JP2021022507A - Fuel battery cell - Google Patents

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Abstract

To provide a fuel battery cell that mitigates stress in joint material.SOLUTION: A fuel battery cell includes a fuel battery cell main body 10, a separator 30, and a joint material 110. The separator 30 is configured in a frame shape having an opening portion 32 that exposes an area excluding an outer peripheral edge portion 14 of the fuel battery cell main body 10, and has an inner peripheral edge portion 31 that overlaps with the outer peripheral edge portion 14 of the fuel battery cell main body 10. The joint material 110 joins the outer peripheral edge portion 14 of the fuel battery cell main body 10 and the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30. The joint material 110 has a central portion 111, a first protruding portion 112, and a second protruding portion 113. The first protruding portion 112 protrudes from the central portion 111 to the inner peripheral side. The second protruding portion 113 protrudes from the central portion 111 to the outer peripheral side. The ratio of the maximum protruding length L113b of the second protruding portion to the minimum protruding length L113a of the second protruding portion 113 in a direction orthogonal to the lamination direction is not less than 1.01 and not more than 10.0.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、燃料電池セルに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell.

平板状の固体電解質と、固体電解質を挟むように設けられた燃料極及び空気極と、を有する燃料電池セル本体が複数積層された平板形のセルスタック装置が知られている(例えば特許文献1)。特許文献1には、燃料ガスが存在する空間と酸化剤ガスが存在する空間とを区画するセパレータが、接合材を用いて燃料電池セル本体に取り付けられていることが開示されている。 A flat cell stack device in which a plurality of fuel cell cell bodies having a flat plate-shaped solid electrolyte and a fuel electrode and an air electrode provided so as to sandwich the solid electrolyte are laminated is known (for example, Patent Document 1). ). Patent Document 1 discloses that a separator that separates a space in which a fuel gas exists and a space in which an oxidant gas exists is attached to a fuel cell main body using a bonding material.

特開2014−49324号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-49324

上記特許文献1のセルスタック装置の運転等に伴う温度変化、すなわち熱サイクルによって、燃料電池セル本体が変形する場合がある。この場合、燃料電池セル本体を接合している接合材に応力が加えられる。そこで、本発明の課題は、接合材における応力を緩和することにある。 The fuel cell cell body may be deformed due to a temperature change due to the operation of the cell stack device of Patent Document 1, that is, a thermal cycle. In this case, stress is applied to the joining material that joins the fuel cell body. Therefore, an object of the present invention is to relieve stress in the bonding material.

接合材に応力が加えられるという問題は、燃料電池セル本体の変形に起因した応力が、接合材の外周縁部に残留しやすいことに基づくことを本発明者は見出した。 The present inventor has found that the problem that stress is applied to the joint material is based on the fact that the stress caused by the deformation of the fuel cell body tends to remain on the outer peripheral edge of the joint material.

本発明のある側面に係る燃料電池セルは、燃料電池セル本体と、セパレータと、接合材と、を備えている。燃料電池セル本体は、固体電解質、並びに固体電解質を挟むように積層された燃料極及び空気極を有する。セパレータは、燃料電池セル本体の外周縁部を除く領域を露出する開口部を有する枠状である。またセパレータは、燃料電池セル本体の外周縁部と重なる内周縁部を有する。接合材は、燃料電池セル本体の外周縁部と、セパレータの内周縁部とを接合する。積層方向視において、接合材の外周端縁は、互いに対向する2組の延伸部と、各前記延伸部を連結する連結部と、を有する。少なくとも1つの延伸部は、曲線部を有する。接合材は、中央部と、第1突出部と、第2突出部と、を有する。中央部は、積層方向視において、燃料電池セル本体及びセパレータと重なる。第1突出部は、中央部から内周側に向けて突出する。第2突出部は、中央部から外周側に向けて突出する。積層方向と直交する方向において、第2突出部の最小突出長さに対する、第2突出部の最大突出長さの比は、1.01以上10.0以下である。 The fuel cell according to a certain aspect of the present invention includes a fuel cell main body, a separator, and a bonding material. The fuel cell cell body has a solid electrolyte, and a fuel electrode and an air electrode laminated so as to sandwich the solid electrolyte. The separator has a frame shape having an opening that exposes an area excluding the outer peripheral edge of the fuel cell body. Further, the separator has an inner peripheral edge portion that overlaps with the outer peripheral edge portion of the fuel cell main body. The joining material joins the outer peripheral edge of the fuel cell body and the inner peripheral edge of the separator. In the stacking direction view, the outer peripheral edge of the joining material has two sets of stretched portions facing each other and a connecting portion for connecting the stretched portions. At least one stretched portion has a curved portion. The joining material has a central portion, a first protruding portion, and a second protruding portion. The central portion overlaps the fuel cell cell body and the separator in the stacking direction. The first protruding portion protrudes from the central portion toward the inner peripheral side. The second protruding portion protrudes from the central portion toward the outer peripheral side. In the direction orthogonal to the stacking direction, the ratio of the maximum protrusion length of the second protrusion to the minimum protrusion length of the second protrusion is 1.01 or more and 10.0 or less.

この構成によれば、接合材の外周端縁は曲線部を有している。そして、接合材において第2突出部の最小突出長さに対する第2突出部の最大突出長さの比は、1.01以上10.0以下である。このため、接合材の外周縁部に残留する応力が分散されて、応力の集中が抑制されやすくなる。したがって、接合材における応力を緩和できる。 According to this configuration, the outer peripheral edge of the joining material has a curved portion. The ratio of the maximum protruding length of the second protruding portion to the minimum protruding length of the second protruding portion of the joint material is 1.01 or more and 10.0 or less. Therefore, the stress remaining on the outer peripheral edge of the bonding material is dispersed, and the concentration of stress is easily suppressed. Therefore, the stress in the joint material can be relaxed.

好ましくは、中央部の幅に対する、第2突出部の最大突出長さの比は、0.1以上3以下である。 Preferably, the ratio of the maximum protrusion length of the second protrusion to the width of the center is 0.1 or more and 3 or less.

好ましくは、第2突出部は、燃料電池セル本体の側面と接している。セパレータと燃料電池セル本体との間における中央部の厚さに対する、燃料電池セル本体の側面と接する部分の第2突出部の厚さの比は、0.02以上5以下である。 Preferably, the second protrusion is in contact with the side surface of the fuel cell body. The ratio of the thickness of the second protruding portion in contact with the side surface of the fuel cell body to the thickness of the central portion between the separator and the fuel cell body is 0.02 or more and 5 or less.

好ましくは、第2突出部の気孔率は、セパレータと燃料電池セル本体との間における中央部の気孔率よりも大きい。 Preferably, the porosity of the second protrusion is greater than the porosity of the central portion between the separator and the fuel cell body.

好ましくは、セパレータと燃料電池セル本体との間における中央部の厚さに対する、第2突出部の露出長さの比は、1を超えて10以下である。 Preferably, the ratio of the exposed length of the second protrusion to the thickness of the central portion between the separator and the fuel cell body is more than 1 and 10 or less.

本発明によれば、接合材における応力を緩和することができる。 According to the present invention, the stress in the bonding material can be relieved.

セルスタック装置の斜視図。Perspective view of the cell stack device. セルスタック装置の断面図。Sectional drawing of the cell stack device. セルスタックの拡大断面図。Enlarged sectional view of the cell stack. 接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material. 接合材の平面図。Top view of the joint material. 変形例に係る接合材の平面図。The plan view of the joining material which concerns on a modification. 変形例に係る接合材の平面図。The plan view of the joining material which concerns on a modification. 変形例に係る接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material according to the modified example. 変形例に係る接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material according to the modified example. 変形例に係る接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material according to the modified example. 変形例に係る接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material according to the modified example. 変形例に係る接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material according to the modified example. 変形例に係る接合材近傍を示す拡大断面図。An enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the joint material according to the modified example.

以下、本発明に係るセルスタック装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the cell stack device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2に示すように、セルスタック装置1は、燃料電池セルと、締結部材21〜28と、を備えている。燃料電池セルは、燃料電池セル本体10と、セパレータ30と、第1接合材110と、を含んでいる。セルスタック装置1は、複数の燃料電池セルが複数積層された構造を有している。すなわち、セルスタック装置1は、いわゆる平板形のセルスタック構造である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the cell stack device 1 includes a fuel cell and fastening members 21 to 28. The fuel cell includes a fuel cell main body 10, a separator 30, and a first bonding material 110. The cell stack device 1 has a structure in which a plurality of fuel cell cells are stacked. That is, the cell stack device 1 has a so-called flat cell stack structure.

締結部材21〜28は、複数の燃料電池セルを締結する。締結部材の4本には、積層方向(z軸)に沿って酸化剤ガスまたは燃料ガスが流れる流路が形成されている。本実施形態では、締結部材23は燃料ガス供給管として用いられ、締結部材27は燃料ガス排出管として用いられ、締結部材25は酸化剤ガス供給管として用いられ、締結部材21は酸化剤ガス排出管として用いられる。 The fastening members 21 to 28 fasten a plurality of fuel cell cells. The four fastening members are formed with flow paths through which the oxidant gas or the fuel gas flows along the stacking direction (z-axis). In the present embodiment, the fastening member 23 is used as a fuel gas supply pipe, the fastening member 27 is used as a fuel gas discharge pipe, the fastening member 25 is used as an oxidant gas supply pipe, and the fastening member 21 is used as an oxidant gas discharge pipe. Used as a tube.

[燃料電池セル本体]
図2及び図3に示すように、燃料電池セル本体10は、固体電解質11と、空気極12と、燃料極13と、を有している。本明細書において、固体電解質11、空気極12及び燃料極13の各層が積層されている方向を積層方向と言う。積層方向は、各層の主面と直交する。本実施形態の積層方向は、z軸方向である。燃料電池セル本体10は、積層方向視、すなわち平面視(z軸方向視)において、矩形状である。なお、燃料電池セル本体10は、固体酸化物形燃料電池として構成されている。
[Fuel cell body]
As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel cell main body 10 has a solid electrolyte 11, an air electrode 12, and a fuel electrode 13. In the present specification, the direction in which each layer of the solid electrolyte 11, the air electrode 12, and the fuel electrode 13 is laminated is referred to as a lamination direction. The stacking direction is orthogonal to the main surface of each layer. The stacking direction of this embodiment is the z-axis direction. The fuel cell main body 10 has a rectangular shape in a stacking direction view, that is, a plan view (z-axis direction view). The fuel cell main body 10 is configured as a solid oxide fuel cell.

固体電解質11は、平板状であり、主面が積層方向を向いている。空気極12は、固体電解質11の一方の主面に配置されている。燃料極13は、固体電解質11の他方の主面に配置されている。すなわち、固体電解質11は、空気極12と燃料極13とによって挟まれている。空気極12及び燃料極13は、平板状であり、主面が積層方向を向いている。なお、本実施形態では、固体電解質11の上面に空気極12が配置され、固体電解質11の下面に燃料極13が配置されている。 The solid electrolyte 11 has a flat plate shape, and the main surface faces the stacking direction. The air electrode 12 is arranged on one main surface of the solid electrolyte 11. The fuel electrode 13 is arranged on the other main surface of the solid electrolyte 11. That is, the solid electrolyte 11 is sandwiched between the air electrode 12 and the fuel electrode 13. The air pole 12 and the fuel pole 13 have a flat plate shape, and the main surfaces thereof face the stacking direction. In the present embodiment, the air electrode 12 is arranged on the upper surface of the solid electrolyte 11, and the fuel electrode 13 is arranged on the lower surface of the solid electrolyte 11.

燃料電池セル本体10は、積層方向と直交する方向(y軸方向)に延びる。燃料電池セル本体10の厚さ(z軸方向の寸法)は全体に渡って実質的に均一である。例えば、燃料電池セル本体10の厚さは、100〜2100μm程度である。本実施形態では、燃料極13は、固体電解質11及び空気極12の各々よりも厚く構成されている。このため、燃料極13は、固体電解質11及び空気極12を支持するように構成されている。 The fuel cell body 10 extends in a direction (y-axis direction) orthogonal to the stacking direction. The thickness (dimension in the z-axis direction) of the fuel cell body 10 is substantially uniform throughout. For example, the thickness of the fuel cell body 10 is about 100 to 2100 μm. In this embodiment, the fuel electrode 13 is thicker than each of the solid electrolyte 11 and the air electrode 12. Therefore, the fuel electrode 13 is configured to support the solid electrolyte 11 and the air electrode 12.

固体電解質11は、例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)を含む緻密質材料で構成される。固体電解質11の気孔率は、例えば0〜10%である。なお、固体電解質11は、GDC(ガドリニウムドープセリア)などの多孔質材料で構成されてもよい。固体電解質11の厚さは、例えば1〜50μmである。固体電解質11の熱膨張率は、例えば9〜11ppm/Kである。 The solid electrolyte 11 is composed of a dense material containing, for example, YSZ (yttria-stabilized zirconia). The porosity of the solid electrolyte 11 is, for example, 0 to 10%. The solid electrolyte 11 may be made of a porous material such as GDC (gadolinium-doped ceria). The thickness of the solid electrolyte 11 is, for example, 1 to 50 μm. The coefficient of thermal expansion of the solid electrolyte 11 is, for example, 9 to 11 ppm / K.

空気極12は、例えば、LSM(La(Sr)MnO:ランタンストロンチウムマンガナイト)、LSCF((La,Sr)(Co,Fe)O:ランタンストロンチウムコバルトフェライト)などを含む多孔質材料で構成される。空気極12の気孔率は、例えば15〜55%である。空気極12の厚さは、例えば50〜200μmである。空気極12の熱膨張率は、例えば11〜17ppm/Kである。 The air electrode 12 is made of a porous material containing, for example, LSM (La (Sr) MnO 3 : lanthanum strontium manganite), LSCF ((La, Sr) (Co, Fe) O 3 : lanthanum strontium cobalt ferrite) and the like. Will be done. The porosity of the air electrode 12 is, for example, 15 to 55%. The thickness of the air electrode 12 is, for example, 50 to 200 μm. The coefficient of thermal expansion of the air electrode 12 is, for example, 11 to 17 ppm / K.

燃料極13は、燃料極基板131及び燃料極活性部132を有している。燃料極基板131上に、燃料極活性部132が配置されている。燃料極基板131の積層方向と直交する方向の寸法は、燃料極活性部132よりも大きい。燃料極活性部132の全体は、固体電解質11に覆われている。燃料極基板131の外周部は、燃料極活性部132及び固体電解質11から露出している。 The fuel electrode 13 has a fuel electrode substrate 131 and a fuel electrode active portion 132. The fuel electrode active portion 132 is arranged on the fuel electrode substrate 131. The dimension in the direction orthogonal to the stacking direction of the fuel electrode substrate 131 is larger than that of the fuel electrode active portion 132. The entire fuel electrode active portion 132 is covered with the solid electrolyte 11. The outer peripheral portion of the fuel electrode substrate 131 is exposed from the fuel electrode active portion 132 and the solid electrolyte 11.

燃料極基板131は、例えば、NiとYSZとを含む多孔質材料で構成される。燃料極基板131の気孔率は、例えば15〜55%である。燃料極基板131の厚さは、例えば50〜2000μmである。燃料極基板131の熱膨張率は、例えば11〜14ppm/Kである。 The fuel electrode substrate 131 is made of, for example, a porous material containing Ni and YSZ. The porosity of the fuel electrode substrate 131 is, for example, 15 to 55%. The thickness of the fuel electrode substrate 131 is, for example, 50 to 2000 μm. The coefficient of thermal expansion of the fuel electrode substrate 131 is, for example, 11 to 14 ppm / K.

燃料極活性部132は、例えば、NiとYSZとを含む多孔質材料で構成される。燃料極活性部132の気孔率は、例えば15〜55%である。燃料極活性部132の厚さは、例えば5〜100μmである。燃料極活性部132の熱膨張率は、例えば11〜14ppm/Kである。 The fuel electrode active portion 132 is made of, for example, a porous material containing Ni and YSZ. The porosity of the fuel electrode active portion 132 is, for example, 15 to 55%. The thickness of the fuel electrode active portion 132 is, for example, 5 to 100 μm. The coefficient of thermal expansion of the fuel electrode active portion 132 is, for example, 11 to 14 ppm / K.

燃料電池セル本体10は、固体電解質11と空気極12との間に配置された反応防止膜(図示せず)をさらに備えてもよい。反応防止膜は、固体電解質11を構成する材料と空気極12を構成する材料とが反応して固体電解質11と空気極12との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。反応防止膜は、例えば、GDCから構成される。反応防止膜の気孔率は、例えば10〜30%である。反応防止膜の厚さは、例えば、3〜50μmである。 The fuel cell main body 10 may further include an anti-reaction film (not shown) arranged between the solid electrolyte 11 and the air electrode 12. The anti-reaction film causes a phenomenon in which the material constituting the solid electrolyte 11 and the material constituting the air electrode 12 react with each other to form a reaction layer having a large electric resistance at the interface between the solid electrolyte 11 and the air electrode 12. It is provided to suppress it. The anti-reaction membrane is composed of, for example, GDC. The porosity of the anti-reaction membrane is, for example, 10 to 30%. The thickness of the anti-reaction membrane is, for example, 3 to 50 μm.

[セパレータ]
図2〜図4に示すように、セパレータ30は、燃料電池セル本体10に接続される。詳細には、セパレータ30は、第1接合材110により固体電解質11と接合されている。セパレータ30は、燃料ガスが流れる空間と酸化剤ガスが流れる空間とを区画する。セパレータ30は、酸化剤ガスと燃料ガスとの混合を防止する機能を有している。
[Separator]
As shown in FIGS. 2 to 4, the separator 30 is connected to the fuel cell main body 10. Specifically, the separator 30 is bonded to the solid electrolyte 11 by the first bonding material 110. The separator 30 separates the space through which the fuel gas flows and the space through which the oxidant gas flows. The separator 30 has a function of preventing mixing of the oxidant gas and the fuel gas.

図5は、後述する第1接合材110の平面図である。図5において、燃料電池セル本体10及びセパレータ30を仮想線で記載している。図5の仮想線に示すように、セパレータ30は、開口部32を有する枠状である。すなわち、セパレータ30は、連続した一体の環状である。開口部32は、燃料電池セル本体10の外周縁部14を除く領域を露出している。本明細書では、開口部32の中心側を内周側、その反対側を外周側と言う。 FIG. 5 is a plan view of the first joining material 110, which will be described later. In FIG. 5, the fuel cell main body 10 and the separator 30 are shown by virtual lines. As shown in the virtual line of FIG. 5, the separator 30 has a frame shape having an opening 32. That is, the separator 30 is a continuous one-piece ring. The opening 32 exposes a region of the fuel cell body 10 excluding the outer peripheral edge 14. In the present specification, the central side of the opening 32 is referred to as an inner peripheral side, and the opposite side thereof is referred to as an outer peripheral side.

セパレータ30は互いに対向する主面を有する。主面は、セパレータ30の延びる方向に沿って延びる面である。 The separator 30 has main surfaces facing each other. The main surface is a surface extending along the extending direction of the separator 30.

セパレータ30は、例えば、金属で構成される。セパレータ30は、好ましくは、フェライト系ステンレス、オーステナイト系ステンレス、あるいはNi系耐熱合金(例えば、インコネル600及びハステロイ等)で構成されている。セパレータ30の厚みは、例えば10〜1000μmとすることができる。セパレータ30の熱膨張率は、例えば11〜18ppm/K程度とすることができる。 The separator 30 is made of, for example, metal. The separator 30 is preferably made of a ferritic stainless steel, an austenitic stainless steel, or a Ni-based heat-resistant alloy (for example, Inconel 600 and Hastelloy). The thickness of the separator 30 can be, for example, 10 to 1000 μm. The coefficient of thermal expansion of the separator 30 can be, for example, about 11 to 18 ppm / K.

図2及び図3に示すように、セパレータ30は、湾曲部を有している。本実施形態のセパレータ30は、全体が湾曲している形状を有している。詳細には、セパレータ30は、外周側に向かうにつれて燃料電池セル本体10から離れるように湾曲している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the separator 30 has a curved portion. The separator 30 of the present embodiment has a shape that is entirely curved. Specifically, the separator 30 is curved so as to move away from the fuel cell body 10 toward the outer peripheral side.

セパレータ30は、燃料電池セル本体10の外周縁部14と重なる内周縁部31を有する。内周縁部31は、第1接合材110によって接合される。内周縁部31は、枠状である。内周縁部31については、後述する。 The separator 30 has an inner peripheral edge portion 31 that overlaps with the outer peripheral edge portion 14 of the fuel cell main body 10. The inner peripheral edge portion 31 is joined by the first joining member 110. The inner peripheral edge portion 31 has a frame shape. The inner peripheral edge portion 31 will be described later.

[インターコネクタ]
図2及び図3に示すように、インターコネクタ40は、燃料電池セル本体10間の導通を確保する。また、インターコネクタ40は、燃料電池セル本体10間でのガスの混合を防止する。インターコネクタ40は、板状であり、x軸方向及びy軸方向に延びる。インターコネクタ40は、例えば、金属で構成される。
[Interconnector]
As shown in FIGS. 2 and 3, the interconnector 40 ensures continuity between the fuel cell main bodies 10. Further, the interconnector 40 prevents gas from being mixed between the fuel cell main bodies 10. The interconnector 40 has a plate shape and extends in the x-axis direction and the y-axis direction. The interconnector 40 is made of, for example, metal.

なお、図2に示すように、最上層及び最下層には、インターコネクタ40の代わりに、保持板41が配置されてもよい。 As shown in FIG. 2, a holding plate 41 may be arranged on the uppermost layer and the lowermost layer instead of the interconnector 40.

[集電体]
集電体50は、燃料電池セル本体10の空気極12及び燃料極13と、インターコネクタ40との間の導通を確保する。集電体50は、例えば、インターコネクタ40から空気極12に向けて突出する複数の突出部である。また集電体50は、例えば、インターコネクタ40から燃料極13に向けて突出する複数の突出部である。各突出部は、互いに間隔をあけて配置されている。各突出部の間は、ガス流路を構成する。例えば、集電体50は、y軸方向に間隔をあけて配置され、x軸方向に延びている。集電体50は、例えば、金属で構成される。
[Current collector]
The current collector 50 ensures continuity between the air pole 12 and the fuel pole 13 of the fuel cell main body 10 and the interconnector 40. The current collector 50 is, for example, a plurality of protrusions protruding from the interconnector 40 toward the air electrode 12. Further, the current collector 50 is, for example, a plurality of protrusions protruding from the interconnector 40 toward the fuel electrode 13. The protrusions are spaced apart from each other. A gas flow path is formed between the protrusions. For example, the current collectors 50 are arranged at intervals in the y-axis direction and extend in the x-axis direction. The current collector 50 is made of, for example, metal.

[第1接合材]
図3〜図5に示すように、第1接合材110は、燃料電池セル本体10の外周縁部14とセパレータ30の内周縁部31とを接合している。本実施形態の第1接合材110は、固体電解質11及び燃料極13の外周縁部14と、セパレータ30の内周縁部31とを接合している。第1接合材110は、燃料ガス及び酸化剤ガスと接する。
[First joint material]
As shown in FIGS. 3 to 5, the first bonding material 110 joins the outer peripheral edge portion 14 of the fuel cell main body 10 and the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30. The first bonding material 110 of the present embodiment joins the outer peripheral edge portion 14 of the solid electrolyte 11 and the fuel electrode 13 and the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30. The first bonding material 110 is in contact with the fuel gas and the oxidant gas.

図5に示すように、第1接合材110は、枠状である。すなわち、第1接合材110は、連続した一体の環状であり、開口部110aを有している。図3及び図4に示すように、第1接合材110の表面114は、湾曲している。 As shown in FIG. 5, the first joining material 110 has a frame shape. That is, the first bonding material 110 is a continuous integral ring shape and has an opening 110a. As shown in FIGS. 3 and 4, the surface 114 of the first bonding material 110 is curved.

第1接合材110は、燃料電池セル本体10とセパレータ30との間に配置されている。図4及び図5に示すように、第1接合材110は、中央部111、第1突出部112及び第2突出部113を有している。 The first bonding material 110 is arranged between the fuel cell main body 10 and the separator 30. As shown in FIGS. 4 and 5, the first joining member 110 has a central portion 111, a first protruding portion 112, and a second protruding portion 113.

中央部111は、積層方向(z軸方向)視において、燃料電池セル本体10及びセパレータ30と重なる。本実施形態の中央部111は、セパレータ30の内周縁部31を埋設している。すなわち、中央部111は、セパレータ30の積層方向上側及び下側に配置されている。また中央部111は、燃料電池セル本体10よりも積層方向下側に位置していない。 The central portion 111 overlaps with the fuel cell main body 10 and the separator 30 in the stacking direction (z-axis direction). The central portion 111 of the present embodiment has an inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 embedded therein. That is, the central portion 111 is arranged on the upper side and the lower side in the stacking direction of the separator 30. Further, the central portion 111 is not located below the fuel cell main body 10 in the stacking direction.

第1突出部112は、中央部111から内周側に向けて突出する。第1突出部112は、積層方向視において、燃料電池セル本体10と重なり、セパレータ30とは重ならない。本実施形態の第1突出部112は、セパレータ30よりも積層方向上側に位置していない。 The first projecting portion 112 projects from the central portion 111 toward the inner peripheral side. The first protruding portion 112 overlaps with the fuel cell main body 10 and does not overlap with the separator 30 in the stacking direction. The first protruding portion 112 of the present embodiment is not located above the separator 30 in the stacking direction.

第2突出部113は、中央部111から外周側に向けて突出する。第2突出部113は、積層方向視において、セパレータ30と重なり、燃料電池セル本体10とは重ならない。本実施形態の第2突出部113は、燃料電池セル本体10よりも積層方向下側に位置していない。 The second projecting portion 113 projects from the central portion 111 toward the outer peripheral side. The second protruding portion 113 overlaps with the separator 30 and does not overlap with the fuel cell main body 10 in the stacking direction. The second protruding portion 113 of the present embodiment is not located below the fuel cell main body 10 in the stacking direction.

図4及び図5に示すように、第1接合材110は、内周端縁115及び外周端縁116を有している。内周端縁115は、開口部110aを画定する。また内周端縁115は、第1接合材110において燃料電池セル本体10と接する面の内周縁である。本実施形態の内周端縁115は、第1突出部112に含まれる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the first joining member 110 has an inner peripheral edge 115 and an outer peripheral edge 116. The inner peripheral edge 115 defines the opening 110a. The inner peripheral edge 115 is the inner peripheral edge of the surface of the first joining material 110 that comes into contact with the fuel cell body 10. The inner peripheral edge 115 of the present embodiment is included in the first protruding portion 112.

図5に示すように、積層方向視において、内周端縁115は、略矩形状である。内周端縁115は、互いに対向する2組の延伸部と、各延伸部を連結する連結部と、を有している。なお、2組の延伸部の間には、燃料電池セル本体10の外周縁部14を除く領域が位置している。このため、2組の延伸部は、燃料電池セル本体10を介して対向している。少なくとも1つの延伸部は、曲線部を有する。本実施形態の内周端縁115の全周は、曲線形状である。 As shown in FIG. 5, the inner peripheral edge 115 has a substantially rectangular shape in the stacking direction. The inner peripheral edge 115 has two sets of extending portions facing each other and a connecting portion connecting each extending portion. A region excluding the outer peripheral edge portion 14 of the fuel cell main body 10 is located between the two sets of extended portions. Therefore, the two sets of extending portions face each other via the fuel cell main body 10. At least one stretched portion has a curved portion. The entire circumference of the inner peripheral edge 115 of the present embodiment has a curved shape.

詳細には、内周端縁115は、第1〜第4延伸部115a〜115dと、第1〜第4連結部115e〜115hと、を有している。第1及び第2延伸部115a、115bは、互いに対向する。第3及び第4延伸部115c、115dは、互いに対向する。第1連結部115eは、第1及び第3延伸部115a、115cを連結する。第2連結部115fは、第3及び第2延伸部115c、115bを連結する。第3連結部115gは、第2及び第4延伸部115b、115dを連結する。第4連結部115hは、第4及び第1延伸部115d、115aを連結する。第1〜第4延伸部115a〜115dは、矩形の辺に相当する。第1〜第4連結部115e〜115hは、矩形の角部に相当する。 Specifically, the inner peripheral edge 115 has first to fourth extending portions 115a to 115d and first to fourth connecting portions 115e to 115h. The first and second stretched portions 115a and 115b face each other. The third and fourth stretched portions 115c and 115d face each other. The first connecting portion 115e connects the first and third extending portions 115a and 115c. The second connecting portion 115f connects the third and second extending portions 115c and 115b. The third connecting portion 115g connects the second and fourth stretching portions 115b and 115d. The fourth connecting portion 115h connects the fourth and first extending portions 115d and 115a. The first to fourth stretched portions 115a to 115d correspond to the sides of the rectangle. The first to fourth connecting portions 115e to 115h correspond to the corner portions of the rectangle.

第1〜第4延伸部115a〜115dの少なくとも1つは、曲線部を有している。本実施形態では、第1〜第4延伸部115a〜115dのそれぞれは、曲線部を有している。また各第1〜第4延伸部115a〜115dは、セパレータ30から離れるように湾曲している。また各第1〜第4延伸部115a〜115dの全体は、曲線である。 At least one of the first to fourth stretched portions 115a to 115d has a curved portion. In the present embodiment, each of the first to fourth stretched portions 115a to 115d has a curved portion. Further, each of the first to fourth stretched portions 115a to 115d is curved so as to be separated from the separator 30. Further, the entire first to fourth stretched portions 115a to 115d are curved lines.

本実施形態の曲線部は、各第1〜第4延伸部115a〜115dの中央部に位置している。中央部とは、積層方向視において、各第1〜第4延伸部115a〜115dの延びる方向に3等分したときの中央に位置する領域である。 The curved portion of the present embodiment is located at the central portion of each of the first to fourth stretched portions 115a to 115d. The central portion is a region located in the center when each of the first to fourth stretched portions 115a to 115d is divided into three equal parts in the extending direction in the stacking direction view.

曲線部は、変曲点を有している。変曲点とは、曲線部において曲がる方向が変わる点である。本実施形態の変曲点は、第1突出部112の最大突出長さL112bとなる点である。変曲点は、各第1〜第4延伸部115a〜115dの中央部に位置している。 The curved portion has an inflection point. The inflection point is a point where the bending direction changes in the curved portion. The inflection point of the present embodiment is a point where the maximum protrusion length L112b of the first protrusion 112 is obtained. The inflection point is located at the center of each of the first to fourth stretched portions 115a to 115d.

各第1〜第4連結部115e〜115hのそれぞれは、R形状を有している。すなわち、第1〜第4連結部115e〜115hのそれぞれは、積層方向視において、円弧状に湾曲している。第1〜第4連結部115e〜115hのそれぞれは、セパレータ30に近づくように湾曲している。 Each of the first to fourth connecting portions 115e to 115h has an R shape. That is, each of the first to fourth connecting portions 115e to 115h is curved in an arc shape in the stacking direction view. Each of the first to fourth connecting portions 115e to 115h is curved so as to approach the separator 30.

外周端縁116は、第1接合材110の外周縁である。本実施形態の外周端縁116は、第2突出部113に含まれる。また外周端縁116は、セパレータ30及び燃料電池セル本体10と接していない。 The outer peripheral edge 116 is the outer peripheral edge of the first joining member 110. The outer peripheral edge 116 of the present embodiment is included in the second protruding portion 113. Further, the outer peripheral edge 116 is not in contact with the separator 30 and the fuel cell body 10.

外周端縁116は、積層方向視において、略矩形状である。詳細には、外周端縁116は、第5〜第8延伸部116a〜116dと、第5〜第8連結部116e〜116hと、を有している。第5及び第6延伸部116a、116bは、互いに対向する。第7及び第8延伸部116c、116dは、互いに対向する。第5連結部116eは、第5及び第7延伸部116a、116cを連結する。第6連結部115fは、第7及び第6延伸部116c、116bを連結する。第7連結部116gは、第6及び第8延伸部116b、116dを連結する。第8連結部116hは、第8及び第5延伸部116d、116aを連結する。第5〜第8延伸部116a〜116dは、矩形の辺に相当する。第5〜第8連結部116e〜116hは、矩形の角部に相当する。 The outer peripheral edge 116 has a substantially rectangular shape in the stacking direction. Specifically, the outer peripheral edge 116 has fifth to eighth extending portions 116a to 116d and fifth to eighth connecting portions 116e to 116h. The fifth and sixth stretched portions 116a and 116b face each other. The seventh and eighth stretched portions 116c and 116d face each other. The fifth connecting portion 116e connects the fifth and seventh extending portions 116a and 116c. The sixth connecting portion 115f connects the seventh and sixth extending portions 116c and 116b. The seventh connecting portion 116g connects the sixth and eighth stretching portions 116b and 116d. The eighth connecting portion 116h connects the eighth and fifth extending portions 116d and 116a. The fifth to eighth stretched portions 116a to 116d correspond to the sides of the rectangle. The fifth to eighth connecting portions 116e to 116h correspond to the corner portions of the rectangle.

第5〜第8延伸部116a〜116dの少なくとも1つは、曲線部を有している。本実施形態では、各第5〜第8延伸部116a〜116dが燃料電池セル本体10から離れるように湾曲している。また、各第5〜第8延伸部116a〜116dの全体が曲線である。 At least one of the fifth to eighth stretched portions 116a to 116d has a curved portion. In the present embodiment, the fifth to eighth stretched portions 116a to 116d are curved so as to be separated from the fuel cell main body 10. Further, the entire 5th to 8th stretched portions 116a to 116d are curved lines.

各第5〜第8連結部116e〜116hのそれぞれは、R形状を有している。すなわち、第5〜第8連結部116e〜116hのそれぞれは、積層方向視において、円弧状に湾曲している。第5〜第8連結部116e〜116hのそれぞれは、燃料電池セル本体10から離れるように湾曲している。第1〜第4連結部115e〜115h及び第5〜第8連結部116e〜116hは、同じ方向に湾曲している。 Each of the fifth to eighth connecting portions 116e to 116h has an R shape. That is, each of the 5th to 8th connecting portions 116e to 116h is curved in an arc shape in the stacking direction view. Each of the fifth to eighth connecting portions 116e to 116h is curved so as to be separated from the fuel cell main body 10. The first to fourth connecting portions 115e to 115h and the fifth to eighth connecting portions 116e to 116h are curved in the same direction.

積層方向と直交する方向において、第1突出部112の突出長さL112及び第2突出部113の突出長さL113は、一定でない。第1突出部112の突出長さL112は、第1接合材110において、セパレータ30の内周端縁33から内周側に突出する距離である。第2突出部113の突出長さL113は、第1接合材110において、燃料電池セル本体10の外周端縁から外周側に突出する距離である。積層方向と直交する方向において、中央部111の幅L111は、略一定である。中央部111の幅L111は、燃料電池セル本体10の外周端縁とセパレータ30の内周端縁33との間を延びる距離である。幅L111、突出長さL112、及び幅L113は、積層方向視において、内周側から外周側に向かう方向の距離である。 The protrusion length L112 of the first protrusion 112 and the protrusion length L113 of the second protrusion 113 are not constant in the direction orthogonal to the stacking direction. The protruding length L112 of the first protruding portion 112 is a distance that protrudes from the inner peripheral end edge 33 of the separator 30 toward the inner peripheral side in the first joining member 110. The protruding length L113 of the second protruding portion 113 is a distance of the first joining material 110 that protrudes from the outer peripheral edge of the fuel cell main body 10 to the outer peripheral side. The width L111 of the central portion 111 is substantially constant in the direction orthogonal to the stacking direction. The width L111 of the central portion 111 is a distance extending between the outer peripheral edge of the fuel cell main body 10 and the inner peripheral edge 33 of the separator 30. The width L111, the protruding length L112, and the width L113 are distances in the direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side in the stacking direction view.

具体的には、図5に示すように、第1突出部112の最小突出長さL112aに対する、第1突出部112の最大突出長さL112bの比(L112b/L112a)は、好ましくは1.01以上10.0以下であり、より好ましくは1.10以上8.00以下である。比(L112b/L112a)が1.01以上10.0以下であると、第1接合材110の内周縁部に残留する応力が分散され、応力の集中が抑制されやすくなる。比(L112b/L112a)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される最小突出長さL112a及び最大突出長さL112bにより特定される。 Specifically, as shown in FIG. 5, the ratio (L112b / L112a) of the maximum protrusion length L112b of the first protrusion 112 to the minimum protrusion length L112a of the first protrusion 112 is preferably 1.01. It is 10.0 or more, more preferably 1.10 or more and 8.00 or less. When the ratio (L112b / L112a) is 1.01 or more and 10.0 or less, the stress remaining on the inner peripheral edge of the first bonding material 110 is dispersed, and the concentration of stress is easily suppressed. The ratio (L112b / L112a) is specified by the minimum protruding length L112a and the maximum protruding length L112b measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)は、好ましくは1.01以上10.0以下であり、より好ましくは1.10以上8.00以下である。比(L113b/L113a)が1.01以上10.0以下であると、第1接合材110の外周縁部に残留する応力が分散され、応力の集中が抑制されやすくなる。比(L113b/L113a)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される最小突出長さL113a及び最大突出長さL113bにより特定される。 The ratio (L113b / L113a) of the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 to the minimum protrusion length L113a of the second protrusion 113 is preferably 1.01 or more and 10.0 or less, and more preferably 1. .10 or more and 8.00 or less. When the ratio (L113b / L113a) is 1.01 or more and 10.0 or less, the stress remaining on the outer peripheral edge of the first bonding material 110 is dispersed, and the concentration of stress is easily suppressed. The ratio (L113b / L113a) is specified by the minimum protruding length L113a and the maximum protruding length L113b measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

図4に示すように、中央部L111の幅L111に対する、第1突出部112の最大突出長さL112bの比(L112b/L111)は、0.1以上3以下である。比(L112a/L111)が0.1以上3以下であると、燃料電池セル本体10とセパレータ30との接合強度を確保した上で、第1突出部112による応力分散効果を得ることができる。すなわち、燃料電池セル本体10とセパレータ30との接合強度不足に起因して発生する応力を低減させた上で、第1突出部112による応力分散効果を得ることができるため、第1接合材110の内周縁部への応力の集中がさらに抑制されやすくなる。比(L112b/L111)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される幅L111及び最大突出長さL112bにより特定される。 As shown in FIG. 4, the ratio (L112b / L111) of the maximum protruding length L112b of the first protruding portion 112 to the width L111 of the central portion L111 is 0.1 or more and 3 or less. When the ratio (L112a / L111) is 0.1 or more and 3 or less, the stress distribution effect of the first protruding portion 112 can be obtained while ensuring the joint strength between the fuel cell main body 10 and the separator 30. That is, since the stress generated due to insufficient bonding strength between the fuel cell body 10 and the separator 30 can be reduced and the stress dispersion effect of the first protruding portion 112 can be obtained, the first bonding material 110 It becomes easier to suppress the concentration of stress on the inner peripheral edge of the. The ratio (L112b / L111) is specified by the width L111 and the maximum protrusion length L112b measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

中央部111の幅L111に対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L111)は、0.1以上3以下である。比(L113b/L111)が0.1以上3以下であると、燃料電池セル本体10とセパレータ30の接合強度を確保した上で、第2突出部113による応力分散効果を得ることができる。すなわち、燃料電池セル本体10とセパレータ30との接合強度不足に起因して発生する応力を低減させた上で、第2突出部113による応力分散効果を得ることができるため、第1接合材110の外周縁部への応力の集中がさらに抑制されやすくなる。比(L113b/L111)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される幅L111及び最大突出長さL113bにより特定される。 The ratio (L113b / L111) of the maximum protruding length L113b of the second protruding portion 113 to the width L111 of the central portion 111 is 0.1 or more and 3 or less. When the ratio (L113b / L111) is 0.1 or more and 3 or less, the stress distribution effect of the second protruding portion 113 can be obtained while ensuring the joint strength between the fuel cell main body 10 and the separator 30. That is, since the stress generated due to insufficient bonding strength between the fuel cell body 10 and the separator 30 can be reduced and the stress dispersion effect of the second protruding portion 113 can be obtained, the first bonding material 110 It becomes easier to suppress the concentration of stress on the outer peripheral edge of the. The ratio (L113b / L111) is specified by the width L111 and the maximum protrusion length L113b measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

中央部111は、燃料電池セル本体10及びセパレータ30と接している。詳細には、中央部111は、燃料電池セル本体10の燃料極13及びセパレータ30の内周縁部31と接している。セパレータ20と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、第1突出部112の最大突出長さL112bの比(L112b/H111)は、2.0以上150以下である。比(L112b/H111)が2.0以上150以下であると、内周端縁に応力が集中することを抑制できる。セパレータ20と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111は、中央部111において、セパレータ20と燃料電池セル本体10との積層方向の距離である。なお、本実施形態の厚さH111は、中央部111の厚みよりも小さい。比(L112b/H111)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される厚さH111及び最大突出長さL112bにより特定される。 The central portion 111 is in contact with the fuel cell main body 10 and the separator 30. Specifically, the central portion 111 is in contact with the fuel electrode 13 of the fuel cell main body 10 and the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30. The ratio (L112b / H111) of the maximum protruding length L112b of the first protruding portion 112 to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 20 and the fuel cell main body 10 is 2.0 or more and 150 or less. When the ratio (L112b / H111) is 2.0 or more and 150 or less, it is possible to suppress the concentration of stress on the inner peripheral edge. The thickness H111 of the central portion 111 between the separator 20 and the fuel cell main body 10 is the distance in the stacking direction between the separator 20 and the fuel cell main body 10 in the central portion 111. The thickness H111 of this embodiment is smaller than the thickness of the central portion 111. The ratio (L112b / H111) is specified by the thickness H111 and the maximum protrusion length L112b measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

また、第2突出部113は、燃料電池セル本体10と接している。詳細には、第2突出部113は、燃料極13の側面と接している。セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、燃料電池セル本体10の側面と接する部分の第2突出部113の厚さH113の比(H113/H111)は、0.02以上5以下である。比(H113/H111)が0.02以上5以下であると、燃料電池セル本体10にも応力を分散できるので、局所的に応力が集中することを抑制できる。なお、本実施形態の厚さH113は、燃料極13の厚みよりも小さい。比(H113/H111)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される厚さH111及びH113により特定される。 Further, the second protruding portion 113 is in contact with the fuel cell main body 10. Specifically, the second protrusion 113 is in contact with the side surface of the fuel electrode 13. The ratio (H113 / H111) of the thickness H113 of the second protruding portion 113 of the portion in contact with the side surface of the fuel cell body 10 with respect to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10. It is 0.02 or more and 5 or less. When the ratio (H113 / H111) is 0.02 or more and 5 or less, the stress can be dispersed to the fuel cell main body 10 as well, so that the local concentration of stress can be suppressed. The thickness H113 of this embodiment is smaller than the thickness of the fuel electrode 13. The ratio (H113 / H111) is specified by the thicknesses H111 and H113 measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

また図4に示すように、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、第2突出部113の露出長さE113の比(E113/H111)は、1を超えて10以下である。比(E113/H111)が1を超えて10以下であると、外周端縁116に加えられる応力を分散することができる。第2突出部113の露出長さE113は、図4に示す矢印の部分の長さであって、第2突出部113において、燃料電池セル本体10との接点から、セパレータ30の接点までの最大長さである。比(E113/H111)は、曲線部を有する1つの延伸部において、図4に示す積層方向の断面から測定される厚さH111及び露出長さE113により特定される。 Further, as shown in FIG. 4, the ratio (E113 / H111) of the exposed length E113 of the second protruding portion 113 to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 is 1. It exceeds and is 10 or less. When the ratio (E113 / H111) is more than 1 and 10 or less, the stress applied to the outer peripheral edge 116 can be dispersed. The exposed length E113 of the second protruding portion 113 is the length of the portion indicated by the arrow shown in FIG. 4, and is the maximum length from the contact point with the fuel cell main body 10 to the contact point with the separator 30 in the second protruding portion 113. The length. The ratio (E113 / H111) is specified by the thickness H111 and the exposure length E113 measured from the cross section in the stacking direction shown in FIG. 4 in one stretched portion having a curved portion.

上述した比(L112b/L112a)、比(L113b/L113a)、比(L112b/L111)、比(L113b/L111)、比(L112b/H111)、比(H113/H111)、及び比(E113/H111)は、例えば、燃料電池セル本体10とセパレータ30とに第1接合材110となる材料を塗布する工程において、燃料電池セル本体10にマスキングして第1接合材110となる材料を塗布する方法や燃料電池セル本体10とセパレータ30との間の空間を制御した上で第1接合材110となる材料の塗布量を精密に制御する方法などによって制御できる。 The ratio (L112b / L112a), ratio (L113b / L113a), ratio (L112b / L111), ratio (L113b / L111), ratio (L112b / H111), ratio (H113 / H111), and ratio (E113 / H111) described above. ) Is, for example, a method of masking the fuel cell body 10 and applying the material to be the first bonding material 110 in the step of applying the material to be the first bonding material 110 to the fuel cell body 10 and the separator 30. It can be controlled by a method of precisely controlling the coating amount of the material to be the first bonding material 110 after controlling the space between the fuel cell body 10 and the separator 30.

第1突出部112及び第2突出部113は、ガスに露出する露出面を有する。詳細には、第1突出部112及び第2突出部113の露出面は、酸化剤ガス、燃料ガスなどのガスに露出する。一方、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111は、ガスに露出する露出面を有していない。詳細には、積層方向において、セパレータ30の下面と燃料電池セル本体10の上面との間における中央部111は、ガスに露出する露出面を有していない。 The first protruding portion 112 and the second protruding portion 113 have exposed surfaces exposed to gas. Specifically, the exposed surfaces of the first protruding portion 112 and the second protruding portion 113 are exposed to a gas such as an oxidant gas or a fuel gas. On the other hand, the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 does not have an exposed surface exposed to gas. Specifically, in the stacking direction, the central portion 111 between the lower surface of the separator 30 and the upper surface of the fuel cell body 10 does not have an exposed surface exposed to gas.

第1突出部112の気孔率と、中央部111気孔率とは、異なる。詳細には、第1突出部112の気孔率は、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率よりも大きい。この場合、中央部111よりも大きな応力が加えられる第1突出部112の変形性を向上できるので、応力を緩和できる。セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率に対する、第1突出部112の気孔率の比は、例えば1.25以上200以下である。 The porosity of the first protruding portion 112 and the porosity of the central portion 111 are different. Specifically, the porosity of the first protrusion 112 is greater than the porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10. In this case, since the deformability of the first protruding portion 112 to which a stress larger than that of the central portion 111 is applied can be improved, the stress can be relaxed. The ratio of the porosity of the first protruding portion 112 to the porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 is, for example, 1.25 or more and 200 or less.

第2突出部113の気孔率と、中央部111の気孔率とは、異なる。詳細には、第2突出部113の気孔率は、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率よりも大きい。この場合、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111よりも大きな応力が加えられる第2突出部113の変形性を向上できるので、応力を緩和できる。セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率に対する、第2突出部113の気孔率の比は、例えば1.25以上200以下である。 The porosity of the second protruding portion 113 and the porosity of the central portion 111 are different. Specifically, the porosity of the second protrusion 113 is greater than the porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10. In this case, the deformability of the second protruding portion 113 to which a stress larger than that of the central portion 111 is applied between the separator 30 and the fuel cell main body 10 can be improved, so that the stress can be relaxed. The ratio of the porosity of the second protruding portion 113 to the porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 is, for example, 1.25 or more and 200 or less.

なお、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率と、セパレータ30上における中央部111の気孔率とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。本実施形態のセパレータ30上における中央部111は、ガスに露出する露出面を有する。 The porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 and the porosity of the central portion 111 on the separator 30 may be the same or different. The central portion 111 on the separator 30 of the present embodiment has an exposed surface exposed to gas.

第1突出部112の気孔率は、例えば1.0%以上25%以下であり、好ましくは5.0%以上25%以下である。セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率は、例えば0.10%以上4.0%以下である。セパレータ30上における中央部111の気孔率は、例えば1.0以上25%以下である。第2突出部113の気孔率は、例えば1.0%以上25%以下であり、好ましくは5.0%以上25%以下である。 The porosity of the first protruding portion 112 is, for example, 1.0% or more and 25% or less, preferably 5.0% or more and 25% or less. The porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 is, for example, 0.10% or more and 4.0% or less. The porosity of the central portion 111 on the separator 30 is, for example, 1.0 or more and 25% or less. The porosity of the second protruding portion 113 is, for example, 1.0% or more and 25% or less, preferably 5.0% or more and 25% or less.

上記「気孔率」は、FE−SEMの断面画像を画像解析により気孔部分を数値化することで測定される値である。具体的には、FE−SEMで1000〜20000倍に拡大した画像をMVTec社製の画像解析ソフトHALCONによって解析する。解析後の断面画像上で接合材部材を構成する材料部分と気孔部分とのそれぞれの面積占有率を求め、気孔部分の面積占有率を気孔率として定義する。断面画像は、中央部111、第1突出部112及び第2突出部113の各10視野について撮影して気孔率を数値化し、その平均値を中央部111、第1突出部112及び第2突出部113の気孔率とする。 The above-mentioned "porosity" is a value measured by quantifying the pore portion of the cross-sectional image of the FE-SEM by image analysis. Specifically, an image magnified 1000 to 20000 times by FE-SEM is analyzed by the image analysis software HALCON manufactured by MVTech. The area occupancy of each of the material portion and the pore portion constituting the bonding material member is obtained on the cross-sectional image after the analysis, and the area occupancy of the pore portion is defined as the porosity. The cross-sectional image was taken for each of the 10 visual fields of the central portion 111, the first protruding portion 112, and the second protruding portion 113 to quantify the porosity, and the average value was calculated as the central portion 111, the first protruding portion 112, and the second protruding portion 113. Let it be the porosity of part 113.

また、第1突出部112の最大気孔径は、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の最大気孔径よりも大きい。第2突出部113の最大気孔径は、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の最大気孔径よりも大きい。第1突出部112の最大気孔径は、例えば0.1μm以上20μm以下であり、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の最大気孔径は、例えば0.05μm以上10μm以下であり、第2突出部113の最大気孔径は、例えば0.1μm以上20μm以下である。 Further, the maximum pore diameter of the first protruding portion 112 is larger than the maximum pore diameter of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10. The maximum pore diameter of the second protruding portion 113 is larger than the maximum pore diameter of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10. The maximum pore diameter of the first protruding portion 112 is, for example, 0.1 μm or more and 20 μm or less, and the maximum pore diameter of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10 is, for example, 0.05 μm or more and 10 μm or less. The maximum pore diameter of the second protruding portion 113 is, for example, 0.1 μm or more and 20 μm or less.

上記「気孔径」は、FE−SEMの断面画像の画像解析により求めた気孔の円相当径の値である。ここで、円相当径とは、断面の画像解析により求められる測定対象(粒子や気孔)の面積値を有する円の直径である。気孔率の算出と同様に、断面画像は10視野について撮影して気孔径を数値化する。各視野の平均気孔径を算出し、10視野の平均気孔径をさらに平均したものを気孔径として定義する。ただし、平均気孔径の算出の際には、0.01μm以下の気孔径のものを除く。 The above-mentioned "pore diameter" is a value of a circle-equivalent diameter of a pore obtained by image analysis of a cross-sectional image of an FE-SEM. Here, the equivalent circle diameter is the diameter of a circle having an area value of a measurement target (particles or pores) obtained by image analysis of a cross section. Similar to the calculation of porosity, the cross-sectional image is taken for 10 fields of view and the pore diameter is quantified. The average pore diameter of each visual field is calculated, and the average of the average pore diameters of the 10 visual fields is defined as the pore diameter. However, when calculating the average pore diameter, those with a pore diameter of 0.01 μm or less are excluded.

なお、中央部111、第1突出部112及び第2突出部113の気孔率及び気孔径は、例えば、熱処理前に添加される有機成分を含有する造孔材の大きさ及び量(体積割合)を調整することによって制御できる。 The porosity and pore diameter of the central portion 111, the first protruding portion 112, and the second protruding portion 113 are, for example, the size and amount (volume ratio) of the pore-forming material containing the organic component added before the heat treatment. Can be controlled by adjusting.

第1接合材110は、例えば、結晶化ガラスである。結晶化ガラスとしては、例えば、SiO−B系、SiO−CaO系、またはSiO−MgO系が採用され得る。なお、本明細書では、結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合(結晶化度)が60%以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が40%未満のガラスを指す。なお、第1接合材110の材料として、非晶質ガラス、ろう材、またはセラミックス等が採用されてもよい。具体的には、第1接合材110は、SiO−MgO−B−Al系及びSiO−MgO−Al−ZnO系よりなる群から選ばれる少なくとも一種である。第1接合材110は、単一の材料で構成されてもよく、複数の材料で構成されてもよい。複数の材料で構成されている場合、それらの材料は接触して一体化されていてもよいし、一部もしくは全体として非接触となっていてもよい。 The first bonding material 110 is, for example, crystallized glass. As the crystallized glass, for example, SiO 2- B 2 O 3 system, SiO 2- CaO system, or SiO 2- Mg O system can be adopted. In the present specification, the crystallized glass has a ratio (crystallinity) of "volume occupied by the crystal phase" to the total volume of 60% or more, and "volume occupied by the amorphous phase and impurities" with respect to the total volume. Refers to glass with a proportion of less than 40%. Amorphous glass, brazing material, ceramics, or the like may be used as the material of the first bonding material 110. Specifically, the first bonding material 110 is at least one selected from the group consisting of SiO 2- MgO-B 2 O 3- Al 2 O 3 system and SiO 2- MgO-Al 2 O 3- ZnO system. .. The first bonding material 110 may be composed of a single material or may be composed of a plurality of materials. When composed of a plurality of materials, the materials may be in contact and integrated, or may be partially or wholly non-contact.

[第1接合材によるセパレータの接合]
図3及び図4に示すように、セパレータ30の内周縁部31は、第1接合材110により、燃料電池セル本体10の外周縁部14に接合されている。セパレータ30の内周縁部31の主面は、積層方向(z軸方向)と直交する方向(y軸方向)に対して傾斜している。すなわち、内周縁部31は、燃料電池セル本体10に対して傾斜している。内周縁部31は、第1接合材110の表面114に接している。
[Joining separator with first bonding material]
As shown in FIGS. 3 and 4, the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 is joined to the outer peripheral edge portion 14 of the fuel cell main body 10 by the first joining member 110. The main surface of the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 is inclined with respect to a direction (y-axis direction) orthogonal to the stacking direction (z-axis direction). That is, the inner peripheral edge portion 31 is inclined with respect to the fuel cell main body 10. The inner peripheral edge portion 31 is in contact with the surface 114 of the first joining member 110.

積層方向は、燃料電池セル本体10において第1接合材110に接合されている領域で特定される。詳細には、発電していない状態の燃料電池セル本体10において第1接合材110に接合されている領域を確定し、その領域を構成する層の主面と直交する方向を積層方向と特定する。このように特定される積層方向と直交する方向に対して、発電していない状態のセパレータ30の内周縁部31が傾斜している。すなわち、発電していないセルスタック装置1において第1接合材110に接合されている内周縁部31及び外周縁部14を観察することにより、セパレータ30の内周縁部31の主面が積層方向と直交する方向に対して傾斜しているか否かが特定される。 The stacking direction is specified by a region joined to the first joining member 110 in the fuel cell main body 10. Specifically, the region joined to the first bonding material 110 in the fuel cell main body 10 in the non-power generation state is determined, and the direction orthogonal to the main surface of the layer constituting the region is specified as the stacking direction. .. The inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 in a state where power is not generated is inclined with respect to the direction orthogonal to the stacking direction specified in this way. That is, by observing the inner peripheral edge portion 31 and the outer peripheral edge portion 14 joined to the first joining member 110 in the cell stack device 1 that does not generate electricity, the main surface of the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 is in the stacking direction. Whether or not it is tilted with respect to the orthogonal direction is specified.

セパレータ30の内周縁部31と燃料電池セル本体10の外周縁部14とは、第1接合材110を介して対向している。内周縁部31及び外周縁部14の対向面(主面の一方)は、互いに非平行である。詳細には、発電していない状態のセルスタック装置1において、第1接合材110に接合された内周縁部31及び外周縁部14の互いに向かい合う主面は、平行でない。図4では、外周縁部14の対向面は水平方向に延び、内周縁部31の対向面は上方に延びている。 The inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 and the outer peripheral edge portion 14 of the fuel cell main body 10 face each other via the first joining member 110. The facing surfaces (one of the main surfaces) of the inner peripheral edge portion 31 and the outer peripheral edge portion 14 are non-parallel to each other. Specifically, in the cell stack device 1 in a state where power is not generated, the main surfaces of the inner peripheral edge portion 31 and the outer peripheral edge portion 14 joined to the first joining member 110 are not parallel to each other. In FIG. 4, the facing surface of the outer peripheral edge portion 14 extends in the horizontal direction, and the facing surface of the inner peripheral edge portion 31 extends upward.

内周縁部31の主面の延びる方向と、積層方向と直交する方向とのなす角度θは、0度を超える。角度θは、例えば0.05度以上30度以下である。この角度θは、内周縁部31のy軸方向長さに対する、内周縁部31のz軸方向高さ(高さ/長さ)によって求められる値である。 The angle θ formed by the extending direction of the main surface of the inner peripheral edge portion 31 and the direction orthogonal to the stacking direction exceeds 0 degrees. The angle θ is, for example, 0.05 degrees or more and 30 degrees or less. This angle θ is a value obtained by the height (height / length) of the inner peripheral edge portion 31 in the z-axis direction with respect to the length of the inner peripheral edge portion 31 in the y-axis direction.

内周縁部31は、開口部を画定する内周端縁33を含んでいる。図4に示す積層方向において、セパレータ30の内周端縁33は、面取りされている。詳細には、セパレータ30の内周端縁33の少なくとも一部は、円弧状に湾曲している。すなわち、内周端縁33は、R形状を有している。本実施形態では、内周端縁33の空気極側の角部は、丸みを帯びている。なお、内周端縁33の燃料極13側の角部が丸みを帯びてもよく、空気極12側及び燃料極13側の両方の角部が丸みを帯びてもよい。内周端縁33がR形状などに面取りされることによって、発電による温度変化などでセパレータ30が変形しても、応力を緩和することができる。 The inner peripheral edge 31 includes an inner peripheral edge 33 that defines the opening. In the stacking direction shown in FIG. 4, the inner peripheral edge 33 of the separator 30 is chamfered. Specifically, at least a part of the inner peripheral edge 33 of the separator 30 is curved in an arc shape. That is, the inner peripheral edge 33 has an R shape. In the present embodiment, the corner portion of the inner peripheral edge 33 on the air pole side is rounded. The corners of the inner peripheral edge 33 on the fuel pole 13 side may be rounded, and both the corners on the air pole 12 side and the fuel pole 13 side may be rounded. By chamfering the inner peripheral edge 33 into an R shape or the like, stress can be relaxed even if the separator 30 is deformed due to a temperature change due to power generation or the like.

[第2接合材]
図2及び図3に示すように、第2接合材120は、空気極12に供給する酸化剤ガスの流路、及び燃料極13に供給する燃料ガスの流路を構成する部材に設けられている。詳細には、第2接合材120は、セパレータ30、インターコネクタ40及び締結部材23、27を接合する。第2接合材120は、セルスタック装置1の内部と外部とを隔離している。すなわち、第2接合材120は、複数の部材の隙間を密閉した結果、セルスタック装置1の内部空間と外部空間とを区画している。
[Second joint material]
As shown in FIGS. 2 and 3, the second bonding material 120 is provided on a member constituting the flow path of the oxidant gas supplied to the air electrode 12 and the flow path of the fuel gas supplied to the fuel electrode 13. There is. Specifically, the second joining member 120 joins the separator 30, the interconnector 40, and the fastening members 23, 27. The second bonding material 120 isolates the inside and the outside of the cell stack device 1. That is, as a result of sealing the gaps between the plurality of members, the second joining member 120 divides the internal space and the external space of the cell stack device 1.

第2接合材120は、枠状である。すなわち、第2接合材120は、連続した一体の環状である。 The second bonding material 120 has a frame shape. That is, the second bonding material 120 is a continuous integral ring.

なお、セルスタック装置1は、第3接合材(図示せず)をさらに備えてもよい。第3接合材は、例えばセパレータ30とインターコネクタ40とを接合する接合材である。詳細には、第3接合材は、セパレータ30とインターコネクタ40とを、他の部材を用いずに単独で、または、他の部材が配置された状態で、接合する。他の部材は、例えばセパレータ30とインターコネクタ40との間を絶縁するための絶縁材、コンプレッションシール材などである。セパレータ30とインターコネクタ40とが他の部材で封止されている場合には、第3接合材は、省略されてもよい。 The cell stack device 1 may further include a third joining material (not shown). The third joining material is, for example, a joining material that joins the separator 30 and the interconnector 40. Specifically, the third joining material joins the separator 30 and the interconnector 40 alone without using other members or in a state where other members are arranged. Other members include, for example, an insulating material for insulating between the separator 30 and the interconnector 40, a compression sealing material, and the like. When the separator 30 and the interconnector 40 are sealed with other members, the third bonding material may be omitted.

以上のように構成されたセルスタック装置1は、次のようにして発電する。空気極12に酸化剤ガスを流すとともに、燃料極13に燃料ガス(水素ガス等)を流す。そして、このセルスタック装置1を外部の負荷に接続すると、空気極12において下記(1)式に示す電気化学反応が起こり、燃料極13において下記(2)式に示す電気化学反応が起こり、電流が流れる。
(1/2)・O+2e→O2− …(1)
+O2−→HO+2e …(2)
The cell stack device 1 configured as described above generates electricity as follows. An oxidant gas is passed through the air electrode 12, and a fuel gas (hydrogen gas or the like) is passed through the fuel electrode 13. Then, when the cell stack device 1 is connected to an external load, the electrochemical reaction shown in the following formula (1) occurs at the air electrode 12, and the electrochemical reaction shown in the following formula (2) occurs at the fuel pole 13. Flows.
(1/2) ・ O 2 + 2e → O 2- … (1)
H 2 + O 2- → H 2 O + 2e … (2)

この発電による温度変化などの熱サイクルによって、例えば、燃料電池セル本体10の燃料極13が体積変化する。本実施形態では、第1接合材110の外周端縁116は曲線部を有し、第2突出部113の最小突出長さL113aに対する第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)は、1.01以上10.0以下である。このため、燃料極13の変形により第1接合材110に加えられる応力の方向が分散される。これにより、第1接合材110の外周縁部に残留する応力が分散されて、応力の集中が抑制されやすくなる。したがって、第1接合材110における応力を緩和できる。 For example, the volume of the fuel electrode 13 of the fuel cell body 10 changes due to a thermal cycle such as a temperature change due to this power generation. In the present embodiment, the outer peripheral edge 116 of the first joint member 110 has a curved portion, and the ratio of the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 to the minimum protrusion length L113a of the second protrusion 113 (L113b / L113a) is 1.01 or more and 10.0 or less. Therefore, the direction of the stress applied to the first bonding material 110 due to the deformation of the fuel electrode 13 is dispersed. As a result, the stress remaining on the outer peripheral edge of the first bonding material 110 is dispersed, and the concentration of stress is easily suppressed. Therefore, the stress in the first bonding material 110 can be relaxed.

また本実施形態では、第1接合材110によって接合されるセパレータ30の内周縁部31の主面は、積層方向と直交する方向に対して傾斜している。このため、セパレータ30は、燃料電池セル本体10に対して傾斜するので、セパレータ30の可撓性が高くなる。これにより、熱サイクルによって、燃料極13が変形すると、セパレータ30が追従して変形する。このセパレータ30の変形により、第1接合材110に加えられる応力をより緩和できる。 Further, in the present embodiment, the main surface of the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 joined by the first joining member 110 is inclined with respect to the direction orthogonal to the stacking direction. Therefore, since the separator 30 is inclined with respect to the fuel cell main body 10, the flexibility of the separator 30 is increased. As a result, when the fuel electrode 13 is deformed by the thermal cycle, the separator 30 is subsequently deformed. By the deformation of the separator 30, the stress applied to the first bonding material 110 can be further relaxed.

[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
[Modification example]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

変形例1
上述した実施形態では、各第5〜第8延伸部116a〜116dの全体が湾曲している構造を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、1つの延伸部の全体が湾曲し、残りの延伸部は直線であってもよい。また、例えば、少なくとも1つの延伸部の一部が湾曲していてもよい。すなわち、少なくとも1つの延伸部は、曲線部と直線部とを有していてもよい。
Modification 1
In the above-described embodiment, the structure in which the entire fifth to eighth stretched portions 116a to 116d are curved has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the entire stretched portion may be curved and the remaining stretched portion may be straight. Further, for example, a part of at least one stretched portion may be curved. That is, at least one stretched portion may have a curved portion and a straight portion.

また、例えば、図6に示すように、外周端縁116の少なくとも1つの延伸部は、セパレータ30から離れるように湾曲してもよい。図6では、各第5〜第8延伸部116a〜116dの全体が、セパレータ30に離れるように湾曲している。 Further, for example, as shown in FIG. 6, at least one stretched portion of the outer peripheral edge 116 may be curved so as to be separated from the separator 30. In FIG. 6, the entire fifth to eighth stretched portions 116a to 116d are curved so as to separate from the separator 30.

また、例えば図7に示すように、第5〜第8延伸部116a〜116dの一部または全部は、波形状であってもよい。なお、波形状とは、凹部と凸部とが交互に繰り返す凹凸形状である。 Further, for example, as shown in FIG. 7, a part or all of the fifth to eighth stretched portions 116a to 116d may have a wavy shape. The wavy shape is a concave-convex shape in which concave portions and convex portions are alternately repeated.

変形例2
上述した実施形態では、内周端縁115及び外周端縁116の少なくとも一部が曲線であるが、内周端縁115は直線で構成されてもよい。また内周端縁115の第1〜第4延伸部は、例えば、図6に示すように燃料電池セル本体10から離れるように湾曲してもよく、図7に示すように波形状であってもよい。
Modification 2
In the above-described embodiment, at least a part of the inner peripheral edge 115 and the outer peripheral edge 116 is curved, but the inner peripheral edge 115 may be formed by a straight line. Further, the first to fourth stretched portions of the inner peripheral edge 115 may be curved so as to be separated from the fuel cell main body 10 as shown in FIG. 6, and have a wavy shape as shown in FIG. May be good.

変形例3
上述した実施形態では、内周縁部31は、第1接合材110に埋設されているが、これに限定されない。例えば、図8に示すように、セパレータ30の内周縁部31は、第1接合材110の表面114に接していてもよい。図8の場合、中央部111は、燃料電池セル本体10とセパレータ30との間に挟み込まれている。すなわち、中央部111は、セパレータ30よりも積層方向上側に配置されておらず、かつ、燃料電池セル本体10よりも積層方向下側に配置されていない。この場合、中央部111全体は、ガスに露出する露出面を有していない。詳細には、中央部111の外表面は、燃料電池セル本体10及びセパレータ30に接している。
Modification 3
In the above-described embodiment, the inner peripheral edge portion 31 is embedded in the first joining member 110, but is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 8, the inner peripheral edge portion 31 of the separator 30 may be in contact with the surface 114 of the first joining member 110. In the case of FIG. 8, the central portion 111 is sandwiched between the fuel cell main body 10 and the separator 30. That is, the central portion 111 is not arranged on the upper side in the stacking direction with respect to the separator 30, and is not arranged on the lower side in the stacking direction with respect to the fuel cell main body 10. In this case, the entire central portion 111 does not have an exposed surface exposed to gas. Specifically, the outer surface of the central portion 111 is in contact with the fuel cell body 10 and the separator 30.

また、例えば図9に示すように、内周縁部31の一部のみが埋設されてもよい。詳細には、内周縁部31の一部が第1接合材110の表面114と接し、内周縁部31の他の一部が第1接合材110に埋設されている。 Further, for example, as shown in FIG. 9, only a part of the inner peripheral edge portion 31 may be buried. Specifically, a part of the inner peripheral edge portion 31 is in contact with the surface 114 of the first joining member 110, and the other part of the inner peripheral edge portion 31 is embedded in the first joining member 110.

変形例4
上述した実施形態では、内周縁部31の外周側が燃料電池セル本体10から離れるように傾斜しているが、これに限定されない。図10及び図11に示すように、内周縁部31は、外周側に向かうにつれて燃料電池セル本体10に近づくように傾斜してもよい。
Modification 4
In the above-described embodiment, the outer peripheral side of the inner peripheral edge portion 31 is inclined so as to be separated from the fuel cell main body 10, but the present invention is not limited to this. As shown in FIGS. 10 and 11, the inner peripheral edge portion 31 may be inclined so as to approach the fuel cell main body 10 toward the outer peripheral side.

本変形例では、内周縁部31は、第1接合材110の表面114に沿って延びる。この場合、セパレータ30において、第1接合材110との接合面積が増加する。 In this modification, the inner peripheral edge portion 31 extends along the surface 114 of the first joining member 110. In this case, in the separator 30, the bonding area with the first bonding material 110 increases.

図10のセパレータ30は、下方に湾曲している。詳細には、セパレータ30は、全体として下方に湾曲している。図11のセパレータ30は、下方及び上方に湾曲している。詳細には、セパレータ30において内周縁部31よりも外周側は、上方に湾曲している。 The separator 30 in FIG. 10 is curved downward. Specifically, the separator 30 is curved downward as a whole. The separator 30 in FIG. 11 is curved downward and upward. Specifically, in the separator 30, the outer peripheral side of the separator 30 is curved upward from the inner peripheral edge portion 31.

変形例5
上述した実施形態では、第1接合材110は、断面視において楕円の一部が欠けた形状を有しているが、これに限定されない。第1接合材110は、種々の形状を有することができ、例えば、断面視において図9、11〜13に示す形状であってもよい。
Modification 5
In the above-described embodiment, the first joining material 110 has a shape in which a part of the ellipse is missing in a cross-sectional view, but the first joining material 110 is not limited to this. The first bonding material 110 can have various shapes, and may have, for example, the shapes shown in FIGS. 9 and 11 to 13 in a cross-sectional view.

変形例6
上述した実施形態では、セパレータ30全体が湾曲しているが、これに限定されない。セパレータ30の一部が湾曲してもよく、例えば屈曲部、段差部などを有していてもよい。また、セパレータ30は、燃料電池セル本体10に対して直線的に傾斜するように延びてもよい。セパレータ30は、少なくとも一部が撓む形状である。
Modification 6
In the above-described embodiment, the entire separator 30 is curved, but the present invention is not limited to this. A part of the separator 30 may be curved, and may have, for example, a bent portion and a stepped portion. Further, the separator 30 may extend so as to be linearly inclined with respect to the fuel cell main body 10. The separator 30 has a shape in which at least a part of the separator 30 bends.

変形例7
上述した実施形態では、第1接合材110における燃料電池セル本体10と接する面の内周端縁115は、第1接合材110において最も内周側に位置しているが、これに限定されない。例えば、積層方向視において、燃料電池セル本体10と接する面の内周端縁115よりも内周側に、燃料電池セル本体10と接しない第1接合材110が配置されてもよい。
Modification 7
In the above-described embodiment, the inner peripheral edge 115 of the surface of the first joint material 110 in contact with the fuel cell body 10 is located on the innermost peripheral side of the first joint material 110, but is not limited thereto. For example, in the stacking direction, the first bonding member 110 that does not contact the fuel cell body 10 may be arranged on the inner peripheral side of the inner peripheral edge 115 of the surface that contacts the fuel cell body 10.

変形例8
上述した実施形態では、積層方向と直交する方向がy軸方向で、内周縁部31がy軸方向に対して傾斜しているが、これに限定されない。例えば、積層方向と直交する方向がy軸方向に対して傾斜しており、内周縁部31がy軸方向に延びてもよい。また、積層方向と直交する方向がy軸方向に対して傾斜しており、内周縁部31もy軸方向に対して傾斜しており、互いに交差してもよい。この場合であっても、セパレータ30は可撓性を有しているので、燃料電池セル本体10の変形に応じて、セパレータ30がその変形を吸収できる。なお、本発明の内周縁部31の主面は、積層方向と直交する方向に対して平行であってもよい。
Modification 8
In the above-described embodiment, the direction orthogonal to the stacking direction is the y-axis direction, and the inner peripheral edge portion 31 is inclined with respect to the y-axis direction, but the present invention is not limited to this. For example, the direction orthogonal to the stacking direction may be inclined with respect to the y-axis direction, and the inner peripheral edge portion 31 may extend in the y-axis direction. Further, the direction orthogonal to the stacking direction is inclined with respect to the y-axis direction, and the inner peripheral edge portion 31 is also inclined with respect to the y-axis direction, and may intersect with each other. Even in this case, since the separator 30 has flexibility, the separator 30 can absorb the deformation according to the deformation of the fuel cell body 10. The main surface of the inner peripheral edge portion 31 of the present invention may be parallel to the direction orthogonal to the stacking direction.

変形例9
上述した実施形態では、燃料極基板131及び燃料極活性部132の外周部は、段差構造を有しているが、これに限定されない。例えば、燃料極基板131と燃料極活性部132の外周面は、揃っていてもよい。
Modification 9
In the above-described embodiment, the outer peripheral portions of the fuel electrode substrate 131 and the fuel electrode active portion 132 have a stepped structure, but the present invention is not limited to this. For example, the outer peripheral surfaces of the fuel electrode substrate 131 and the fuel electrode active portion 132 may be aligned.

[実施例1]
本実施例では、第2突出部113の最小突出長さ113aに対する、第2突出部113の最大突出長さ113bの比(L113b/L113a)による効果について調べた。
[Example 1]
In this example, the effect of the ratio (L113b / L113a) of the maximum protrusion length 113b of the second protrusion 113 to the minimum protrusion length 113a of the second protrusion 113 was investigated.

(サンプルNo.1〜5)
図1〜図5に示すセルスタック装置を準備した。第1接合材は、結晶化ガラスである。図5に示すように、第1接合材110の外周端縁116の4つの延伸部は、曲線部を有していた。各サンプルの第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第1突出部112の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)は、下記の表1の通りであった。
(Sample Nos. 1 to 5)
The cell stack device shown in FIGS. 1 to 5 was prepared. The first bonding material is crystallized glass. As shown in FIG. 5, the four stretched portions of the outer peripheral edge 116 of the first joining material 110 had curved portions. The ratio (L113b / L113a) of the maximum protrusion length L113b of the first protrusion 112 to the minimum protrusion length L113a of the second protrusion 113 of each sample is as shown in Table 1 below.

(サンプルNo.6)
サンプルNo.6は、4つの延伸部は、曲線部を有していなかった。詳細には、2組の延伸部は、互いに平行であり、第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)は、1であった。
(Sample No. 6)
Sample No. No. 6 did not have a curved portion in the four stretched portions. Specifically, the two sets of stretched portions are parallel to each other, and the ratio of the maximum protruding length L113b of the second protruding portion 113 to the minimum protruding length L113a of the second protruding portion 113 (L113b / L113a) is 1. Met.

(評価方法)
サンプルNo.1〜6のセルスタック装置について、熱サイクル試験により、ガスリーク量及びクラックの有無を調べた。具体的には、各セルスタック装置を電気炉内に設置し、室温から800℃まで昇降温速度400℃/hrでの上げ下げを10回繰り返した後、電気炉から取り出して、ガスリーク量とクラック発生の有無とを調べた。
(Evaluation methods)
Sample No. The cell stack devices 1 to 6 were examined for the amount of gas leak and the presence or absence of cracks by a thermal cycle test. Specifically, each cell stack device is installed in an electric furnace, and after repeating raising and lowering from room temperature to 800 ° C. at an elevating temperature rate of 400 ° C./hr 10 times, it is taken out from the electric furnace to generate gas leaks and cracks. I checked for the presence or absence of.

ガスリーク量については、空気極から燃料極へリークするガスの流量を測定した。詳細には、セルスタック装置1の酸化剤ガス排出管出口端部及び燃料ガス排出管入口端部を封止した上で、酸化剤ガス供給管よりアルゴンガスを供給し、酸化剤ガス供給側の圧力を10kPa加圧した条件において燃料ガス供給管の出口端部に設けた流量計によりガスリーク量を測定した。クラック有無の確認については、セルスタック装置を解体して第1接合材の表面に浸透探傷剤を塗布し、マイクロスコープで観察することにより行った。これらの結果を下記の表1の「評価結果」に記載する。 Regarding the amount of gas leak, the flow rate of gas leaking from the air electrode to the fuel electrode was measured. Specifically, after sealing the oxidant gas discharge pipe outlet end and the fuel gas discharge pipe inlet end of the cell stack device 1, argon gas is supplied from the oxidant gas supply pipe, and the oxidant gas supply side The amount of gas leak was measured with a flow meter provided at the outlet end of the fuel gas supply pipe under the condition that the pressure was pressurized by 10 kPa. The presence or absence of cracks was confirmed by disassembling the cell stack device, applying a penetrant flaw detector to the surface of the first bonding material, and observing with a microscope. These results are listed in "Evaluation Results" in Table 1 below.

なお、表1の「評価結果」については、クラック及びガスリーク量によって、4段階に評価した。「◎」はクラックがなく、かつガスリークがなかったことを意味し、「○」は微小なクラックが発生し、かつガスリークがなかったことを意味し、「△」は微小なクラックが発生し、かつガスリーク量が少なかった(1cc/分未満)ことを意味し、「×」は大きなクラックが発生し、かつガスリーク量が多かった(1cc/分以上)ことを意味する。 The "evaluation results" in Table 1 were evaluated in four stages according to the amount of cracks and gas leaks. "◎" means that there were no cracks and no gas leak, "○" means that minute cracks were generated and there was no gas leak, and "△" means that minute cracks were generated. Moreover, it means that the amount of gas leak was small (less than 1 cc / min), and "x" means that a large crack occurred and the amount of gas leak was large (1 cc / min or more).

Figure 2021022507
Figure 2021022507

(評価結果)
表1に示すように、第1接合材の外周端縁の延伸部が曲線部を有していなかったサンプルNo.6は、第1接合材の応力を十分に緩和できなかったので、クラックが発生した。その結果、内部空間に導入されたアルゴンガスが多く漏れ出してしまった。
(Evaluation results)
As shown in Table 1, the sample No. 1 in which the stretched portion of the outer peripheral edge of the first bonding material did not have a curved portion. In No. 6, the stress of the first joint material could not be sufficiently relaxed, so that cracks occurred. As a result, a large amount of argon gas introduced into the internal space leaked out.

一方、第1接合材の外周端縁の延伸部が曲線部を有していたサンプルNo.1〜5は、第1接合材の内周縁部に残留する応力が分散されたので、応力を緩和できた。このため、第1接合材に発生するクラックを抑制できた。その結果、ガスリークを抑制できることを確認した。特に、第2突出部113の最小突出長さ113aに対する第2突出部113の最大突出長さ113bの比(L113b/L113a)が1.01以上10.0以下であったサンプルNo.1〜4では、貫通クラックが発生しなかったので、ガスリークが発生しなかった。比(L113b/L113a)が1.10以上8.00以下であったサンプルNo.2及び3では、クラックの発生を非常に抑制できた。 On the other hand, the sample No. 1 in which the stretched portion of the outer peripheral edge of the first bonding material had a curved portion. In Nos. 1 to 5, the stress remaining on the inner peripheral edge of the first bonding material was dispersed, so that the stress could be relaxed. Therefore, cracks generated in the first bonding material could be suppressed. As a result, it was confirmed that the gas leak could be suppressed. In particular, the sample No. in which the ratio (L113b / L113a) of the maximum protruding length 113b of the second protruding portion 113 to the minimum protruding length 113a of the second protruding portion 113 was 1.01 or more and 10.0 or less. In Nos. 1 to 4, no through cracks occurred, so no gas leak occurred. The sample No. having a ratio (L113b / L113a) of 1.10 or more and 8.00 or less. In 2 and 3, the occurrence of cracks could be suppressed very much.

[実施例2]
本実施例では、中央部111の幅L111に対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L111)による効果について調べた。
[Example 2]
In this example, the effect of the ratio (L113b / L111) of the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 to the width L111 of the central portion 111 was investigated.

(サンプルNo.7〜10)
サンプルのNo.7〜10のセルスタック装置は、第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)が1.01以上10.0以下であり、下記の表2に示すように、第2突出部113の最大突出長さL113b及び中央部111の幅L111を変更した。
(Sample No. 7-10)
Sample No. In the cell stack device 7 to 10, the ratio (L113b / L113a) of the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 to the minimum protrusion length L113a of the second protrusion 113 is 1.01 or more and 10.0 or less. Yes, as shown in Table 2 below, the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 and the width L111 of the central portion 111 were changed.

(評価方法)
サンプルNo.7〜10のセルスタック装置について、上述した実施例1の熱サイクル試験を過酷にして、ガスリーク量及びクラックの有無を調べた。具体的には、各セルスタック装置を電気炉内に設置し、室温から800℃まで昇降温速度600℃/hrでの上げ下げを20回繰り返した後、電気炉から取り出して、ガスリーク量とクラック発生の有無とを調べた。その結果を下記の表2に示す。なお、評価基準は、実施例1と同様である。
(Evaluation methods)
Sample No. For the cell stack devices of 7 to 10, the heat cycle test of Example 1 described above was made severe, and the amount of gas leak and the presence or absence of cracks were examined. Specifically, each cell stack device is installed in an electric furnace, and after repeating raising and lowering from room temperature to 800 ° C. at an elevating temperature rate of 600 ° C./hr 20 times, it is taken out from the electric furnace to generate a gas leak amount and cracks. I checked for the presence or absence of. The results are shown in Table 2 below. The evaluation criteria are the same as in Example 1.

Figure 2021022507
Figure 2021022507

(評価結果)
表2に示すように、中央部111の幅L111に対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L111)が0.1以上3以下であるサンプルNo.8及び9は、サンプルNo.7及び10に比べて、過酷な熱サイクル試験においても、クラックの発生を抑制できることがわかった。
(Evaluation results)
As shown in Table 2, the ratio (L113b / L111) of the maximum protruding length L113b of the second protruding portion 113 to the width L111 of the central portion 111 is 0.1 or more and 3 or less. 8 and 9 are sample Nos. It was found that the occurrence of cracks could be suppressed even in a harsh thermal cycle test as compared with 7 and 10.

[実施例3]
本実施例では、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、燃料電池セル本体10の側面と接する部分の第2突出部113の厚さH113の比(H113/H111)による効果について調べた。
[Example 3]
In this embodiment, the ratio of the thickness H113 of the second protruding portion 113 of the portion in contact with the side surface of the fuel cell body 10 to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10 (H113). The effect of / H111) was investigated.

(サンプルNo.11〜15)
サンプルのNo.11〜15のセルスタック装置は、第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)が1.01以上10.0以下であり、下記の表3に示すように、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111、及び、燃料電池セル本体10の側面と接する部分の第2突出部113の厚さH113を変更した。なお、サンプルNo.11の第1接合材の第2突出部113は、燃料電池セル本体10の側面に接触していなかった。
(Sample Nos. 11 to 15)
Sample No. In the cell stack devices 11 to 15, the ratio (L113b / L113a) of the maximum protruding length L113b of the second protruding portion 113 to the minimum protruding length L113a of the second protruding portion 113 is 1.01 or more and 10.0 or less. Yes, as shown in Table 3 below, the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 and the second protruding portion 113 of the portion in contact with the side surface of the fuel cell main body 10. The thickness H113 was changed. In addition, sample No. The second protruding portion 113 of the first bonding material of 11 did not come into contact with the side surface of the fuel cell main body 10.

(評価方法)
サンプルNo.11〜15のセルスタック装置について、実施例1よりも過酷にした実施例2の熱サイクル試験により、ガスリーク量及びクラックの有無を調べた。
(Evaluation methods)
Sample No. The cell stack devices of 11 to 15 were examined for the amount of gas leak and the presence or absence of cracks by the thermal cycle test of Example 2 which was more severe than that of Example 1.

Figure 2021022507
Figure 2021022507

(評価結果)
表3に示すように、第2突出部113が燃料電池セル本体10に接しているサンプルNo.12〜15は、第2突出部113が燃料電池セル本体10に接していなかったサンプルNo.11に比べて、過酷な熱サイクル試験においてもクラックを抑制できた。また、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、燃料電池セル本体10の側面と接する部分の第2突出部113の厚さH113の比(H113/H111)が0.02以上5以下であるサンプルNo.13及び14は、サンプルNo.12及び15に比べて、クラックの発生をより抑制できることがわかった。
(Evaluation results)
As shown in Table 3, the sample No. 1 in which the second protruding portion 113 is in contact with the fuel cell main body 10. In Nos. 12 to 15, the second protruding portion 113 was not in contact with the fuel cell main body 10. Compared with No. 11, cracks could be suppressed even in a harsh heat cycle test. Further, the ratio of the thickness H113 of the second protruding portion 113 of the portion in contact with the side surface of the fuel cell body 10 to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10 (H113 / H111). Sample No. of 0.02 or more and 5 or less. 13 and 14 are sample Nos. It was found that the occurrence of cracks could be further suppressed as compared with 12 and 15.

[実施例4]
本実施例では、第2突出部の気孔率と、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部の気孔率とによる効果について調べた。
[Example 4]
In this example, the effect of the porosity of the second protruding portion and the porosity of the central portion between the separator 30 and the fuel cell body 10 was investigated.

(サンプルNo.16〜18)
サンプルのNo.16〜18のセルスタック装置は、第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)が1.01以上10.0以下であり、下記の表4に示すように、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111及び第2突出部113の気孔率を変更した。
(Sample Nos. 16-18)
Sample No. In the cell stack devices 16 to 18, the ratio (L113b / L113a) of the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 to the minimum protrusion length L113a of the second protrusion 113 is 1.01 or more and 10.0 or less. Yes, as shown in Table 4 below, the porosities of the central portion 111 and the second protruding portion 113 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 were changed.

(評価方法)
サンプルNo.16〜18のセルスタック装置について、実施例1よりも過酷にした実施例2の熱サイクル試験により、ガスリーク量及びクラックの有無を調べた。
(Evaluation methods)
Sample No. The cell stack devices 16 to 18 were examined for the amount of gas leak and the presence or absence of cracks by the thermal cycle test of Example 2 which was more severe than that of Example 1.

Figure 2021022507
Figure 2021022507

(評価結果)
表4に示すように、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における第2突出部113の気孔率が中央部111の気孔率(または最大気孔径)よりも大きいサンプルNo.17は、第1突出部112の気孔率がセパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率と同じサンプルNo.16、及び、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の気孔率が第2突出部113の気孔率よりも大きいサンプルNo.18に比べて、クラックの発生をより抑制できることがわかった。
(Evaluation results)
As shown in Table 4, the sample No. in which the porosity of the second protruding portion 113 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 is larger than the porosity (or the maximum pore diameter) of the central portion 111. In sample No. 17, the porosity of the first protruding portion 112 is the same as the porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10. In sample No. 16, the porosity of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell body 10 is larger than the porosity of the second protruding portion 113. It was found that the occurrence of cracks could be further suppressed as compared with 18.

[実施例5]
本実施例では、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、第2突出部113の露出長さE113の比(E113/H111)による効果について調べた。
[Example 5]
In this embodiment, the effect of the ratio of the exposed length E113 of the second protruding portion 113 to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 (E113 / H111) was investigated.

(サンプルNo.19〜22)
サンプルのNo.19〜22のセルスタック装置は、第2突出部113の最小突出長さL113aに対する、第2突出部113の最大突出長さL113bの比(L113b/L113a)が1.01以上10.0以下であり、下記の表5に示すように、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111、及び、第2突出部113の露出長さE113の比(E113/H111)を変更した。
(Sample Nos. 19 to 22)
Sample No. In the cell stack devices 19 to 22, the ratio (L113b / L113a) of the maximum protrusion length L113b of the second protrusion 113 to the minimum protrusion length L113a of the second protrusion 113 is 1.01 or more and 10.0 or less. Yes, as shown in Table 5 below, the ratio of the thickness H111 of the central portion 111 and the exposed length E113 of the second protruding portion 113 between the separator 30 and the fuel cell body 10 (E113 / H111). Changed.

(評価方法)
サンプルNo.19〜22のセルスタック装置について、実施例1よりも過酷にした実施例2の熱サイクル試験により、ガスリーク量及びクラックの有無を調べた。
(Evaluation methods)
Sample No. The cell stack devices 19 to 22 were examined for the amount of gas leak and the presence or absence of cracks by the thermal cycle test of Example 2 which was more severe than that of Example 1.

Figure 2021022507
Figure 2021022507

(評価結果)
表5に示すように、セパレータ30と燃料電池セル本体10との間における中央部111の厚さH111に対する、第2突出部113の露出長さE113の比(E113/H111)が1を超えて10以下であるサンプルNo.20及びNo.21は、サンプルNo.19及び22に比べて、過酷な熱サイクル試験においても、クラックの発生を抑制できることがわかった。
(Evaluation results)
As shown in Table 5, the ratio (E113 / H111) of the exposed length E113 of the second protruding portion 113 to the thickness H111 of the central portion 111 between the separator 30 and the fuel cell main body 10 exceeds 1. Sample No. 10 or less. 20 and No. Reference numeral 21 is sample No. 21. It was found that the occurrence of cracks could be suppressed even in a harsher thermal cycle test as compared with 19 and 22.

1 セルスタック装置
10 燃料電池セル
30 セパレータ
31 内周縁部
110 接合材
111 中央部
112 第1突出部
113 第2突出部
115 内周端縁
116 外周端縁
116a,116b,116c,116d 延伸部
116e,116f,116g,116h 連結部
1 Cell stack device 10 Fuel cell cell 30 Separator 31 Inner peripheral edge 110 Joint material 111 Central part 112 First protruding part 113 Second protruding part 115 Inner peripheral edge 116 Outer peripheral edge 116a, 116b, 116c, 116d Extension 116e, 116f, 116g, 116h connecting part

Claims (5)

固体電解質、並びに前記固体電解質を挟むように積層された燃料極及び空気極を有する平板形の燃料電池セル本体と、
前記燃料電池セル本体の外周縁部を除く領域を露出する開口部を有する枠状であり、前記燃料電池セル本体の外周縁部と重なる内周縁部を有するセパレータと、
前記燃料電池セル本体の外周縁部と、前記セパレータの内周縁部とを接合する接合材と、
を備え、
積層方向視において、前記接合材の外周端縁は、互いに対向する2組の延伸部と、各前記延伸部を連結する連結部と、を有し、
少なくとも1つの前記延伸部は、曲線部を有し、
前記接合材は、
積層方向視において、前記燃料電池セル本体及び前記セパレータと重なる中央部と、
前記中央部から内周側に向けて突出する第1突出部と、
前記中央部から外周側に向けて突出する第2突出部と、
を有し、
前記第2突出部の最小突出長さに対する、前記第2突出部の最大突出長さの比は、1.01以上10.0以下である、
燃料電池セル。
A solid electrolyte, and a flat fuel cell body having a fuel electrode and an air electrode laminated so as to sandwich the solid electrolyte.
A frame-shaped separator having an opening that exposes an area other than the outer peripheral edge of the fuel cell body, and a separator having an inner peripheral edge that overlaps the outer peripheral edge of the fuel cell body.
A bonding material for joining the outer peripheral edge of the fuel cell body and the inner peripheral edge of the separator.
With
In the stacking direction view, the outer peripheral edge of the joining material has two sets of stretched portions facing each other and a connecting portion for connecting the stretched portions.
At least one stretched portion has a curved portion and has a curved portion.
The joining material is
In the stacking direction, the fuel cell body and the central portion overlapping the separator,
A first protruding portion that protrudes from the central portion toward the inner peripheral side,
A second protruding portion that protrudes from the central portion toward the outer peripheral side,
Have,
The ratio of the maximum protrusion length of the second protrusion to the minimum protrusion length of the second protrusion is 1.01 or more and 10.0 or less.
Fuel cell.
前記中央部の幅に対する、前記第2突出部の最大突出長さの比は、0.1以上3以下である、
請求項1に記載の燃料電池セル。
The ratio of the maximum protrusion length of the second protrusion to the width of the center is 0.1 or more and 3 or less.
The fuel cell according to claim 1.
前記第2突出部は、前記燃料電池セル本体の側面と接しており、
前記セパレータと前記燃料電池セル本体との間における前記中央部の厚さに対する、前記燃料電池セル本体の側面と接する部分の前記第2突出部の厚さの比は、0.02以上5以下である、
請求項1または2に記載の燃料電池セル。
The second protruding portion is in contact with the side surface of the fuel cell main body.
The ratio of the thickness of the second protruding portion of the portion in contact with the side surface of the fuel cell body to the thickness of the central portion between the separator and the fuel cell body is 0.02 or more and 5 or less. is there,
The fuel cell according to claim 1 or 2.
前記第2突出部の気孔率は、前記セパレータと前記燃料電池セル本体との間における前記中央部の気孔率よりも大きい、
請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
The porosity of the second protrusion is larger than the porosity of the central portion between the separator and the fuel cell body.
The fuel cell according to any one of claims 1 to 3.
前記セパレータと前記燃料電池セル本体との間における前記中央部の厚さに対する、前記第2突出部の露出長さの比は、1を超えて10以下である、
請求項1から4のいずれか1項に記載の燃料電池セル。
The ratio of the exposed length of the second protrusion to the thickness of the central portion between the separator and the fuel cell main body is more than 1 and 10 or less.
The fuel cell according to any one of claims 1 to 4.
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