JP2018088392A5 - 固体電解質層と電極との接合方法、燃料電池の製造方法及び燃料電池 - Google Patents

Claims (27)

1. 燃料電池に用いられる１以上の固体電解質層と複数の電極とを接合する、固体電解質層と電極との接合方法であって、
   前記固体電解質層と前記電極とを積層して、前記固体電解質層の両面に前記電極が配置された積層体とする積層工程と、
   前記固体電解質層を挟んで対向する電極間に第１の極性の電圧を印加することにより、前記固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで対向する電極のうちの一方とを接合する第１の電圧印加工程と、
   前記固体電解質層を挟んで対向する電極間に、前記第１の極性とは逆の第２の極性の電圧を印加することにより、前記固体電解質層と、前記固体電解質層を挟んで対向する電極のうちの他方とを接合する第２の電圧印加工程と、
   を含むことを特徴とする固体電解質層と電極との接合方法。
2. 前記電極は支持体と該支持体上の電極層とを有する、請求項１に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
3. 前記支持体はパンチングメタルを有する、請求項２に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
4. 前記支持体は、前記電極層が前記固体電解質層と接する部分のみにパンチングメタルを有する、請求項３に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
5. 前記支持体はステンレスを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
6. 前記電極層はアモルファスシリコン又はニッケルを有する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
7. 前記固体電解質層を挟んで対向する電極のうち、一方の電極のパンチングメタルの開口部に燃料極として機能する多孔質材料を充填し、他方の電極のパンチングメタルの開口部に空気極として機能する多孔質材料を充填する、請求項３〜６のいずれか一項に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
8. 前記燃料電池が複数の前記固体電解質層を備え、前記積層工程において複数の前記積層体とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
9. 前記電極の断面形状が矩形波状である、請求項８に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
10. 前記積層工程は、前記固体電解質層を挟んで対向する電極について、それらの断面形状の矩形波の向きが互いに平行となるように行う、請求項９に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
11. 前記積層工程は、前記矩形波の位相が互いに揃うように行う、請求項１０に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
12. 前記積層工程は、前記矩形波の位相が互いに逆になるように行う、請求項１０に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
13. 前記積層工程は、前記固体電解質層を挟んで対向する電極の断面形状の矩形波の向きが互いに交差するように行う、請求項９に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
14. 前記燃料電池は、各積層体間に、断面形状が三角波状のセパレータをさらに備える、請求項８に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
15. 前記積層工程は、前記積層体を挟んで対向する前記セパレータについて、それらの断面形状の三角波の向きが互いに平行となるように行う、請求項１４に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
16. 前記積層工程は、前記三角波の位相が互いに揃うように行う、請求項１５に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
17. 前記積層工程は、前記三角波の位相が互いに逆になるように行う、請求項１５に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
18. 前記積層工程は、前記積層体を挟んで対向する前記セパレータについて、それらの断面形状の三角波の向きが互いに交差するように行う、請求項１４に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
19. 隣接する前記積層体の対向する２つの電極が、それらの周縁部にて互いに接合されている、請求項８に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
20. 前記電極が４つのガス流通口を有する、請求項１９に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
21. 前記燃料電池が、上面と下面と側面とを有する複数のセパレータをさらに備え、該セパレータは、前記上面及び前記下面を貫通する２つの貫通孔と、前記側面に設けられ、前記２つの貫通孔のいずれか一方と連通する開口部とを有し、
    前記積層工程において、各積層体間に、２つの前記セパレータを、前記積層体の積層方向に隣接する前記ガス流通口が前記セパレータの貫通孔を介して互いに連通されるとともに前記開口部が互いに向き合うように配置し、かつ前記積層体の積層方向に隣接する前記セパレータが互いに上下逆向きとなるように配置する、請求項２０に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
22. 前記燃料電池が、上面と下面とを有し前記上面および前記下面を貫通する貫通孔を有する複数のガスケットをさらに備え、
    前記積層工程において、前記固体電解質層を挟んで対向する電極間に、前記ガスケットを、積層方向に隣接する前記ガス流通口が前記ガスケットの貫通孔を介して互いに連通されるように配置する、請求項２１に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
23. 前記電極および前記ガスケットの少なくとも１つが、前記ガスケットの貫通孔の拡大を抑制する部分を有する、請求項２２に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
24. 前記燃料電池が、上面と下面と外面と内面とを有し前記外面および前記内面を貫通する複数の開口部を有する４本のガス導入配管であって、該４本のガス導入配管のうちの２本と他の２本とでは、前記複数の開口部の軸方向の位置が相違している、４本のガス導入配管をさらに備え、
    前記ガス導入配管を、前記ガス流通口に、前記セパレータの貫通孔および前記ガスケットの貫通孔を介し、かつ前記ガス導入配管の開口部と前記セパレータの開口部とが重なるように挿通する配管挿通工程をさらに含む、請求項２２又は２３に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
25. 前記燃料電池が２枚のエンドプレートをさらに備え、前記複数の積層体を前記２枚のエンドプレートで挟んで固定する固定工程をさらに含む、請求項２４に記載の固体電解質層と電極との接合方法。
26. １以上の固体電解質層と複数の電極とを、請求項１〜２５のいずれかの固体電解質層と電極との接合方法により接合し、前記１以上の固体電解質層と前記複数の電極とを備える燃料電池を製造することを特徴とする燃料電池の製造方法。
27. 請求項２６の燃料電池の製造方法により製造されることを特徴とする燃料電池。