JP6578415B1 - Metal member for electrochemical cell, cell stack and cell stack apparatus - Google Patents

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Abstract

【課題】被覆膜の剥離を抑制可能な電気化学セル用金属部材、セルスタック及びセルスタック装置を提供する。【解決手段】集電部材301は、クロムを含有する合金材料によって構成される基材302と、基材302を被覆する被覆膜304とを備える。基材302は、第1表面S1を有する基材本体部302aと、基材本体部302aから延びる第1腕部302bとを有する。第1腕部302bは、第1表面S1に垂直な断面において、第1表面S1と対向する。【選択図】図10An object of the present invention is to provide a metal member for an electrochemical cell, a cell stack, and a cell stack device capable of suppressing peeling of a coating film. A current collecting member includes a base material made of an alloy material containing chromium and a coating film that covers the base material. The base material 302 has a base material main body 302a having a first surface S1 and a first arm part 302b extending from the base material main body 302a. The first arm portion 302b faces the first surface S1 in a cross section perpendicular to the first surface S1. [Selection] Figure 10

Description

本発明は、電気化学セル用金属部材、セルスタック及びセルスタック装置に関するものである。   The present invention relates to a metal member for an electrochemical cell, a cell stack, and a cell stack apparatus.

従来、複数の燃料電池セルが集電部材によって電気的に接続されたセルスタックと、各燃料電池セルを支持するマニホールドとを備えたセルスタック装置が知られている(特許文献1及び2参照)。集電部材及びマニホールドには、金属部材が用いられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cell stack device is known that includes a cell stack in which a plurality of fuel cells are electrically connected by a current collecting member, and a manifold that supports each fuel cell (see Patent Documents 1 and 2). . A metal member is used for the current collecting member and the manifold.

特許文献1では、ステンレス鋼によって構成される基材からCr(クロム)が揮発することを抑制するために、基材の表面を覆う被覆膜を有する金属部材が集電部材として用いられている。   In Patent Document 1, in order to suppress the volatilization of Cr (chromium) from a base material composed of stainless steel, a metal member having a coating film covering the surface of the base material is used as a current collecting member. .

特許文献2では、ステンレス鋼によって構成される基材からCrが揮発することを抑制するために、基材の表面を覆う被覆膜を有する金属部材がマニホールドとして用いられている。   In Patent Document 2, a metal member having a coating film that covers the surface of the base material is used as a manifold in order to suppress the volatilization of Cr from the base material made of stainless steel.

国際公開第2013/172451号International Publication No. 2013/172451 特開2015−035418号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-035418

しかしながら、特許文献1,2に記載の金属部材では、セルスタック装置の作動/非作動が繰り返されると、被覆膜に応力がかかって基材から剥離するおそれがある。   However, in the metal members described in Patent Documents 1 and 2, when the operation / non-operation of the cell stack device is repeated, the coating film may be stressed and peeled from the substrate.

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、被覆膜の剥離を抑制可能な電気化学セル用金属部材、セルスタック及びセルスタック装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to provide a metal member for an electrochemical cell, a cell stack, and a cell stack device that can suppress peeling of a coating film.

本発明に係る電気化学セル用金属部材は、クロムを含有する合金材料によって構成される基材と、基材を被覆する被覆膜とを備える。基材は、第1表面を有する基材本体部と、基材本体部から延びる第1腕部とを有する。第1腕部は、第1表面に垂直な断面において、第1表面と対向する。   The metal member for an electrochemical cell according to the present invention includes a base material composed of an alloy material containing chromium and a coating film that covers the base material. The base material has a base material body portion having a first surface and a first arm portion extending from the base material body portion. The first arm portion faces the first surface in a cross section perpendicular to the first surface.

本発明によれば、被覆膜の剥離を抑制可能な電気化学セル用金属部材、セルスタック及びセルスタック装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal member for electrochemical cells which can suppress peeling of a coating film, a cell stack, and a cell stack apparatus can be provided.

セルスタック装置の斜視図。The perspective view of a cell stack apparatus. セルスタック装置の断面図。Sectional drawing of a cell stack apparatus. 燃料マニホールドの斜視図。The perspective view of a fuel manifold. 燃料電池セルの斜視図。The perspective view of a fuel cell. 燃料電池セルの断面図。Sectional drawing of a fuel cell. 図2の部分拡大図。The elements on larger scale of FIG. 集電部材の斜視図。The perspective view of a current collection member. 図7のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 図8の領域R1の拡大図。The enlarged view of area | region R1 of FIG. 図9の領域R2の拡大図。The enlarged view of area | region R2 of FIG.

以下、本発明に係る集電部材を用いたセルスタック装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、セルスタック装置100の斜視図である。図2は、セルスタック装置100の断面図である。   Hereinafter, an embodiment of a cell stack device using a current collecting member according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the cell stack apparatus 100. FIG. 2 is a cross-sectional view of the cell stack apparatus 100.

図1及び図2に示すように、セルスタック装置100は、燃料マニホールド200と、複数の燃料電池セル300(「電気化学セル」の一例)とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cell stack device 100 includes a fuel manifold 200 and a plurality of fuel cells 300 (an example of an “electrochemical cell”).

[燃料マニホールド]
図3は、燃料マニホールド200の斜視図である。
[Fuel manifold]
FIG. 3 is a perspective view of the fuel manifold 200.

図3に示すように、燃料マニホールド200は、燃料ガス(例えば、水素など)を各燃料電池セル300に分配するように構成されている。燃料マニホールド200は、中空状であり、内部空間を有している。燃料マニホールド200の内部空間には、導入管201を介して燃料ガスが供給される。燃料マニホールド200は、互いに間隔をあけて並ぶ複数の挿入孔202を有している。各挿入孔202は、燃料マニホールド200の天板203に形成されている。各挿入孔202は、燃料マニホールド200の内部空間と外部に連通する。   As shown in FIG. 3, the fuel manifold 200 is configured to distribute fuel gas (for example, hydrogen) to each fuel cell 300. The fuel manifold 200 is hollow and has an internal space. Fuel gas is supplied to the internal space of the fuel manifold 200 through the introduction pipe 201. The fuel manifold 200 has a plurality of insertion holes 202 arranged at intervals. Each insertion hole 202 is formed in the top plate 203 of the fuel manifold 200. Each insertion hole 202 communicates with the internal space of the fuel manifold 200 and the outside.

[燃料電池セル]
図2に示すように、各燃料電池セル300は、燃料マニホールド200から延びている。詳細には、各燃料電池セル300は、燃料マニホールド200の天板203から上方(x軸方向)に延びている。すなわち、各燃料電池セル300の長手方向(x軸方向)は、上方に延びている。各燃料電池セル300の長手方向(x軸方向)の長さは、100〜300mm程度とすることができる。
[Fuel battery cell]
As shown in FIG. 2, each fuel cell 300 extends from the fuel manifold 200. Specifically, each fuel cell 300 extends upward (x-axis direction) from the top plate 203 of the fuel manifold 200. That is, the longitudinal direction (x-axis direction) of each fuel cell 300 extends upward. The length of each fuel cell 300 in the longitudinal direction (x-axis direction) can be about 100 to 300 mm.

各燃料電池セル300の基端部は、燃料マニホールド200の挿入孔202に挿入されている。各燃料電池セル300は、接合材101によって挿入孔202に固定されている。燃料電池セル300は、挿入孔202に挿入された状態で、接合材101によって燃料マニホールド200に固定されている。接合材101は、燃料電池セル300と挿入孔202の隙間に充填される。接合材101としては、例えば、結晶化ガラス、非晶質ガラス、ろう材、及びセラミックスなどが挙げられる。結晶化ガラスとは、全体積に対する「結晶相が占める体積」の割合(結晶化度)が60%以上であり、全体積に対する「非晶質相及び不純物が占める体積」の割合が40%未満のガラスである。このような結晶化ガラスとしては、例えば、SiO−B系、SiO−CaO系、又はSiO−MgO系が挙げられる。 The base end portion of each fuel cell 300 is inserted into the insertion hole 202 of the fuel manifold 200. Each fuel cell 300 is fixed to the insertion hole 202 by a bonding material 101. The fuel battery cell 300 is fixed to the fuel manifold 200 by the bonding material 101 in a state of being inserted into the insertion hole 202. The bonding material 101 is filled in a gap between the fuel battery cell 300 and the insertion hole 202. Examples of the bonding material 101 include crystallized glass, amorphous glass, brazing material, and ceramics. With crystallized glass, the ratio of “volume occupied by crystal phase” to the total volume (crystallinity) is 60% or more, and the ratio of “volume occupied by amorphous phase and impurities” to the total volume is less than 40%. Glass. Examples of such crystallized glass include SiO 2 —B 2 O 3 system, SiO 2 —CaO system, and SiO 2 —MgO system.

各燃料電池セル300は、長手方向(x軸方向)及び幅方向(y軸方向)に広がる板状に形成されている。各燃料電池セル300は、配列方向(z軸方向)に間隔をあけて配列されている。隣り合う2つの燃料電池セル300の間隔は特に制限されないが、1〜5mm程度とすることができる。隣り合う2つの燃料電池セル300は、集電部材301によって電気的に接続されている。複数の燃料電池セル300が集電部材301で接続されることによってセルスタックが形成されている。集電部材301の構成については後述する。   Each fuel cell 300 is formed in a plate shape extending in the longitudinal direction (x-axis direction) and the width direction (y-axis direction). The fuel cells 300 are arranged at intervals in the arrangement direction (z-axis direction). The interval between two adjacent fuel cells 300 is not particularly limited, but can be about 1 to 5 mm. Two adjacent fuel cells 300 are electrically connected by a current collecting member 301. A plurality of fuel cells 300 are connected by a current collecting member 301 to form a cell stack. The configuration of the current collecting member 301 will be described later.

燃料電池セル300は、複数の発電素子部10と、支持基板20とを備える。   The fuel cell 300 includes a plurality of power generation element units 10 and a support substrate 20.

[支持基板]
図4は、燃料電池セル300の斜視図である。図5は、燃料電池セル300の断面図である。
[Support substrate]
FIG. 4 is a perspective view of the fuel battery cell 300. FIG. 5 is a cross-sectional view of the fuel battery cell 300.

図4に示すように、支持基板20は、支持基板20の長手方向(x軸方向)に沿って延びる複数のガス流路21を内部に有している。各ガス流路21は、支持基板20の基端側から先端側に向かって延びている。各ガス流路21は、互いに実質的に平行に延びている。なお、基端側とは、ガス流路のガス供給側を意味する。具体的には、燃料マニホールド200に燃料電池セル300を取り付けた場合において、その燃料マニホールド200に近い側を意味する。また、先端側とは、ガス流路のガス供給側とは反対側を意味する。具体的には、燃料電池セル300を燃料マニホールド200に取り付けた場合において、その燃料マニホールド200から遠い側を意味する。例えば、図2に示す例では、下側が基端側であり、上側が先端側となる。   As shown in FIG. 4, the support substrate 20 has a plurality of gas passages 21 extending along the longitudinal direction (x-axis direction) of the support substrate 20. Each gas flow path 21 extends from the proximal end side of the support substrate 20 toward the distal end side. Each gas channel 21 extends substantially parallel to each other. The base end side means the gas supply side of the gas flow path. Specifically, when the fuel battery cell 300 is attached to the fuel manifold 200, the side close to the fuel manifold 200 is meant. Further, the tip side means the side opposite to the gas supply side of the gas flow path. Specifically, when the fuel cell 300 is attached to the fuel manifold 200, it means the side far from the fuel manifold 200. For example, in the example shown in FIG. 2, the lower side is the proximal end side, and the upper side is the distal end side.

図5に示すように、支持基板20は、複数の第1凹部22を有する。本実施形態において、各第1凹部22は、支持基板20の両主面に形成されているが、一方の主面にだけ形成されていてもよい。各第1凹部22は支持基板20の長手方向において互いに間隔をあけて配置されている。   As shown in FIG. 5, the support substrate 20 has a plurality of first recesses 22. In the present embodiment, each first recess 22 is formed on both main surfaces of the support substrate 20, but may be formed only on one main surface. The first recesses 22 are arranged at intervals in the longitudinal direction of the support substrate 20.

支持基板20は、電子伝導性を有さない多孔質の材料によって構成される。支持基板20は、例えば、CSZ(カルシア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、支持基板20は、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)とから構成されてもよいし、MgO(酸化マグネシウム)とMgAl(マグネシアアルミナスピネル)とから構成されてもよい。支持基板20の気孔率は、例えば、20〜60%程度である。 The support substrate 20 is made of a porous material that does not have electronic conductivity. The support substrate 20 can be made of, for example, CSZ (calcia stabilized zirconia). Alternatively, the support substrate 20 may be composed of NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria-stabilized zirconia), or composed of NiO (nickel oxide) and Y 2 O 3 (yttria). Alternatively, MgO (magnesium oxide) and MgAl 2 O 4 (magnesia alumina spinel) may be used. The porosity of the support substrate 20 is, for example, about 20 to 60%.

[発電素子部]
各発電素子部10は、支持基板20に支持されている。本実施形態において、各発電素子部10は、支持基板20の両主面に形成されているが、一方の主面にだけ形成されていてもよい。各発電素子部10は、支持基板20の長手方向において、互いに間隔をあけて配置されている。すなわち、本実施形態に係る燃料電池セル300は、いわゆる横縞型の燃料電池である。長手方向に隣り合う発電素子部10は、インターコネクタ31によって互いに電気的に接続されている。
[Power generation element]
Each power generation element unit 10 is supported by a support substrate 20. In the present embodiment, each power generating element unit 10 is formed on both main surfaces of the support substrate 20, but may be formed only on one main surface. The power generation element units 10 are arranged at intervals in the longitudinal direction of the support substrate 20. That is, the fuel cell 300 according to the present embodiment is a so-called horizontal stripe fuel cell. The power generating element portions 10 adjacent in the longitudinal direction are electrically connected to each other by an interconnector 31.

発電素子部10は、燃料極4、電解質5、及び空気極6を有している。また、発電素子部10は、反応防止膜7をさらに有している。   The power generation element unit 10 includes a fuel electrode 4, an electrolyte 5, and an air electrode 6. In addition, the power generation element unit 10 further includes a reaction preventing film 7.

[燃料極]
燃料極4は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。燃料極4は、燃料極集電部41と燃料極活性部42とを有する。
[Fuel electrode]
The fuel electrode 4 is a fired body made of a porous material having electron conductivity. The fuel electrode 4 includes a fuel electrode current collector 41 and a fuel electrode active part 42.

燃料極集電部41は、第1凹部22内に配置されている。詳細には、燃料極集電部41は、第1凹部22内に充填されており、第1凹部22と同様の外形を有する。燃料極集電部41は、第2凹部411及び第3凹部412を有している。第2凹部411内には、燃料極活性部42が配置されている。また、第3凹部412には、インターコネクタ31が配置されている。   The fuel electrode current collector 41 is disposed in the first recess 22. Specifically, the fuel electrode current collector 41 is filled in the first recess 22 and has the same outer shape as the first recess 22. The fuel electrode current collector 41 has a second recess 411 and a third recess 412. A fuel electrode active portion 42 is disposed in the second recess 411. Further, the interconnector 31 is disposed in the third recess 412.

燃料極集電部41は、電子伝導性を有する。燃料極集電部41は、燃料極活性部42よりも高い電子伝導性を有していることが好ましい。燃料極集電部41は、酸素イオン伝導性を有していてもよいし、有していなくてもよい。   The fuel electrode current collector 41 has electronic conductivity. The fuel electrode current collector 41 preferably has higher electron conductivity than the fuel electrode active part 42. The fuel electrode current collector 41 may or may not have oxygen ion conductivity.

燃料極集電部41は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極集電部41は、NiO(酸化ニッケル)とY(イットリア)とから構成されてもよいし、NiO(酸化ニッケル)とCSZ(カルシア安定化ジルコニア)とから構成されてもよい。燃料極集電部41の厚さ、及び第1凹部22の深さは、50〜500μm程度である。 The fuel electrode current collector 41 can be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode current collector 41 may be composed of NiO (nickel oxide) and Y 2 O 3 (yttria), or composed of NiO (nickel oxide) and CSZ (calcia stabilized zirconia). Also good. The thickness of the fuel electrode current collector 41 and the depth of the first recess 22 are about 50 to 500 μm.

燃料極活性部42は、酸素イオン伝導性を有するとともに、電子伝導性を有する。燃料極活性部42は、燃料極集電部41よりも酸素イオン伝導性を有する物質の含有率が大きい。詳細には、燃料極活性部42における、気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合は、燃料極集電部41における、気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合よりも大きい。   The fuel electrode active portion 42 has oxygen ion conductivity and electronic conductivity. The anode active part 42 has a higher content of oxygen ion conductive material than the anode current collector 41. Specifically, the volume ratio of the substance having oxygen ion conductivity with respect to the total volume excluding the pore portion in the fuel electrode active portion 42 is determined by the oxygen ion conduction in the total volume excluding the pore portion in the fuel electrode current collector 41. It is larger than the volume ratio of the substance having the property.

燃料極活性部42は、例えば、NiO(酸化ニッケル)とYSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)とから構成され得る。或いは、燃料極活性部42は、NiO(酸化ニッケル)とGDC(ガドリニウムドープセリア)とから構成されてもよい。燃料極活性部42の厚さは、5〜30μmである。   The fuel electrode active part 42 may be composed of, for example, NiO (nickel oxide) and YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Alternatively, the fuel electrode active part 42 may be composed of NiO (nickel oxide) and GDC (gadolinium-doped ceria). The thickness of the fuel electrode active part 42 is 5 to 30 μm.

[電解質]
電解質5は、燃料極4上を覆うように配置されている。詳細には、電解質5は、あるインターコネクタ31から隣のインターコネクタ31まで長手方向に延びている。すなわち、支持基板20の長手方向(x軸方向)において、電解質5とインターコネクタ31とが交互に連続して配置されている。電解質5は、支持基板20の第1主面23a及び第2主面23bを覆うように構成されている。
[Electrolytes]
The electrolyte 5 is disposed so as to cover the fuel electrode 4. Specifically, the electrolyte 5 extends in the longitudinal direction from one interconnector 31 to the adjacent interconnector 31. That is, the electrolyte 5 and the interconnector 31 are alternately and continuously arranged in the longitudinal direction (x-axis direction) of the support substrate 20. The electrolyte 5 is configured to cover the first main surface 23 a and the second main surface 23 b of the support substrate 20.

電解質5は、イオン伝導性を有し且つ電子伝導性を有さない緻密な材料から構成される焼成体である。電解質5は、例えば、YSZ(8YSZ)(イットリア安定化ジルコニア)から構成され得る。或いは、電解質5は、LSGM(ランタンガレート)から構成されてもよい。電解質5の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。   The electrolyte 5 is a fired body made of a dense material that has ionic conductivity and no electronic conductivity. The electrolyte 5 can be made of, for example, YSZ (8YSZ) (yttria stabilized zirconia). Or the electrolyte 5 may be comprised from LSGM (lanthanum gallate). The thickness of the electrolyte 5 is, for example, about 3 to 50 μm.

[反応防止膜]
反応防止膜7は、緻密な材料から構成される焼成体である。反応防止膜7は、電解質5と空気極活性部61との間に配置されている。反応防止膜7は、電解質5内のYSZと空気極6内のSrとが反応して電解質5と空気極6との界面に電気抵抗が大きい反応層が形成される現象の発生を抑制するために設けられている。
[Reaction prevention film]
The reaction preventing film 7 is a fired body composed of a dense material. The reaction preventing film 7 is disposed between the electrolyte 5 and the air electrode active part 61. The reaction preventing film 7 suppresses occurrence of a phenomenon in which YSZ in the electrolyte 5 and Sr in the air electrode 6 react to form a reaction layer having a large electric resistance at the interface between the electrolyte 5 and the air electrode 6. Is provided.

反応防止膜7は、希土類元素を含むセリアを含んだ材料から構成されている。反応防止膜7は、例えば、GDC=(Ce,Gd)O(ガドリニウムドープセリア)から構成され得る。反応防止膜7の厚さは、例えば、3〜50μm程度である。 The reaction preventing film 7 is made of a material containing ceria containing a rare earth element. The reaction preventing film 7 can be made of, for example, GDC = (Ce, Gd) O 2 (gadolinium-doped ceria). The thickness of the reaction preventing film 7 is, for example, about 3 to 50 μm.

[空気極]
空気極6は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極6は、電解質5を基準にして、燃料極4と反対側に配置されている。空気極6は、空気極活性部61と空気極集電部62とを有している。
[Air electrode]
The air electrode 6 is a fired body composed of a porous material having electron conductivity. The air electrode 6 is disposed on the opposite side of the fuel electrode 4 with respect to the electrolyte 5. The air electrode 6 includes an air electrode active part 61 and an air electrode current collector 62.

空気極活性部61は、反応防止膜7上に配置されている。空気極活性部61は、酸素イオン伝導性を有するとともに、電子伝導性を有する。空気極活性部61は、空気極集電部62よりも酸素イオン伝導性を有する物質の含有率が大きい。詳細には、空気極活性部61おける、気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合は、空気極集電部62における、気孔部分を除いた全体積に対する酸素イオン伝導性を有する物質の体積割合よりも大きい。   The air electrode active part 61 is disposed on the reaction preventing film 7. The air electrode active part 61 has oxygen ion conductivity and electron conductivity. The air electrode active part 61 has a higher content of a substance having oxygen ion conductivity than the air electrode current collecting part 62. Specifically, the volume ratio of the substance having oxygen ion conductivity with respect to the total volume excluding the pore portion in the air electrode active portion 61 is determined by the oxygen ion conductivity in the air electrode current collector 62 with respect to the total volume excluding the pore portion. It is larger than the volume ratio of the substance having the property.

空気極活性部61は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、空気極活性部61は、LSF=(La,Sr)FeO(ランタンストロンチウムフェライト)、LNF=La(Ni,Fe)O(ランタンニッケルフェライト)、又は、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)等から構成されてもよい。空気極活性部61は、LSCFから構成される第1層(内側層)とLSCから構成される第2層(外側層)との2層によって構成されてもよい。空気極活性部61の厚さは、例えば、10〜100μmである。 The air electrode active part 61 can be composed of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, the air electrode active part 61 may have LSF = (La, Sr) FeO 3 (lanthanum strontium ferrite), LNF = La (Ni, Fe) O 3 (lanthanum nickel ferrite), or LSC = (La, Sr) CoO. 3 (lanthanum strontium cobaltite) or the like. The air electrode active part 61 may be configured by two layers of a first layer (inner layer) composed of LSCF and a second layer (outer layer) composed of LSC. The thickness of the air electrode active part 61 is, for example, 10 to 100 μm.

空気極集電部62は、空気極活性部61上に配置されている。また、空気極集電部62は、空気極活性部61から、隣の発電素子部に向かって延びている。燃料極集電部41と空気極集電部62とは、発電領域から互いに反対側に延びている。発電領域とは、燃料極活性部42と電解質5と空気極活性部61とが重複する領域である。   The air electrode current collector 62 is disposed on the air electrode active part 61. The air electrode current collector 62 extends from the air electrode active part 61 toward the adjacent power generation element part. The fuel electrode current collector 41 and the air electrode current collector 62 extend from the power generation region to opposite sides. The power generation region is a region where the fuel electrode active part 42, the electrolyte 5, and the air electrode active part 61 overlap.

空気極集電部62は、電子伝導性を有する多孔質の材料から構成される焼成体である。空気極集電部62は、空気極活性部61よりも高い電子伝導性を有していることが好ましい。空気極集電部62は、酸素イオン伝導性を有していてもよいし、有していなくてもよい。   The air electrode current collector 62 is a fired body made of a porous material having electronic conductivity. The air electrode current collector 62 preferably has higher electron conductivity than the air electrode active part 61. The air electrode current collector 62 may or may not have oxygen ion conductivity.

空気極集電部62は、例えば、LSCF=(La,Sr)(Co,Fe)O(ランタンストロンチウムコバルトフェライト)から構成され得る。或いは、空気極集電部62は、LSC=(La,Sr)CoO(ランタンストロンチウムコバルタイト)から構成されてもよい。或いは、空気極集電部62は、Ag(銀)、Ag−Pd(銀パラジウム合金)から構成されてもよい。空気極集電部62の厚さは、例えば、50〜500μm程度である。 The air electrode current collector 62 can be made of, for example, LSCF = (La, Sr) (Co, Fe) O 3 (lanthanum strontium cobalt ferrite). Alternatively, the air electrode current collector 62 may be made of LSC = (La, Sr) CoO 3 (lanthanum strontium cobaltite). Or the air electrode current collection part 62 may be comprised from Ag (silver) and Ag-Pd (silver palladium alloy). The thickness of the air electrode current collector 62 is, for example, about 50 to 500 μm.

[インターコネクタ]
インターコネクタ31は、支持基板20の長手方向(x軸方向)に隣り合う発電素子部10を電気的に接続するように構成されている。詳細には、一方の発電素子部10の空気極集電部62は、他方の発電素子部10に向かって延びている。また、他方の発電素子部10の燃料極集電部41は、一方の発電素子部10に向かって延びている。そして、インターコネクタ31は、一方の発電素子部10の空気極集電部62と、他方の発電素子部10の燃料極集電部41とを電気的に接続している。インターコネクタ31は、燃料極集電部41の第3凹部412内に配置されている。詳細には、インターコネクタ31は、第3凹部412内に埋設されている。
[Interconnector]
The interconnector 31 is configured to electrically connect the power generating element portions 10 adjacent in the longitudinal direction (x-axis direction) of the support substrate 20. Specifically, the air electrode current collector 62 of one power generation element unit 10 extends toward the other power generation element unit 10. Further, the fuel electrode current collector 41 of the other power generating element unit 10 extends toward the one power generating element unit 10. The interconnector 31 electrically connects the air electrode current collector 62 of one power generating element unit 10 and the fuel electrode current collector 41 of the other power generating element unit 10. The interconnector 31 is disposed in the third recess 412 of the fuel electrode current collector 41. Specifically, the interconnector 31 is embedded in the third recess 412.

インターコネクタ31は、電子伝導性を有する緻密な材料から構成される焼成体である。インターコネクタ31は、例えば、LaCrO(ランタンクロマイト)から構成され得る。或いは、インターコネクタ31は、(Sr,La)TiO(ストロンチウムチタネート)から構成されてもよい。インターコネクタ31の厚さは、例えば、10〜100μmである。 The interconnector 31 is a fired body composed of a dense material having electronic conductivity. The interconnector 31 can be made of, for example, LaCrO 3 (lanthanum chromite). Alternatively, the interconnector 31 may be made of (Sr, La) TiO 3 (strontium titanate). The thickness of the interconnector 31 is, for example, 10 to 100 μm.

[集電部材]
図6は、図2の部分拡大図である。図6では、セルスタック装置100のうち各燃料電池セル300の基端部付近が図示されている。
[Current collecting member]
FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. FIG. 6 shows the vicinity of the base end portion of each fuel cell 300 in the cell stack apparatus 100.

図6に示すように、隣接する2つの燃料電池セル300(第1燃料電池セル300a及び第2燃料電池セル300b)は、集電部材301によって電気的に接続される。集電部材301は、電気化学セル用金属部材の一例である。   As shown in FIG. 6, two adjacent fuel cells 300 (first fuel cell 300 a and second fuel cell 300 b) are electrically connected by a current collecting member 301. The current collecting member 301 is an example of a metal member for an electrochemical cell.

集電部材301は、第1燃料電池セル300aと第2燃料電池セル300bの間に配置される。集電部材301は、支持基板20の両主面に配置された複数の発電素子部10のうち、最も基端側に配置された基端側発電素子部10aよりも基端側に配置されている。   The current collecting member 301 is disposed between the first fuel cell 300a and the second fuel cell 300b. The current collecting member 301 is arranged closer to the base end side than the base end side power generating element part 10a arranged closest to the base end side among the plurality of power generating element parts 10 arranged on both main surfaces of the support substrate 20. Yes.

集電部材301は、第1燃料電池セル300a及び第2燃料電池セル300bそれぞれの基端側に接合される。詳細には、集電部材301は、導電性接合材102を介して、第1燃料電池セル300aの基端側発電素子部10aから延びる電気的接続部110と、第2燃料電池セル300bの基端側発電素子部10aから延びる空気極集電部62とに接合される。   The current collecting member 301 is joined to the base end sides of the first fuel cell 300a and the second fuel cell 300b. Specifically, the current collecting member 301 includes the electrical connection part 110 extending from the base-end power generation element part 10a of the first fuel cell 300a and the base of the second fuel battery cell 300b via the conductive bonding material 102. It is joined to the air electrode current collector 62 extending from the end-side power generating element portion 10a.

導電性接合材102としては、周知の導電性セラミックス等を用いることができる。例えば、導電性接合材102は、(Mn,Co)、(La,Sr)MnO、及び(La,Sr)(Co,Fe)Oなどから選ばれる少なくとも1種によって構成することができる。 As the conductive bonding material 102, known conductive ceramics or the like can be used. For example, the conductive bonding material 102 is composed of at least one selected from (Mn, Co) 3 O 4 , (La, Sr) MnO 3 , and (La, Sr) (Co, Fe) O 3. Can do.

ここで、図7は、集電部材301の斜視図であり、図8は、図7のA−A断面図である。図7では、集電部材301が第1燃料電池セル300aに接合された状態が示されている。図7では、第2燃料電池セル300bが省略されているが、実際には第1燃料電池セル300aと対向するように第2燃料電池セル300bが配置されている。   Here, FIG. 7 is a perspective view of the current collecting member 301, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 7 shows a state where the current collecting member 301 is joined to the first fuel cell 300a. In FIG. 7, the second fuel battery cell 300b is omitted, but actually, the second fuel battery cell 300b is arranged so as to face the first fuel battery cell 300a.

集電部材301は、第1接合部a1、第2接合部a2、第1連結部b1、及び第2連結部b2を有する。   The current collecting member 301 includes a first joint part a1, a second joint part a2, a first connection part b1, and a second connection part b2.

第1接合部a1は、第1燃料電池セル300aに接合される。詳細には、第1接合部a1は、導電性接合材102によって、第1燃料電池セル300aの基端側発電素子部10a(図6参照)から延びる電気的接続部110に接合される。なお、電気的接続部110は、第1接続部111と第2接続部112を有している。第1接続部111は、上述したインターコネクタ31と同様の構成及び材質とすることができる。また、第2接続部112は、上述した空気極集電部62と同様の材料から構成することができる。第2接続部112は、第1接続部111と電気的に接続されており、下方へと延びている。図8に示すように、第1接合部a1は、第1燃料電池セル300aの外表面Taと対向する主面Saを有する。   The first joint part a1 is joined to the first fuel cell 300a. Specifically, the first joint portion a1 is joined to the electrical connection portion 110 that extends from the base-end-side power generation element portion 10a (see FIG. 6) of the first fuel cell 300a by the conductive joint material 102. The electrical connection unit 110 includes a first connection unit 111 and a second connection unit 112. The 1st connection part 111 can be set as the structure and material similar to the interconnector 31 mentioned above. The second connection portion 112 can be made of the same material as the air electrode current collector 62 described above. The second connection portion 112 is electrically connected to the first connection portion 111 and extends downward. As shown in FIG. 8, the first joint a1 has a main surface Sa that faces the outer surface Ta of the first fuel cell 300a.

第1接合部a1は、平板状に形成される。z軸方向における第1接合部a1の厚みは特に制限されないが、例えば0.1〜2.0mmとすることができる。本実施形態において、第1接合部a1は、幅方向に延びる矩形に形成されているが、第1接合部a1の形状に特に制限はなく、三角以上の多角形、円形、楕円形、或いは、これら以外の複雑形状であってもよい。   The 1st junction part a1 is formed in flat form. Although the thickness in particular of 1st junction part a1 in az axis direction is not restrict | limited, For example, it can be set as 0.1-2.0 mm. In the present embodiment, the first joint portion a1 is formed in a rectangular shape extending in the width direction, but the shape of the first joint portion a1 is not particularly limited, and is a triangle or more polygon, a circle, an ellipse, or Other complicated shapes may be used.

第1接合部a1には、複数の第1貫通孔c1が形成される。図8に示すように、各第1貫通孔c1は、主面Saに連なる内壁面Scを有する。各第1貫通孔c1には、導電性接合材102が充填されている。これによって、第1燃料電池セル300aに対する第1接合部a1の接合力を向上させることができる。導電性接合材102は、各第1貫通孔c1から外側に突出していてもよく、さらに第1接合部a1の外表面上に広がっていてもよい。   A plurality of first through holes c1 are formed in the first joint portion a1. As shown in FIG. 8, each first through hole c <b> 1 has an inner wall surface Sc that is continuous with the main surface Sa. Each first through-hole c1 is filled with the conductive bonding material 102. Thereby, the joining force of the 1st junction part a1 with respect to the 1st fuel cell 300a can be improved. The conductive bonding material 102 may protrude outward from each first through hole c1, and may further spread on the outer surface of the first bonding portion a1.

本実施形態において、各第1貫通孔c1は、幅方向に沿って延びる矩形状に形成されているが、各第1貫通孔c1の形状に特に制限はなく、円形、楕円形、三角以上の多角形、又は、これら以外の複雑形状であってもよい。また、本実施形態では、3個の第1貫通孔c1が設けられているが、第1貫通孔c1の個数及び位置は適宜変更可能である。   In the present embodiment, each first through-hole c1 is formed in a rectangular shape extending along the width direction, but the shape of each first through-hole c1 is not particularly limited, and is more than a circle, an ellipse, a triangle or more It may be a polygon or a complex shape other than these. In the present embodiment, three first through holes c1 are provided, but the number and position of the first through holes c1 can be changed as appropriate.

第2接合部a2は、第1接合部a1と電気的に接続される。第2接合部a2は、第2燃料電池セル300bに接合される。詳細には、第2接合部a2は、導電性接合材102によって、第2燃料電池セル300bの基端側発電素子部10a(図6参照)から延びる空気極集電部62に接合される。第2接合部a2は、配列方向において第1接合部a1と対向する。   The second joint a2 is electrically connected to the first joint a1. The second joint portion a2 is joined to the second fuel cell 300b. Specifically, the second joint portion a2 is joined to the air electrode current collector 62 extending from the base-end-side power generation element portion 10a (see FIG. 6) of the second fuel cell 300b by the conductive joint material 102. The second joint part a2 faces the first joint part a1 in the arrangement direction.

第2接合部a2は、平板状に形成される。z軸方向における第2接合部a2の厚みは特に制限されないが、例えば0.1〜2.0mmとすることができる。本実施形態において、第2接合部a2は、第1接合部a1と同様の形状を有しているが、第1接合部a1と異なる形状であってもよい。第2接合部a2の形状に特に制限はなく、三角以上の多角形、円形、楕円形、或いは、これら以外の複雑形状であってもよい。   The 2nd junction part a2 is formed in flat form. Although the thickness in particular of 2nd junction part a2 in az axis direction is not restrict | limited, For example, it can be set as 0.1-2.0 mm. In the present embodiment, the second joint part a2 has the same shape as the first joint part a1, but may have a different shape from the first joint part a1. There is no restriction | limiting in particular in the shape of 2nd junction part a2, Polygon more than a triangle, circular, an ellipse, or complicated shapes other than these may be sufficient.

第2接合部a2には、複数の第2貫通孔c2が形成される。各第2貫通孔c2には、導電性接合材102が充填されている。これによって、第2燃料電池セル300bに対する第2接合部a2の接合力を向上させることができる。導電性接合材102は、各第2貫通孔c2から外側に突出していてもよく、さらに第2接合部a2の外表面上に広がっていてもよい。   A plurality of second through holes c2 are formed in the second joint portion a2. Each second through-hole c2 is filled with the conductive bonding material 102. Thereby, the joining force of the 2nd junction part a2 with respect to the 2nd fuel cell 300b can be improved. The conductive bonding material 102 may protrude outward from each second through hole c2, and may further spread on the outer surface of the second bonding portion a2.

本実施形態において、各第2貫通孔c2は、幅方向に沿って延びる矩形状に形成されているが、各第2貫通孔c2の形状に特に制限はなく、円形、楕円形、三角以上の多角形、又は、これら以外の複雑形状であってもよい。また、本実施形態では、3個の第2貫通孔c2が設けられているが、第2貫通孔c2の個数及び位置は適宜変更可能である。   In the present embodiment, each second through hole c2 is formed in a rectangular shape extending along the width direction, but the shape of each second through hole c2 is not particularly limited, and may be a circle, an ellipse, or a triangle or more. It may be a polygon or a complex shape other than these. In the present embodiment, three second through holes c2 are provided, but the number and position of the second through holes c2 can be changed as appropriate.

第1及び第2連結部b1,b2は、それぞれ第1接合部a1と第2接合部a2とに連結される。本実施形態において、第1及び第2連結部b1,b2は、それぞれ湾曲しているが、これに限られない。第1及び第2連結部b1,b2は、それぞれ平板状であってもよいし、少なくとも1箇所で屈曲する形状であってもよい。   The first and second connection parts b1 and b2 are connected to the first joint part a1 and the second joint part a2, respectively. In the present embodiment, the first and second connecting portions b1 and b2 are curved, but are not limited thereto. Each of the first and second connecting portions b1 and b2 may have a flat plate shape or a shape that bends at least at one place.

また、本実施形態では、第1及び第2連結部b1,b2が、集電部材301の両端部に配置されているが、第1及び第2連結部b1,b2の位置は特に制限されない。   In the present embodiment, the first and second connecting portions b1 and b2 are disposed at both ends of the current collecting member 301, but the positions of the first and second connecting portions b1 and b2 are not particularly limited.

[集電部材の内部構成]
次に、集電部材301の詳細な構成について、図面を参照しながら説明する。図9は、図8の領域R1の拡大図である。
[Internal structure of current collector]
Next, a detailed configuration of the current collecting member 301 will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is an enlarged view of a region R1 in FIG.

集電部材301は、基材302と、酸化クロム膜303と、被覆膜304とを有する。   The current collecting member 301 includes a base material 302, a chromium oxide film 303, and a coating film 304.

基材302は、Cr(クロム)を含有する合金材料によって構成される。このような金属材料としては、Fe−Cr系合金鋼(ステンレス鋼など)及びNi−Cr系合金鋼などを用いることができる。基材302におけるCrの含有率は特に制限されないが、4〜30質量%とすることができる。   The base material 302 is made of an alloy material containing Cr (chromium). As such a metal material, Fe—Cr alloy steel (such as stainless steel) and Ni—Cr alloy steel can be used. Although the content rate of Cr in the base material 302 is not particularly limited, it can be 4 to 30% by mass.

基材302は、Ti(チタン)やAl(アルミニウム)を含有していてもよい。基材302におけるTiの含有率は特に制限されないが、0.01〜1.0at.%とすることができる。基材302におけるAlの含有率は特に制限されないが、0.01〜0.4at.%とすることができる。基材302は、TiをTiO(チタニア)として含有していてもよいし、AlをAl(アルミナ)として含有していてもよい。 The base material 302 may contain Ti (titanium) or Al (aluminum). The Ti content in the substrate 302 is not particularly limited, but is 0.01 to 1.0 at. %. The Al content in the substrate 302 is not particularly limited, but is 0.01 to 0.4 at. %. The base material 302 may contain Ti as TiO 2 (titania) or may contain Al as Al 2 O 3 (alumina).

酸化クロム膜303は、基材302上に形成される。酸化クロム膜303は、基材302を被覆する。酸化クロム膜303は、基材302の一部を被覆していてもよいし、基材302の全体を被覆していてもよい。   The chromium oxide film 303 is formed on the base material 302. The chromium oxide film 303 covers the base material 302. The chromium oxide film 303 may cover a part of the substrate 302 or may cover the entire substrate 302.

酸化クロム膜303は、酸化クロムによって構成される。酸化クロム膜303の厚みは特に制限されないが、例えば0.5〜10μmとすることができる。   The chromium oxide film 303 is composed of chromium oxide. The thickness of the chromium oxide film 303 is not particularly limited, but can be, for example, 0.5 to 10 μm.

被覆膜304は、酸化クロム膜303上に形成される。被覆膜304は、基材302を被覆する。具体的には、被覆膜304は、基材302上に形成された酸化クロム膜303を被覆している。被覆膜304は、基材302の一部を被覆していてもよいし、基材302の全体を被覆していてもよい。被覆膜304は、基材302のうちセルスタック装置100の作動中に酸化剤ガスと接触する領域を被覆していることが好ましい。   The covering film 304 is formed on the chromium oxide film 303. The coating film 304 covers the substrate 302. Specifically, the coating film 304 covers the chromium oxide film 303 formed on the base material 302. The coating film 304 may cover a part of the substrate 302 or may cover the entire substrate 302. The coating film 304 preferably covers a region of the substrate 302 that comes into contact with the oxidant gas during the operation of the cell stack apparatus 100.

被覆膜304は、基材302からのCrの揮発を抑えることによって、各燃料電池セル300の空気極6におけるCr被毒を抑制する。被覆膜304を構成する材料としては、セラミックス材料を用いることができる。セラミックス材料の具体的な種類は、適用箇所に応じて適宜選択することができる。本実施形態では、集電部材301に導電性が求められるため、セラミックス材料としては、LaおよびSrを含有するペロブスカイト形複合酸化物、Mn,Co,Ni,Fe,Cu等の遷移金属から構成されるスピネル型複合酸化物などを用いることができる。ただし、被覆膜304は、Crの揮発を抑制できればよく、その構成材料はセラミックス材料に限られない。被覆膜304の厚みは特に制限されないが、例えば1〜200μmとすることができる。   The coating film 304 suppresses Cr poisoning in the air electrode 6 of each fuel cell 300 by suppressing the volatilization of Cr from the base material 302. As a material constituting the coating film 304, a ceramic material can be used. The specific type of the ceramic material can be appropriately selected according to the application location. In the present embodiment, since the current collecting member 301 is required to have conductivity, the ceramic material is composed of a perovskite complex oxide containing La and Sr, and a transition metal such as Mn, Co, Ni, Fe, and Cu. Spinel type complex oxide can be used. However, the coating film 304 only needs to be able to suppress the volatilization of Cr, and its constituent material is not limited to a ceramic material. The thickness of the coating film 304 is not particularly limited, but can be, for example, 1 to 200 μm.

[基材の構成]
次に、集電部材301のうち基材302の構成について、図面を参照しながら説明する。図10は、図9の領域R2の拡大図である。
[Structure of substrate]
Next, the structure of the base material 302 in the current collecting member 301 will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is an enlarged view of a region R2 in FIG.

基材302は、基材本体部302aと、第1腕部302bと、第2腕部302cとを有する。   The base material 302 has a base material main body 302a, a first arm 302b, and a second arm 302c.

基材本体部302aは、基材302の大部分を占める本体である。基材本体部302aは、第1表面S1を有する。第1表面S1は、基材本体部302aの外表面である。図10に示すように、第1表面S1のうち第1腕部302bと対向する領域は、基材本体部302aの内側に向かって斜めに形成されている。同様に、第1表面S1のうち第2腕部302cと対向する領域は、基材本体部302aの内側に向かって斜めに形成されている。また、第1表面S1のうち第2腕部302cに連なる領域(図10の上側)と、第1表面S1のうち第1腕部302bに連なる領域(図10の下側)との間には、段差が形成されている。   The base material main body 302 a is a main body that occupies most of the base material 302. The base body 302a has a first surface S1. The first surface S1 is an outer surface of the base body main body 302a. As shown in FIG. 10, the area | region which opposes the 1st arm part 302b among 1st surface S1 is formed diagonally toward the inner side of the base-material main-body part 302a. Similarly, the area | region which opposes the 2nd arm part 302c among 1st surface S1 is formed diagonally toward the inner side of the base-material main-body part 302a. In addition, between the region (upper side in FIG. 10) of the first surface S1 connected to the second arm 302c and the region (lower side of FIG. 10) of the first surface S1 connected to the first arm 302b. , A step is formed.

第1腕部302bは、基材本体部302aに接続される。第1腕部302bは、基材本体部302aと一体的に形成される。第1腕部302bは、基材本体部302aから延びる。第1腕部302bの基端部は固定端であり、第1腕部302bの先端部は自由端である。第1腕部302bの基端部とは、第1腕部302bのうち基材本体部302aに接続される側の端部であり、第1腕部302bの先端部とは、基端部と反対側の端部である。   The first arm part 302b is connected to the base body part 302a. The first arm portion 302b is formed integrally with the base material main body portion 302a. The 1st arm part 302b is extended from the base-material main-body part 302a. The proximal end portion of the first arm portion 302b is a fixed end, and the distal end portion of the first arm portion 302b is a free end. The proximal end portion of the first arm portion 302b is an end portion of the first arm portion 302b on the side connected to the base body main body portion 302a, and the distal end portion of the first arm portion 302b is the proximal end portion. The opposite end.

第1腕部302bは、図10に示すように、第1表面S1に垂直な断面において、基材本体部302aの第1表面S1と対向している。すなわち、第1腕部302bは、基材本体部302aの第1表面S1上に寝かされている。従って、第1腕部302bは、第1表面S1を平面視したとすれば、第1表面S1と重なるように観察される。   As shown in FIG. 10, the first arm portion 302b faces the first surface S1 of the base body portion 302a in a cross section perpendicular to the first surface S1. That is, the first arm 302b is laid on the first surface S1 of the base body 302a. Accordingly, if the first surface S1 is viewed in plan, the first arm portion 302b is observed so as to overlap the first surface S1.

このように、基材本体部302aから延びる第1腕部302bが基材本体部302aと重なっているため、セルスタック装置100の作動/非作動が繰り返されて被覆膜304に応力がかかると、それに応じて第1腕部302bが被覆膜304とともに微小に動くことができる。これによって、被覆膜304にかかる応力を緩和できるため、被覆膜304が基材302から剥離してしまうことを抑制できる。   As described above, since the first arm portion 302b extending from the substrate main body portion 302a overlaps the substrate main body portion 302a, when the cell stack apparatus 100 is repeatedly activated / deactivated, the coating film 304 is stressed. Accordingly, the first arm 302b can move minutely together with the coating film 304. As a result, stress applied to the coating film 304 can be relieved, so that the coating film 304 can be prevented from being peeled off from the substrate 302.

第1腕部302bの少なくとも一部は、第1表面S1から離れていることが好ましい。すなわち、基材本体部302aと第1腕部302bとの間には隙間が存在することが好ましい。これによって、第1腕部302bの可動性を向上させることができるため、被覆膜304の剥離をより抑制できる。図10では、基材本体部302aと第1腕部302bとの隙間に被覆膜304が入り込んでいるが、酸化クロム膜303が充填されていてもよいし、空隙になっていてもよい。ただし、基材本体部302aと第1腕部302bとの間には隙間が存在しなくてもよい。   It is preferable that at least a part of the first arm portion 302b is separated from the first surface S1. That is, it is preferable that there is a gap between the base body portion 302a and the first arm portion 302b. Accordingly, the mobility of the first arm portion 302b can be improved, so that the peeling of the coating film 304 can be further suppressed. In FIG. 10, the coating film 304 enters the gap between the base body main part 302 a and the first arm part 302 b, but the chromium oxide film 303 may be filled or a gap may be formed. However, there may be no gap between the substrate body 302a and the first arm 302b.

第1腕部302bの全長L1は、第1腕部302bの最大厚みT1よりも大きいことが好ましい。これによって、第1腕部302bの可動性を向上させることができるため、被覆膜304の剥離をより抑制できる。第1腕部302bの全長L1とは、図10に示すように、基材本体部302aと第1腕部302bとの境界をx軸方向に平行な仮想線X1によって規定した場合において、x軸方向に平行な方向における第1腕部302bの中点を連ねた線の長さである。第1腕部302bの最大厚みT1とは、基材本体部302aと第1腕部302bとの境界をx軸方向に平行な仮想線X1によって規定した場合において、x軸方向に平行な方向における第1腕部302bの最大厚みである。第1腕部302bの全長L1は、第1腕部302bの最大厚みT1の2倍以上が特に好ましい。これによって、第1腕部302bの可動性を特に向上させることができる。第1腕部302bの全長L1は特に制限されないが、例えば5〜100μmとすることができる。第1腕部302bの最大厚みT1は特に制限されないが、例えば1〜20μmとすることができる。   The total length L1 of the first arm portion 302b is preferably larger than the maximum thickness T1 of the first arm portion 302b. Accordingly, the mobility of the first arm portion 302b can be improved, so that the peeling of the coating film 304 can be further suppressed. As shown in FIG. 10, the total length L1 of the first arm portion 302b is the x-axis when the boundary between the base body portion 302a and the first arm portion 302b is defined by a virtual line X1 parallel to the x-axis direction. It is the length of the line which connected the midpoint of the 1st arm part 302b in the direction parallel to a direction. The maximum thickness T1 of the first arm portion 302b is a direction parallel to the x-axis direction when the boundary between the base material main body portion 302a and the first arm portion 302b is defined by a virtual line X1 parallel to the x-axis direction. This is the maximum thickness of the first arm portion 302b. The total length L1 of the first arm portion 302b is particularly preferably at least twice the maximum thickness T1 of the first arm portion 302b. Thereby, the mobility of the first arm portion 302b can be particularly improved. Although the total length L1 of the 1st arm part 302b is not restrict | limited in particular, For example, it can be set as 5-100 micrometers. Although the maximum thickness T1 of the 1st arm part 302b is not restrict | limited in particular, For example, it can be set as 1-20 micrometers.

このような第1腕部302bは、例えばプレス加工によって、基材本体部302aの第1表面S1に斜めに傷を入れることによって形成できる。或いは、第1腕部302bは、ブラスト処理やプレス加工により第1表面S1から突出した凸部を形成し、ローラー等により第1腕部の基端側から先端側に凸部を伸ばすことによって形成できる。   Such a 1st arm part 302b can be formed by making a damage | wound on the 1st surface S1 of the base-material main-body part 302a diagonally, for example by press work. Alternatively, the first arm portion 302b is formed by forming a convex portion protruding from the first surface S1 by blasting or pressing, and extending the convex portion from the proximal end side to the distal end side of the first arm portion with a roller or the like. it can.

第2腕部302cは、基材本体部302aに接続される。第2腕部302cは、基材本体部302aと一体的に形成される。第2腕部302cは、基材本体部302aから延びる。第2腕部302cの基端部は固定端であり、第2腕部302cの先端部は自由端である。   The second arm part 302c is connected to the base body part 302a. The second arm portion 302c is formed integrally with the base body portion 302a. The second arm part 302c extends from the base body part 302a. The proximal end portion of the second arm portion 302c is a fixed end, and the distal end portion of the second arm portion 302c is a free end.

第2腕部302cは、図10に示すように、第1表面S1に垂直な断面において、第1腕部302bの第2表面S2と対向している。すなわち、第2腕部302cは、第1腕部302bの第2表面S2上に寝かされている。従って、第2腕部302cは、基材本体部302aの第1表面S1を平面視した場合、第1腕部302bの第2表面S2と重なるように配置されている。第1腕部302bの第2表面S2とは、第1腕部302bのうち基材本体部302aと反対側の外表面である。   As shown in FIG. 10, the second arm portion 302c faces the second surface S2 of the first arm portion 302b in a cross section perpendicular to the first surface S1. That is, the second arm portion 302c is laid on the second surface S2 of the first arm portion 302b. Therefore, the second arm portion 302c is disposed so as to overlap the second surface S2 of the first arm portion 302b when the first surface S1 of the base body portion 302a is viewed in plan. The second surface S2 of the first arm portion 302b is an outer surface of the first arm portion 302b opposite to the base body portion 302a.

このように、基材本体部302aから延びる第2腕部302cが第1腕部302bと重なっているため、被覆膜304に応力がかかった場合に、第1腕部302bだけでなく第2腕部302cも被覆膜304とともに動くことができる。これによって、被覆膜304にかかる応力を更に緩和できるため、被覆膜304が基材302から剥離してしまうことを更に抑制できる。   As described above, since the second arm portion 302c extending from the substrate main body portion 302a overlaps the first arm portion 302b, when stress is applied to the coating film 304, not only the first arm portion 302b but also the second arm portion 302b. The arm portion 302 c can also move with the coating film 304. As a result, the stress applied to the coating film 304 can be further relaxed, so that the coating film 304 can be further prevented from peeling off from the substrate 302.

本実施形態では、第2腕部302cの先端部側が第1腕部302bの第2表面S2と対向し、第2腕部302cの基端部側が基材本体部302aの第1表面S1と対向しているが、第2腕部302cの全体が第1腕部302bの第2表面S2と対向していてもよい。   In the present embodiment, the distal end side of the second arm portion 302c faces the second surface S2 of the first arm portion 302b, and the proximal end portion side of the second arm portion 302c faces the first surface S1 of the base body portion 302a. However, the entire second arm 302c may be opposed to the second surface S2 of the first arm 302b.

第2腕部302cの少なくとも一部は、第1腕部302bの第2表面S2から離れていることが好ましい。すなわち、第1腕部302bと第2腕部302cとの間には隙間が存在することが好ましい。これによって、第2腕部302cの可動性を向上させることができるため、被覆膜304の剥離をより抑制できる。図10では、第1腕部302bと第2腕部302cとの隙間に被覆膜304が入り込んでいるが、酸化クロム膜303が充填されていてもよいし、空隙になっていてもよい。ただし、第1腕部302bと第2腕部302cとの間には隙間が存在しなくてもよい。   It is preferable that at least a part of the second arm portion 302c is separated from the second surface S2 of the first arm portion 302b. That is, it is preferable that a gap exists between the first arm portion 302b and the second arm portion 302c. Accordingly, the mobility of the second arm portion 302c can be improved, so that the peeling of the coating film 304 can be further suppressed. In FIG. 10, the coating film 304 enters the gap between the first arm portion 302b and the second arm portion 302c, but may be filled with a chromium oxide film 303 or may be a void. However, there may be no gap between the first arm portion 302b and the second arm portion 302c.

第2腕部302cの全長L2は、第2腕部302cの最大厚みT2よりも大きいことが好ましい。これによって、第2腕部302cの可動性を向上させることができるため、被覆膜304の剥離をより抑制できる。第2腕部302cの全長L2及び最大厚みT2は、上述した第1腕部302bの全長L1及び最大厚みT1と同様に定義される。第2腕部302cの全長L2は、第2腕部302cの最大厚みT2の2倍以上が特に好ましい。これによって、第2腕部302cの可動性を特に向上させることができる。第2腕部302cの全長L2は特に制限されないが、例えば5〜100μmとすることができる。第2腕部302cの最大厚みT2は特に制限されないが、例えば1〜20μmとすることができる。   The total length L2 of the second arm portion 302c is preferably larger than the maximum thickness T2 of the second arm portion 302c. Accordingly, the mobility of the second arm portion 302c can be improved, so that the peeling of the coating film 304 can be further suppressed. The full length L2 and the maximum thickness T2 of the second arm portion 302c are defined in the same manner as the full length L1 and the maximum thickness T1 of the first arm portion 302b described above. The total length L2 of the second arm portion 302c is particularly preferably at least twice the maximum thickness T2 of the second arm portion 302c. As a result, the mobility of the second arm 302c can be particularly improved. Although the total length L2 of the 2nd arm part 302c is not restrict | limited in particular, For example, it can be set as 5-100 micrometers. Although the maximum thickness T2 of the 2nd arm part 302c is not restrict | limited in particular, For example, it can be set as 1-20 micrometers.

このような第2腕部302cは、例えばプレス加工によって、第1腕部302bの第2表面S2に斜めに傷を入れることによって形成できる。或いは、第2腕部302cは、ブラスト加工やプレス加工により第1表面S1から突出した凸部を並べて形成し、ローラー等により腕部の基端側から先端側に凸部を伸ばすことによって形成できる。   Such a 2nd arm part 302c can be formed by making a damage | wound on the 2nd surface S2 of the 1st arm part 302b diagonally by press work, for example. Or the 2nd arm part 302c can be formed by arranging the convex part which protruded from 1st surface S1 side by side by blast processing or press work, and extending a convex part from the base end side of an arm part to the front end side with a roller etc. .

また、図10には図示されていないが、基材302には、第1腕部302bと同様の構成を有する複数の腕部が設けられることが好ましい。複数の腕部それぞれは、第1腕部302bと同様、被覆膜304にかかる応力を緩和するように作用する。この複数の腕部は、基材本体部302aの第1表面S1を平面視した場合、所定方向(例えば、y軸方向又はz軸方向)に並んでいることが好ましい。これによって、被覆膜304に所定方向(例えば、y軸方向又はz軸方向)の応力がかかりやすい場合に、当該応力を複数の腕部で効果的に緩和させることができるため、被覆膜304の剥離を特に抑制することができる。なお、複数の腕部は、y軸方向及びz軸方向に限らず、例えばy軸方向に対して傾斜した方向に並んでいてもよい。   Although not shown in FIG. 10, the base material 302 is preferably provided with a plurality of arm portions having the same configuration as the first arm portion 302b. Each of the plurality of arm portions acts so as to relieve the stress applied to the coating film 304, similarly to the first arm portion 302b. The plurality of arm portions are preferably arranged in a predetermined direction (for example, the y-axis direction or the z-axis direction) when the first surface S1 of the base body portion 302a is viewed in plan. Accordingly, when stress in a predetermined direction (for example, the y-axis direction or the z-axis direction) is likely to be applied to the coating film 304, the stress can be effectively relaxed by the plurality of arm portions. The peeling of 304 can be particularly suppressed. The plurality of arm portions are not limited to the y-axis direction and the z-axis direction, and may be arranged in a direction inclined with respect to the y-axis direction, for example.

(実施形態の変形例)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
(Modification of the embodiment)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

[変形例1]
上記実施形態では、本発明に係る電気化学セル用金属部材を横縞型の燃料電池セルの集電部材301に適用した場合について説明したが、いわゆる縦縞型の燃料電池セルの集電部材にも適用することができる。縦縞型の燃料電池セルは、導電性の支持基板と、支持基板の一主面上に配置される発電部(燃料極、固体電解質層及び空気極)と、支持基板の他主面上に配置されるインターコネクタとを備える。また、本発明に係る電気化学セル用金属部材は、燃料電池のほか、固体酸化物型の電解セルを含む固体酸化物型の電気化学セルにも適用可能である。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, the case where the metal member for an electrochemical cell according to the present invention is applied to the current collecting member 301 of a horizontally striped fuel cell is described. can do. Vertically-striped fuel cells are arranged on the other main surface of the conductive support substrate, the power generation unit (fuel electrode, solid electrolyte layer, and air electrode) disposed on one main surface of the support substrate. Interconnector. The metal member for an electrochemical cell according to the present invention can be applied to a solid oxide electrochemical cell including a solid oxide electrolytic cell in addition to a fuel cell.

[変形例2]
上記実施形態では、本発明に係る電気化学セル用金属部材を集電部材301に適用した場合について説明したが、燃料マニホールド200にも適用することができる。ただし、燃料マニホールド200には絶縁性が求められるため、被覆膜304を構成するセラミックス材料としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、及び結晶化ガラスなどを用いることができる。また、本発明に係る電気化学セル用金属部材は、セルスタック装置100の周辺部材(例えば、燃料配管、空気配管、空気マニホールドなど)にも適用することができる。
[Modification 2]
In the above embodiment, the case where the electrochemical cell metal member according to the present invention is applied to the current collecting member 301 has been described, but the present invention can also be applied to the fuel manifold 200. However, since the insulating property is required for the fuel manifold 200, for example, alumina, silica, zirconia, crystallized glass, or the like can be used as a ceramic material constituting the coating film 304. The metal member for an electrochemical cell according to the present invention can also be applied to peripheral members of the cell stack device 100 (for example, fuel piping, air piping, air manifold, etc.).

[変形例3]
上記実施形態では、本発明に係る電気化学セル用金属部材を集電部材301に適用することとしたが、集電部材301の具体的な構成は適宜変更可能である。例えば、集電部材301は、3以上の接合部を有していてもよいし、接合部には貫通孔が形成されていなくてもよい。
[Modification 3]
In the said embodiment, although the metal member for electrochemical cells which concerns on this invention was applied to the current collection member 301, the specific structure of the current collection member 301 can be changed suitably. For example, the current collecting member 301 may have three or more joint portions, and a through hole may not be formed in the joint portion.

[変形例4]
上記実施形態では、図9及び図10を参照しながら、基材本体部302aの第1表面S1のうち第1貫通孔c1を向いた領域に形成された第1腕部302b及び第2腕部302cについて説明したが、第1腕部302b及び第2腕部302cが形成される位置は特に限られない。例えば、第1腕部302b及び第2腕部302cは、基材本体部302aの第1表面S1のうち燃料電池セル300を向いた領域に形成されていてもよい。
[Modification 4]
In the above embodiment, referring to FIGS. 9 and 10, the first arm portion 302b and the second arm portion formed in the region facing the first through hole c1 on the first surface S1 of the base body portion 302a. Although 302c was demonstrated, the position in which the 1st arm part 302b and the 2nd arm part 302c are formed is not restricted especially. For example, the 1st arm part 302b and the 2nd arm part 302c may be formed in the area | region which faced the fuel cell 300 among 1st surface S1 of the base-material main-body part 302a.

[変形例5]
集電部材301は、基材302及び酸化クロム膜303によって構成される本体部を有する。本体部は、第1燃料電池セル300a側を向く第1主面と、第1主面と反対側の第2主面と、第1主面及び第2主面に連なる側面とを有する。側面は、第1燃料電池セル300a側の第1領域と、第1燃料電池セル300aと反対側の第2領域とを含む。第1領域は、側面のうち10〜90%程度の範囲を占める。第2領域は、側面のうち10〜90%程度の範囲を占める。
[Modification 5]
The current collecting member 301 has a main body portion constituted by a base material 302 and a chromium oxide film 303. The main body has a first main surface facing the first fuel cell 300a side, a second main surface opposite to the first main surface, and side surfaces continuous to the first main surface and the second main surface. The side surface includes a first region on the first fuel cell 300a side and a second region on the opposite side to the first fuel cell 300a. The first region occupies a range of about 10 to 90% of the side surface. The second region occupies a range of about 10 to 90% of the side surface.

ここで、第2領域における表面粗さは、第1領域における表面粗さよりも大きくすることができる。この構成によれば、集電部材301の側面のうち、第1領域よりも第2領域の方に重点的に被覆膜304が形成されやすくなる。この結果、第2領域は確実に被覆膜304によって覆われるため、第1燃料電池セル300aの外側面に酸化剤ガスが供給されても、第2領域における酸化を抑制することができる。   Here, the surface roughness in the second region can be made larger than the surface roughness in the first region. According to this configuration, the covering film 304 is more easily formed on the side surface of the current collecting member 301 in the second region than in the first region. As a result, since the second region is surely covered with the coating film 304, even if the oxidizing gas is supplied to the outer surface of the first fuel cell 300a, the oxidation in the second region can be suppressed.

本変形例において、第2領域における被覆膜304の厚さは、第1領域における被覆膜304の厚さよりも厚いことが好ましい。このように構成することで、酸化剤ガスに晒され易い領域で、さらに酸化を抑制することができる。また、第1領域における被覆膜304の厚さは、第2領域における被覆膜304の厚さよりも厚いことが好ましい。このように構成することで、基材本体部302aがクロムを含む金属の場合に、第1燃料電池セル300aに近い側の領域において本体部からのクロムの揮発をより抑制することによって、第1燃料電池セル300aにおけるクロム被毒をより抑制することができる。また、第2領域における表面粗さは、第1及び第2主面における表面粗さよりも大きいことが好ましい。   In this modification, it is preferable that the thickness of the coating film 304 in the second region is larger than the thickness of the coating film 304 in the first region. By comprising in this way, oxidation can be further suppressed in a region that is easily exposed to the oxidant gas. The thickness of the coating film 304 in the first region is preferably thicker than the thickness of the coating film 304 in the second region. By comprising in this way, when the base-material main-body part 302a is the metal containing chromium, by suppressing the volatilization of chromium from a main-body part in the area | region near the 1st fuel cell 300a, it is 1st. Chromium poisoning in the fuel cell 300a can be further suppressed. In addition, the surface roughness in the second region is preferably larger than the surface roughness in the first and second main surfaces.

[変形例6]
集電部材301は、基材302及び酸化クロム膜303によって構成される本体部を有する。本体部は、第1燃料電池セル300a側を向く第1主面と、第1主面と反対側の第2主面と、第1主面及び第2主面に連なる側面とを有する。側面は、第1燃料電池セル300a側の第1領域と、第1燃料電池セル300aと反対側の第2領域とを含む。第1領域は、側面のうち10〜90%程度の範囲を占める。第2領域は、側面のうち10〜90%程度の範囲を占める。
[Modification 6]
The current collecting member 301 has a main body portion constituted by a base material 302 and a chromium oxide film 303. The main body has a first main surface facing the first fuel cell 300a side, a second main surface opposite to the first main surface, and side surfaces continuous to the first main surface and the second main surface. The side surface includes a first region on the first fuel cell 300a side and a second region on the opposite side to the first fuel cell 300a. The first region occupies a range of about 10 to 90% of the side surface. The second region occupies a range of about 10 to 90% of the side surface.

ここで、第1領域における表面粗さは、第2領域における表面粗さよりも大きくすることができる。この構成によれば、集電部材301の側面のうち、第1領域における表面粗さが第2領域における表面粗さよりも大きいため、第1領域において被覆膜304の剥離を抑制することができる。また、第2領域の表面粗さが第1領域の表面粗さよりも小さいため、第1燃料電池セル300aの外側面に酸化剤ガスを流したときに酸化され易い第2領域の表面積を小さくして酸化を抑制できる。   Here, the surface roughness in the first region can be larger than the surface roughness in the second region. According to this configuration, since the surface roughness in the first region is larger than the surface roughness in the second region among the side surfaces of the current collecting member 301, peeling of the coating film 304 can be suppressed in the first region. . Further, since the surface roughness of the second region is smaller than the surface roughness of the first region, the surface area of the second region, which is easily oxidized when an oxidant gas is flowed to the outer surface of the first fuel cell 300a, is reduced. Can suppress oxidation.

本変形例において、第1領域における被覆膜304の厚さは、第2領域における被覆膜304の厚さよりも厚いことが好ましい。このように構成することで、基材本体部302aがクロムを含む金属の場合に、本体部からのクロムの揮発をより抑制することによって、第1燃料電池セル300aにおけるクロム被毒をより抑制することができる。また、第2領域における被覆膜304の厚さは、第1領域における被覆膜304の厚さよりも厚いことが好ましい。このように構成することで、酸化剤ガスに晒され易い領域で、さらに酸化を抑制することができる。また、第1領域における表面粗さは、第1及び第2主面における表面粗さよりも大きいことが好ましい。   In this modification, the thickness of the coating film 304 in the first region is preferably larger than the thickness of the coating film 304 in the second region. By comprising in this way, when the base-material main-body part 302a is a metal containing chromium, the chromium poisoning in the 1st fuel cell 300a is suppressed more by suppressing the volatilization of chromium from a main-body part more. be able to. The thickness of the coating film 304 in the second region is preferably thicker than the thickness of the coating film 304 in the first region. By comprising in this way, oxidation can be further suppressed in a region that is easily exposed to the oxidant gas. In addition, the surface roughness in the first region is preferably larger than the surface roughness in the first and second main surfaces.

[変形例7]
集電部材301は、基材302及び酸化クロム膜303によって構成される本体部を有する。本体部は、第1燃料電池セル300a側を向く第1主面と、第1主面と反対側の第2主面と、第1主面及び第2主面に連なる一対の側面とを有する。
[Modification 7]
The current collecting member 301 has a main body portion constituted by a base material 302 and a chromium oxide film 303. The main body has a first main surface facing the first fuel cell 300a side, a second main surface opposite to the first main surface, and a pair of side surfaces continuous to the first main surface and the second main surface. .

ここで、第2主面の面積は、第1主面の面積よりも小さくすることができる。この構成によれば、集電部材301の一対の主面のうち、酸化剤ガスに晒される側にある第2主面は、第1主面よりも面積が小さくなっている。このため、従来のように第1主面と同じ面積の第2主面を有する集電部材301に比べて、第2主面をより確実に被覆膜304で覆うことができる。また、第1主面は第2主面よりも面積を大きいため、集電部材301と第1燃料電池セル300aとの接合面積が大きくなり、電気抵抗を小さくすることができる。   Here, the area of the second main surface can be made smaller than the area of the first main surface. According to this configuration, the second main surface on the side exposed to the oxidant gas among the pair of main surfaces of the current collecting member 301 has a smaller area than the first main surface. For this reason, compared with the current collection member 301 which has the 2nd main surface of the same area as a 1st main surface like the past, the 2nd main surface can be covered with the coating film 304 more reliably. Further, since the first main surface has a larger area than the second main surface, the junction area between the current collecting member 301 and the first fuel cell 300a is increased, and the electrical resistance can be reduced.

本変形例において、第1主面に垂直な断面において、一対の側面は、第2主面に向かって互いに近付くように傾斜することが好ましい。この構成によれば、一対の側面は、傾斜していない場合に比べて被覆膜304との接合面積が大きくなるため、被覆膜304との接合強度を向上させることができる。また、第2主面と少なくとも一方の側面とがなす角度は、鈍角であることが好ましい。第2主面と側面との境界部である角部は、第1燃料電池セル300aの外側面に流れる酸化剤ガスに露出され易い位置に配置される。この第2主面と側面との角部の角度を鈍角とすることによって、この角部への被覆膜304の形成を容易にし、より確実に被覆膜304を形成することができる。   In the present modification, in the cross section perpendicular to the first main surface, the pair of side surfaces are preferably inclined so as to approach each other toward the second main surface. According to this configuration, since the bonding area between the pair of side surfaces and the coating film 304 is larger than when the pair of side surfaces are not inclined, the bonding strength with the coating film 304 can be improved. Moreover, it is preferable that the angle which a 2nd main surface and at least one side surface make is an obtuse angle. A corner portion, which is a boundary portion between the second main surface and the side surface, is disposed at a position that is easily exposed to the oxidant gas flowing on the outer surface of the first fuel cell 300a. By making the angle of the corner between the second main surface and the side surface an obtuse angle, the coating film 304 can be easily formed on the corner and the coating film 304 can be more reliably formed.

[変形例8]
集電部材301は、基材302及び酸化クロム膜303によって構成される本体部を有する。本体部は、第1燃料電池セル300a側を向く第1主面と、第1主面と反対側の第2主面と、第1主面及び第2主面に連なる側面とを有する。
[Modification 8]
The current collecting member 301 has a main body portion constituted by a base material 302 and a chromium oxide film 303. The main body has a first main surface facing the first fuel cell 300a side, a second main surface opposite to the first main surface, and side surfaces continuous to the first main surface and the second main surface.

ここで、本体部は、第1主面と側面とがなす角部から第1主面が向く方向に突出する突起部と、第2主面と側面とを連結する湾曲面とをさらに有していてもよい。この構成によれば、本体部は第1燃料電池セル300a側に突出する突起部を有しているため、本体部と被覆膜304との密着性を向上させることができる。この結果、被覆膜304が剥離することを抑制することができる。また、突起部とは反対側の角部は、湾曲面によって形成されているため、被覆膜304の形成が容易となり、被覆膜304をより確実に形成することができる。   Here, the main body portion further includes a protruding portion protruding in a direction in which the first main surface faces from a corner portion formed by the first main surface and the side surface, and a curved surface connecting the second main surface and the side surface. It may be. According to this configuration, since the main body portion has the protruding portion that protrudes toward the first fuel cell 300a, the adhesion between the main body portion and the coating film 304 can be improved. As a result, peeling of the coating film 304 can be suppressed. Further, since the corner on the opposite side to the protrusion is formed by a curved surface, the coating film 304 can be easily formed, and the coating film 304 can be more reliably formed.

[変形例9]
集電部材301は、基材302及び酸化クロム膜303によって構成される本体部を有する。本体部は、第1燃料電池セル300a側を向く第1主面と、第1主面と反対側の第2主面と、第1主面及び第2主面に連なる側面とを有する。
[Modification 9]
The current collecting member 301 has a main body portion constituted by a base material 302 and a chromium oxide film 303. The main body has a first main surface facing the first fuel cell 300a side, a second main surface opposite to the first main surface, and side surfaces continuous to the first main surface and the second main surface.

ここで、本体部は、第2主面と側面とがなす角部から第2主面が向く方向に突出する突起部と、第1主面と側面とを連結する湾曲面とをさらに有していてもよい。この構成によれば、第1燃料電池セル300a側において、湾曲面によって第1主面と側面とを連結しているため、第1主面と側面とが直接連結されて角部を構成する従来の本体部に比べて、電流が集中することを抑制することができる。この結果、この部分における酸化を抑制することができる。また、第2主面と側面とがなす角部から第2主面が向く方向に突起部が突出しているため、この突起部が優先的に酸化されて他の部分の酸化を抑制することができる。   Here, the main body further includes a protruding portion that protrudes in a direction in which the second main surface faces from a corner portion formed by the second main surface and the side surface, and a curved surface that connects the first main surface and the side surface. It may be. According to this configuration, since the first main surface and the side surface are connected by the curved surface on the first fuel cell 300a side, the first main surface and the side surface are directly connected to form a corner portion. As compared with the main body portion, current concentration can be suppressed. As a result, oxidation in this part can be suppressed. In addition, since the protruding portion protrudes in a direction in which the second main surface faces from the corner portion formed by the second main surface and the side surface, the protruding portion is preferentially oxidized to suppress oxidation of other portions. it can.

[変形例10]
集電部材301は、基材302及び酸化クロム膜303によって構成される本体部を有する。本体部は、第1燃料電池セル300a側を向く第1主面と、第1主面と反対側の第2主面と、第1主面及び第2主面に連なる側面とを有する。側面は、第1燃料電池セル300a側の第1領域と、第1燃料電池セル300aと反対側の第2領域とを含む。第1領域は、側面のうち10〜90%程度の範囲を占める。第2領域は、側面のうち10〜90%程度の範囲を占める。
[Modification 10]
The current collecting member 301 has a main body portion constituted by a base material 302 and a chromium oxide film 303. The main body has a first main surface facing the first fuel cell 300a side, a second main surface opposite to the first main surface, and side surfaces continuous to the first main surface and the second main surface. The side surface includes a first region on the first fuel cell 300a side and a second region on the opposite side to the first fuel cell 300a. The first region occupies a range of about 10 to 90% of the side surface. The second region occupies a range of about 10 to 90% of the side surface.

ここで、側面は、第1領域と第2領域との間に形成される段差部を有していてもよい。この構成によれば、段差部が被覆膜304との密着性を向上させることができるため、本体部からの被覆膜304の剥離を抑制することができる。   Here, the side surface may have a step portion formed between the first region and the second region. According to this configuration, the stepped portion can improve the adhesion with the coating film 304, and therefore, peeling of the coating film 304 from the main body portion can be suppressed.

本変形例において、段差部は、第2主面が向く方向を向いていることが好ましい。この場合、第1主面に垂直な断面において、本体部の一対の側面は、第2主面に向かって互いに近付くように傾斜することが好ましい。段差部が向く方向と第2主面が向く方向とがなす角度が45度以内であれば、段差部は第2主面が向く方向を向いていると言える。また、段差部は、第1主面が向く方向を向いている。この場合、第1主面に垂直な断面において、本体部の一対の側面は、第1主面に向かって互いに近付くように傾斜することが好ましい。段差部が向く方向と第1主面が向く方向とがなす角度が45度以内であれば、段差部は第1主面が向く方向を向いていると言える。   In this modification, it is preferable that the step portion is oriented in the direction in which the second main surface is oriented. In this case, in the cross section perpendicular to the first main surface, the pair of side surfaces of the main body portion is preferably inclined so as to approach each other toward the second main surface. If the angle formed by the direction in which the step portion faces and the direction in which the second main surface faces is within 45 degrees, it can be said that the step portion faces in the direction in which the second main surface faces. Further, the step portion faces the direction in which the first main surface faces. In this case, in a cross section perpendicular to the first main surface, it is preferable that the pair of side surfaces of the main body portion be inclined so as to approach each other toward the first main surface. If the angle between the direction in which the step portion faces and the direction in which the first main surface faces is within 45 degrees, it can be said that the step portion faces in the direction in which the first main surface faces.

本変形例において、側面と直交する方向に沿って側面を見た場合において、第1領域の第2主面側の端部と、第2領域の第1主面側の端部とが互いに重複するように段差部が構成されることが好ましい。この構成によれば、段差部と被覆膜304との密着性がより向上するため、本体部からの被覆膜304の剥離をより確実に抑制することができる。   In this modification, when the side surface is viewed along the direction orthogonal to the side surface, the end portion of the first region on the second main surface side and the end portion of the second region on the first main surface side overlap each other. Thus, it is preferable that the step portion is configured. According to this configuration, since the adhesion between the stepped portion and the coating film 304 is further improved, the peeling of the coating film 304 from the main body portion can be more reliably suppressed.

100 セルスタック
102 導電性接合材
200 燃料マニホールド
300 燃料電池セル
300a 第1燃料電池セル
300b 第2燃料電池セル
301 集電部材
302 基材
302a 基材本体部
S1 第1表面
302b 第1腕部
S2 第2表面
302c 第2腕部
303 酸化クロム膜
304 被覆膜
100 Cell stack 102 Conductive bonding material 200 Fuel manifold 300 Fuel cell 300a First fuel cell 300b Second fuel cell 301 Current collecting member 302 Base material 302a Base body portion S1 First surface 302b First arm portion S2 First 2 surface 302c second arm part 303 chromium oxide film 304 coating film

Claims (8)

クロムを含有する合金材料によって構成される基材と、
前記基材を被覆する被覆膜と、
を備え、
前記基材は、前記基材の表面に垂直な断面において、基材本体部と、前記基材本体部の表面から延び、前記被覆膜によって被覆される第1腕部とを有し、
前記第1腕部は、前記断面において、前記基材本体部の表面と対向する、
電気化学セル用金属部材。
A substrate composed of an alloy material containing chromium;
A coating film for coating the substrate;
With
The substrate, in a cross section perpendicular to the surface of the substrate, and the substrate main body, extending from a surface of the substrate main body, and a first arm portion that will be covered by the covering film,
The first arm portion is opposed to the surface of the base body portion in the cross section .
Metal parts for electrochemical cells.
前記第1腕部の少なくとも一部は、前記断面において前記基材本体部の表面から離れている、
請求項1に記載の電気化学セル用金属部材。
At least a portion of said first arm portion, in the cross section, apart from the surface of the substrate main body,
The metal member for an electrochemical cell according to claim 1.
前記基材は、前記断面において、前記基材本体部の表面から延び、前記被覆膜によって被覆される第2腕部を有し、
前記第2腕部は、前記断面において、前記第1腕部の表面と対向する、
請求項1又は2に記載の電気化学セル用金属部材。
The substrate is in the cross section, extending from a surface of the substrate main body, a second arm portion that will be covered by the covering film,
The second arm portion faces the surface of the first arm portion in the cross section .
The metal member for an electrochemical cell according to claim 1 or 2.
前記基材は、前記第1腕部を含む複数の腕部を有し、
前記複数の腕部それぞれは、前記基材本体部の表面から延び、前記断面において前記基材本体部の表面と対向し、
前記複数の腕部は、前記基材本体部の表面の平面視において所定方向に並んでいる、
請求項1乃至3のいずれかに記載の電気化学セル用金属部材。
The base has a plurality of arms including the first arm,
Each of the plurality of arm portions extends from the surface of the base material main body, and faces the surface of the base material main body in the cross section,
The plurality of arm portions are arranged in a predetermined direction in a plan view of the surface of the base body portion .
The metal member for an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3.
前記断面において、前記第1腕部の全長は、前記第1腕部の最大厚みよりも大きい、
請求項1乃至4のいずれかに記載の電気化学セル用金属部材。
In the cross section , the total length of the first arm portion is larger than the maximum thickness of the first arm portion,
The metal member for electrochemical cells according to any one of claims 1 to 4.
前記断面において、前記第1腕部の前記全長は、前記第1腕部の前記最大厚みの2倍以上である、
請求項5に記載の電気化学セル用金属部材。
In the cross section , the total length of the first arm portion is not less than twice the maximum thickness of the first arm portion.
The metal member for an electrochemical cell according to claim 5.
2つの電気化学セルと、
請求項1乃至6のいずれかに記載の電気化学セル用金属部材と、
を備え、
前記電気化学セル用金属部材は、前記2つの電気化学セルを電気的に接続する集電部材である、
セルスタック。
Two electrochemical cells,
The metal member for an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 6,
With
The electrochemical cell metal member is a current collecting member for electrically connecting the two electrochemical cells.
Cell stack.
電気化学セルと、
請求項1乃至6のいずれかに記載の電気化学セル用金属部材と、
を備え、
前記電気化学セル用金属部材は、前記電気化学セルの基端部を支持するマニホールドである、
セルスタック装置。
An electrochemical cell;
The metal member for an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 6,
With
The electrochemical cell metal member is a manifold that supports a base end of the electrochemical cell.
Cell stack device.
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JP4932307B2 (en) * 2006-03-30 2012-05-16 京セラ株式会社 Heat-resistant alloy member, alloy member for fuel cell, current collecting member for fuel cell, cell stack, and fuel cell
JP5257826B2 (en) * 2007-06-22 2013-08-07 Toto株式会社 Fuel cell stack, fuel cell stack unit and fuel cell
JP5413808B2 (en) * 2008-11-11 2014-02-12 Toto株式会社 Solid oxide fuel cell and fuel cell module including the same
JP2012015034A (en) * 2010-07-05 2012-01-19 Shoku Chiba Sodium-sulfur battery
JP5730032B2 (en) * 2011-01-20 2015-06-03 株式会社フジクラ Structure for carbon nanotube electrode, carbon nanotube electrode, and dye-sensitized solar cell
JP2016085922A (en) * 2014-10-28 2016-05-19 Jxエネルギー株式会社 Collector and solid oxide fuel cell
JP6329682B1 (en) * 2016-12-06 2018-05-23 日本碍子株式会社 Cell stack
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