JP2021036504A - 導電部材、及びその製造方法、導電部材を備えた電気化学セルスタック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、固体酸化物形電気化学セル(2)の電極(10, 18)に電気的に接続される導電部材(14)であって、固体酸化物形電気化学セルの電極に接合される電極接合部(14a)と、この電極接合部から延びる連接部(14b)と、を有し、電極接合部は連接部よりも扁平に形成されていることを特徴としている。
【選択図】図6
Description
このように構成された本発明によれば、連接部に、所定の方向に容易に曲げ変形可能な応力緩和部が設けられているので、導電部材によって接続されている部位同士の相対的な位置が変化した場合でも、応力緩和部が容易に変形される。このため、導電部材と固体酸化物形電気化学セルの電極との間の接合部等に大きな応力が発生するのを回避することができ、接合部の損傷リスクを軽減する。
このように構成された本発明によれば、セラミック接着剤を含む接着剤で固体酸化物形電気化学セルの電極と導電部材が接着されるので、十分な機械的接合強度を確保することができる。
図1は、本実施形態による電気化学セルスタックを示す斜視図である。なお、本明細書においては、複数の固体酸化物形燃料電池セルの電極間を導電部材で電気的に接続した電気化学セルスタックを説明するが、複数の固体酸化物形電解セルを導電部材で電気的に接続した電気化学セルスタックにも本発明を適用することができる。
各固体酸化物形燃料電池セル2は、下端側が金属製の長方形の下支持板4により支持されている。この下支持板4は、マニホールド6の天井面を構成し、各固体酸化物形燃料電池セル2の燃料ガス流路8(図3)に燃料ガスを流入させるための貫通穴が形成されている。また、各固体酸化物形燃料電池セル2の下端側のキャップ10と下支持板4の間には、概ね円筒形のセラミック製のスペーサ12が配置されており、キャップ10と下支持板4の間を離間させることで絶縁性を確保している。
図2は、本発明の実施形態による電気化学セルスタックを構成する固体酸化物形燃料電池セルを示す図である。図3は、固体酸化物形燃料電池セル端部の拡大断面図である。
図2に示すように、固体酸化物形燃料電池セル2は、燃料電池セル本体20と、この燃料電池セル本体20の両端部にそれぞれ接続された電極であるキャップ10とを備えている。
なお、支持体として多孔質の絶縁性支持体を用いることもでき、この場合においては、絶縁性支持体の外側に、内側電極層として燃料極層を形成する。
図6は、本発明の実施形態の電気化学セルスタック1において、集電部材14による接続部分を拡大して示す斜視図である。
図7は、集電部材14の製造方法の手順を示すフローチャートである。
次に、ステップS2においては、切断工程として、ステップS1において準備された棒状の部材を所定の長さに切断する。
次いで、ステップS3においては、フォーミング工程として、ステップS2において切断された棒状の部材が、所定のクランク形状に湾曲される。さらに、フォーミング工程として、クランク形状に湾曲された棒状の部材の両側の先端部を押し潰して、電極接合部14aを形成し、集電部材14を完成させる。なお、フォーミング工程においては、棒状の部材の両側の先端部を押し潰した後、これをクランク形状に湾曲させても良い。
2 固体酸化物形燃料電池セル(固体酸化物形電気化学セル)
4 下支持板
6 マニホールド
8 燃料ガス流路
10 キャップ(電極)
10a 第1円筒部
10b 円環部
10c 第2円筒部
12 スペーサ
14 集電部材(導電部材)
14a 電極接合部
14b 連接部
15 バスバー(外部導体)
16 内側電極層
18 外側電極層(電極)
20 燃料電池セル本体
22 電解質層
24 燃料ガス流路
26 銀ペースト
28 ガラスシール
114 集電部材
114a 電極接合部
114b 連接部
114c 応力緩和部
Claims (9)
- 固体酸化物形電気化学セルの電極に電気的に接続される導電部材であって、
固体酸化物形電気化学セルの電極に接合される電極接合部と、
この電極接合部から延びる連接部と、を有し、
上記電極接合部は上記連接部よりも扁平に形成されていることを特徴とする導電部材。 - 上記電極接合部は上記連接部の両端に設けられ、上記各電極接合部は、2つの固体酸化物形電気化学セルが電気的に接続されるように、異なる固体酸化物形電気化学セルの電極に夫々接合される請求項1記載の導電部材。
- 上記連接部は、基材層と導電層から構成され、上記基材層は上記導電層よりも剛性が高く、上記導電層は上記基材層よりも導電率が高い金属材料から形成されている請求項1又は2に記載の導電部材。
- 上記連接部には、所定の方向に容易に曲げ変形可能な応力緩和部が設けられている請求項1乃至3の何れか1項に記載の導電部材。
- 複数の固体酸化物形電気化学セルが電気的に接続された電気化学セルスタックであって、
複数の固体酸化物形電気化学セルと、
これらの固体酸化物形電気化学セルを電気的に接続するための、請求項1乃至4の何れか1項に記載の導電部材と、を有し、
上記固体酸化物形電気化学セルの電極と上記導電部材は、嵌合されることなく、上記電極接合部と上記固体酸化物形電気化学セルの電極が接着剤により接合されている電気化学セルスタック。 - 上記導電部材は、基材層と導電層から構成され、上記基材層は上記導電層よりも剛性が高く、上記導電層は上記基材層よりも導電率が高い金属材料から形成され、上記接着剤は、上記導電層の主成分と同一の主成分を有するペーストである請求項5記載の電気化学セルスタック。
- 上記接着剤には、セラミック接着剤が含まれている請求項5又は6に記載の電気化学セルスタック。
- 複数の固体酸化物形電気化学セルが電気的に接続された電気化学セルスタックであって、
複数の固体酸化物形電気化学セルと、
これらの固体酸化物形電気化学セルを電気的に接続するための、請求項1乃至4の何れか1項に記載の導電部材と、を有し、
上記固体酸化物形電気化学セルは、外周面に電極が設けられた筒形に形成され、上記導電部材は、接続すべき2つの固体酸化物形電気化学セルの、共通の接平面内に延びるように、上記固体酸化物形電気化学セルに取り付けられている電気化学セルスタック。 - 固体酸化物形電気化学セルの電極間を電気的に接続する導電部材の製造方法であって、
導電性材料製の棒状の部材を準備する準備工程と、
上記棒状の部材を所定の長さに切断する切断工程と、
この切断工程によって切断された棒状の部材の両端部を押し潰して、固体酸化物形電気化学セルの電極に接合すべき電極接合部を形成すると共に、所定の形状に湾曲させるフォーミング工程と、
を有することを特徴とする導電部材の製造方法。
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