JP5709670B2 - Fuel cell device - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池セル装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell device.

近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と酸素含有ガス(空気等)とを用いて600℃〜1000℃の高温下で発電する複数の燃料電池セルを、集電部材を介して電気的に直列に接続してなる燃料電池セル装置が知られている。そして、燃料電池セルと集電部材とを導電性接合材を用いて接合することが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, as next-generation energy, a plurality of fuel cells that generate power at a high temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. using a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air, etc.) via a current collecting member 2. Description of the Related Art Fuel cell devices that are electrically connected in series are known. And it is known to join a fuel battery cell and a current collection member using a conductive joining material (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−339904号公報JP 2005-339904 A

燃料電池セルと集電部材とを導電性接合材を介して接合する場合、導電性接合材を介して接合した部分については、集電部材と導電性接合材とを電流が流れるが、集電部材が燃料電池セルから離れた部分(導電性接合材で接合されていない部分)では、集電部材のみを電流が流れることになるため、導電性接合材で接合されていない部分で電流集中が生じ、この部分で抵抗が大きくなり、集電効率が低くなるという問題があった。   When the fuel cell and the current collecting member are joined via the conductive bonding material, the current flows through the current collecting member and the conductive bonding material for the portion joined via the conductive bonding material. In the part where the member is away from the fuel cell (the part which is not joined with the conductive joining material), the current flows only through the current collecting member, so that the current concentration is in the part which is not joined with the conductive joining material. As a result, there is a problem that the resistance increases at this portion and the current collection efficiency decreases.

本発明は、集電部材での電流集中を抑制することができる燃料電池セル装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the fuel cell apparatus which can suppress the current concentration in a current collection member.

本発明の燃料電池セル装置は、複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、前記燃料電池セルと前記集電部材とが導電性接合材で接合された燃料電池セル装置であって、前記集電部材が、前記隣接する燃料電池セルのそれぞれに対面している第1、第2セル対面部と、前記隣接する燃料電池セルから離れるように前記第1、第2セル対面部からそれぞれ延びた第1、第2セル離間部と、該第1、第2セル離間部が連結した連結部とを具備して構成されており、前記燃料電池セルと前記集電部材の前記第1、第2セル対面部とが前記導電性接合材で接合され、さらに前記燃料電池セルと前記集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方とが前記導電性接合材で接合されており、前記複数の燃料電池セルが平坦部を有し、該平坦部に固体電解質を一対の電極で挟んで構成された発電部を有しており、該発電部に前記第2セル対面部が対面し、前記発電部は、前記第2セル対面部から外側にはみ出して形成され、前記発電部の前記第2セル対面部から外側にはみ出した部分には、前記第2セル対面部から延びた第2セル離間部が前記導電性接合材で接合されていることを特徴とする。 The fuel cell device of the present invention comprises a plurality of fuel cells and a current collecting member that is disposed between the plurality of fuel cells and electrically connects the adjacent fuel cells, and A fuel cell device in which a fuel cell and a current collecting member are joined by a conductive joining material, wherein the current collecting member faces each of the adjacent fuel cells. The cell facing portion, the first and second cell spacing portions extending from the first and second cell facing portions so as to be separated from the adjacent fuel cells, and the first and second cell spacing portions are connected. A connecting portion, wherein the fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member are joined by the conductive joining material, and the fuel cell and the current collector are further joined. At least the first and second cell separation portions of the electric member Meanwhile DOO is joined by the conductive joining material, wherein a plurality of fuel cells is the flat portion has a power generation unit that is configured to sandwich the solid electrolyte by a pair of electrodes in the flat part The second cell facing portion faces the power generating portion, and the power generating portion is formed to protrude outward from the second cell facing portion, and is a portion protruding outward from the second cell facing portion of the power generating portion. The second cell separation portion extending from the second cell facing portion is joined by the conductive joining material .

本発明の燃料電池セル装置によれば、燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル対面部とが導電性接合材で接合され、さらに燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方とが導電性接合材で接合されているので、燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル対面部との間では、集電部材の第1、第2セル対面部と導電性接合材とが電流の経路となり、さらに、燃料電池セルと集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方との間でも、集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方と導電性接合材とが電流の経路となるため、集電部材における電流集中を緩和し、電気抵抗の増大を抑制し、高い集電効率を維持できる。   According to the fuel cell device of the present invention, the fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member are joined by the conductive joining material, and further, the first and second of the fuel cell and the current collecting member are joined. Since at least one of the two cell separation portions is joined by the conductive joining material, the first and second current collecting members are disposed between the fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member. The cell facing portion and the conductive bonding material serve as a current path, and the first and second current collecting members are disposed between the fuel cell and at least one of the first and second cell separation portions of the current collecting member. Since at least one of the cell separation portions and the conductive bonding material serve as a current path, current concentration in the current collecting member can be relaxed, an increase in electrical resistance can be suppressed, and high current collecting efficiency can be maintained.

本発明の第1の実施形態である燃料電池セル装置を示すもので、(a)は燃料電池セル装置を概略的に示す側面図、(b)は(a)の一部を拡大して示す横断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The fuel cell apparatus which is the 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is a side view which shows a fuel cell apparatus roughly, (b) expands and shows a part of (a). It is a cross-sectional view. 図1に示す燃料電池セルを示すもので、(a)は横断面図、(b)はインターコネクタを省略した状態を、インターコネクタ側から見た側面図である。FIGS. 1A and 1B show a fuel cell shown in FIG. 1, in which FIG. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 図1に示す集電部材を抜粋して示すもので、(a)は斜視図、(b)はB−B線に沿った断面図である。FIG. 2 shows an excerpt of the current collecting member shown in FIG. 1, (a) is a perspective view, and (b) is a cross-sectional view along the line BB. 一対の燃料電池セルを集電部材で電気的に接続した状態を示す横断面図であり、(b)は集電部材とインターコネクタが導電性接合材で接続された燃料電池セル装置における電流の流れを示す説明図である。It is a cross-sectional view showing a state where a pair of fuel cells are electrically connected by a current collecting member, (b) is a current flow in the fuel cell device in which the current collecting member and the interconnector are connected by a conductive bonding material. It is explanatory drawing which shows a flow. 従来における燃料電池セル装置を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing a conventional fuel cell device. 一対の燃料電池セルを、集電部材を介して導電性接合材で接合した状態を示すもので、(a)は集電部材の第1、第2セル対面部と燃料電池セルとの接合状態を示す縦断面図、(b)は集電部材の第1、第2セル離間部と燃料電池セルとの接合状態を示す縦断面図である。1 shows a state in which a pair of fuel cells are joined by a conductive joining material via a current collecting member, (a) is a joining state of the first and second cell facing portions of the current collecting member and the fuel cells. (B) is a longitudinal cross-sectional view which shows the joining state of the 1st, 2nd cell separation part of a current collection member, and a fuel cell. 一対の燃料電池セルを集電部材を介して集電部材で接合した第2の実施形態を示すもので、第1、第2セル離間部とインターコネクタ、空気極層とを導電性接合材で接合した状態を示す横断面図である。2 shows a second embodiment in which a pair of fuel cells are joined by a current collecting member via a current collecting member, and the first and second cell separation portions, the interconnector, and the air electrode layer are made of a conductive joining material. It is a cross-sectional view showing a joined state. 図1に示す燃料電池セル装置を収納容器に収納してなる燃料電池モジュールを分解して示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which decomposes | disassembles and shows the fuel cell module formed by accommodating the fuel battery cell apparatus shown in FIG. 1 in a storage container. 図8に示す燃料電池モジュールを外装ケースに収納してなる燃料電池装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the fuel cell apparatus formed by accommodating the fuel cell module shown in FIG. 8 in an exterior case.

本発明の第1の実施形態である燃料電池セル装置1について図1を用いて説明する。なお、図1〜8において、理解を容易にするために、断面図では厚みを拡大縮小して示したり、側面図では長さ、幅を拡大縮小して示している。   A fuel cell device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to 8, for easy understanding, the cross-sectional view shows the thickness enlarged and reduced, and the side view shows the length and width enlarged and reduced.

燃料電池セル装置1は、一対の対向する主面をもつ全体的に見て柱状の導電性支持体7の一方の主面上に内側電極層である燃料極層8と、固体電解質層9と、外側電極層である空気極層10とをこの順に積層してなる発電部を備える燃料電池セル3を有している。導電性支持体7の内部には、複数のガス流路12を有している。   The fuel cell device 1 includes a fuel electrode layer 8 which is an inner electrode layer on one main surface of a generally columnar conductive support 7 having a pair of opposing main surfaces, a solid electrolyte layer 9, In addition, the fuel cell unit 3 includes a power generation unit that is formed by laminating an air electrode layer 10 that is an outer electrode layer in this order. A plurality of gas flow paths 12 are provided inside the conductive support 7.

そして燃料電池セル3は、他方の主面のうち外側電極層が形成されていない部位にインターコネクタ11を積層してなる柱状(中空平板状)であり、これらの燃料電池セル3の複数個を1列に配列し、隣接する燃料電池セル3間に集電部材4を配置することで、燃料電池セル3同士を電気的に直列に接続してなるセルスタック2を備えている。   The fuel battery cell 3 has a columnar shape (hollow flat plate shape) in which the interconnector 11 is laminated on a portion of the other main surface where the outer electrode layer is not formed. By arranging current collecting members 4 between adjacent fuel cells 3 arranged in a row, a cell stack 2 is provided in which the fuel cells 3 are electrically connected in series.

燃料電池セル3と集電部材4とは詳しくは後述するが、導電性接合材13を介して接合されており、それにより、複数個の燃料電池セル3を集電部材4を介して電気的および機械的に接合して、セルスタック2を形成している。   Although the fuel cell 3 and the current collecting member 4 will be described in detail later, the fuel cell 3 and the current collecting member 4 are joined via a conductive joining material 13, whereby a plurality of fuel cells 3 are electrically connected via the current collecting member 4. And the cell stack 2 is formed by mechanically joining.

また、インターコネクタ11の外面にはP型半導体層(図示せず)を設けることもできる。集電部材4を、P型半導体層を介してインターコネクタ11に接続させることより、両者の接触がオーム接触となって電位降下を少なくすることができる。このP型半導体層は、空気極層10の外面にも設けてもよい。   Further, a P-type semiconductor layer (not shown) can be provided on the outer surface of the interconnector 11. By connecting the current collecting member 4 to the interconnector 11 via the P-type semiconductor layer, the contact between them becomes an ohmic contact, and the potential drop can be reduced. This P-type semiconductor layer may also be provided on the outer surface of the air electrode layer 10.

すなわち、導電性支持体7は、図2に示されている形状から理解されるように、互いに平行な一対の平坦面nと、一対の平坦面nをそれぞれ接続する弧状面(側面)mとで構成
されている。平坦面nの両面は互いにほぼ平行に形成されており、一方の平坦面n(下面)と両側の弧状面mを覆うように多孔質な燃料極層8が設けられており、さらに、この燃料極層8を覆うように、緻密質な固体電解質層9が積層されている。また、固体電解質層9の上には、燃料極層8と対面するように、多孔質な空気極層10が積層されている。
That is, as can be understood from the shape shown in FIG. 2, the conductive support 7 includes a pair of parallel flat surfaces n and arcuate surfaces (side surfaces) m that connect the pair of flat surfaces n respectively. It consists of Both surfaces of the flat surface n are formed substantially parallel to each other, and a porous fuel electrode layer 8 is provided so as to cover one flat surface n (lower surface) and the arcuate surfaces m on both sides. A dense solid electrolyte layer 9 is laminated so as to cover the electrode layer 8. A porous air electrode layer 10 is laminated on the solid electrolyte layer 9 so as to face the fuel electrode layer 8.

言い換えると、燃料極層8および固体電解質層9は、導電性支持体7の両端の弧状面mを経由して他方の平坦面n(上面)まで形成されており、固体電解質層9の両端部にインターコネクタ11の両端部が接合され、固体電解質層9とインターコネクタ11とで導電性支持体7を取り囲み、内部を流通する燃料ガスが外部に漏出しないように構成されている。   In other words, the fuel electrode layer 8 and the solid electrolyte layer 9 are formed to the other flat surface n (upper surface) via the arcuate surfaces m at both ends of the conductive support 7, and both end portions of the solid electrolyte layer 9. Both ends of the interconnector 11 are joined to each other, and the conductive support 7 is surrounded by the solid electrolyte layer 9 and the interconnector 11 so that the fuel gas flowing through the interconnector 11 does not leak to the outside.

そして、セルスタック2を構成する各燃料電池セル3の下端部が、燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路12を介して燃料電池セル3に燃料ガスを供給するためのガスタンク6に、ガラス等のシール材(図示せず)により固定され、燃料電池セル装置1が構成されている。   And the lower end part of each fuel cell 3 which comprises the cell stack 2 is in the gas tank 6 for supplying fuel gas to the fuel cell 3 via the gas flow path 12 provided in the inside of the fuel cell 3 The fuel cell device 1 is configured by being fixed by a sealing material (not shown) such as glass.

図1に示す燃料電池セル装置1においては、燃料電池セル3のガス流路12の内部を燃料ガスとして水素含有ガスが流れるとともに、燃料電池セル3の間に配置された集電部材4の内側を酸素含有ガス(空気)が流れる構成となる。それにより、燃料極層8にガスタンク6から燃料ガスが供給され、空気極層10に集電部材4の内側を通じて酸素含有ガスが供給されることで、燃料電池セル3の発電が行なわれる。以下の説明においては、外側電極層を空気極層10、内側電極層を燃料極層8として説明する。   In the fuel cell device 1 shown in FIG. 1, a hydrogen-containing gas flows as a fuel gas in the gas flow path 12 of the fuel cell 3, and the inside of the current collecting member 4 disposed between the fuel cells 3. The oxygen-containing gas (air) flows. As a result, the fuel gas is supplied from the gas tank 6 to the fuel electrode layer 8, and the oxygen-containing gas is supplied to the air electrode layer 10 through the inside of the current collecting member 4, thereby generating power in the fuel cell 3. In the following description, the outer electrode layer is described as the air electrode layer 10 and the inner electrode layer is described as the fuel electrode layer 8.

燃料電池セル装置1は、燃料電池セル3の配列方向xの両端から、セルスタック2を挟持するように、ガスタンク6に下端部が固定された弾性変形可能な導電部材5を具備している。ここで、図1に示す導電部材5は、セルスタック2の両端部に位置するように設けられた平板部5aと、燃料電池セル3の配列方向xに沿って外側に向けて延びた形状で、セルスタック2(燃料電池セル3)の発電により生じる電流を引出すための電流引出部5bとを有している。なお、燃料電池セル3の配列方向xとは燃料電池セル装置1で発電した電流の流れ方向でもある。   The fuel cell device 1 includes an elastically deformable conductive member 5 having a lower end fixed to a gas tank 6 so as to sandwich the cell stack 2 from both ends in the arrangement direction x of the fuel cells 3. Here, the conductive member 5 shown in FIG. 1 has a flat plate portion 5 a provided so as to be positioned at both ends of the cell stack 2 and a shape extending outward along the arrangement direction x of the fuel cells 3. And a current extraction part 5b for extracting a current generated by the power generation of the cell stack 2 (fuel cell 3). The arrangement direction x of the fuel cells 3 is also the flow direction of the current generated by the fuel cell device 1.

以下に、燃料電池セル3を構成する各部材について説明する。燃料極層8は、一般的に公知のものを使用することができ、多孔質の導電性セラミックス、例えば希土類元素が固溶しているZrO(安定化ジルコニアと称する)とNiおよび/またはNiOとから形成することができる。 Below, each member which comprises the fuel cell 3 is demonstrated. As the fuel electrode layer 8, generally known ones can be used. Porous conductive ceramics such as ZrO 2 (referred to as stabilized zirconia) in which a rare earth element is dissolved and Ni and / or NiO are used. And can be formed from

固体電解質層9は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有することが必要とされ、3〜15モル%の希土類元素が固溶したZrOから形成される。なお、上記特性を有する限りにおいては、ランタンガレート等の他の材料等を用いて形成してもよい。 The solid electrolyte layer 9 has a function as an electrolyte that bridges electrons between the electrodes, and at the same time, has to have a gas barrier property in order to prevent leakage between the fuel gas and the oxygen-containing gas. , 3 to 15 mol% of rare earth elements are formed from ZrO 2 as a solid solution. In addition, as long as it has the said characteristic, you may form using other materials, such as a lanthanum gallate.

空気極層10は、一般的に用いられるものであれば特に制限はなく、例えば、いわゆるABO型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックスから形成することができる。空気極層10はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が20%以上、特に30〜50%の範囲とすることができる。 The air electrode layer 10 is not particularly limited as long as it is generally used. For example, the air electrode layer 10 can be formed of a conductive ceramic made of a so-called ABO 3 type perovskite oxide. The air electrode layer 10 needs to have gas permeability, and can have an open porosity of 20% or more, particularly 30 to 50%.

インターコネクタ11は、導電性セラミックスから形成することができるが、燃料ガス(水素含有ガス)および酸素含有ガス(空気等)と接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、それゆえランタンクロマイト(LaCrO)を使用するこ
とができる。インターコネクタ11は、導電性支持体7に形成された複数のガス流路12を流通する燃料ガス、および導電性支持体7の外側を流通する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、93%以上、特に95%以上の相対密度であることが好ましい。
Although the interconnector 11 can be formed from conductive ceramics, it needs to have reduction resistance and oxidation resistance because it comes in contact with a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air, etc.). Therefore, lanthanum chromite (LaCrO 3 ) can be used. The interconnector 11 is dense in order to prevent leakage of fuel gas flowing through the plurality of gas flow paths 12 formed in the conductive support 7 and oxygen-containing gas flowing outside the conductive support 7. The relative density is preferably 93% or more, particularly 95% or more.

導電性支持体7としては、燃料ガスを燃料極層8まで透過するためにガス透過性であること、さらには、インターコネクタ11を介して集電するために導電性であることが必要とされる。したがって、導電性支持体7としては、かかる要求を満足するものを材質を用いる必要があり、例えば導電性セラミックスやサーメット等を用いることができる。   The conductive support 7 is required to be gas permeable in order to permeate the fuel gas up to the fuel electrode layer 8 and to be conductive in order to collect current through the interconnector 11. The Therefore, as the conductive support 7, it is necessary to use a material that satisfies this requirement, and for example, conductive ceramics, cermets, and the like can be used.

なお、燃料電池セル3を作製するにあたり、燃料極層8または固体電解質層9との同時焼成により導電性支持体7を作製する場合においては、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから導電性支持体7を形成することができる。また、導電性支持体7は、所要ガス透過性を備えるために開気孔率が30%以上、特に35〜50%の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は50S/cm以上、さらには300S/cm以上、440S/cm以上にしてもよい。   When the fuel cell 3 is manufactured, in the case where the conductive support 7 is manufactured by co-firing with the fuel electrode layer 8 or the solid electrolyte layer 9, the conductivity is made from the iron group metal component and the specific rare earth oxide. A support 7 can be formed. Further, the conductive support 7 preferably has an open porosity of 30% or more, particularly 35 to 50% in order to have the required gas permeability, and the conductivity is 50 S / cm or more. Further, it may be 300 S / cm or more and 440 S / cm or more.

さらに、P型半導体層(図示せず)としては、遷移金属ペロブスカイト型酸化物からなる層を例示することができる。具体的には、インターコネクタ11を構成するランタンクロマイトよりも電子伝導性が大きいもの、例えば、BサイトにMn、Fe、Coなどが存在するランタンマンガナイト(LaSrMnO)、ランタンフェライト(LaSrFeO)、ランタンコバルタイト(LaSrCoO)などの少なくとも一種からなるP型半導体セラミックスを使用することができる。このようなP型半導体層の厚みは、一般に、30〜100μmの範囲とすることが好ましい。 Furthermore, as a P-type semiconductor layer (not shown), a layer made of a transition metal perovskite oxide can be exemplified. Specifically, those having higher electron conductivity than lanthanum chromite constituting the interconnector 11, for example, lanthanum manganite (LaSrMnO 3 ), lanthanum ferrite (LaSrFeO 3 ) in which Mn, Fe, Co, etc. exist at the B site. P-type semiconductor ceramics made of at least one of lanthanum cobaltite (LaSrCoO 3 ) and the like can be used. In general, the thickness of such a P-type semiconductor layer is preferably in the range of 30 to 100 μm.

導電性接合材13は、燃料電池セル3と集電部材4とを接合するために設けられており、導電性セラミックス等を用いて形成することができる。導電性セラミックスとしては、空気極層10を形成するものと同様のものを用いることができ、空気極層10と同じ成分により形成すると、空気極層10と導電性接合材13との接合強度が高くなるため空気極層10と同じ成分により形成することが好ましい。   The conductive bonding material 13 is provided for bonding the fuel cell 3 and the current collecting member 4 and can be formed using conductive ceramics or the like. As the conductive ceramics, the same ceramics as those forming the air electrode layer 10 can be used. When the conductive ceramic is formed of the same component as the air electrode layer 10, the bonding strength between the air electrode layer 10 and the conductive bonding material 13 is increased. Since it becomes high, it is preferable to form with the same component as the air electrode layer 10.

具体的には、LaSrCoFeO、LaSrMnO、LaSrCoO等を用いることができる。これらの材料を単一の材料を用いて作製してもよく、2種以上組み合わせて導電性接合材13を作製してもよい。 Specifically, LaSrCoFeO 3 , LaSrMnO 3 , LaSrCoO 3 or the like can be used. These materials may be produced using a single material, or the conductive bonding material 13 may be produced by combining two or more kinds.

また、導電性接合材13は、空気極層10とは、粒径の異なる異種材料により構成してもよく、粒径の同じ異種材料により構成してもよい。さらに、粒径の異なる同材料により構成してもよく、粒径の同じ同材料により構成してもよい。異なる粒径を用いた場合には微粒の粒径を0.1〜0.5μm、粗粒の粒径を1.0〜3.0μmとすることが好ましい。また同じ粒径で導電性接合材13を構成する場合は、粒径が0.5〜3μmとすることが好ましい。   The conductive bonding material 13 may be made of a different material having a different particle diameter from the air electrode layer 10 or may be made of a different material having the same particle diameter. Furthermore, it may be composed of the same material having different particle diameters, or may be composed of the same material having the same particle diameter. When different particle diameters are used, it is preferable that the fine particle diameter is 0.1 to 0.5 μm and the coarse particle diameter is 1.0 to 3.0 μm. Moreover, when comprising the electroconductive joining material 13 with the same particle size, it is preferable that a particle size shall be 0.5-3 micrometers.

このように、異なる粒径の材料を用いて導電性接合材13を作製することにより、粒径の大きな粗粒が導電性接合材13の強度を向上させるとともに、粒径の小さな微粒が導電性接合材13の焼結性を向上させることができる。   Thus, by producing the conductive bonding material 13 using materials having different particle sizes, coarse particles having a large particle size improve the strength of the conductive bonding material 13, and fine particles having a small particle size are made conductive. The sinterability of the bonding material 13 can be improved.

次に、集電部材4について図3を用いて説明する。集電部材4は、隣接する一方の燃料電池セル3と接合される複数の板状の第1セル対面部4a1と、燃料電池セルから離れるように第1セル対面部4a1の両側から延びた板状の第1離間部4a2と、隣接する他方の燃料電池セル3と接合される複数の板状の第2セル対面部4b1と、燃料電池セルから
離れるように第2セル対面部4b1の両側から延びた板状の第2離間部4b2とを有している。
Next, the current collecting member 4 will be described with reference to FIG. The current collecting member 4 includes a plurality of plate-like first cell facing portions 4a1 joined to one adjacent fuel cell 3 and plates extending from both sides of the first cell facing portion 4a1 so as to be separated from the fuel cells. First plate-like separation portion 4a2, a plurality of plate-like second cell facing portions 4b1 joined to the other adjacent fuel cell 3, and from both sides of the second cell facing portion 4b1 so as to be separated from the fuel cells. And an extended plate-like second separation portion 4b2.

さらに、複数の第1離間部4a2および複数の第2離間部4b2の一端同士を連結する第1連結部4cと、複数の第1離間部4a2および複数の第2離間部4b2の他端同士を連結する第2連結部4dとを一組のユニットとし、これらのユニットの複数組が、燃料電池セル3の長手方向に導電性連結片4eにより連結されて構成されている。第1セル対面部4a1および第2セル対面部4b1は、図4に示すように、燃料電池セル3に接合される部位であり、これらの部位が燃料電池セル3の発電電力を出入する部分となっている。   Further, the first connecting portion 4c that connects one ends of the plurality of first spacing portions 4a2 and the plurality of second spacing portions 4b2, and the other ends of the plurality of first spacing portions 4a2 and the plurality of second spacing portions 4b2. The second connecting portion 4d to be connected is a set of units, and a plurality of sets of these units are connected in the longitudinal direction of the fuel cell 3 by a conductive connecting piece 4e. As shown in FIG. 4, the first cell facing portion 4 a 1 and the second cell facing portion 4 b 1 are portions that are joined to the fuel battery cell 3, and these portions are portions where the generated power of the fuel battery cell 3 is taken in and out. It has become.

すなわち、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合され、さらに燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2とが導電性接合材13で接合されている。   That is, the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4 a 1 and 4 b 1 of the current collecting member 4 are joined by the conductive joining material 13, and further, the first cell separation portion between the fuel cell 3 and the current collecting member 4. 4a2 is joined with the conductive joining material 13.

言い換えると、複数の燃料電池セル3が平坦部を有し、該平坦部に、インターコネクタ11を有しており、該インターコネクタ11に第1セル対面部4a1が対面し、インターコネクタ11は、第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出して形成され、インターコネクタ11の第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出した部分には、第1セル対面部4a1の両側から延びた第1セル離間部4a2が導電性接合材13で接合されている。   In other words, the plurality of fuel cells 3 have a flat portion, and the flat portion has the interconnector 11, the first cell facing portion 4a1 faces the interconnector 11, and the interconnector 11 The first cell facing portion 4a1 protrudes outward from both sides, and the portion of the interconnector 11 that protrudes outward from both sides of the first cell facing portion 4a1 extends from both sides of the first cell facing portion 4a1. The cell separation portion 4 a 2 is joined by the conductive joining material 13.

さらに言い換えると、固体電解質9が形成されていない導電性支持体7の面、および固体電解質9の両端部に、インターコネクタ11が接合されており、インターコネクタ11の形成面と、第1セル対面部4a1、第1離間部4a2との間が導電性支持体7で接合されている。   Furthermore, in other words, the interconnector 11 is joined to the surface of the conductive support 7 where the solid electrolyte 9 is not formed and to both ends of the solid electrolyte 9, and the surface where the interconnector 11 is formed and the first cell facing surface The conductive support 7 joins the portion 4a1 and the first separation portion 4a2.

従来、図5に示すように、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合されているものの、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2とは、導電性接合材13で接合されていなかった。このような燃料電池セル装置では、燃料電池セルからの発電電流が、インターコネクタ11、導電性接合材13を介して集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1を流れ、電流集中が生じていた。   Conventionally, as shown in FIG. 5, although the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4 a 1 and 4 b 1 of the current collecting member 4 are joined by the conductive joining material 13, The first and second cell separation portions 4 a 2 and 4 b 2 of the electric member 4 were not joined by the conductive joining material 13. In such a fuel cell device, the generated current from the fuel cell flows through the first and second cell facing portions 4a1, 4b1 of the current collecting member 4 via the interconnector 11 and the conductive bonding material 13, and the current Concentration occurred.

これに対して、本実施形態の燃料電池セル装置1では、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1との間では、図4(b)に示すように、集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1と導電性接合材13とが電流の経路となり、さらに、燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2との間でも、集電部材4の第1セル離間部4a2と導電性接合材13とが電流の経路となるため、集電部材4における電流集中を緩和し、集電部材4の温度上昇を抑制し、電気抵抗の増大を抑制し、高い集電効率を維持できる。   On the other hand, in the fuel cell device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 4B, between the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4a1, 4b1 of the current collecting member 4. In addition, the first and second cell facing portions 4a1, 4b1 of the current collecting member 4 and the conductive bonding material 13 serve as a current path, and further, the fuel cell 3 and the first cell separation portion 4a2 of the current collecting member 4 Since the first cell separation portion 4a2 of the current collecting member 4 and the conductive bonding material 13 serve as a current path, the current concentration in the current collecting member 4 is alleviated and the temperature rise of the current collecting member 4 is suppressed. In addition, an increase in electrical resistance can be suppressed and high current collection efficiency can be maintained.

また、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合され、さらに燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2とが導電性接合材13で接合されているため、燃料電池セル3と集電部材4との接合強度を向上することができる。   Further, the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4 a 1 and 4 b 1 of the current collecting member 4 are joined by the conductive joining material 13, and further, the first cell separation portion between the fuel cell 3 and the current collecting member 4. Since 4a2 is joined by the conductive joining material 13, the joining strength between the fuel cell 3 and the current collecting member 4 can be improved.

図6(a)に、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1との接合状態を、図6(b)に、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2との接合状態を示す。図6(a)は、図4(a)におけるx−x線に沿った縦断面図、図6(b)は、図4(a)におけるy−y線に沿った縦断面図である。なお、集
電部材4を埋まるように導電性接合材13で接合しても良い。
FIG. 6A shows a joined state between the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4a1 and 4b1 of the current collecting member 4, and FIG. 6B shows the fuel cell 3 and the current collecting member 4. The joining state with the first and second cell separation portions 4a2, 4b2 is shown. 6A is a longitudinal sectional view taken along line xx in FIG. 4A, and FIG. 6B is a longitudinal sectional view taken along line yy in FIG. 4A. In addition, you may join with the conductive joining material 13 so that the current collection member 4 may be embedded.

燃料電池セル3において、上述したように、固体電解質層9を介して燃料極層8と、空気極層10とが対向する部位が発電する部位となる。それゆえ、燃料電池セル3の発電部で発電された電流を効率よく集電するにあたり、集電部材4の燃料電池セル3の長手方向に沿った長さは、燃料電池セル3における外側電極層10の長手方向における長さと同等以上とすることがよい。   In the fuel battery cell 3, as described above, the portion where the fuel electrode layer 8 and the air electrode layer 10 face each other through the solid electrolyte layer 9 is a portion that generates power. Therefore, in order to efficiently collect the current generated by the power generation unit of the fuel cell 3, the length of the current collecting member 4 along the longitudinal direction of the fuel cell 3 is the outer electrode layer in the fuel cell 3. It is preferable that the length is equal to or greater than 10 in the longitudinal direction.

集電部材4は、耐熱性および導電性を有する必要があり、金属または合金により作製することができる。特には、集電部材4は、高温の酸化雰囲気に曝されることから4〜30%の割合でCrを含有する合金から作製することができ、Fe−Crの合金やNi−Crの合金等により作製できる。   The current collecting member 4 needs to have heat resistance and conductivity, and can be made of a metal or an alloy. In particular, the current collecting member 4 can be produced from an alloy containing Cr at a rate of 4 to 30% because it is exposed to a high-temperature oxidizing atmosphere, such as an Fe—Cr alloy or an Ni—Cr alloy. Can be produced.

また、集電部材4は、燃料電池セル装置1の作動時に高温の酸化雰囲気に曝されることから、集電部材4の表面に、耐酸化性のコーティングを施してもよい。それにより、集電部材4の劣化を低減することができる。耐酸化性のコーディングを施す部位としては、集電部材4の全表面に施すことが好ましい。それにより、集電部材4の表面が高温の酸化雰囲気に曝されることを抑えることができる。   Further, since the current collecting member 4 is exposed to a high-temperature oxidizing atmosphere when the fuel cell device 1 is operated, an oxidation resistant coating may be applied to the surface of the current collecting member 4. Thereby, deterioration of the current collecting member 4 can be reduced. It is preferable to apply the oxidation resistant coating to the entire surface of the current collecting member 4. Thereby, it can suppress that the surface of the current collection member 4 is exposed to high temperature oxidation atmosphere.

ここで、集電部材4の作製方法について説明する。一枚の矩形状をした板部材にプレス加工を施して板部材の幅方向に延びるスリットを板部材の長手方向に複数形成する。そして、第1セル対面部4a1、第1セル離間部4a2および第2セル対面部4b1、第2セル離間部4b2となるスリット間の部位を交互に突出させることにより、図3に示す集電部材4を作製することができる。   Here, a method for producing the current collecting member 4 will be described. A single rectangular plate member is pressed to form a plurality of slits extending in the width direction of the plate member in the longitudinal direction of the plate member. And the current collection member shown in FIG. 3 is made to protrude alternately by the site | part between the slits used as the 1st cell facing part 4a1, the 1st cell separation part 4a2, the 2nd cell facing part 4b1, and the 2nd cell separation part 4b2. 4 can be produced.

図7は、第2の実施形態を示すもので、この形態では、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1とが導電性接合材13で接合され、さらに燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2とが導電性接合材13で接合されている。   FIG. 7 shows the second embodiment. In this embodiment, the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4a1, 4b1 of the current collecting member 4 are joined by the conductive joining material 13, Further, the fuel cell 3 and the first and second cell separation portions 4 a 2 and 4 b 2 of the current collecting member 4 are joined by the conductive joining material 13.

言い換えると、複数の燃料電池セル3が平坦部を有し、該平坦部に、インターコネクタ11を有しており、該インターコネクタ11に第1セル対面部4a1が対面し、インターコネクタ11は、第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出して形成され、インターコネクタ11の第1セル対面部4a1の両側から外側にはみ出した部分には、第1セル対面部4a1の両側から延びた第1セル離間部4a2が導電性接合材13で接合されている。さらに、発電部の空気極層10には、第2セル対面部4b1が対面し、空気極層10は、第2セル対面部4b1の両側から外側にはみ出して形成され、空気極層10の第2セル対面部4b1の両側から外側にはみ出した部分には、第2セル対面部4b1の両側から延びた第2セル離間部4b2が導電性接合材13で接合されている。   In other words, the plurality of fuel cells 3 have a flat portion, and the flat portion has the interconnector 11, the first cell facing portion 4a1 faces the interconnector 11, and the interconnector 11 The first cell facing portion 4a1 protrudes outward from both sides, and the portion of the interconnector 11 that protrudes outward from both sides of the first cell facing portion 4a1 extends from both sides of the first cell facing portion 4a1. The cell separation portion 4 a 2 is joined by the conductive joining material 13. Furthermore, the second cell facing portion 4b1 faces the air electrode layer 10 of the power generation unit, and the air electrode layer 10 is formed to protrude outward from both sides of the second cell facing portion 4b1. A second cell separation portion 4b2 extending from both sides of the second cell facing portion 4b1 is joined by a conductive bonding material 13 to a portion protruding outward from both sides of the two cell facing portion 4b1.

このような燃料電池セル装置では、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1との間では、集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1と導電性接合材13とが電流の経路となり、さらに、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2との間でも、集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2と導電性接合材13とが電流の経路となるため、さらに集電部材4における電流集中を緩和し、集電部材4の温度上昇を抑制し、電気抵抗の増大を抑制し、高い集電効率を維持できるとともに、燃料電池セル3と集電部材4との接合強度を向上することができる。   In such a fuel cell device, between the fuel cell 3 and the first and second cell facing portions 4a1, 4b1 of the current collecting member 4, the first and second cell facing portions 4a1 of the current collecting member 4 are provided. 4b1 and the conductive bonding material 13 serve as a current path. Further, the first and second of the current collecting member 4 are also connected between the fuel cell 3 and the first and second cell separation portions 4a2, 4b2 of the current collecting member 4. Since the second cell separation portions 4a2, 4b2 and the conductive bonding material 13 serve as a current path, the current concentration in the current collecting member 4 is further reduced, the temperature rise of the current collecting member 4 is suppressed, and the electric resistance is increased. Can be suppressed, high current collection efficiency can be maintained, and the bonding strength between the fuel cell 3 and the current collection member 4 can be improved.

また、この形態では、第1、第2セル離間部4a2、4b2により、集電部材4の第1、第2セル対面部4a1、4b1間を空気が、集電部材4の外側に抜けていくことを抑制
でき、燃料電池セル3の空気極層10に空気を効率よく供給することができる。
Further, in this embodiment, the air flows between the first and second cell facing portions 4a1 and 4b1 of the current collecting member 4 to the outside of the current collecting member 4 by the first and second cell separation portions 4a2 and 4b2. This can be suppressed, and air can be efficiently supplied to the air electrode layer 10 of the fuel cell 3.

次に、燃料電池セル装置1を収納容器21内に収納してなる燃料電池モジュール20について図8を用いて説明する。   Next, a fuel cell module 20 in which the fuel cell device 1 is housed in the housing container 21 will be described with reference to FIG.

図8に示す燃料電池モジュール20は、燃料電池セル3にて使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器22をセルスタック2の上方に配置している。そして、改質器22で生成された燃料ガスは、ガス流通管23を介してガスタンク6に供給され、ガスタンク6を介して燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路12に供給される。   A fuel cell module 20 shown in FIG. 8 includes a reformer 22 for reforming raw fuel such as natural gas or kerosene to generate fuel gas in order to obtain fuel gas used in the fuel cell 3. It is arranged above the cell stack 2. The fuel gas generated by the reformer 22 is supplied to the gas tank 6 through the gas flow pipe 23 and supplied to the gas flow path 12 provided inside the fuel battery cell 3 through the gas tank 6. .

なお、図8においては、収納容器21の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されている燃料電池セル装置1および改質器22を後方に取り出した状態を示している。ここで、図8に示した燃料電池モジュール20においては、燃料電池セル装置1を、収納容器21内にスライドして収納することが可能である。   FIG. 8 shows a state where a part (front and rear surfaces) of the storage container 21 is removed and the fuel cell device 1 and the reformer 22 housed inside are taken out rearward. Here, in the fuel cell module 20 shown in FIG. 8, the fuel cell device 1 can be slid and stored in the storage container 21.

また収納容器21の内部に設けられた酸素含有ガス導入部材24は、図8においてはガスタンク6に並置されたセルスタック2の間に配置されるとともに、酸素含有ガスが、燃料ガスの流れに合わせて、燃料電池セル3の側方を下端部側から上端部側に向かって流れるように、燃料電池セル3の下端部側に酸素含有ガスを供給するように構成されている。そして、燃料電池セル3のガス流路12より排出される発電に使用されなかった余剰の燃料ガス(燃料オフガス)を燃料電池セル3の上方で燃焼させることにより、セルスタック2の温度を効果的に上昇させることができ、燃料電池セル装置1の起動を早めることができる。また、燃料電池セル3の上方にて、燃料電池セル3のガス流路12から排出され発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより、セルスタック2の上方に配置された改質器22を温めることができる。それにより、改質器22で効率よく改質反応を行うことができる。   Further, in FIG. 8, the oxygen-containing gas introduction member 24 provided inside the storage container 21 is disposed between the cell stacks 2 juxtaposed to the gas tank 6 and the oxygen-containing gas is adapted to the flow of the fuel gas. Thus, the oxygen-containing gas is supplied to the lower end side of the fuel cell 3 so that the fuel cell 3 flows from the lower end side toward the upper end side. The surplus fuel gas (fuel offgas) that has not been used for power generation discharged from the gas flow path 12 of the fuel cell 3 is burned above the fuel cell 3, thereby effectively increasing the temperature of the cell stack 2. And the start-up of the fuel cell device 1 can be accelerated. Further, the reformer 22 disposed above the cell stack 2 is burned above the fuel cell 3 by burning the fuel gas discharged from the gas flow path 12 of the fuel cell 3 and not used for power generation. Can be warmed. Thereby, the reforming reaction can be efficiently performed in the reformer 22.

次に、燃料電池モジュール20と、燃料電池モジュール20を作動させるための補機(図示せず)とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置25について図9を用いて説明する。   Next, a fuel cell device 25 in which the fuel cell module 20 and an auxiliary machine (not shown) for operating the fuel cell module 20 are housed in an outer case will be described with reference to FIG.

図9に示す燃料電池装置25は、支柱26と外装板27から構成される外装ケース内を仕切板28により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール20を収納するモジュール収納室29とし、下方側を燃料電池モジュール20を作動させるための補機を収納する補機収納室30として構成されている。なお、補機収納室30に収納する補機は省略している。   The fuel cell device 25 shown in FIG. 9 has a module housing chamber 29 in which the inside of an exterior case made up of a support column 26 and an exterior plate 27 is vertically divided by a partition plate 28 and the upper side thereof houses the above-described fuel cell module 20. The lower side is configured as an auxiliary equipment storage chamber 30 for storing auxiliary equipment for operating the fuel cell module 20. In addition, the auxiliary machine accommodated in the auxiliary machine storage chamber 30 is abbreviate | omitted.

また、仕切板28には、補機収納室30の空気をモジュール収納室29側に流すための空気流通口31が設けられており、モジュール収納室29を構成する外装板27の一部に、モジュール収納室29内の空気を排気するための排気口32が設けられている。   Further, the partition plate 28 is provided with an air circulation port 31 for flowing the air in the auxiliary machine storage chamber 30 to the module storage chamber 29 side, and a part of the exterior plate 27 constituting the module storage chamber 29 An exhaust port 32 for exhausting air in the module storage chamber 29 is provided.

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。   Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上述した燃料電池セル装置1においては、燃料電池セル3のガス流路12に燃料ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に酸素含有ガスを供給する例を示したが、ガス流路12に酸素含有ガスを供給し、燃料電池セル3の外側に燃料ガスを供給する構成としてもかまわない。その場合においては、内側電極層を空気極層10とし、外側電極層を燃料
極層8とする構成の燃料電池セル3とすればよい。その際は、導電性接合材13の成分を燃料極層8と同様の組成にすることにより、外側電極層としての燃料極層8と導電性接合材13との接合強度を向上させることができる。
For example, in the fuel cell device 1 described above, the fuel gas is supplied to the gas flow path 12 of the fuel battery cell 3 and the oxygen-containing gas is supplied to the outside of the fuel battery cell 3. The oxygen-containing gas may be supplied to 12 and the fuel gas may be supplied to the outside of the fuel cell 3. In that case, what is necessary is just to set it as the fuel cell 3 of the structure which makes an inner side electrode layer the air electrode layer 10, and makes an outer side electrode layer the fuel electrode layer 8. FIG. In this case, the bonding strength between the fuel electrode layer 8 as the outer electrode layer and the conductive bonding material 13 can be improved by setting the components of the conductive bonding material 13 to the same composition as that of the fuel electrode layer 8. .

さらに、上記実施形態では、中空平板型の燃料電池セル3を用いたが、円筒型の燃料電池セル、平板型の燃料電池を用いることもできる。   Furthermore, although the hollow flat plate fuel cell 3 is used in the above embodiment, a cylindrical fuel cell or a flat plate fuel cell can also be used.

また、上記実施形態では、インターコネクタ11を有する燃料電池セル3を用いたが、インターコネクタを有しない燃料電池セルを用いることもできる。   Moreover, in the said embodiment, although the fuel battery cell 3 which has the interconnector 11 was used, the fuel battery cell which does not have an interconnector can also be used.

さらに、上記形態では、図3に示すような集電部材4を用いたが、これに限定されるものではない。図3では、第1連結部4cと第2連結部4dを有するが、どちらか一方の連結部を有する場合であっても良い。   Furthermore, in the said form, although the current collection member 4 as shown in FIG. 3 was used, it is not limited to this. Although it has the 1st connection part 4c and the 2nd connection part 4d in FIG. 3, the case where it has any one connection part may be sufficient.

また、上記形態では、図4に示すように、燃料電池セル3と集電部材4の第1セル離間部4a2とが導電性接合材13で接合された場合、図7に示すように、燃料電池セル3と集電部材4の第1、第2セル離間部4a2、4b2とが導電性接合材13で接合された場合について説明したが、燃料電池セル3と集電部材4の第2セル離間部4b2とが導電性接合材13で接合される場合であっても、良いことは勿論である。   Moreover, in the said form, as shown in FIG. 4, when the fuel cell 3 and the 1st cell separation part 4a2 of the current collection member 4 are joined by the electroconductive joining material 13, as shown in FIG. Although the case where the battery cell 3 and the first and second cell separation portions 4a2, 4b2 of the current collecting member 4 are joined by the conductive joining material 13 has been described, the fuel cell 3 and the second cell of the current collecting member 4 are described. Needless to say, even when the separation portion 4b2 is joined by the conductive joining material 13.

1:燃料電池セル装置
2:セルスタック
3:燃料電池セル
4:集電部材
4a1:第1セル対面部
4b1:第2セル対面部
4a2:第1セル離間部
4b2:第2セル離間部
4c:第1連結部
4d:第2連結部
6:ガスタンク
11:インターコネクタ
13:導電性接合材
20:燃料電池モジュール
25:燃料電池装置
1: Fuel cell device 2: Cell stack 3: Fuel cell 4: Current collecting member 4a1: First cell facing portion 4b1: Second cell facing portion 4a2: First cell spacing portion 4b2: Second cell spacing portion 4c: 1st connection part 4d: 2nd connection part 6: Gas tank 11: Interconnector 13: Conductive joining material 20: Fuel cell module 25: Fuel cell apparatus

Claims (3)

複数の燃料電池セルと、
該複数の燃料電池セル間にそれぞれ配置され隣接する前記燃料電池セル同士を電気的に接続する集電部材とを具備するとともに、
前記燃料電池セルと前記集電部材とが導電性接合材で接合された燃料電池セル装置であって、
前記集電部材が、前記隣接する燃料電池セルのそれぞれに対面している第1、第2セル対面部と、
前記隣接する燃料電池セルから離れるように前記第1、第2セル対面部からそれぞれ延びた第1、第2セル離間部と、
該第1、第2セル離間部が連結した連結部とを具備して構成されており、
前記燃料電池セルと前記集電部材の前記第1、第2セル対面部とが前記導電性接合材で接合され、さらに前記燃料電池セルと前記集電部材の第1、第2セル離間部の少なくとも一方とが前記導電性接合材で接合されており、
前記複数の燃料電池セルが平坦部を有し、該平坦部に固体電解質を一対の電極で挟んで構成された発電部を有しており、該発電部に前記第2セル対面部が対面し、前記発電部は、前記第2セル対面部から外側にはみ出して形成され、前記発電部の前記第2セル対面部から外側にはみ出した部分には、前記第2セル対面部から延びた第2セル離間部が前記導電性接合材で接合されていることを特徴とする燃料電池セル装置。
A plurality of fuel cells;
A current collecting member that is arranged between the plurality of fuel cells and electrically connects the adjacent fuel cells, and
A fuel battery cell device in which the fuel cell and the current collecting member are joined with a conductive joining material,
First and second cell facing portions where the current collecting member faces each of the adjacent fuel cells; and
First and second cell separation portions extending from the first and second cell facing portions so as to be separated from the adjacent fuel cells,
The first and second cell spacing portions are connected to each other, and the connecting portion is configured.
The fuel cell and the first and second cell facing portions of the current collecting member are joined by the conductive joining material, and further, the fuel cell and the first and second cell separating portions of the current collecting member are joined. At least one is bonded with the conductive bonding material ,
The plurality of fuel cells have a flat portion, and the flat portion has a power generation unit configured by sandwiching a solid electrolyte between a pair of electrodes, and the second cell facing portion faces the power generation unit. The power generation part is formed to protrude outward from the second cell facing part, and a portion of the power generation part that protrudes outward from the second cell facing part extends from the second cell facing part. A fuel cell device, wherein a cell separation portion is joined by the conductive joining material .
前記複数の燃料電池セルが平坦部を有し、該平坦部にインターコネクタを有しており、該インターコネクタに前記第1セル対面部が対面し、前記インターコネクタは、前記第1セル対面部から外側にはみ出して形成され、前記インターコネクタの前記第1セル対面部から外側にはみ出した部分には、前記第1セル対面部から延びた第1セル離間部が前記導電性接合材で接合されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池セル装置。   The plurality of fuel cells have a flat portion, the flat portion has an interconnector, the first cell facing portion faces the interconnector, and the interconnector includes the first cell facing portion. A first cell separation portion extending from the first cell facing portion is joined to the portion of the interconnector protruding outward from the first cell facing portion of the interconnector by the conductive bonding material. The fuel cell device according to claim 1, wherein 前記導電性接合材は、前記第1セル対面部又は前記第2セル対面部から外側に向かって、第1の傾きで厚みが厚くなった後、第2の傾きで厚みが薄くなっており、第1の傾きの
傾斜角は第2の傾きより小さいことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の燃料電池セル装置。
The conductive bonding material has a thickness that increases from the first cell-facing portion or the second cell-facing portion toward the outside, with a first inclination, and then a thickness that decreases with a second inclination. First slope
The fuel cell device according to claim 1 or 2, wherein the inclination angle is smaller than the second inclination .
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