JP2022111457A - 電気化学反応セルスタックおよび電気化学反応セルスタックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気化学反応セルスタックにおける単セルの割れを抑制する。【解決手段】複数の電気化学反応単位に含まれる全ての発電部を包含する矩形の仮想領域であって、矩形の各辺が複数の電気化学反応単位のいずれかの発電部に接する仮想領域の縦横それぞれを３等分することにより得られる３行３列の各領域を分割領域とし、ｉ行目ｊ列目に位置する分割領域を分割領域（ｉ，ｊ）（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）とし、各発電部において、分割領域（２，２）を除いた８つの分割領域のそれぞれに位置する各部分のうち、平均厚さが最も大きい部分と重なる分割領域を最厚分割領域としたときに、少なくとも１つの単セルである特定単セルにおける最厚分割領域の位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セルにおける最厚分割領域の位置と異なっている。【選択図】図６

Description

本明細書によって開示される技術は、電気化学反応セルスタックおよび電気化学反応セルスタックの製造方法に関する。

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の１つとして、固体酸化物形の燃料電池（以下、「ＳＯＦＣ」という。）が知られている。ＳＯＦＣは、一般に、燃料電池発電単位（以下、「発電単位」という。）が所定の方向（以下、「第１の方向」という。）に複数並べて配置された積層体（以下、「発電ブロック」という。）を備える燃料電池スタックの形態で利用される（例えば、特許文献１）。発電単位は、燃料電池単セル（以下、単に「単セル」という。）を備える。単セルは、電解質層と、電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含む。単セルは、第１の方向に電解質層と空気極と燃料極とが重なる部分（以下、「発電部」という。）を有する。

発電単位は、更に集電部材と接合部とを有している。集電部材は、空気極と燃料極との一方（以下、「特定電極」という。）に対して第１の方向の電解質層とは反対側に配置され、特定電極と電気的に接続される。接合部は、第１の方向の単セルと集電部材との間に位置し、単セルと集電部材とを接合する導電性の部材である。

上述した燃料電池スタックは、下記の準備工程および加圧工程を経て製造される。準備工程では、第１の方向に並べて配置された複数の接合前発電単位を含む複合体を準備する。接合前発電単位は、単セルと、特定電極（空気極と燃料極との一方）に対して第１の方向の電解質層とは反対側に配置された集電部材と、第１の方向の単セルと集電部材との間に位置する接合前接合部とを備える部材である。接合前接合部は、接合部となる部材であり、導電性材料を含有する。

加圧工程では、上記複合体を第１の方向に加圧することにより、接合部を形成する。以上の準備工程および加圧工程を経て燃料電池スタックの製造は完了する。

特開２０２０－９７４４号公報

上述した従来の燃料電池においては、例えば特定電極（空気極と燃料極との一方）をスクリーン印刷等の方法により形成する工程において、特定電極に厚さ（第１の方向の厚さ、以下同様）のバラつきが生じることがある。例えば、同じ製造条件で製造される複数の単セル（例えば、同じロットに含まれる複数の単セル）における厚さのバラつきは、概ね同じとなる。スクリーン印刷を用いる際には、概ね、成膜方向の成膜開始側から成膜終了側に向かうにつれて単セルの厚さが厚くなることが多い。このような特定電極の厚さのバラつきに起因して、上記複合体に厚さのバラつきが生じることがある。その際には、加圧工程において複合体における比較的厚い部分に加圧力が集中することにより、単セルの割れが生じるおそれがある。

なお、このような課題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル（以下、「ＳＯＥＣ」という。）の一形態である電解セルスタックにも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池スタックと電解セルスタックとをまとめて「電気化学反応セルスタック」という。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される電気化学反応スタックは、電解質層と、前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む単セルであって、前記第１の方向に前記電解質層と前記空気極と前記燃料極とが重なる発電部を有する単セルと、前記空気極と前記燃料極との一方である特定電極に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に配置され、前記特定電極と電気的に接続される集電部材と、前記第１の方向の前記単セルと前記集電部材との間に位置し、前記単セルと前記集電部材とを接合する導電性の接合部と、をそれぞれ有し、前記第１の方向に並べて配置された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応スタックにおいて、前記第１の方向視で、前記複数の電気化学反応単位に含まれる全ての前記発電部を包含する矩形の仮想領域であって、前記矩形の各辺が前記複数の電気化学反応単位のいずれかの前記発電部に接する仮想領域の縦横それぞれを３等分することにより得られる３行３列の各領域を分割領域とし、ｉ行目ｊ列目に位置する前記分割領域を分割領域（ｉ，ｊ）（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）とし、各前記発電部において、分割領域（２，２）を除いた８つの前記分割領域のそれぞれに位置する各部分のうち、前記第１の方向の平均厚さが最も大きい部分と重なる前記分割領域を最厚分割領域としたときに、少なくとも１つの前記単セルである特定単セルにおける前記最厚分割領域の位置は、前記特定単セル以外の少なくとも１つの前記単セルにおける前記最厚分割領域の位置と異なっている。

仮に、上記複数の電気化学反応単位に含まれる全ての単セルにおける最厚分割領域の位置が同一である構成（以下、「比較構成１」という。）では、製造の際に、上記電気化学反応セルスタックのうち、第１の方向視で最厚分割領域に位置する部分に加圧力が集中することにより、単セルの割れが特に生じやすくなる。

これに対し、本電気化学反応スタックは、上述したように、少なくとも１つの単セルである特定単セルにおける最厚分割領域の位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セルにおける最厚分割領域の位置と異なっている。そのため、本電気化学反応スタックにおいては、製造の際に、上記の比較構成１と比較して、上記電気化学反応セルスタックのうち、第１の方向視で最厚分割領域に位置する部分に加圧力が集中することが抑制される。よって、本電気化学反応スタックによれば、上記電気化学反応セルスタックの一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを抑制することができる。

（２）上記電気化学反応スタックにおいて、分割領域（１，１）と分割領域（２，１）と分割領域（３，１）とにより構成される群を第１の群とし、分割領域（１，３）と分割領域（２，３）と分割領域（３，３）とにより構成される群を第２の群としたときに、前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルは、前記第１の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第１の単セルと、前記第２の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第２の単セルと、を含む構成としてもよい。

第１の群と第２の群とは、第１の方向視において上記仮想領域の中心点を挟んで対向しており、そのため、このような場所に位置する第１の単セル，第２の単セルの最厚分割領域は第１の直線（上記仮想領域の中心点を通る第１の方向の仮想直線）の周方向において均等に分散している、といえる。本電気化学反応スタックにおいては、このように第１の単セル，第２の単セルの最厚分割領域が第１の直線の周方向において均等に分散していることにより、上記電気化学反応セルスタックにおける比較的厚い部分の第１の直線の周方向の位置も均等に分散する。そのため、本電気化学反応スタックによれば、上記電気化学反応セルスタックの一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを、より効果的に抑制することができる。

（３）上記電気化学反応スタックにおいて、前記第２の単セルは、前記仮想領域の中心点を通る前記第１の方向の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記最厚分割領域を１８０°回転させた場所に位置する前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである構成としてもよい。第１の単セルは、換言すれば、第１の直線を回転軸として第１の単セルにおける最厚分割領域を０°（または、３６０°）回転させた場所に位置する分割領域を最厚分割領域とするものである。本電気化学反応スタックにおいては、このように第１の単セル，第２の単セルの最厚分割領域の位置が第１の直線の周方向において均等に分散していることにより、上記電気化学反応セルスタックにおける比較的厚い部分の第１の直線の周方向の位置も均等に分散する。そのため、本電気化学反応スタックによれば、上記電気化学反応セルスタックの一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを、より効果的に抑制することができる。

（４）上記電気化学反応スタックにおいて、前記第１の方向視において、前記第１の単セルの前記発電部と、前記第２の単セルの前記発電部とは、いずれも外縁の位置が揃った同寸の矩形である構成としてもよい。本電気化学反応スタックによれば、最厚分割領域の位置が上述したように第１の直線の周方向において均等に分散する位置であり、かつ、第１の方向視における第１の単セル，第２の単セルの形状を互いに一致させることができる。

（５）上記電気化学反応スタックにおいて、分割領域（１，１）と分割領域（１，２）と分割領域（１，３）とにより構成される群を第３の群とし、分割領域（３，１）と分割領域（３，２）と分割領域（３，３）とにより構成される群を第４の群としたときに、前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルは、更に、前記第３の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第３の単セルと、前記第４の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第４の単セルと、を含む構成としてもよい。第３の群と第４の群とは、第１の方向視において上記仮想領域の中心点を挟んで対向し、かつ、その対向方向は第１の群と第２の群との対向方向に直交しており、そのため、このような場所に位置する第１の単セル，…，第４の単セルの最厚分割領域は第１の直線の周方向において特に均等に分散している、といえる。本電気化学反応スタックにおいては、このように第１の単セル，…，第４の単セルの最厚分割領域が第１の直線の周方向において特に均等に分散していることにより、上記電気化学反応セルスタックにおける比較的厚い部分の第１の直線の周方向の位置も特に均等に分散する。そのため、本電気化学反応スタックによれば、上記電気化学反応セルスタックの一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを、より効果的に抑制することができる。

（６）上記電気化学反応スタックにおいて、前記第３の単セルは、前記仮想領域の中心点を通る前記第１の方向の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記最厚分割領域を９０°回転させた場所に位置する前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルであり、前記第４の単セルは、前記仮想領域の中心点を通る前記第１の方向の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記最厚分割領域を２７０°回転させた場所に位置する前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである構成としてもよい。本電気化学反応スタックにおいては、このように第１の単セル，…，第４の単セルの最厚分割領域が第１の直線の周方向において特に均等に分散していることにより、上記電気化学反応セルスタックにおける比較的厚い部分の第１の直線の周方向の位置も特に均等に分散する。そのため、本電気化学反応スタックによれば、製造の際に、上記電気化学反応セルスタックの一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを、より効果的に抑制することができる。

（７）上記電気化学反応スタックにおいて、前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルに含まれる、前記第１の単セルと、前記第２の単セルと、前記第３の単セルと、前記第４の単セルとは、前記第１の方向に、前記第１の単セル、前記第３の単セル、前記第２の単セル、前記第４の単セル、の順に並び、かつ、互いに隣り合っている構成としてもよい。本電気化学反応スタックによれば、複数の単セルを、それぞれ、９０°ずつ回転させて配置することにより、上述した「第１の方向に、第１の単セル（０°）、第３の単セル１１０（９０°）、第２の単セル１１０（１８０°）、第４の単セル１１０（２７０°）の順に並んでいる」構成を容易に実現（製造）することができる。

（８）上記電気化学反応スタックにおいて、前記第１の方向視において、前記第１の単セルの前記発電部と、前記第２の単セルの前記発電部と、前記第３の単セルの前記発電部と、前記第４の単セルの前記発電部とは、いずれも外縁の位置が揃った同寸の矩形である構成としてもよい。本電気化学反応スタックによれば、最厚分割領域が上述したように第１の直線の周方向において均等に分散する位置であり、かつ、第１の方向視における第１の単セル，…，第４の単セルの形状を互いに一致させることができる。

（９）上記電気化学反応スタックにおいて、各前記単セルにおいて、分割領域（２，２）を除いた８つの前記分割領域のそれぞれに位置する各部分のうち、前記第１の方向の平均厚さが最も小さい部分と重なる前記分割領域を最薄分割領域としたときに、前記特定単セルにおける前記最厚分割領域の位置は、前記特定単セル以外の少なくとも１つの前記単セルにおける前記最薄分割領域の位置と同じである構成としてもよい。

仮に、上記複数の電気化学反応単位に含まれる全ての単セルにおける最厚分割領域の位置が最薄分割領域と異なる構成（以下、「比較構成２」という。）では、製造の際に、上記電気化学反応セルスタックのうち、第１の方向視で最厚分割領域に位置する部分に加圧力が集中することにより、単セルの割れが特に生じやすくなる。

これに対し、本電気化学反応スタックは、上述したように、少なくとも１つの単セルである特定単セルにおける最厚分割領域の位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セルにおける最薄分割領域の位置と同じである。そのため、本電気化学反応スタックにおいては、製造の際に、上記の比較構成２と比較して、上記電気化学反応セルスタックのうち、第１の方向視で最厚分割領域に位置する部分に加圧力が集中することが抑制される。よって、本電気化学反応スタックによれば、上記電気化学反応セルスタックの一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを、特に効果的に抑制することができる。

（１０）本明細書に開示される電気化学反応セルスタックの製造方法は、電解質層と、前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む単セルと、前記空気極と前記燃料極との一方である特定電極に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に配置され、前記特定電極と電気的に接続される集電部材と、前記第１の方向の前記単セルと前記集電部材との間に位置し、前記単セルと前記集電部材とを接合する導電性の接合部と、をそれぞれ有し、前記第１の方向に並べて配置された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応スタックの製造方法において、前記特定電極となる材料を、前記第１の方向に直交する成膜方向に湿式成膜することにより前記特定電極を複数形成する第１工程と、前記特定電極を有する前記単セルと、前記特定電極に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に配置された前記集電部材と、前記接合部となる部材である接合前接合部であって、前記第１の方向の前記単セルと前記集電部材との間に位置する接合前接合部と、を有する接合前電気化学反応単位を複数備える複合体であって、複数の前記接合前電気化学反応単位が前記第１の方向に並べて配置されており、かつ、少なくとも１つの前記単セルである特定単セルにおける前記成膜方向が、前記特定単セル以外の少なくとも１つの前記単セルにおける前記成膜方向と異なっている複合体を作製する第２工程と、前記複合体を前記第１の方向に加圧することにより、前記接合部を形成する第３工程と、を備える。本製造方法によれば、第３工程において上記複合体の一部（最厚分割領域に位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セルの割れを抑制することができる。

上記電気化学反応スタックの製造方法において、前記第２工程は、前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルが、第１の単セルと、前記第１の方向の第１の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記成膜方向を１８０°回転させた方向を前記成膜方向とする前記単セルである第２の単セルと、前記第１の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記成膜方向を９０°回転させた方向を前記成膜方向とする前記単セルである第３の単セルと、前記第１の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記成膜方向を２７０°回転させた方向を前記成膜方向とする前記単セルである第４の単セルと、を含む、前記複合体を作製する工程である、構成としてもよい。本製造方法によれば、複数の単セルを、それぞれ、９０°ずつ回転させて配置することにより、上述した「第１の方向に、第１の単セル（０°）、第３の単セル１１０（９０°）、第２の単セル１１０（１８０°）、第４の単セル（２７０°）の順に並んでいる」構成を容易に実現（製造）することができる。

本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図 図１のＩＩ－ＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図 図１のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図 図２に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＸＺ断面構成を示す説明図 図３に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２のＹＺ断面構成を示す説明図 図１に示す燃料電池スタック１００に備えられる各発電単位１０２の構成を説明するための模式図 本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法を示すフローチャート 本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法を示す説明図 本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法を示す説明図

Ａ．本実施形態：
Ａ－１．構成：
（燃料電池スタック１００の構成）
図１は、本実施形態における燃料電池スタック１００の外観構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ－ＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＸＺ断面構成を示す説明図であり、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における燃料電池スタック１００のＹＺ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向と呼び、Ｚ軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図４以降についても同様である。また、後述する燃料電池スタック１００の製造方法（特に、後述する複合体作製工程Ｓ１３や接合部形成工程Ｓ１４における複合体１０９の載置方向）についても同様である。

燃料電池スタック１００は、複数の（本実施形態では７つの）燃料電池発電単位（以下、単に「発電単位」という。）１０２と、一対のターミナルプレート７０，８０と、一対の絶縁シート９２，９６と、一対のエンドプレート１０４，１０６とを備える。７つの発電単位１０２は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向）に並べて配置されている。上記配列方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。

一対のターミナルプレート７０，８０のうちの一方（以下、「上側ターミナルプレート７０」という。）は、７つの発電単位１０２から構成される集合体（以下、「発電ブロック１０３」という。）の上側に配置されており、一対の絶縁シート９２，９６のうちの一方（以下、「上側絶縁シート９２」という。）は、上側ターミナルプレート７０の上側に配置されており、一対のエンドプレート１０４，１０６のうちの一方（以下、「上側エンドプレート１０４」という。）は、上側絶縁シート９２の上側に配置されている。また、一対のターミナルプレート７０，８０のうちの他方（以下、「下側ターミナルプレート８０」という。）は、発電ブロック１０３の下側に配置されており、一対の絶縁シート９２，９６のうちの他方（以下、「下側絶縁シート９６」という。）は、下側ターミナルプレート８０の下側に配置されており、一対のエンドプレート１０４，１０６のうちの他方（以下、「下側エンドプレート１０６」という。）は、下側絶縁シート９６の下側に配置されている。なお、より詳細には、上側ターミナルプレート７０と上側絶縁シート９２との間には、後述するカバー用セパレータ６０が介在している。上述した説明から明らかなように、上側エンドプレート１０４および下側エンドプレート１０６は、発電ブロック１０３におけるＺ軸方向の両側にそれぞれが位置している。

燃料電池スタック１００を構成する各層（発電単位１０２、ターミナルプレート７０，８０、エンドプレート１０４，１０６）のＺ軸方向回りの外周部には、上下方向に貫通する複数の（本実施形態では８つの）孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、上側エンドプレート１０４から下側エンドプレート１０６にわたって上下方向に延びる連通孔１０８を構成している。以下の説明では、連通孔１０８を構成するために燃料電池スタック１００の各層に形成された孔も、連通孔１０８と呼ぶ場合がある。

各連通孔１０８には上下方向に延びるボルト２２が挿通されており、ボルト２２とボルト２２の両側に嵌められたナット２４とによる上下方向の圧縮力によって、燃料電池スタック１００は締結されている。なお、図２および図３に示すように、ボルト２２の一方の側（上側）に嵌められたナット２４と上側エンドプレート１０４の上側表面との間、および、ボルト２２の他方の側（下側）に嵌められたナット２４と下側エンドプレート１０６の下側表面との間には、絶縁シート２６が介在している。ただし、後述のガス通路部材２７が設けられた箇所では、ナット２４と下側エンドプレート１０６の表面との間に、ガス通路部材２７とガス通路部材２７の上側および下側のそれぞれに配置された絶縁シート２６とが介在している。絶縁シート２６は、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等により構成されている。

各ボルト２２の軸部の外径は各連通孔１０８の内径より小さい。そのため、各ボルト２２の軸部の外周面と各連通孔１０８の内周面との間には、空間が確保されている。図１および図２に示すように、燃料電池スタック１００のＺ軸方向回りの外周における１つの辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ａ）と、そのボルト２２Ａが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から酸化剤ガスＯＧが導入され、その酸化剤ガスＯＧを各発電単位１０２に供給するガス流路である酸化剤ガス供給マニホールド１６１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｙ軸に平行な２つの辺の内のＸ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｂ）と、そのボルト２２Ｂが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の空気室１６６から排出されたガスである酸化剤オフガスＯＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド１６２として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスＯＧとして、例えば空気が使用される。

また、図１および図３に示すように、燃料電池スタック１００のＺ軸方向回りの外周における１つの辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸正方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｄ）と、そのボルト２２Ｄが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、燃料電池スタック１００の外部から燃料ガスＦＧが導入され、その燃料ガスＦＧを各発電単位１０２に供給する燃料ガス供給マニホールド１７１として機能し、該辺の反対側の辺（Ｘ軸に平行な２つの辺の内のＹ軸負方向側の辺）の中点付近に位置するボルト２２（ボルト２２Ｅ）と、そのボルト２２Ｅが挿通された連通孔１０８とにより形成された空間は、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出されたガスである燃料オフガスＦＯＧを燃料電池スタック１００の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド１７２として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスＦＧとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。

燃料電池スタック１００には、４つのガス通路部材２７が設けられている。各ガス通路部材２７は、中空筒状の本体部２８と、本体部２８の側面から分岐した中空筒状の分岐部２９とを有している。分岐部２９の孔は本体部２８の孔と連通している。各ガス通路部材２７の分岐部２９には、ガス配管（図示せず）が接続される。また、図２に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド１６１を形成するボルト２２Ａの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス供給マニホールド１６１に連通しており、酸化剤ガス排出マニホールド１６２を形成するボルト２２Ｂの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド１６２に連通している。また、図３に示すように、燃料ガス供給マニホールド１７１を形成するボルト２２Ｄの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス供給マニホールド１７１に連通しており、燃料ガス排出マニホールド１７２を形成するボルト２２Ｅの位置に配置されたガス通路部材２７の本体部２８の孔は、燃料ガス排出マニホールド１７２に連通している。

（エンドプレート１０４，１０６の構成）
一対のエンドプレート１０４，１０６は、上下方向視での外形が略矩形の平板状の部材であり、例えばステンレス等の導電性材料により形成されている。一対のエンドプレート１０４，１０６の中央付近には、それぞれ、上下方向に貫通する孔３２，３４が形成されている。上下方向視で、一対のエンドプレート１０４，１０６のそれぞれに形成された孔３２，３４の内周線は、後述する各単セル１１０を内包している。そのため、各ボルト２２およびナット２４による上下方向の圧縮力は、主として各発電単位１０２の外周部（後述する各単セル１１０より外周側の部分）に作用する。

（絶縁シート９２，９６の構成）
一対の絶縁シート９２，９６は、上下方向視での外形が略矩形の平板状の部材であり、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等の絶縁性材料により構成されている。上側絶縁シート９２の中央付近には、上側エンドプレート１０４の孔３２に連通し、かつ、上下方向に貫通する孔９４が形成されている。上下方向視で、上側絶縁シート９２に形成された孔９４の内周線は、後述する各単セル１１０を内包している。なお、本実施形態では、上下方向視で、上側絶縁シート９２に形成された孔９４の内周線は、上側エンドプレート１０４に形成された孔３２の内周線と略一致している。

（ターミナルプレート７０，８０の構成）
一対のターミナルプレート７０，８０は、上下方向視での外形が略矩形の平板状の部材であり、例えばステンレス等の導電性材料により形成されている。上側ターミナルプレート７０の中央付近には、上下方向に貫通する孔７１が形成されている。上下方向視で、上側ターミナルプレート７０に形成された孔７１の内周線は、後述する各単セル１１０を内包している。なお、本実施形態では、上下方向視で、上側ターミナルプレート７０に形成された孔７１の内周線は、上側エンドプレート１０４に形成された孔３２の内周線と略一致している。上側ターミナルプレート７０は、上下方向視で、上側エンドプレート１０４の外周線から外側に突出した突出部７８を備えており、該突出部７８は、燃料電池スタック１００のプラス側の出力端子として機能する。また、下側ターミナルプレート８０は、上下方向視で、下側エンドプレート１０６の外周線から外側に突出した突出部８８を備えており、該突出部８８は、燃料電池スタック１００のマイナス側の出力端子として機能する。

（発電単位１０２の構成）
図４は、図２に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２（最上部に位置する２つの発電単位１０２）のＸＺ断面構成を示す説明図であり、図５は、図３に示す断面と同一の位置における互いに隣接する２つの発電単位１０２（最上部に位置する２つの発電単位１０２）のＹＺ断面構成を示す説明図である。

図４および図５に示すように、発電単位１０２は、燃料電池単セル（以下、「単セル」という。）１１０と、単セル用セパレータ１２０と、空気極側フレーム１３０と、燃料極側フレーム１４０と、燃料極側集電部材１４８と、発電単位１０２の最上層および最下層を構成する一対の集電部材１９０および一対のＩＣ用セパレータ１８０とを備えている。単セル用セパレータ１２０、空気極側フレーム１３０、燃料極側フレーム１４０、ＩＣ用セパレータ１８０におけるＺ軸方向回りの外周部には、上述したボルト２２が挿通される連通孔１０８に対応する孔が形成されている。

単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２の上側に配置された空気極１１４と、電解質層１１２の下側に配置された燃料極１１６と、電解質層１１２と空気極１１４との間に配置された中間層１１８とを備える。なお、本実施形態の単セル１１０は、燃料極１１６で単セル１１０を構成する他の層（電解質層１１２、空気極１１４、中間層１１８）を支持する燃料極支持形の単セルである。単セル１１０は、上下方向に電解質層１１２と空気極１１４と燃料極１１６とが重なる部分（以下、「発電部」という。）ＰＧを有している。

電解質層１１２は、上下方向視で略矩形の平板形状部材であり、固体酸化物（例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア））を含むように構成されている。すなわち、本実施形態の単セル１１０は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）である。空気極１１４は、上下方向視で電解質層１１２より小さい略矩形の平板形状部材であり、例えばペロブスカイト型酸化物（例えば、ＬＳＣＦ（ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物））を含むように構成されている。燃料極１１６は、上下方向視で電解質層１１２と略同じ大きさの略矩形の平板形状部材であり、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉとセラミック粒子からなるサーメット、Ｎｉ基合金等により形成されている。中間層１１８は、上下方向視で空気極１１４と略同じ大きさの略矩形の平板形状部材であり、例えばＧＤＣ（ガドリニウムドープセリア）とＹＳＺとを含むように構成されている。中間層１１８は、空気極１１４から拡散した元素（例えば、Ｓｒ）が電解質層１１２に含まれる元素（例えば、Ｚｒ）と反応して高抵抗な物質（例えば、ＳｒＺｒＯ_３）が生成されることを抑制する機能を有する。なお、本実施形態では、空気極１１４は、特許請求の範囲における特定電極に相当する。

単セル用セパレータ１２０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１２１（以下、「第１のセパレータ貫通孔１２１」という。）が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属等の導電性材料により形成されている。単セル用セパレータ１２０は、略板状である。単セル用セパレータ１２０における第１のセパレータ貫通孔１２１を取り囲む部分１２２（以下、「第１のセパレータ内周部１２２」という。）は、電解質層１１２における空気極１１４の側（上側）の表面の外周部に対向している。単セル用セパレータ１２０は、その対向した部分に配置されたロウ材（例えばＡｇロウ）により形成された接合部１２４により、電解質層１１２（単セル１１０）と接合されている。第１のセパレータ内周部１２２（単セル用セパレータ１２０の第１のセパレータ貫通孔１２１を取り囲む部分）は、電解質層１１２と集電部材１９０（後述の上側特定発電単位１０２Ｘにおいては、最上位集電部材１９０Ｘ）の間に位置している。本実施形態では、単セル用セパレータ１２０における外周部は、燃料極側フレーム１４０の上側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。

単セル用セパレータ１２０は、第１のセパレータ内周部１２２を含む内側部１２６と、内側部１２６より外周側に位置する外側部１２７と、内側部１２６と外側部１２７とを連結する連結部１２８とを備える。本実施形態では、内側部１２６および外側部１２７は、上下方向に略直交する方向に延びる略平板状である。また、連結部１２８は、内側部１２６と外側部１２７との両方に対して下側に突出するように湾曲した形状となっている。連結部１２８における下側（燃料室１７６側）の部分は凸部となっており、連結部１２８における上側（空気室１６６側）の部分は凹部となっている。

単セル用セパレータ１２０における第１のセパレータ貫通孔１２１付近には、ガラスを含むガラスシール部１２５が配置されている。ガラスシール部１２５は、接合部１２４に対して空気室１６６側に位置しており、単セル用セパレータ１２０の第１のセパレータ内周部１２２の表面と、単セル１１０（本実施形態では電解質層１１２）の表面との両方に接触するように形成されている。ガラスシール部１２５により、単セル１１０の外周部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリーク（クロスリーク）が効果的に抑制される。

集電部材１９０は、略矩形の平板形状の平板部１５０と、平板部１５０から空気極１１４側に突出した複数の略柱状の空気極側集電部１３４とを有する導電性の部材であり、金属（例えば、フェライト系ステンレス）により形成されている。平板部１５０は、上下方向視において上側ターミナルプレート７０の孔７１に重なるように配置されている。本実施形態では、集電部材１９０の表面（空気室１６６に面する表面）に、例えばスピネル型酸化物により構成された導電性の被覆層１９４が形成されている。以下では、被覆層１９４に覆われた集電部材１９０を、単に集電部材１９０という。集電部材１９０（より詳細には、集電部材１９０の各空気極側集電部１３４）は、例えばスピネル型酸化物により構成された導電性接合材１９６を介して、単セル１１０の空気極１１４に接合されている。また、集電部材１９０の表面（燃料室１７６または後述の上側特定空間５８に面する表面）には、集電部材１９０からの汚染物質（例えば、Ｃｒ（クロム））の放出・拡散を抑制するために、特定の処理（例えば、アニール処理）が施されていてもよい。集電部材１９０（後述の最上位集電部材１９０Ｘを除く）は、発電単位１０２間の電気的導通を確保すると共に、発電単位１０２間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、２つの発電単位１０２が隣接して配置されている場合、１つの集電部材１９０は、隣接する２つの発電単位１０２に共有されている。すなわち、ある発電単位１０２における上側の集電部材１９０は、その発電単位１０２の上側に隣接する他の発電単位１０２における下側の集電部材１９０と同一部材である。また、燃料電池スタック１００において最も下側に位置する発電単位１０２の下側の集電部材１９０は、導電性接合材１９６を介して下側ターミナルプレート８０に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック１００において最も上側に位置する発電単位１０２（以下、「上側特定発電単位１０２Ｘ」ともいう。）の上側の集電部材１９０（以下、「最上位集電部材１９０Ｘ」ともいう。）は、ＩＣ用セパレータ１８０（以下、「最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘ」ともいう。）および／または後述する他の部材（接続部材４８、カバー部材５０、カバー用セパレータ６０）を介して上側ターミナルプレート７０に電気的に接続されている。すなわち、上側ターミナルプレート７０は、発電ブロック１０３に電気的に接続されている。なお、最上位集電部材１９０Ｘは、上側ターミナルプレート７０に対して下側に配置されている。なお、以上の説明から明らかなように、集電部材１９０は、空気極１１４に対して上側に配置されており、かつ、空気極１１４と電気的に接続される、といえる。この「上側」は、換言すれば、「上下方向の電解質層１１２とは反対側」である。また、ここでいう集電部材１９０は、より厳密には、ある発電単位１０２における上側の集電部材１９０である。

ＩＣ用セパレータ１８０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の第２のセパレータ貫通孔１８１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば金属等の導電性材料により形成されている。ＩＣ用セパレータ１８０は、略板状である。本実施形態では、ＩＣ用セパレータ１８０における第２のセパレータ貫通孔１８１を取り囲む部分１８２（以下、「第２のセパレータ内周部１８２」という。）は、集電部材１９０（平板部１５０）の外周部における上側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。ＩＣ用セパレータ１８０により、一の発電単位１０２における空気極１１４に面する空気室１６６と、その発電単位１０２に隣接する他の発電単位１０２における燃料極１１６に面する燃料室１７６とが区画され、集電部材１９０の外周部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリーク（クロスリーク）が抑制される。また、本実施形態では、ＩＣ用セパレータ１８０における外周部は、燃料極側フレーム１４０の下側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。ある発電単位１０２に含まれる一対のＩＣ用セパレータ１８０のうち、上側のＩＣ用セパレータ１８０は、該発電単位１０２の空気室１６６と、該発電単位１０２に対して上側に隣り合う他の発電単位１０２の燃料室１７６とを区画する。また、ある発電単位１０２に含まれる一対のＩＣ用セパレータ１８０のうち、下側のＩＣ用セパレータ１８０は、該発電単位１０２の燃料室１７６と、該発電単位１０２に対して下側に隣り合う他の発電単位１０２の空気室１６６とを区画する。このように、ＩＣ用セパレータ１８０により、発電単位１０２の外周部における発電単位１０２間のガスのリークが抑制される。

最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘは、他のＩＣ用セパレータ１８０と同様に、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の第２のセパレータ貫通孔１８１Ｘが形成されたフレーム状の部材であり、例えば金属により形成されている。また、本実施形態では、最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘの第２のセパレータ貫通孔１８１Ｘを取り囲む部分は、最上位集電部材１９０Ｘの外周部における上側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。また、本実施形態では、最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘにおける外周部は、上側ターミナルプレート７０の下側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。

ＩＣ用セパレータ１８０は、ＩＣ用セパレータ１８０の第２のセパレータ内周部（第２のセパレータ貫通孔１８１を取り囲む部分）１８２を含む内側部１８６と、内側部１８６より外周側に位置する外側部１８７と、内側部１８６と外側部１８７とを連結する連結部１８８とを備える。本実施形態では、内側部１８６および外側部１８７は、上下方向に略直交する方向に延びる略平板状である。また、連結部１８８は、内側部１８６と外側部１８７との両方に対して下側に突出するように湾曲した形状となっている。

空気極側フレーム１３０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１３１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム１３０の孔１３１は、空気極１１４に面する空気室１６６を構成する。空気極側フレーム１３０は、単セル用セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側とは反対側（上側）の表面の外周部と、上側のＩＣ用セパレータ１８０における空気室１６６に対向する側（下側）の表面の外周部とに接触しており、両者の間のガスシール性（すなわち、空気室１６６のガスシール性）を確保するシール部材として機能する。また、空気極側フレーム１３０によって、発電単位１０２に含まれる一対のＩＣ用セパレータ１８０間（すなわち、一対の集電部材１９０間）が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム１３０には、酸化剤ガス供給マニホールド１６１と空気室１６６とを連通する酸化剤ガス供給連通孔１３２と、空気室１６６と酸化剤ガス排出マニホールド１６２とを連通する酸化剤ガス排出連通孔１３３とが形成されている。

燃料極側フレーム１４０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔１４１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば金属により形成されている。燃料極側フレーム１４０の孔１４１は、燃料極１１６に面する燃料室１７６を構成する。燃料極側フレーム１４０は、単セル用セパレータ１２０における電解質層１１２に対向する側（下側）の表面の外周部と、下側のＩＣ用セパレータ１８０における燃料室１７６に対向する側（上側）の表面の外周部とに接触している。また、燃料極側フレーム１４０には、燃料ガス供給マニホールド１７１と燃料室１７６とを連通する燃料ガス供給連通孔１４２と、燃料室１７６と燃料ガス排出マニホールド１７２とを連通する燃料ガス排出連通孔１４３とが形成されている。

燃料極側集電部材１４８は、燃料室１７６内に配置されている。燃料極側集電部材１４８は、導電性部１４４と弾性部１４９とを有する。導電性部１４４は、燃料極１１６と集電部材１９０とを電気的に接続する部分であり、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。導電性部１４４は、燃料極１１６の下側の表面に接触した電極対向部１４５と、集電部材１９０の上側の表面に接触したインターコネクタ対向部１４６と、電極対向部１４５とインターコネクタ対向部１４６とをつなぐ連接部１４７とを有している。また、弾性部１４９は、燃料極側集電部材１４８の弾性を確保するための部分であり、例えば、マイカ等により形成されている。導電性部１４４のうちのインターコネクタ対向部１４６は、上下方向において集電部材１９０と弾性部１４９との間に配置され、導電性部１４４のうちの電極対向部１４５は、上下方向において燃料極１１６と弾性部１４９との間に配置されている。これにより、燃料極側集電部材１４８が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位１０２の変形に追随し、燃料極側集電部材１４８を介した燃料極１１６と集電部材１９０との電気的接続が良好に維持される。

（燃料電池スタック１００の最上部付近の構成）

図４および図５に示すように、本実施形態の燃料電池スタック１００は、最も上側に位置する発電単位１０２（上側特定発電単位１０２Ｘ）より上側に配置されたカバー部材５０およびカバー用セパレータ６０を備える。カバー部材５０は、上下方向視で略矩形の平板形状部材であり、導電性材料（例えば金属）により形成されている。また、カバー部材５０の表面（後述の上側特定空間５８に面する表面）には、カバー部材５０からの汚染物質（例えば、Ｃｒ（クロム））の放出・拡散を抑制するために、特定の処理（例えば、アニール処理）が施されていてもよい。カバー部材５０は、上側ターミナルプレート７０に形成された孔７１内に配置されている。また、カバー部材５０は、上側特定発電単位１０２Ｘに含まれる上側の集電部材１９０（最上位集電部材１９０Ｘ）に対して上下方向に離隔しつつ隣り合っている。すなわち、カバー部材５０と、最上位集電部材１９０Ｘとの間には、空間（上側ターミナルプレート７０の孔７１により構成される空間であり、以下、「上側特定空間５８」という。）が形成されている。上側特定空間５８は、燃料電池スタック１００に含まれる複数の単セル１１０（すべての単セル１１０）に対して上側に位置している。

また、カバー用セパレータ６０は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔（以下、「第３のセパレータ貫通孔」という。）６１が形成されたフレーム状の部材であり、例えば金属等の導電性材料により形成されている。本実施形態では、カバー用セパレータ６０の第３のセパレータ貫通孔６１を取り囲む部分は、カバー部材５０の外周部における上側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。また、カバー用セパレータ６０における外周部は、上側ターミナルプレート７０の上側の表面に、例えばレーザ溶接により接合されている。カバー用セパレータ６０（および最上位集電部材１９０Ｘに接合された最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘ）により、上側特定空間５８が画定される。

カバー用セパレータ６０は、カバー用セパレータ６０のカバー用セパレータ６０の第３のセパレータ貫通孔６１を取り囲む部分を含む内側部６６と、内側部６６より外周側に位置する外側部６７と、内側部６６と外側部６７とを連結する連結部６８とを備える。本実施形態では、内側部６６および外側部６７は、上下方向に略直交する方向に延びる略平板状である。また、連結部６８は、内側部６６と外側部６７との両方に対して下側に突出するように湾曲した形状となっている。

また、図４および図５に示すように、本実施形態の燃料電池スタック１００は、さらに、上側特定空間５８に配置された接続部材４８を備える。本実施形態では、接続部材４８は、燃料極側集電部材１４８と同様の構成を有している。すなわち、接続部材４８は、導電性部４４と弾性部４９とを有する。導電性部４４は、カバー部材５０と、最上位集電部材１９０Ｘとを電気的に接続する部分であり、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。導電性部４４は、カバー部材５０の下側の表面に接触したカバー部材対向部４５と、最上位集電部材１９０Ｘの上側の表面に接触したインターコネクタ対向部４６と、カバー部材対向部４５とインターコネクタ対向部４６とをつなぐ連接部４７とを有している。また、弾性部４９は、接続部材４８の弾性を確保するための部分であり、例えば、マイカ等により形成されている。導電性部４４のうちのインターコネクタ対向部４６は、上下方向において最上位集電部材１９０Ｘと弾性部４９との間に配置され、導電性部４４のうちのカバー部材対向部４５は、上下方向においてカバー部材５０と弾性部４９との間に配置されている。

本実施形態の燃料電池スタック１００は、その最上部付近において、上側ターミナル単位２７０を有している。上側ターミナル単位２７０は、以下に説明するターミナル構造を有している。すなわち、上側ターミナル単位２７０は、発電ブロック１０３に対して上側に配置されており、上側ターミナルプレート７０と、最上位集電部材１９０Ｘと、カバー部材５０と、接続部材４８と、最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘと、カバー用セパレータ６０とを備えている。上述のように、上側ターミナルプレート７０は、発電ブロック１０３に電気的に接続されている。このため、上側ターミナルプレート７０を含む上側ターミナル単位２７０も、発電ブロック１０３に電気的に接続されている。また、上側ターミナル単位２７０において、上側ターミナルプレート７０は、上述のように、最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘとカバー用セパレータ６０とに、それぞれ、レーザ溶接により接合されている。換言すれば、上側ターミナルプレート７０は、両者にそれぞれ電気的に接続されている。なお、上側ターミナル単位２７０において、カバー用セパレータ６０は、最も上側に配置されており、上側絶縁シート９２は、カバー用セパレータ６０の上側に配置されている。また、最上位ＩＣ用セパレータ１８０Ｘは、上側特定空間５８と、上側特定発電単位１０２Ｘの空気室１６６とを区画する。

Ａ－２．燃料電池スタック１００の動作：
図２および図４に示すように、酸化剤ガス供給マニホールド１６１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して酸化剤ガスＯＧが供給されると、酸化剤ガスＯＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して酸化剤ガス供給マニホールド１６１に供給され、酸化剤ガス供給マニホールド１６１から各発電単位１０２の酸化剤ガス供給連通孔１３２を介して、空気室１６６に供給される。また、図３および図５に示すように、燃料ガス供給マニホールド１７１の位置に設けられたガス通路部材２７の分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料ガスＦＧが供給されると、燃料ガスＦＧは、ガス通路部材２７の分岐部２９および本体部２８の孔を介して燃料ガス供給マニホールド１７１に供給され、燃料ガス供給マニホールド１７１から各発電単位１０２の燃料ガス供給連通孔１４２を介して、燃料室１７６に供給される。

各発電単位１０２の空気室１６６に酸化剤ガスＯＧが供給され、燃料室１７６に燃料ガスＦＧが供給されると、単セル１１０において酸化剤ガスＯＧおよび燃料ガスＦＧの電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位１０２において、単セル１１０の空気極１１４は導電性接合材１９６を介して集電部材１９０に電気的に接続され、燃料極１１６は燃料極側集電部材１４８を介して集電部材１９０に電気的に接続されている。すなわち、燃料電池スタック１００に含まれる複数の発電単位１０２は、電気的に直列に接続されている。また、燃料電池スタック１００において、最も上側に位置する発電単位１０２（上側特定発電単位１０２Ｘ）の上側の集電部材１９０（最上位集電部材１９０Ｘ）は上側ターミナルプレート７０に電気的に接続されており、最も下側に位置する発電単位１０２の下側の集電部材１９０は下側ターミナルプレート８０に電気的に接続されている。そのため、燃料電池スタック１００の出力端子として機能する一対のターミナルプレート７０，８０から、各発電単位１０２において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、ＳＯＦＣは、比較的高温（例えば７００℃から１０００℃）で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック１００が加熱器（図示せず）により加熱されてもよい。

各発電単位１０２の空気室１６６から排出された酸化剤オフガスＯＯＧは、図２および図４に示すように、酸化剤ガス排出連通孔１３３を介して酸化剤ガス排出マニホールド１６２に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド１６２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示せず）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。また、各発電単位１０２の燃料室１７６から排出された燃料オフガスＦＯＧは、図３および図５に示すように、燃料ガス排出連通孔１４３を介して燃料ガス排出マニホールド１７２に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド１７２の位置に設けられたガス通路部材２７の本体部２８および分岐部２９の孔を経て、当該分岐部２９に接続されたガス配管（図示しない）を介して燃料電池スタック１００の外部に排出される。

Ａ－３．各発電単位１０２の更なる詳細構成：
図６は、図１に示す燃料電池スタック１００に備えられる各発電単位１０２の構成を説明するための模式図である。図６の左側には、燃料電池スタック１００に備えられる複数（本実施形態では、７つ）の発電単位１０２（以下、「上記複数の発電単位１０２」という。）のうち、最下部に位置する４つ（後述する発電単位１０２Ａ、…、発電単位１０２Ｄ）が示されている。なお、図６では、各発電単位１０２の構成の理解が容易となるように便宜上、発電単位１０２Ａ、…、発電単位１０２Ｄのそれぞれの相対位置（より厳密には、Ｚ軸方向に直交する面方向の相対位置。以下、同様）がずらされている。

以下、各発電単位１０２について、最も下側に位置する発電単位１０２から順に、「発電単位１０２Ａ」、「発電単位１０２Ｂ」、…、「発電単位１０２Ｇ」という。発電単位１０２Ａに備えられる単セル１１０を「単セル１１０Ａ」といい、発電単位１０２Ｂに備えられる単セル１１０を「単セル１１０Ｂ」という。同様に、発電単位１０２Ｃ、…、１０２Ｇに備えられる単セル１１０をそれぞれ、「単セル１１０Ｃ」、…、「単セル１１０Ｇ」という。なお、単セル１１０Ａは特許請求の範囲における第１の単セルに相当し、単セル１１０Ｃは特許請求の範囲における第２の単セルに相当し、単セル１１０Ｂは特許請求の範囲における第３の単セルに相当し、単セル１１０Ｄは特許請求の範囲における第４の単セルに相当する。

上記複数の発電単位１０２（１０２Ａ、…、１０２Ｇ）は、上下方向に互いに隣り合っている。各発電単位１０２は、いずれも上下方向視において同寸の矩形である。なお、ここでいう「同寸」とは、±３ｍｍまでの誤差が許容されるものであってもよい（以下、同様）。

上記複数の発電単位１０２に備えられた７つの単セル１１０（１１０Ａ、…、１１０Ｇ）は、上下方向に、単セル１１０Ａ、単セル１１０Ｂ、…、単セル１１０Ｇの順に並び、かつ、互いに隣り合っている。

各単セル１１０の発電部ＰＧ（単セル１１０のうち、上下方向に電解質層１１２と空気極１１４と燃料極１１６とが重なる部分）は、いずれも上下方向視において外縁の位置が揃った同寸の矩形である。なお、ここでいう「外縁の位置が揃った」とは、±３ｍｍまでの誤差が許容されるものであってもよい（以下、同様）。

図６において各発電単位１０２上に記載されている一点鎖線の枠は、仮想領域ＶＡを示している。仮想領域ＶＡは、上下方向視で、上記複数の発電単位１０２に含まれる全ての発電部ＰＧを包含する矩形の領域である。本実施形態では、当該矩形の各辺は、上記複数の発電単位１０２の全ての発電部ＰＧに接している。従って、当該矩形の各辺は、上記複数の発電単位１０２のいずれかの発電部ＰＧに接している、といえる。

各単セル１１０は、いずれも、同じ製造条件で製造された（特に、空気極１１４が後述する製造方法（スクリーン印刷）により形成された）単セル（例えば、同じロットに含まれる単セル）である。そのため、各単セル１１０の形状は略同一であり、各単セル１１０内における厚さのばらつき（の分布）も略同一である。より詳細には、各単セル１１０はいずれも、後述する条件（１）～条件（４）を満たしている。

なお、本実施形態では、各単セル１１０に、刻印（ｅｇ１，…，ｅｇ４）が刻まれている（発電単位１０２Ｅ、…、１０２Ｇの刻印についての図示は省略）。刻印（ｅｇ１，…，ｅｇ４）の内容は、同じ製造条件で製造される各単セル１１０（例えば、同じロットに含まれる各単セル１１０）を識別するための識別番号である。刻印（ｅｇ１，…，ｅｇ４）は、各発電単位１０２において成膜方向ｄｆを基準とした所定位置（本実施形態では、成膜方向ｄｆの端（であり、かつ、成膜方向ｄｆに直交する成膜直交方向の端））に位置している。従って、各単セル１１０における刻印（ｅｇ１，…，ｅｇ４）の位置に基づいて、各単セル１１０の成膜方向ｄｆを把握することができる。

（発電単位１０２Ａ、…、１０２Ｄ）
発電単位１０２Ａ、…、１０２Ｄについて更に説明する。以下において、仮想領域ＶＡの縦横それぞれを３等分することにより得られる３行３列の各領域を分割領域ＳＡといい、ｉ行目ｊ列目に位置する分割領域ＳＡを分割領域ＳＡ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）という。各発電部ＰＧ（より詳細には、各発電単位１０２に含まれる発電部ＰＧの全体）において、分割領域ＳＡ（２，２）を除いた８つの分割領域ＳＡのそれぞれに位置する各部分のうち、上下方向（Ｚ軸方向）の平均厚さａｔ（以下、単に「平均厚さａｔ」という。）が最も大きい部分と重なる分割領域ＳＡを「最厚分割領域ＳＡｍａｘ」という。ここでいう「平均厚さａｔ」とは、例えば、発電部ＰＧの対象部分（発電部ＰＧのうち、ある分割領域ＳＡに位置する部分）の全体についてＸ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれに５ｍｍピッチで上下方向（Ｚ軸方向）の厚さを測定した測定値の平均である（以下、同様）。また、各発電部ＰＧにおいて、分割領域ＳＡ（２，２）を除いた８つの分割領域ＳＡのそれぞれに位置する各部分のうち、平均厚さａｔが最も小さい部分と重なる分割領域ＳＡを「最薄分割領域ＳＡｍｉｎ」という。

図６の「（最厚）」は「最厚分割領域ＳＡｍａｘ」を示し、「（最薄）」は「最薄分割領域ＳＡｍｉｎ」を示している。また、図６中の矢印ｄｆは、後述する燃料電池スタック１００の製造方法において湿式成膜により空気極１１４を形成する際の成膜方向を示している。以下、この成膜方向を「成膜方向ｄｆ」といい、上下方向視で成膜方向ｄｆに直交する方向を「成膜直交方向」という。

上述したように、発電単位１０２Ａ、…、１０２Ｄに備えられる単セル１１０Ａ、…、１１０Ｄは、いずれも下記の条件（１）～条件（４）を満たしている。
条件（１）：
分割領域ＳＡの位置が成膜方向ｄｆの終端側であるほど、単セル１１０の当該分割領域ＳＡに位置する部分の平均厚さａｔは厚い。
条件（２）：
最も成膜方向ｄｆの終端側に位置する３つの分割領域ＳＡのうち、成膜直交方向の中央に位置する分割領域ＳＡが最厚分割領域ＳＡｍａｘである。
条件（３）：
成膜直交方向の中央に位置する（ある１つの）分割領域ＳＡは、成膜方向ｄｆの位置が同じであり、かつ成膜直交方向の両端に位置する２つの分割領域ＳＡと比較して、単セル１１０の当該分割領域ＳＡに位置する部分の平均厚さａｔは厚い。換言すれば、成膜方向ｄｆの位置が同じであり、かつ成膜直交方向の両端に位置する２つの分割領域ＳＡは、成膜方向ｄｆの位置が同じであり、かつ成膜直交方向の中央に位置する分割領域ＳＡと比較して、単セル１１０の当該分割領域ＳＡに位置する部分の平均厚さａｔは薄い。
条件（４）：
最も成膜直交方向（より厳密には、成膜直交方向のいずれか一方）の端側に位置する３つの分割領域ＳＡのうち、成膜方向ｄｆの中央に位置する分割領域ＳＡが最薄分割領域ＳＡｍｉｎである。

各単セル１１０（１１０Ａ、…、１１０Ｄ）の成膜方向ｄｆ、最厚分割領域ＳＡｍａｘ、および最薄分割領域ＳＡｍｉｎは、具体的には次の通りである。単セル１１０Ａについては、成膜方向ｄｆはＹ軸正方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、３）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（３、２）である。

単セル１１０Ｂについては、成膜方向ｄｆはＸ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（３、２）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（２、１）である。換言すれば、仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線を第１の直線Ｌ１としたときに、単セル１１０Ｂは、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを９０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である、といえる。なお、ここでいう「９０°」とは、±５°までの誤差が許容されるものであってもよい（以下でいう他の角度についても同様）。

単セル１１０Ｃについては、成膜方向ｄｆはＹ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、１）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（１、２）である。換言すれば、単セル１１０Ｃは、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを１８０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である、といえる。

単セル１１０Ｄについては、成膜方向ｄｆはＸ軸正方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（１、２）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（２、３）である。換言すれば、単セル１１０Ｃは、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを２７０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である、といえる。

以上の説明から明らかなように、少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている、といえる。例えば、単セル１１０Ａを特定単セルとしたときに、特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の３つの単セル１１０Ｂ，…，１１０Ｄにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている。

また、特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである、といえる。例えば、単セル１１０Ａを特定単セルとしたときに、特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０である単セル１１０Ｄにおける最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである。

また、分割領域ＳＡ（１，１）と分割領域ＳＡ（２，１）と分割領域ＳＡ（３，１）とにより構成される群を第１の群Ｇ１とし、分割領域ＳＡ（１，３）と分割領域ＳＡ（２，３）と分割領域ＳＡ（３，３）とにより構成される群を第２の群Ｇ２としたときに、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第１の群Ｇ１に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘ（上下方向の平均厚さａｔが最も大きい部分における分割領域ＳＡ）とする単セル１１０である単セル１１０Ｃと、第２の群Ｇ２に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ａとを含んでいる、といえる。

また、分割領域ＳＡ（１，１）と分割領域ＳＡ（１，２）と分割領域ＳＡ（１，３）とにより構成される群を第３の群Ｇ３とし、分割領域ＳＡ（３，１）と分割領域ＳＡ（３，２）と分割領域ＳＡ（３，３）とにより構成される群を第４の群Ｇ４としたときに、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第３の群Ｇ３に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｄと、第４の群Ｇ４に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｂとを含んでいる、といえる。

（発電単位１０２Ｅ、…、１０２Ｇ）
発電単位１０２Ｅ、…、１０２Ｇについて更に説明する。上述したように、発電単位１０２Ｅ、…、１０２Ｇに備えられる単セル１１０Ｅ、…、１１０Ｇは、いずれも上記の条件（１）～条件（４）を満たしている。

各単セル１１０（１０２Ｅ、…、１０２Ｇ）の成膜方向ｄｆ、最厚分割領域ＳＡｍａｘ、および最薄分割領域ＳＡｍｉｎは、具体的には次の通りである。単セル１１０Ｅについては、成膜方向ｄｆはＹ軸正方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、３）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（３、２）である。換言すれば、単セル１１０Ｅは、成膜方向ｄｆが単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆと同じであり、かつ、単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘと同じ場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である、といえる。

単セル１１０Ｆについては、成膜方向ｄｆはＸ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（３、２）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（２、１）である。換言すれば、単セル１１０Ｂは、第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として、単セル１１０Ｅ（および単セル１１０Ａ）における最厚分割領域ＳＡｍａｘを９０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である、といえる。

単セル１１０Ｇについては、成膜方向ｄｆはＹ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、１）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（１、２）である。換言すれば、単セル１１０Ｇは、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ｅ（および単セル１１０Ａ）における最厚分割領域ＳＡｍａｘを１８０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である、といえる。

Ａ－４．燃料電池スタック１００の製造方法：
図７は、本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法を示すフローチャートである。図８および図９は、本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法を示す説明図である。本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法は、例えば以下の通りである。なお、以下では、本実施形態の製造方法において特有な部分のみを詳細に説明し、その他の部分については、例えば特開２０１８－１３３２２４号公報に記載の方法を採用すればよいため、基本的には詳細な説明を省略する。

（電解質層１１２と燃料極１１６と中間層１１８との積層体の形成）
図８に示すように、まず、電解質層１１２と燃料極１１６と中間層１１８との積層体を形成する（図７のＳ１１）。

（空気極１１４の形成）
次に、図８に示すように、空気極１１４となる材料（例えばペースト）（以下、「空気極用材料」という。）を、所定の成膜方向ｄｆに湿式成膜することにより空気極１１４を複数（燃料電池スタック１００に備えられる発電単位１０２の個数分。本実施形態では７つ形成する（図７のＳ１２）。

具体的には、空気極用材料を、上述した電解質層１１２と燃料極１１６と中間層１１８との積層体における中間層１１８の表面にスクリーン印刷によって塗布（成膜方向ｄｆに湿式成膜）し、乾燥させ、その後、焼成を行うことにより、空気極１１４を形成する。これにより、単セル１１０を得る。このような単セル１１０を複数作製する。このように同じ製造条件で製造される複数の単セル１１０においては、各単セル１１０内における厚さのばらつき（の分布）が略同一となり、具体的には上記の条件（１）～条件（４）を満たす。以下、Ｓ１２の工程を電極形成工程Ｓ１２という。電極形成工程Ｓ１２は、特許請求の範囲における第１工程に相当する。

（複合体１０９の作製）
次に、図９に示すように、上述した空気極１１４を有する単セル１１０と、集電部材１９０と、接合部１３８となる部材である接合前接合部１３９とを有する部材（以下、「接合前発電単位」という。）１０７を複数（燃料電池スタック１００に備えられる発電単位１０２の個数分。本実施形態では７つ）備える複合体１０９を作製する（図７のＳ１３）。集電部材１９０は、空気極１１４に対して上下方向の電解質層１１２とは反対側に配置させる。ここでは、接合前接合部１３９の一例として、上記にて接合部１３８の構成材料として挙げたＭｎを含有する材料に加え、軟性確保のための熱可塑性材料（例えば、樹脂、ガラス等）を含有するものを採用している。接合前接合部１３９は、上下方向の単セル１１０と集電部材１９０との間に位置させる。複数の接合前発電単位１０７は、上下方向に並べて配置する。なお、接合前発電単位１０７は、特許請求の範囲における接合前電気化学反応単位に相当する。以下、Ｓ１３の工程を複合体作製工程Ｓ１３という。複合体作製工程Ｓ１３は、特許請求の範囲における第２工程に相当する。

具体的には、上述した単セル１１０Ａ、…、１１０Ｇ（図６参照）のように各単セル１１０を配置する。すなわち、単セル１１０Ａについては、成膜方向ｄｆはＹ軸正方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、３）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（３、２）である。単セル１１０Ｂについては、成膜方向ｄｆはＸ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（３、２）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（２、１）である。単セル１１０Ｃについては、成膜方向ｄｆはＹ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、１）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（１、２）である。単セル１１０Ｄについては、成膜方向ｄｆはＸ軸正方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（１、２）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（２、３）である。単セル１１０Ｅについては、成膜方向ｄｆはＹ軸正方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、３）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（３、２）である。単セル１１０Ｆについては、成膜方向ｄｆはＸ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（３、２）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（２、１）である。単セル１１０Ｇについては、成膜方向ｄｆはＹ軸負方向であり、最厚分割領域ＳＡｍａｘは分割領域ＳＡ（２、１）であり、最薄分割領域ＳＡｍｉｎは分割領域ＳＡ（１、２）である。このとき、少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける成膜方向ｄｆは、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における成膜方向ｄｆと異なっている、といえる。

上述した単セル１１０Ａ、…、１１０Ｇのように各単セル１１０を配置する方法は、例えば、以下の通りである。まず、最も下側に位置する単セル１１０Ａを配置する。続いて、単セル１１０Ａの上に、成膜方向ｄｆが単セル１１０Ａの成膜方向ｄｆに対して第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として９０°回転させた方向である単セル１１０Ｂを配置する。このとき、単セル１１０Ｂは、第１の直線Ｌ１を回転軸として、単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆを９０°回転させた方向を成膜方向ｄｆとする単セル１１０である、といえる。続いて、単セル１１０Ｂの上に、成膜方向ｄｆが単セル１１０Ｂの成膜方向ｄｆに対して第１の直線Ｌ１を回転軸として９０°回転させた方向である単セル１１０Ｃを配置する。このとき、単セル１１０Ｃは、第１の直線Ｌ１を回転軸として、単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆを１８０°回転させた方向を成膜方向ｄｆとするものである、といえる。続いて、単セル１１０Ｃの上に、成膜方向ｄｆが単セル１１０Ｃの成膜方向ｄｆに対して第１の直線Ｌ１を回転軸として９０°回転させた方向である単セル１１０Ｄを配置する。このとき、単セル１１０Ｄは、第１の直線Ｌ１を回転軸として、単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆを２７０°回転させた方向を成膜方向ｄｆとするものである、といえる。単セル１１０Ｄの上に配置される単セル１１０Ｅ、…、１１０Ｇについても、同様に成膜方向ｄｆを９０°ずつ回転させた単セル１１０を順に配置していく。なお、上下方向視で各単セル１１０の外縁の位置が揃うようにする。以上のようにして、上述した単セル１１０Ａ、…、１１０Ｇのように各単セル１１０が配置された構成を容易に実現することができる。

次に、各部材に形成された連通孔１０８にボルト２２を挿入し、ボルト２２の両側にナット２４を嵌めることにより、複合体１０９を締結する。以上のようにして複合体１０９は作製される。以下において、複合体１０９がボルト２２およびナット２４により締結されてなる部材を、単に「複合体１０９」という場合がある。

（接合部１３８の形成）
次に、複合体１０９を上下方向に加圧することにより、接合部１３８を形成する（図７のＳ１４）。

具体的には、複合体１０９を焼成炉（電気炉）内の作業台に載置し、複合体１０９の上下方向視で単セル１１０に重なる部分（換言すれば、ボルト２２とナット２４とによって直接締結されている部分でない側の部分）を上方から治具により押圧する。これにより、複合体１０９の当該部分に上下方向の圧縮荷重を加えることにより、空気極１１４と空気極側集電部１３４が接合前接合部１３９に密着した状態となる。このように空気極１１４と空気極側集電部１３４が接合前接合部１３９に密着した状態で接合前接合部１３９を焼成する。これにより、接合前接合部１３９（主に導電性材料）が加熱されると共に硬化し、接合部１３８が形成される。以下、Ｓ１４の工程を接合部形成工程Ｓ１４という。接合部形成工程Ｓ１４は、特許請求の範囲における第３工程に相当する。

（残りの工程）
次に、残りの組み立て等の工程を行うことにより（図７のＳ１５）、上述した構成の燃料電池スタック１００の製造が完了する。

Ａ－５．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の燃料電池スタック１００は、上下方向（Ｚ軸方向）に並べて配置された複数の発電単位１０２（以下、この複数の発電単位１０２を「上記複数の発電単位１０２」という。）を備えている。発電単位１０２は、単セル１１０と、集電部材１９０と、接合部１３８とを有している。単セル１１０は、電解質層１１２と、電解質層１１２を挟んで上下方向に互いに対向する空気極１１４および燃料極１１６とを含んでいる。単セル１１０は、上下方向に電解質層１１２と空気極１１４と燃料極１１６とが重なる発電部ＰＧを有している。集電部材１９０は、空気極１１４に対して上側（上下方向の電解質層１１２とは反対側）に配置され、空気極１１４と電気的に接続される。接合部１３８は、導電性の部材である。接合部１３８は、上下方向の単セル１１０と集電部材１９０との間に位置し、単セル１１０と集電部材１９０とを接合する。少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている。上下方向視で、上記複数の発電単位１０２に含まれる全ての発電部ＰＧを包含する矩形の仮想領域ＶＡであって、当該矩形の各辺が上記複数の発電単位１０２のいずれかの発電部ＰＧに接する仮想領域ＶＡの縦横それぞれを３等分することにより得られる３行３列の各領域を分割領域ＳＡとし、ｉ行目ｊ列目に位置する分割領域ＳＡを分割領域ＳＡ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）としたときに、最厚分割領域ＳＡｍａｘは、各発電部ＰＧにおいて、分割領域ＳＡ（２，２）を除いた８つの分割領域ＳＡのそれぞれに位置する各部分のうち、上下方向（Ｚ軸方向）の平均厚さａｔが最も大きい部分と重なる分割領域ＳＡである。

仮に、上記複数の発電単位１０２に含まれる全ての単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置が同一である構成（以下、「比較構成１」という。）では、製造の際に、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９のうち、上下方向視で最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分に加圧力が集中することにより、単セル１１０の割れが特に生じやすくなる。

これに対し、本実施形態の燃料電池スタック１００は、上述したように、少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００においては、製造の際に、上記の比較構成１と比較して、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９のうち、上下方向視で最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分に加圧力が集中することが抑制される。よって、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第１の群Ｇ１に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｃと、第２の群Ｇ２に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ａとを含んでいる。第１の群Ｇ１は、分割領域ＳＡ（１，１）と分割領域ＳＡ（２，１）と分割領域ＳＡ（３，１）とにより構成される群である。第２の群Ｇ２は、分割領域ＳＡ（１，３）と分割領域ＳＡ（２，３）と分割領域ＳＡ（３，３）とにより構成される群である。第１の群Ｇ１と第２の群Ｇ２とは、上下方向視において仮想領域ＶＡの中心点Ｃを挟んで対向しており、そのため、このような場所に位置する第１の単セル，第２の単セル１１０Ａ，１１０Ｂの最厚分割領域ＳＡｍａｘは第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）の周方向において均等に分散している、といえる。本実施形態の燃料電池スタック１００においては、このように単セル１１０Ａ，単セル１１０Ｃの最厚分割領域ＳＡｍａｘが第１の直線Ｌ１の周方向において均等に分散していることにより、複合体１０９における比較的厚い部分の第１の直線Ｌ１の周方向の位置も均等に分散する。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、単セル１１０Ｃは、第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを１８０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである。単セル１１０Ａは、換言すれば、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを０°（または、３６０°）回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである。本実施形態の燃料電池スタック１００においては、このように単セル１１０Ａ，単セル１１０Ｂの最厚分割領域ＳＡｍａｘが第１の直線Ｌ１の周方向において均等に分散していることにより、複合体１０９における比較的厚い部分の第１の直線Ｌ１の周方向の位置も均等に分散する。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、上下方向視において、単セル１１０Ａの発電部ＰＧと、単セル１１０Ｃの発電部ＰＧとは、いずれも外縁の位置が揃った同寸の矩形である。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、最厚分割領域ＳＡｍａｘが上述したように第１の直線Ｌ１の周方向において均等に分散する位置であり、かつ、上下方向視における単セル１１０Ａ，単セル１１０Ｂの形状を互いに一致させることができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、更に、第３の群Ｇ３に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｄと、第４の群Ｇ４に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｂとを含んでいる。第３の群Ｇ３は、分割領域ＳＡ（１，１）と分割領域ＳＡ（１，２）と分割領域ＳＡ（１，３）とにより構成される群である。第４の群Ｇ４は、分割領域ＳＡ（３，１）と分割領域ＳＡ（３，２）と分割領域ＳＡ（３，３）とにより構成される群である。第３の群Ｇ３と第４の群Ｇ４とは、上下方向視において仮想領域ＶＡの中心点Ｃを挟んで対向し、かつ、その対向方向は第１の群Ｇ１と第２の群Ｇ２との対向方向に直交しており、そのため、このような場所に位置する単セル１１０Ａ、…、１１０Ｄの最厚分割領域ＳＡｍａｘは第１の直線Ｌ１の周方向において特に均等に分散している、といえる。本実施形態の燃料電池スタック１００においては、このように単セル１１０Ａ、…、１１０Ｄの最厚分割領域ＳＡｍａｘが第１の直線Ｌ１の周方向において特に均等に分散していることにより、複合体１０９における比較的厚い部分の第１の直線Ｌ１の周方向の位置も特に均等に分散する。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、単セル１１０Ｂは、第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として、単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを９０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである。単セル１１０Ｄは、第１の直線Ｌ１を回転軸として、単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを２７０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである。従って、単セル１１０Ｃと、単セル１１０Ｂと、単セル１１０Ｄは、それぞれ、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを９０°、１８０°、２７０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものであり、単セル１１０Ａは、上述したように、第１の直線Ｌ１を回転軸として単セル１１０Ａにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘを０°（または、３６０°）回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである。本実施形態の燃料電池スタック１００においては、このように単セル１１０Ａ、…、１１０Ｄの最厚分割領域ＳＡｍａｘが第１の直線Ｌ１の周方向において特に均等に分散していることにより、複合体１０９における比較的厚い部分の第１の直線Ｌ１の周方向の位置も特に均等に分散する。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、製造の際に、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０に含まれる、単セル１１０Ａと、単セル１１０Ｃと、単セル１１０Ｂと、単セル１１０Ｄとは、上下方向に、単セル１１０Ａ、単セル１１０Ｂ、単セル１１０Ｃ、単セル１１０Ｄ、の順に並び、かつ、互いに隣り合っている。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、複数の単セル１１０を、それぞれ、９０°ずつ回転させて配置することにより、上述した「上下方向に、単セル１１０Ａ（０°）、単セル１１０Ｂ（９０°）、単セル１１０Ｃ（１８０°）、単セル１１０Ｄ（２７０°）の順に並んでいる」構成を容易に実現（製造）することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、上下方向視において、単セル１１０Ａの発電部ＰＧと、単セル１１０Ｂの発電部ＰＧと、単セル１１０Ｃの発電部ＰＧと、単セル１１０Ｄの発電部ＰＧとは、いずれも外縁の位置が揃った同寸の矩形である。本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、最厚分割領域ＳＡｍａｘが上述したように第１の直線Ｌ１の周方向において均等に分散する位置であり、かつ、上下方向視における単セル１１０Ａ，…，単セル１１０Ｄの形状を互いに一致させることができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００では、少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである。最薄分割領域ＳＡｍｉｎは、各単セル１１０において、分割領域ＳＡ（２，２）を除いた８つの分割領域ＳＡのそれぞれに位置する各部分のうち、上下方向（Ｚ軸方向）の平均厚さａｔが最も小さい部分と重なる分割領域ＳＡである。特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである。

仮に、上記複数の発電単位１０２に含まれる全ての単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置が最薄分割領域ＳＡｍｉｎと異なる構成（以下、「比較構成２」という。）では、製造の際に、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９のうち、上下方向視で最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分に加圧力が集中することにより、単セル１１０の割れが特に生じやすくなる。

これに対し、本実施形態の燃料電池スタック１００は、上述したように、少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである。そのため、本実施形態の燃料電池スタック１００においては、製造の際に、上記の比較構成２と比較して、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９のうち、上下方向視で最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分に加圧力が集中することが抑制される。よって、本実施形態の燃料電池スタック１００によれば、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、特に効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の燃料電池スタック１００の製造方法は、電極形成工程Ｓ１２と、複合体作製工程Ｓ１３と、接合部形成工程Ｓ１４とを備える。電極形成工程Ｓ１２は、空気極１１４となる材料を、上下方向に直交する成膜方向ｄｆに湿式成膜することにより空気極１１４を複数形成する工程である。複合体作製工程Ｓ１３は、複合体１０９を作製する工程である。複合体１０９は、空気極１１４を有する単セル１１０と、空気極１１４に対して上下方向の電解質層１１２とは反対側に配置された集電部材１９０と、接合前接合部１３９と、を有する接合前発電単位１０７を複数備える部材である。接合前接合部１３９は、接合部１３８となる部材である。接合前接合部１３９は、上下方向の単セル１１０と集電部材１９０との間に位置する。複数の接合前発電単位１０７は、上下方向に並べて配置される。少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける成膜方向ｄｆは、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における成膜方向ｄｆと異なっている。接合部形成工程Ｓ１３は、複合体１０９を上下方向に加圧することにより、接合部１３８を形成する工程である。本製造方法によれば、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを抑制することができる。

また、本製造方法では、複合体作製工程Ｓ１３は、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０が単セル１１０Ａと単セル１１０Ｃと単セル１１０Ｂと単セル１１０Ｄとを含む複合体１０９を作製する工程である。単セル１１０Ｃは、第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として、単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆを１８０°回転させた方向を成膜方向ｄｆとするものである。単セル１１０Ｂは、第１の直線Ｌ１を回転軸として、単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆを９０°回転させた方向を成膜方向ｄｆとするものである。単セル１１０Ｄは、第１の直線Ｌ１を回転軸として、単セル１１０Ａにおける成膜方向ｄｆを２７０°回転させた方向を成膜方向ｄｆとするものである。本製造方法によれば、複数の単セル１１０を、それぞれ、９０°ずつ回転させて配置することにより、上述した「上下方向に、単セル１１０Ａ（０°）、単セル１１０Ｃ（９０°）、単セル１１０Ｂ（１８０°）、単セル１１０Ｄ（２７０°）の順に並んでいる」構成を容易に実現（製造）することができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における燃料電池スタック１００の構成や燃料電池スタック１００を構成する各部分の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態における各部材を構成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により構成されていてもよい。また、発電単位１０２の個数や単セル１１０の個数は、あくまで一例であり、種々変形可能である。

上記実施形態（または変形例、以下同様）では、電極形成工程Ｓ１２において、スクリーン印刷によって空気極１１４を形成しているが、スクリーン印刷以外の方法（例えば、シート成型。以下、「別の方法」という。）によって空気極１１４（または燃料極１１６）を形成してもよい。別の方法を用いる際においても、上記実施形態と同様に成膜方向ｄｆを考慮すればよい。

各発電単位１０２（特に、単セル１１０）の構成は、「少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている」という条件を満たすのであれば、上記実施形態における構成に限られず、その他の構成であってもよい。例えば、各単セル１１０の厚さ（特に、平均厚さａｔ）の分布（例えば、最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置や最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置）が上記実施形態のものと異なるものであってもよい。また、上記複数の発電単位１０２（または、上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０）の一部のみを含む構成であってもよい。単セル１１０Ａ、…、単セル１１０Ｇのうち、単セル１１０Ａ（０°）、単セル１１０Ｂ（１８０°）、単セル１１０Ｅ（０°）、単セル１１０Ｆ（１８０°）のみを備える構成であってもよい。また、上記実施形態（または変形例）において、発電単位１０２（特に、単セル１１０）間に、更に別の発電単位１０２（特に、単セル１１０）間が備えられていてもよい。このような構成においても、「少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている」という条件を満たすことにより、上記実施形態と同様の理由から、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを抑制することができる。

また、各発電単位１０２（特に、単セル１１０）の構成は、「上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第１の群Ｇ１に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０と、第２の群Ｇ２に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０とを含んでいる」という条件を満たすのであれば、上記実施形態における構成に限られず、その他の構成であってもよい。例えば、各単セル１１０の厚さ（特に、平均厚さａｔ）の分布（例えば、最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置や最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置）が上記実施形態のものと異なるものであってもよい。このような構成においても、「上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第１の群Ｇ１に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０と、第２の群Ｇ２に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０とを含んでいる」という条件を満たすことにより、上記実施形態と同様の理由から、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

また、各発電単位１０２（特に、単セル１１０）の構成は、「単セル１１０は、第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘを１８０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである」という条件を満たすのであれば、上記実施形態における構成に限られず、その他の構成であってもよい。このような構成においても、「単セル１１０は、第１の直線Ｌ１（仮想領域ＶＡの中心点Ｃを通る上下方向の仮想直線）を回転軸として単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘを１８０°回転させた場所に位置する分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとするものである」という条件を満たすことにより、上記実施形態と同様の理由から、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

また、各発電単位１０２（特に、単セル１１０）の構成は、「上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第３の群Ｇ３に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｄと、第４の群Ｇ４に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｂとを含んでいる」という条件を満たすのであれば、上記実施形態における構成に限られず、その他の構成であってもよい。例えば、各単セル１１０の厚さ（特に、平均厚さａｔ）の分布（例えば、最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置や最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置）が上記実施形態のものと異なるものであってもよい。このような構成においても、「上記複数の発電単位１０２に含まれる複数の単セル１１０は、第３の群Ｇ３に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｄと、第４の群Ｇ４に含まれる何れかの分割領域ＳＡを最厚分割領域ＳＡｍａｘとする単セル１１０である単セル１１０Ｂとを含んでいる」という条件を満たすことにより、上記実施形態と同様の理由から、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、より効果的に抑制することができる。

各発電単位１０２（特に、単セル１１０）の構成は、「少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである」という条件を満たすのであれば、上記実施形態における構成に限られず、その他の構成であってもよい。例えば、各単セル１１０の厚さ（特に、平均厚さａｔ）の分布（例えば、最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置や最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置）が上記実施形態のものと異なるものであってもよい。このような構成においても、「少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最薄分割領域ＳＡｍｉｎの位置と同じである」という条件を満たすことにより、上記実施形態と同様の理由から、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを、特に効果的に抑制することができる。

上記実施形態では、各発電単位１０２は、いずれも上下方向視において同寸の矩形であるが、一部または全部の発電単位１０２について、同寸でない構成としてもよく、矩形でない構成としてもよい。

上記実施形態では、各単セル１１０の発電部ＰＧは、いずれも上下方向視において外縁の位置が揃った同寸の矩形であるが、一部または全部の単セル１１０について、外縁の位置が揃っていない構成としてもよく、同寸でない構成としてもよく、矩形でない構成としてもよい。

上記実施形態では、仮想領域ＶＡ（の輪郭）を示す矩形の各辺が上記複数の発電単位１０２の全ての発電部ＰＧに接しているが、仮想領域ＶＡは、仮想領域ＶＡ（の輪郭）を示す矩形の各辺が上記複数の発電単位１０２の全ての発電部ＰＧに接していなくてもいずれかの発電部ＰＧに接しているものであればよい。

上記実施形態では、電極形成工程Ｓ１２において、スクリーン印刷によって空気極１１４を形成しているが、スクリーン印刷以外の方法（例えば、シート成型。以下、「別の方法」という。）によって空気極１１４（または燃料極１１６）を形成してもよい。別の方法を用いる際においても、上記実施形態と同様に、別の方法における成膜方向ｄｆを考慮すればよい。

上記実施形態では、空気極１１４に対して上側（上下方向の電解質層１１２とは反対側）に配置され、空気極１１４と電気的に接続される集電部材１９０と、上下方向の単セル１１０と集電部材１９０との間に位置し、単セル１１０と集電部材１９０とを接合する導電性の接合部１３８とを備える構成である。このような集電部材１９０および接合部１３８に換えて、または加えて、燃料極１１６に対して下側（上下方向の電解質層１１２とは反対側）に配置され、燃料極１１６と電気的に接続される集電部材（以下、「燃料極側集電部材」という。）と、上下方向の単セル１１０と燃料極側集電部材との間に位置し、単セル１１０と燃料極側集電部材とを接合する導電性の接合部（以下、「燃料極側接合部」という。）とを備えていてもよい。燃料極側集電部材および燃料極側接合部を備える構成においても、集電部材１９０および接合部１３８を備える構成と同様に、燃料極１１６の厚さのバラつきに起因する単セル１１０の割れが問題となり得るが、「少なくとも１つの単セル１１０である特定単セルにおける最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置は、特定単セル以外の少なくとも１つの単セル１１０における最厚分割領域ＳＡｍａｘの位置と異なっている」構成を採用することにより、上記実施形態と同様の理由から、接合部形成工程Ｓ１４において複合体１０９の一部（最厚分割領域ＳＡｍａｘに位置する部分）に加圧力が集中することに起因する単セル１１０の割れを抑制することができる。

また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池スタック１００を対象としているが、本明細書に開示される技術は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形電解セル（ＳＯＥＣ）の構成単位である電解単セルを複数備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。

また、上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を例に説明したが、本明細書に開示される技術は、溶融炭酸塩形燃料電池（ＭＣＦＣ）といった他のタイプの燃料電池（または電解セル）にも適用可能である。

２２（２２Ａ、…、２２Ｅ）：ボルト ２４：ナット ２６：絶縁シート ２７：ガス通路部材 ２８：本体部 ２９：分岐部 ３２，３４：孔 ４４：導電性部 ４５：カバー部材対向部 ４６：インターコネクタ対向部 ４７：連接部 ４８：接続部材 ４９：弾性部 ５０：カバー部材 ５８：上側特定空間 ６０：カバー用セパレータ ６１：第３のセパレータ貫通孔 ６６：内側部 ６７：外側部 ６８：連結部 ７０：上側ターミナルプレート ７１：孔 ７８：突出部 ８０：下側ターミナルプレート ８８：突出部 ９２：上側絶縁シート ９４：孔 ９６：下側絶縁シート １００：燃料電池スタック １０２（１０２Ａ、…、１０２Ｇ）：発電単位 １０２Ｘ：上側特定発電単位 １０３：発電ブロック １０４：上側エンドプレート １０６：下側エンドプレート １０７：接合前発電単位 １０８：連通孔 １０９：複合体 １１０（１１０Ａ、…、１１０Ｇ）：単セル １１２：電解質層 １１４：空気極 １１６：燃料極 １１８：中間層 １２０：単セル用セパレータ １２１：第１のセパレータ貫通孔 １２２：第１のセパレータ内周部 １２４：接合部 １２５：ガラスシール部 １２６：内側部 １２７：外側部 １２８：連結部 １３０：空気極側フレーム １３１：孔 １３２：酸化剤ガス供給連通孔 １３３：酸化剤ガス排出連通孔 １３４：空気極側集電部 １３８：接合部 １３９：接合前接合部 １４０：燃料極側フレーム １４１：孔 １４２：燃料ガス供給連通孔 １４３：燃料ガス排出連通孔 １４４：導電性部 １４５：電極対向部 １４６：インターコネクタ対向部 １４７：連接部 １４８：燃料極側集電部材 １４９：弾性部 １５０：平板部 １６１：酸化剤ガス供給マニホールド １６２：酸化剤ガス排出マニホールド １６６：空気室 １７１：燃料ガス供給マニホールド １７２：燃料ガス排出マニホールド １７６：燃料室 １８０：ＩＣ用セパレータ １８０Ｘ：最上位ＩＣ用セパレータ １８１：第２のセパレータ貫通孔 １８１Ｘ：（最上位ＩＣ用セパレータの）第２のセパレータ貫通孔 １８２：第２のセパレータ内周部 １８６：内側部 １８７：外側部 １８８：連結部 １９０：集電部材 １９０Ｘ：最上位集電部材 １９４：被覆層 １９６：導電性接合材 ２７０：上側ターミナル単位 ＦＧ：燃料ガス ＦＯＧ：燃料オフガス Ｌ１：第１の直線 ＯＧ：酸化剤ガス ＯＯＧ：酸化剤オフガス ＰＧ：発電部 ＳＡ：分割領域 ＳＡｍａｘ：最厚分割領域 ＳＡｍｉｎ：最薄分割領域 ＶＡ：仮想領域 ｄｆ：成膜方向

Claims (11)

1. 電解質層と、前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む単セルであって、前記第１の方向に前記電解質層と前記空気極と前記燃料極とが重なる発電部を有する単セルと、
   前記空気極と前記燃料極との一方である特定電極に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に配置され、前記特定電極と電気的に接続される集電部材と、
   前記第１の方向の前記単セルと前記集電部材との間に位置し、前記単セルと前記集電部材とを接合する導電性の接合部と、
   をそれぞれ有し、前記第１の方向に並べて配置された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックにおいて、
   前記第１の方向視で、前記複数の電気化学反応単位に含まれる全ての前記発電部を包含する矩形の仮想領域であって、前記矩形の各辺が前記複数の電気化学反応単位のいずれかの前記発電部に接する仮想領域の縦横それぞれを３等分することにより得られる３行３列の各領域を分割領域とし、ｉ行目ｊ列目に位置する前記分割領域を分割領域（ｉ，ｊ）（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）とし、各前記発電部において、分割領域（２，２）を除いた８つの前記分割領域のそれぞれに位置する各部分のうち、前記第１の方向の平均厚さが最も大きい部分と重なる前記分割領域を最厚分割領域としたときに、
   少なくとも１つの前記単セルである特定単セルにおける前記最厚分割領域の位置は、前記特定単セル以外の少なくとも１つの前記単セルにおける前記最厚分割領域の位置と異なっている、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
2. 請求項１に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   分割領域（１，１）と分割領域（２，１）と分割領域（３，１）とにより構成される群を第１の群とし、分割領域（１，３）と分割領域（２，３）と分割領域（３，３）とにより構成される群を第２の群としたときに、
   前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルは、
   前記第１の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第１の単セルと、
   前記第２の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第２の単セルと、を含む、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
3. 請求項２に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   前記第２の単セルは、前記仮想領域の中心点を通る前記第１の方向の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記最厚分割領域を１８０°回転させた場所に位置する前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
4. 請求項２または請求項３に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   前記第１の方向視において、前記第１の単セルの前記発電部と、前記第２の単セルの前記発電部とは、いずれも外縁の位置が揃った同寸の矩形である、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   分割領域（１，１）と分割領域（１，２）と分割領域（１，３）とにより構成される群を第３の群とし、分割領域（３，１）と分割領域（３，２）と分割領域（３，３）とにより構成される群を第４の群としたときに、
   前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルは、更に、
   前記第３の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第３の単セルと、
   前記第４の群に含まれる何れかの前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである第４の単セルと、を含む、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
6. 請求項５に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   前記第３の単セルは、前記仮想領域の中心点を通る前記第１の方向の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記最厚分割領域を９０°回転させた場所に位置する前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルであり、
   前記第４の単セルは、前記仮想領域の中心点を通る前記第１の方向の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記最厚分割領域を２７０°回転させた場所に位置する前記分割領域を前記最厚分割領域とする前記単セルである、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
7. 請求項５または請求項６に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルに含まれる、前記第１の単セルと、前記第２の単セルと、前記第３の単セルと、前記第４の単セルとは、
   前記第１の方向に、前記第１の単セル、前記第３の単セル、前記第２の単セル、前記第４の単セル、の順に並び、かつ、互いに隣り合っている、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
8. 請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   前記第１の方向視において、前記第１の単セルの前記発電部と、前記第２の単セルの前記発電部と、前記第３の単セルの前記発電部と、前記第４の単セルの前記発電部とは、いずれも外縁の位置が揃った同寸の矩形である、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の電気化学反応セルスタックであって、
   各前記単セルにおいて、分割領域（２，２）を除いた８つの前記分割領域のそれぞれに位置する各部分のうち、前記第１の方向の平均厚さが最も小さい部分と重なる前記分割領域を最薄分割領域としたときに、
   前記特定単セルにおける前記最厚分割領域の位置は、前記特定単セル以外の少なくとも１つの前記単セルにおける前記最薄分割領域の位置と同じである、
   ことを特徴とする電気化学反応セルスタック。
10. 電解質層と、前記電解質層を挟んで第１の方向に互いに対向する空気極および燃料極と、を含む単セルと、
    前記空気極と前記燃料極との一方である特定電極に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に配置され、前記特定電極と電気的に接続される集電部材と、
    前記第１の方向の前記単セルと前記集電部材との間に位置し、前記単セルと前記集電部材とを接合する導電性の接合部と、
    をそれぞれ有し、前記第１の方向に並べて配置された複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックの製造方法において、
    前記特定電極となる材料を、前記第１の方向に直交する成膜方向に湿式成膜することにより前記特定電極を複数形成する第１工程と、
    前記特定電極を有する前記単セルと、前記特定電極に対して前記第１の方向の前記電解質層とは反対側に配置された前記集電部材と、前記接合部となる部材である接合前接合部であって、前記第１の方向の前記単セルと前記集電部材との間に位置する接合前接合部と、を有する接合前電気化学反応単位を複数備える複合体であって、複数の前記接合前電気化学反応単位が前記第１の方向に並べて配置されており、かつ、少なくとも１つの前記単セルである特定単セルにおける前記成膜方向が、前記特定単セル以外の少なくとも１つの前記単セルにおける前記成膜方向と異なっている複合体を作製する第２工程と、
    前記複合体を前記第１の方向に加圧することにより、前記接合部を形成する第３工程と、
    を備える、
    ことを特徴とする電気化学反応セルスタックの製造方法。
11. 請求項１０に記載の電気化学反応セルスタックの製造方法であって、
    前記第２工程は、
    前記複数の電気化学反応単位に含まれる複数の前記単セルが、
    第１の単セルと、
    前記第１の方向の第１の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記成膜方向を１８０°回転させた方向を前記成膜方向とする前記単セルである第２の単セルと、
    前記第１の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記成膜方向を９０°回転させた方向を前記成膜方向とする前記単セルである第３の単セルと、
    前記第１の直線を回転軸として、前記第１の単セルにおける前記成膜方向を２７０°回転させた方向を前記成膜方向とする前記単セルである第４の単セルと、を含む、前記複合体を作製する工程である、
    ことを特徴とする電気化学反応セルスタックの製造方法。

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