる。それにより、単位電力に対して燃料電池を小型化することができるとともに、家庭用燃料電池で求められる変動する負荷に追従する負荷追従運転を行なうことができる。また、上記中空平板状のセル３以外にもセルが平板形セルであってもよい。

燃料側電極層８は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているＺｒＯ_２（安定化ジルコニアと称し、部分安定化も含むものとする）とＮｉおよび／またはＮｉＯとから形成することができる。

固体電解質層９は、燃料側電極層８、空気側電極層１０間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、３〜１５モル％の希土類元素が固溶したＺｒＯ_２から形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、他の材料等を用いて形成してもよい。

空気側電極層１０は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるＡＢＯ_３型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。空気側電極層１０はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が２０％以上、特に３０〜５０％の範囲にあることが好ましい。

支持基板１２としては、燃料ガスを燃料側電極層８まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ１１を介して集電するために導電性であることが要求される。したがって、支持基板１２としては、導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。セル３を作製するにあたり、燃料側電極層８または固体電解質層９との同時焼成により支持基板１２を作製する場合においては、鉄族金属成分と特定希土類酸化物とから支持基板１２を形成することが好ましい。また、図１に示したセル３において、柱状（中空平板状）の支持基板１２は、立設方向に細長く延びる板状片であり、平坦な両面と半円形状の両側面を有する。また、支持基板１２は、ガス透過性を備えるために開気孔率が３０％以上、特に３５〜５０％の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であるのが好ましい。また、支持基
板１２の形状は柱状であれば良く、円筒状であってもよい。

Ｐ型半導体層１４としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ１１を構成する材料よりも電子伝導性が大きいもの、例えば、ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどが存在するＬａＭｎＯ_３系酸化物、ＬａＦｅＯ_３系酸化物、ＬａＣｏＯ_３系酸化物などの少なくとも一種からなるＰ型半導体セラミックスを使用することができる。このようなＰ型半導体層１４の厚みは、一般に、３０〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。

インターコネクタ１１は、上述したとおり、ランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ_３系酸化物）、もしくは、ランタンストロンチウムチタン系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＳｒＴｉＯ_３系酸化物）が好適に使用される。これらの材料は、導電性を有し、かつ燃料ガス（水素含有ガス）および酸素含有ガス（空気等）と接触しても還元も酸化もされない。また、インターコネクタ１１は支持基板１２に形成されたガス流路１３を流通する燃料ガス、および支持基板１２の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが好ましい。

（集電部材）
セル３を電気的に接続するために介装される集電部材４ａおよび端部集電部材４ｂは、弾性を有する金属または合金からなる部材で構成することができる。

図３（ａ）は集電部材４ａ、（ｂ）は端部集電部材４ｂの一例を示したものである。図３（ａ）に示した集電部材４ａは、セル３の長さ方向Ｌに沿った一対の接続部３１と、一対の接続部３１間を連結するように設けられた隣接するセル３と接触するための板状をした複数の接触部３２とを有する形状からなる。このような集電部材４ａは、セル３の変形に対して良好な追従性を有する。

図４（ａ）の集電部材４（集電部材４ａおよび端部集電部材４ｂ）の概略断面図によれば、集電部材４は、断面が略矩形形状の板状であり、一方の主面Ｚがセル３の燃料側電極層８側のＰ型半導体層１４に電気的に接続されており、側面Ｙが導電性の第１導電性接着剤４３でセル３のＰ型半導体層１４に接着されている。また、集電部材４の略矩形形状の角部にＲ面の面取り部４２が設けられている。なお、面取り部４２はＣ面（テーパ面）であってもよい。さらに、面取り部４２は第１導電性接着剤４３で接着されている。つまり、面取り部４２の表面は第１導電性接着剤４３で覆われている。

ここで、インターコネクタ１１およびＰ型半導体層１４はち密質な材質からなるために、Ｐ型半導体層１４と集電部材４とは、気孔が存在しないか、または気孔の存在割合が低い第１導電性接着剤４３を用いる。一方、空気側電極層１０と集電部材４との間は、空気側電極層１０に空気を供給できるような通気性のある接着剤を使用する必要があるために、空気側電極層１０と集電部材４とを接着する第２導電性接着剤４１は、導電性で第１導電性接着剤４３に比べて空隙が多く、ポーラスなものを使用する。

そのために、本実施態様では、図４（ａ）に示すように、燃料側電極層８側に接続される一方の主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの主面側切り取り長さをｃ、一方の主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの側面側切り取り長さをｄ、セル３に接続される側とは反対側の他方の主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの主面側切り取り長さをａ、他方の主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの側面側切り取り長さをｂとしたとき、ｃ／ｄ比がａ／ｂ比よりも大きくなっている。これによって、第２導電性接着剤４１に比べて空隙が少なくち密な第１導電性接着剤４３が焼き付けによっても、集電部材および燃料側電極層８側のＰ型半導体層１４と第１導電性接着剤４
３との間に隙間ができることを抑制できる。これによって、スタック２の全体としての集電ロスと電気セル３間の接着性は最適化される。また、燃料電池セルに接続される側とは反対側の他方の主面側の面取り部は、主面側切り取り長さを短くして、集電部材４の端部におけるクラックの発生を抑制し、クラックの進展による集電部材の剥離を抑制して、燃料電池セルの燃料側電極層側に高い接着強度で接着することができる。

上記図３（ａ）の集電部材４ａを用いた本実施態様では、図４（ｂ）に示すように、集電部材４ａの一部は、一方の主面Ｘがセル３の空気側電極層１０に電気的に接続されるとともに、側面Ｙが第２導電性接着剤４１でセル３の空気側電極層１０に接着されている。また、集電部材４の略矩形形状の角部にＲ面の面取り部４２が設けられている。なお、面取り部４２はＣ面（テーパ面）であってもよい。さらに、面取り部４２は第２導電性接着剤４１で接着されている。つまり、面取り部４２の表面は第２導電性接着剤４１で覆われている。

ここで、本実施態様では、図４（ｂ）に示すように、空気側電極層１０に接触してセル３に接続される一方の主面Ｘでは、面取り部４２Ｘの主面側切り取り長さがａ、一方の主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの側面側切り取り長さがｂ、セル３に接続される側とは反対側の他方の主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの主面側切り取り長さがｃ、他方の主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの側面側切り取り長さがｄとなり、セル３に接続される一方の主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの主面側切り取り長さａが、他方の主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの主面側切り取り長さｃよりも短く、かつａ／ｂ比よりもｃ／ｄ比が大きくなっている。また、本実施態様では、面取り部４２Ｘの側面側切り取り長さｂが、面取り部４２Ｚの側面側切り取り長さｄよりも長くなっている。これによって、セル３に接続される一方の主面側Ｘは、セル３と集電部材４との接触面積が広いために集電ロスが低減される。また、セル３に接続される側とは反対側の他方の主面Ｚ側では、第２導電性接着剤４１で接着される面積が広くなるので、集電部材４とポーラスな第２導電性接着剤４１との接着強度も高くなる。

第１導電性接着剤としては、平均粒径が０．１〜１０μｍのＬａＳｒＣｏＦｅＯ_３、ＬａＳｒＭｎＯ_３、ＬａＳｒＣｏＯ_３粉末等を含有するものを用いることができる。これらの単一の材料を用いて作製してもよく、２種以上組み合わせてもよい。

このように、異なる粒径の材料を用いて導電性接合材１３を作製することにより、粒径の大きな粗粒が導電性接合材１３の強度を向上させるとともに、粒径の小さな微粒が導電性接合材１３の焼結性を向上させることができる。

つまり、空気側電極層１０は開気孔率が２０％以上の多孔質な材質であるために、集電部材４との接触部では電気的接続状態が悪くなりやすいが、本実施態様では、セル３と集電部材４との接触面積が広いために集電ロスが低減される。また、空気側電極層１０と集電部材４とを接着する第２導電性接着剤４１には、空気側電極層１０内に空気を取り込むために気孔が存在する。そのために、第２導電性接着剤４１と空気側電極層１０との接着強度が低下しやすいが、本実施態様では、第２導電性接着剤４１で接着される面積が広くなるので、集電部材４と第２導電性接着剤４１との接着強度も高くなる。

ここで、セル３と集電部材４との間に導電性の接着剤が３００μｍ以下の厚みで介在することもある。このような場合でも、層状に介在する導電性接着剤の厚みが３００μｍ以下の厚みであれば、セル３と集電部材４との間の導電性は、導電性接着剤の厚みが３００μｍより厚い場合よりも良好になるため、本発明の効果は失われない。

また、切り取り長さａ，ｂ，ｃ，ｄの測定は、集電部材４の長さ方向の寸法誤差を考慮して、任意の長さ位置３箇所で測定して平均値を算出することによって求める。また、面
取り部４２Ｘ、４２Ｚは、主面Ｘ、Ｚの両端それぞれに２つずつ設けられている。本実施態様では、２つの面取り部４２Ｘおよび２つの面取り部４２Ｚは、それぞれ同じ形状からなるが、切り取り長さａ，ｂ，ｃ，ｄが異なっている場合もある。この場合、ａ／ｂ比とｃ／ｄ比との比較は、２つの面取り部４２Ｘまたは２つの面取り部４２Ｚの切り取り長さａ，ｂ，ｃ，ｄの平均値をとって比較する。

なお、本実施態様では、ａ／ｂ比が０．１〜１、ｃ／ｄ比が１〜１０である。この範囲であれば、空気側電極層１０およびＰ型半導体層１４における集電ロスがともに小さく、かつ接着剤の接着強度が高い。また、集電部材４の角部において酸化性を高めるための耐酸化被膜を被着形成した場合に、角部に耐酸化被膜が比較的均一に成膜されて、集電部材４の耐酸化性を高めることができる。

また、図３（ｂ）は端部集電部材４ｂの一例を示したものである。端部集電部材４ｂは、セル３の変形に対して良好な追従性を有する。また、端部集電部材４ｂも、集電部材４ａと同じ形状とすることができるが、セル３の変形に対する追従性を更に向上させるために、図３（ｂ）に示すように、隣接するスタック２の最外に位置するセル３（最外セルと称す場合がある。）の平坦面に当接する第１導電体片３３と、最外セル３の一方の端部からセルスタック支持部材５の他方の端部へと傾斜して延びる第２導電体片３４と、セルスタック支持部材５の平坦面に当接する第３導電体片３５と、セルスタック支持部材５の一方の端部から最外セル３の他方の端部へと傾斜して延びる第４導電体片３６とを基本要素として具備する。第１〜第４の導電体片はこの順序で端部同士を次々に連結されており、さらにこの順序で繰り返し導電体片が連結されることにより、軸方向に延在する一繋がりの形状であることが望ましい。

集電部材４の材質としては、Ｆｅ−Ｃｒ系やＦｅ−Ｎｉ系の耐熱性合金等が好ましく採用される。また、その幅は２０〜４０ｍｍ、厚みは０．３〜０．６ｍｍのものが好ましく採用されるが、特に限定はされない。

ここで、ａ／ｂ比およびｃ／ｄ比を所定の範囲内に制御する方法は、まず、集電部材４を打ち抜き加工によって所定形状に裁断する。その後、所定のＣ面またはＲ面形状の金型を用いて、集電部材４の角部を面押し加工することによって、ａ／ｂ比およびｃ／ｄ比を制御することができる。この面押し加工によって、打ち抜き加工にて集電部材４の角部に発生したバリをなくすこともできる。

また、本実施態様では、主面Ｘ，Ｚの面粗度は側面Ｙの面粗度よりも滑らかとなっている。これによって、主面Ｘにおける導電性を高めることができるとともに、側面Ｙにおける接着剤の接着強度を高めることができる。さらに、側面Ｙには厚み方向に延びる筋（図示せず）が複数条設けられている。厚み方向の筋は、アンカー効果を発揮して、接着剤４１の接着強度が向上する。主面Ｘ，Ｚの面粗度と側面Ｙの面粗度は、打ち抜き加工する際の裁断刃の面粗度を調整することによって制御することができる。また、側面Ｙに厚み方向の筋を形成するには、打ち抜き加工する際の裁断刃に凹凸を設けることによって形成できる。

（燃料電池）
さらに、上述したセルスタック装置１を収納容器（図示せず）内に収納した燃料電池においても、集電部材４の集電ロスが少なく、かつ集電部材４の接着強度が高いものとなることから、長期信頼性が向上した燃料電池となる。

Ｆｅ−Ｃｒ系の耐熱性合金からなり、幅が３０ｍｍ、厚みは０．４ｍｍの板状で、図３
、４の形状からなる集電部材を準備し、面取り部形状を表１の寸法として、セルスタック装置の燃料電池セルのＰ型半導体層に接着固定した。集電部材とＰ型半導体層の接着剤の接着強度をプッシュプルゲージにて測定した。表中、引張強度として記載した。

また、図１−４の構成からなるセルスタック装置を組み立てて、７５０℃−５０℃の昇降温サイクルを３６０回繰り返す昇降温サイクル試験を実施した。表中、昇降温サイクルテストとして、試験後に電圧降下が１００ｍＶ以下であった試料については○、電圧が１００ｍＶより大きく降下した試料については×と記載した。結果は表１に示した。

表１から明らかなとおり、Ｐ型半導体層との接続において、集電部材のａ／ｂ比とｃ／ｄ比とが同じ試料Ｎｏ．５では、昇降温サイクル試験において接着強度が低下した。また、集電部材のａ／ｂ比よりもｃ／ｄ比が小さい試料Ｎｏ．６では、昇降温サイクル試験において接着強度が低下し、試料Ｎｏ．７では、第１導電性接着剤の接着強度が低いものであった。なお、昇降温サイクル試験において接着強度が低下した試料Ｎｏ．５、６では、Ｐ型半導体層に接着されている第２導電性接着剤にクラックが入っていることが観察された。

これに対して、Ｐ型半導体層との接続において、集電部材のａ／ｂ比よりもｃ／ｄ比が大きい試料Ｎｏ．１〜４、８〜１１では、第１導電性接着剤の接着強度が高いものであった。特に、ａ／ｂ比が０．１〜１、ｃ／ｄ比が２〜５である試料Ｎｏ．９〜１０では、昇降温サイクル試験における電圧降下も小さいものであった。

なお、試料Ｎｏ．１〜１１のいずれの試料においても、空気側電極層に接着されている第１導電性接着剤および集電体には異常は観察されなかった。また、集電部材の主面Ｘ、Ｚおよび側面Ｙについて、接触式表面粗さ計で表面粗さを測定したところ、試料Ｎｏ．１〜４、８〜１１では、主面Ｘ，Ｚの面粗度は側面Ｙの面粗度よりも滑らかとなっていた。また、顕微鏡観察の結果、試料Ｎｏ．１〜４、８〜１１では、いずれも側面Ｙには厚み方向の筋が複数条設けられていた。

１セルスタック装置（スタック装置）
２セルスタック（スタック）
３燃料電池セル
４集電部材
４ａ集電部材
４ｂ端部集電部材
８燃料側電極層
１０空気側電極層
Ｘ燃料電池セルに接続される一方の主面
Ｙ側面
Ｚ他方の主面
４１第２導電性接着剤
４２面取り部
４３第１導電性接着剤
ｃ一方の主面Ｚ側の面取り部４２Ｚの主面側切り取り長さ
ｄ面取り部４２Ｚの側面側切り取り長さ
ａ他方の主面Ｘ側の面取り部４２Ｘの主面側切り取り長さ
ｂ面取り部４２Ｘの側面側切り取り長さ

Claims

燃料側電極層と固体電解質層と空気側電極層とを順次積層してなる複数の燃料電池セルと、集電部材と、を備え、該集電部材の一方の主面が一方の前記燃料電池セルの前記燃料側電極層側に電気的に接続されるとともに、前記集電部材の他方の主面が他方の前記燃料電池セルの前記空気側電極層側に電気的に接続されるセルスタック装置であって、
前記集電部材は、断面が略矩形形状の板状で、一方の主面およびそれに続く側面の一部が前記燃料電池セルの前記燃料側電極層側の主面に第１導電性接着剤で接着されており、前記略矩形形状の角部にＣ面またはＲ面の面取り部が設けられているとともに、前記面取り部は前記第１導電性接着剤で前記燃料電池セルに接着されており、前記燃料電池セルの燃料側電極層側の主面に接続される前記一方の主面側の前記面取り部の主面側切り取り長さをｃ、該一方の主面側の前記面取り部の前記主面に直交する側面側切り取り長さをｄ、前記燃料電池セルに接続される側とは反対側の他方の主面側の前記面取り部の主面側切り取り長さをａ、該他方の主面側の前記面取り部の側面側切り取り長さをｂとしたとき、ａ／ｂ比よりもｃ／ｄ比が大きいセルスタック装置。
前記集電部材の他方の主面およびそれに続く側面の一部が、第２導電性接着剤にて前記燃料電池セルの前記空気側電極層側の主面に接着されており、前記第２導電性接着剤は前記第１導電性接着剤よりも気孔率が高い請求項１記載のセルスタック装置。
前記ａ／ｂ比が０．１〜１、前記ｃ／ｄ比が１〜１０である請求項１または２記載のセルスタック装置。
前記集電体の主面の面粗度は前記側面の面粗度よりも滑らかである請求項１乃至３のいずれかに記載のセルスタック装置。
前記側面に厚み方向に延びる筋が複数条設けられている請求項４記載のセルスタック装置。
請求項５に記載のセルスタック装置を収納容器内に収納した燃料電池。