JPH0246659A - 積層型燃料電池 - Google Patents
積層型燃料電池Info
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- JPH0246659A JPH0246659A JP63195602A JP19560288A JPH0246659A JP H0246659 A JPH0246659 A JP H0246659A JP 63195602 A JP63195602 A JP 63195602A JP 19560288 A JP19560288 A JP 19560288A JP H0246659 A JPH0246659 A JP H0246659A
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2483—Details of groupings of fuel cells characterised by internal manifolds
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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-
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は積層型の燃料電池に関するものである。
Ｂ９発明の概要
本発明は、枠部材に電解質物体とこの電解質物体の両側
に位置する陽極と陰極の電極板を組み込み、この単セル
の複数個を各同極の電極板同志が各々対向すると共に、
各同極の電極板間にそれぞれ燃料用のマニホルドを形成
するように積層したものにおいて、 前記枠部材に陽極導体用および陰極導体用の貫通孔を形
成し、これらの貫通孔内に導体を設け、それぞれ陽極導
体と陽極電極および陰極導体と陰極電極を接続すると共
に隣接する枠部材間にシール部を設けることにより、 製作容易にして小型化でき、かつ安全性に優れた燃料電
池を得る。
に位置する陽極と陰極の電極板を組み込み、この単セル
の複数個を各同極の電極板同志が各々対向すると共に、
各同極の電極板間にそれぞれ燃料用のマニホルドを形成
するように積層したものにおいて、 前記枠部材に陽極導体用および陰極導体用の貫通孔を形
成し、これらの貫通孔内に導体を設け、それぞれ陽極導
体と陽極電極および陰極導体と陰極電極を接続すると共
に隣接する枠部材間にシール部を設けることにより、 製作容易にして小型化でき、かつ安全性に優れた燃料電
池を得る。
Ｃ１従来の技術
燃料電池本体は、固体電解質の両側に陽極と陰極の電極
板を配置して単位電池（単セル）を構成し、この単セル
を複数個直列に積層して構成されている。この単セルを
陽極電極同志と陰極電極板同志が対向するように複数個
配置したセルに対して、陰極板側に燃料として水素ガス
（水素）を供給し、陽極板側に酸化剤として、空気（酸
素）を供給して水素を酸素と反応させて電気を生じさせ
ると共に、水を生成させている。
板を配置して単位電池（単セル）を構成し、この単セル
を複数個直列に積層して構成されている。この単セルを
陽極電極同志と陰極電極板同志が対向するように複数個
配置したセルに対して、陰極板側に燃料として水素ガス
（水素）を供給し、陽極板側に酸化剤として、空気（酸
素）を供給して水素を酸素と反応させて電気を生じさせ
ると共に、水を生成させている。
すなわち、燃料電池本体１０は、第５図に示すように、
複数個の単位電池（単セルＳ）と、これらの単セルＳを
直列に積層固定する抑え板１ａ。
複数個の単位電池（単セルＳ）と、これらの単セルＳを
直列に積層固定する抑え板１ａ。
ｔｂと、積層固定した電池本体ｌＯの各単セルＳの陰極
板側に水素ガスＨ６を供給する水素ガス供給用マニホル
ド２と、陽極板側に空気を供給する空気供給用マニホル
ド３と、各単セルＳの陽極板および陰極板からそれぞれ
電気を取り出す集電リード４および５によって構成され
ている。
板側に水素ガスＨ６を供給する水素ガス供給用マニホル
ド２と、陽極板側に空気を供給する空気供給用マニホル
ド３と、各単セルＳの陽極板および陰極板からそれぞれ
電気を取り出す集電リード４および５によって構成され
ている。
この様な積層型燃料電池においては、ガス供給用のマニ
ホルド２．３は、電池本体１０の外側に付設されている
。また、供給された水素ガスと空気が電解質を介して反
応を行うことによって水と電気エネルギーが発生し、こ
の発生した電気エネルギーを外部に取り出す集電リード
（ブスバー）４．５も、セルの外側に付設されている。
ホルド２．３は、電池本体１０の外側に付設されている
。また、供給された水素ガスと空気が電解質を介して反
応を行うことによって水と電気エネルギーが発生し、こ
の発生した電気エネルギーを外部に取り出す集電リード
（ブスバー）４．５も、セルの外側に付設されている。
Ｄ０発明が解決しようとする課題
従来の積層型燃料電池においては、第１の課題として、
マニホルドやブスバーがセルの外側に付設されていたた
め、燃料電池自体の全体構造が大型となり、また複数個
の単セルを積層するときの作業が煩雑であった。
マニホルドやブスバーがセルの外側に付設されていたた
め、燃料電池自体の全体構造が大型となり、また複数個
の単セルを積層するときの作業が煩雑であった。
しかるに、ガス供給用のマニホルドをセル枠内に内設し
、セルの全体構造をその分だけ小型化することは、特開
昭６２−１７７８１号公報において提案されている。し
かし、集電体で集電した電気エネルギーを外部に取り出
すブスバーをセルの枠内に内設することは、集電体とブ
スバーとの接続が煩雑になるため、今まで行われていな
かった。
、セルの全体構造をその分だけ小型化することは、特開
昭６２−１７７８１号公報において提案されている。し
かし、集電体で集電した電気エネルギーを外部に取り出
すブスバーをセルの枠内に内設することは、集電体とブ
スバーとの接続が煩雑になるため、今まで行われていな
かった。
積層型燃料電池における第２の課題として、セル外周部
の絶縁枠板は、（１）熱サイクルに耐えること、（２）
電解質との界面のガスシール性、（３）絶縁性、および
酸化還元反応に強い等の性能を満たす材料にしなければ
ならない。
の絶縁枠板は、（１）熱サイクルに耐えること、（２）
電解質との界面のガスシール性、（３）絶縁性、および
酸化還元反応に強い等の性能を満たす材料にしなければ
ならない。
第３の課題としては、電解質の両側に陰極と陽極の電極
板を配し、陰極側に水素ガスを供給し、陽極側に空気を
供給しているので、電池内外における反応ガスの漏れを
防止することが重要である。
板を配し、陰極側に水素ガスを供給し、陽極側に空気を
供給しているので、電池内外における反応ガスの漏れを
防止することが重要である。
すなわち、ガス漏れが起こると、燃料電池の発電効率の
低下を生じさせるばかりでなく、爆発等の大災害につな
がるので、ガス漏れを防止するために、単セル同志の積
層には充分な注意が払われなければならない。
低下を生じさせるばかりでなく、爆発等の大災害につな
がるので、ガス漏れを防止するために、単セル同志の積
層には充分な注意が払われなければならない。
本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものでその
目的は、積層型燃料電池において、単セルの棒部材内に
ブスバー用の貫通孔を内設し、単セルを積層した後に各
セルの集電体と接合するブスバーを挿設すると共に、隣
接する各セルの枠部材間に有効なシール部を形成するこ
とにより、製作容易にして小型化が可能な積層型燃料電
池を提供することである。
目的は、積層型燃料電池において、単セルの棒部材内に
ブスバー用の貫通孔を内設し、単セルを積層した後に各
セルの集電体と接合するブスバーを挿設すると共に、隣
接する各セルの枠部材間に有効なシール部を形成するこ
とにより、製作容易にして小型化が可能な積層型燃料電
池を提供することである。
８８課題を解決するための手段
本発明は、上記目的を達成するために、枠部材に電解質
物体とこの電解質物体の両側に位置する陽極と陰極の電
極板を組み込んで単セルを構成し、この単セルの複数個
を直列に積層した燃料電池において、前記単セルの枠部
材が耐熱性の絶縁物からなり、該枠部材に陽極ブスバー
用の貫通孔と陰極ブスバー用の貫通孔を形成し、前記陽
極ブスバー用の貫通孔内には前記陽極板と接続するよう
にブスバーを挿設すると共に、前記陰極ブスバー用の貫
通孔内には前記陰極板と接続する陰極ブスバーを挿設し
、かつ前記単セルの隣接する枠部材間にシール部を介設
して燃料電池を構成する。
物体とこの電解質物体の両側に位置する陽極と陰極の電
極板を組み込んで単セルを構成し、この単セルの複数個
を直列に積層した燃料電池において、前記単セルの枠部
材が耐熱性の絶縁物からなり、該枠部材に陽極ブスバー
用の貫通孔と陰極ブスバー用の貫通孔を形成し、前記陽
極ブスバー用の貫通孔内には前記陽極板と接続するよう
にブスバーを挿設すると共に、前記陰極ブスバー用の貫
通孔内には前記陰極板と接続する陰極ブスバーを挿設し
、かつ前記単セルの隣接する枠部材間にシール部を介設
して燃料電池を構成する。
２９作用
枠部材に形成された陽極ブスバー用貫通孔に陽極ブスバ
ーを挿設すると該陽極ブスバーは陽極板と接続されると
共に、同じく前記枠部材に形成された陰極ブスバー用貫
通孔に陰極ブスバーを挿設すると該陰極ブスバーは陰極
板と接続される。したがって棒部材内に設けられた各ブ
スバーを通して電気エネルギーが取り出される。また、
隣接する枠部材間に配設されたシール部材によりガスシ
ール性が確保される。
ーを挿設すると該陽極ブスバーは陽極板と接続されると
共に、同じく前記枠部材に形成された陰極ブスバー用貫
通孔に陰極ブスバーを挿設すると該陰極ブスバーは陰極
板と接続される。したがって棒部材内に設けられた各ブ
スバーを通して電気エネルギーが取り出される。また、
隣接する枠部材間に配設されたシール部材によりガスシ
ール性が確保される。
Ｇ、実施例
以下に本発明の実施例を第１図〜第４図を参照しながら
説明する。
説明する。
第３図は本発明の各実施例に係る燃料電池本体ＩＯの平
面図、第１図は第３図のＩ−１線断面図、第２図は第３
図の■−■線断面図であって、第５図に本発明の実施例
による燃料電池本体を構成するセルを分解したものを示
す。
面図、第１図は第３図のＩ−１線断面図、第２図は第３
図の■−■線断面図であって、第５図に本発明の実施例
による燃料電池本体を構成するセルを分解したものを示
す。
［第１実施例コ
第１図〜第５図において１１は白金等からなる陰極板（
電極板）、１２は同じく白金等からなる陽極板（電極板
）、１３は例えば、イツトリウムカルシウム等の酸化物
をジルコニアに固溶させた安定化ジルコニアやフッ化ラ
ンタン等からなる固体電解質物体である。これらの陰極
板１１．陽極板１２．固体電解質物体１３は枠部材１４
内に組み込まれた状態で単セルＳを構成している。陰極
板１１および陽極板１２には各々金属メツシュ例えばニ
ッケルメツシュ等からなる陰極側集電体１５および陽極
側集電体１６が設置されている。
電極板）、１２は同じく白金等からなる陽極板（電極板
）、１３は例えば、イツトリウムカルシウム等の酸化物
をジルコニアに固溶させた安定化ジルコニアやフッ化ラ
ンタン等からなる固体電解質物体である。これらの陰極
板１１．陽極板１２．固体電解質物体１３は枠部材１４
内に組み込まれた状態で単セルＳを構成している。陰極
板１１および陽極板１２には各々金属メツシュ例えばニ
ッケルメツシュ等からなる陰極側集電体１５および陽極
側集電体１６が設置されている。
陰極板１１．陽極板１２．固体電解質１３．陰極側集電
体１５．陽極側集電体１６を組み込んだ枠部材１４の互
いに対向する隅部１７，１８には、第４図に示すように
、水素ガス流路用のマニホルド１９．２０を設け、かつ
それぞれに溝状のチャンネル２１．２２が設けられ、陰
極板１１とマニホルド１９．２０が連通されている。枠
部材１４の残りの互いに対向する隅部２３，２４には空
気流路用のマニホルド２５．２６が設けられ、かつそれ
ぞれに溝状のチャンネル２７．２８が設けられ、陽極板
１２とマニホルド２５．２６が連通している。
体１５．陽極側集電体１６を組み込んだ枠部材１４の互
いに対向する隅部１７，１８には、第４図に示すように
、水素ガス流路用のマニホルド１９．２０を設け、かつ
それぞれに溝状のチャンネル２１．２２が設けられ、陰
極板１１とマニホルド１９．２０が連通されている。枠
部材１４の残りの互いに対向する隅部２３，２４には空
気流路用のマニホルド２５．２６が設けられ、かつそれ
ぞれに溝状のチャンネル２７．２８が設けられ、陽極板
１２とマニホルド２５．２６が連通している。
さらに、枠部材１４の一方の辺部１４ａには、陰極側ブ
スバー用の貫通孔２９が設けられ、このブスバー用貫通
孔２９には陰極側集電体Ｉ５の一部が突出している。ま
た、枠部材Ｉ４の他方の辺部１４ｂには陽極側ブスバー
用貫通孔３０が設けられ、この陽極側ブスバー用貫通孔
３０には陽極側集電体１６の一部が突出している。
スバー用の貫通孔２９が設けられ、このブスバー用貫通
孔２９には陰極側集電体Ｉ５の一部が突出している。ま
た、枠部材Ｉ４の他方の辺部１４ｂには陽極側ブスバー
用貫通孔３０が設けられ、この陽極側ブスバー用貫通孔
３０には陽極側集電体１６の一部が突出している。
さらに詳しくは、第１図に示すように、枠部材１４は中
空円板状のにして円環状の突出部を有する枠板１４ａ、
１４ｂと中空枠板１４ｃをガラスシール４３を介して重
ね合わせて形成したもので、枠板１４ａと１４ｃの間に
は負電極板１１と集電板１５を配設し、枠板１４ｂと１
４ｃ間には正電極板１２と集電板１６を配設すると共に
、電極板Ｉｆと１２間には固体電解質物体１３を介設し
て単セルＳを構成する。
空円板状のにして円環状の突出部を有する枠板１４ａ、
１４ｂと中空枠板１４ｃをガラスシール４３を介して重
ね合わせて形成したもので、枠板１４ａと１４ｃの間に
は負電極板１１と集電板１５を配設し、枠板１４ｂと１
４ｃ間には正電極板１２と集電板１６を配設すると共に
、電極板Ｉｆと１２間には固体電解質物体１３を介設し
て単セルＳを構成する。
複数個の単セルＳを積層し、これらを端板３３ａ、３３
ｂと、抑え板３４ａ、３４ｂと、ボルト３５およびナツ
ト３６によって積層固定する。これらの単セルＳを積層
固定すると、陰電極板１１側同志間に水素ガス用のマニ
ホルド（５ａが形成され、陽電極板１２側同志には空気
用のマニホルド４５ｂが形成されると共に、陰極ブスバ
ー用の貫通孔３９と陽極ブスバー用の貫通孔４０か形成
され、これらの貫通孔３９．４０に導電ペーストを圧入
し、陰極ブスバー３７と陽極ブスバー３８を形成する。
ｂと、抑え板３４ａ、３４ｂと、ボルト３５およびナツ
ト３６によって積層固定する。これらの単セルＳを積層
固定すると、陰電極板１１側同志間に水素ガス用のマニ
ホルド（５ａが形成され、陽電極板１２側同志には空気
用のマニホルド４５ｂが形成されると共に、陰極ブスバ
ー用の貫通孔３９と陽極ブスバー用の貫通孔４０か形成
され、これらの貫通孔３９．４０に導電ペーストを圧入
し、陰極ブスバー３７と陽極ブスバー３８を形成する。
導電ペーストをブスバー用貫通孔３９４０に圧入してブ
スバー３７．３８とする場合、導電ペーストはその融点
以上に温度を上げて液状にして圧入する。そのため、セ
ルの枠材としては導電ペーストの融点以上の温度及び圧
入時の圧力に対して何ら変形等のない材料が要求される
。
スバー３７．３８とする場合、導電ペーストはその融点
以上に温度を上げて液状にして圧入する。そのため、セ
ルの枠材としては導電ペーストの融点以上の温度及び圧
入時の圧力に対して何ら変形等のない材料が要求される
。
また、圧入時にブスバー用貫通孔３９．４０以外の部分
に導電ペーストが漏れないように単セル同志をシールし
なければならない。
に導電ペーストが漏れないように単セル同志をシールし
なければならない。
これらの性能を満足する枠材としては、アルミナ（ＡＣ
２Ｏ３）、 ジルコニア、ムライト、マグネシア等の酸
化物系のセラミックスを用いる。また、セルを積層する
場合のシール手段としては枠部材に形成された凹部３１
ａと凸部３１ｂを嵌め合わせてシール部３２を形成する
。
２Ｏ３）、 ジルコニア、ムライト、マグネシア等の酸
化物系のセラミックスを用いる。また、セルを積層する
場合のシール手段としては枠部材に形成された凹部３１
ａと凸部３１ｂを嵌め合わせてシール部３２を形成する
。
さらに、単セルＳ同志を積層固定すると、第２図に示す
ように、水素ガス流通路４１と空気（０，）流通路４２
が形成される。水素ガス流通路４１はチャンネル２１と
連通し、空気流通路４２はチャンネル２２と連通してい
る。
ように、水素ガス流通路４１と空気（０，）流通路４２
が形成される。水素ガス流通路４１はチャンネル２１と
連通し、空気流通路４２はチャンネル２２と連通してい
る。
単セル同志のシール本来の目的は、燃料、酸化剤等のガ
スリークを防止するためのガスシールであり、このシー
ルにより導電ペースト圧入時にも漏れの心配がない。
スリークを防止するためのガスシールであり、このシー
ルにより導電ペースト圧入時にも漏れの心配がない。
上述のように構成された燃料電池本体ＩＯにおいて、単
セルＳは枠部材１４に形成されている四部３１ａと、こ
の単セルＳに隣接するセルに形成された凸部３１ｂを嵌
め合わせることによってシール部３２が形成され、ガス
シール性を保持している。単セルＳを複数個積層した燃
料電池本体ＩＯにおいて、水素ガス（Ｈ３）は矢印Ａの
ように互いに通じ合っている水素ガス流路用マニホルド
１９．２０へ供給され、チャンネル２１．２２を経て陽
極板１１へ供給される。また、供給された水素ガスは固
体電解質物体Ｉ３を通して酸素と反応し、反応物である
水は水素ガス流通路４１を通して外部へ排出される。空
気は矢印Ｂのように互いに通じ合っている空気流路用マ
ニホルド２５゜２６へ供給され、チャンネル２７．２８
を経て陽極板１２に供給される。この場合の反応生成式
と陽極反応はＨ２＋ ２ ｅ −→Ｈ＊Ｏ＋２ ｅ−で
ある。
セルＳは枠部材１４に形成されている四部３１ａと、こ
の単セルＳに隣接するセルに形成された凸部３１ｂを嵌
め合わせることによってシール部３２が形成され、ガス
シール性を保持している。単セルＳを複数個積層した燃
料電池本体ＩＯにおいて、水素ガス（Ｈ３）は矢印Ａの
ように互いに通じ合っている水素ガス流路用マニホルド
１９．２０へ供給され、チャンネル２１．２２を経て陽
極板１１へ供給される。また、供給された水素ガスは固
体電解質物体Ｉ３を通して酸素と反応し、反応物である
水は水素ガス流通路４１を通して外部へ排出される。空
気は矢印Ｂのように互いに通じ合っている空気流路用マ
ニホルド２５゜２６へ供給され、チャンネル２７．２８
を経て陽極板１２に供給される。この場合の反応生成式
と陽極反応はＨ２＋ ２ ｅ −→Ｈ＊Ｏ＋２ ｅ−で
ある。
導電ペーストは第１図、第４図に示す矢印Ｃのように各
々互いに通じ合っている陰極側ブスバー用マニホルド２
９に圧入され、各セルの陰極側集電体１５と接合される
。同様に導電ペーストは矢印りのように各々通じ合って
いる陽極側ブスバー用マニホルド３０に圧入され、各セ
ルの陽極側集電体１６と接合されると共に、それぞれ接
続端子４４ａ、４４ｂに接続される。
々互いに通じ合っている陰極側ブスバー用マニホルド２
９に圧入され、各セルの陰極側集電体１５と接合される
。同様に導電ペーストは矢印りのように各々通じ合って
いる陽極側ブスバー用マニホルド３０に圧入され、各セ
ルの陽極側集電体１６と接合されると共に、それぞれ接
続端子４４ａ、４４ｂに接続される。
このような構成で積層されたモジュール電池は、電気的
には単セルを並列接続した構成となっている。このよう
なモジュールを電気的に直列に接続することによって所
定の電圧を発生させることができる。
には単セルを並列接続した構成となっている。このよう
なモジュールを電気的に直列に接続することによって所
定の電圧を発生させることができる。
上述の如き本発明の第１実施例に係る燃料電池によれば
、次の如き利点がある。
、次の如き利点がある。
（ａ）単セルを複数個直列に積層した燃料電池において
、ガス供給用マニホルドばかりでなく、集電体で集電さ
れた電気エネルギーを取り出すブスバーをセルの枠内に
内設したので燃料電池全体をコンパクトにできる。
、ガス供給用マニホルドばかりでなく、集電体で集電さ
れた電気エネルギーを取り出すブスバーをセルの枠内に
内設したので燃料電池全体をコンパクトにできる。
（ｂ）枠板をアルミナ材、ジルコニア、ムライト。
マグネシア等の酸化物系のセラミックスとしたので、耐
熱サイクル性、耐絶縁性、耐酸化還元性を満足する枠材
とすることができる。
熱サイクル性、耐絶縁性、耐酸化還元性を満足する枠材
とすることができる。
（ｃ）単セル同志の積層は、枠材の凹部とこれに隣接す
るセル上の凸部で嵌め合わせガスシール性が向上した。
るセル上の凸部で嵌め合わせガスシール性が向上した。
（ｄ）ブスバーは導電ペースト、アルミナダイカスト、
低温ロー材等を圧入して形成しているため、セルの枠内
に内設することができる。
低温ロー材等を圧入して形成しているため、セルの枠内
に内設することができる。
（ｅ）ブスバーを単セル内に形成しているため、複数個
の単セルをスタックするときの組み付は作業が簡単にで
きる。
の単セルをスタックするときの組み付は作業が簡単にで
きる。
上記第１実施例では枠部材１４の材質をアルミナ（ＡＱ
１０３）とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペース
トとし、シール部３２を凹凸嵌合としたものであるが、
本発明においては、これらの材質又はシール部３２とし
て以下に述べる様な種々の組み合わせによる他の種々な
変形例が考えられる。
１０３）とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペース
トとし、シール部３２を凹凸嵌合としたものであるが、
本発明においては、これらの材質又はシール部３２とし
て以下に述べる様な種々の組み合わせによる他の種々な
変形例が考えられる。
［第２実施例］
第２実施例においては、上述の第１実施例におけるシー
ル部３２を、第５図（Ｂ）に示すように、枠部材１４の
枠板１４ａと１４ｂに凹部３１ａ又は凸部３１ｂを形成
し、これらの凹部３１ａと凸部３１ｂをグリーンシート
３１ｃ伏態、すなわち焼成前の状態で嵌め合わ仕、その
後焼成することによってシール部３２を構成し、ガスシ
ール性を保持している。したがって、単セル同志の積層
は、グリーンシート状態３１ｃの枠部材の凹部とこれに
隣接する単セル上の凸部で嵌め合わせその後焼成するの
でガスリークのない緻密なシール性が得られる。
ル部３２を、第５図（Ｂ）に示すように、枠部材１４の
枠板１４ａと１４ｂに凹部３１ａ又は凸部３１ｂを形成
し、これらの凹部３１ａと凸部３１ｂをグリーンシート
３１ｃ伏態、すなわち焼成前の状態で嵌め合わ仕、その
後焼成することによってシール部３２を構成し、ガスシ
ール性を保持している。したがって、単セル同志の積層
は、グリーンシート状態３１ｃの枠部材の凹部とこれに
隣接する単セル上の凸部で嵌め合わせその後焼成するの
でガスリークのない緻密なシール性が得られる。
［第３実施例］
第３実施例においては、上述の第１実施例のものにおい
て、第５図（Ｃ）に示すように枠部材１４の枠板１４ａ
と１４ｂに夫々対向する四部を形成し、枠板１４ａと１
４ｂを重ね合わせて形成される溝内に銅製パツキン３１
ｄを挿入してシール部３２が構成されている。したがっ
て、第３実施例のものにおいては、単セル同志の積層は
、枠部材の凹部３１ａとこれに隣接するセル上の凹部３
１ａとを銅製パツキン３１ｄを介してシールしているの
で、ガスシール性が向上する。
て、第５図（Ｃ）に示すように枠部材１４の枠板１４ａ
と１４ｂに夫々対向する四部を形成し、枠板１４ａと１
４ｂを重ね合わせて形成される溝内に銅製パツキン３１
ｄを挿入してシール部３２が構成されている。したがっ
て、第３実施例のものにおいては、単セル同志の積層は
、枠部材の凹部３１ａとこれに隣接するセル上の凹部３
１ａとを銅製パツキン３１ｄを介してシールしているの
で、ガスシール性が向上する。
［第４実施例］
第４実施例においては、第１実施例のものにおいてシー
ル部３２を、第５図（Ｄ）に示すように、接合材として
のガラスセメント３１ｅを粘液状で塗布、あるいはスク
リーン印刷し、ガラスセメント３１ｅが固化する温度ま
で昇温しで接合する手段によって構成する。
ル部３２を、第５図（Ｄ）に示すように、接合材として
のガラスセメント３１ｅを粘液状で塗布、あるいはスク
リーン印刷し、ガラスセメント３１ｅが固化する温度ま
で昇温しで接合する手段によって構成する。
この場合、例えば１００℃／ｈ（時間）の昇温スピード
で６００℃まで温度を上げ、この温度で１時間保持した
後、５０℃／ｈのスピードで室温まで降温することによ
って得られる。また、シール部３２は枠板１４ａ、１４
ｂのうち一方に凹部を、他方の凸部を形成し、これらを
嵌合し、かつガラスセメントで接合するようにしても良
い。このように、第４実施例においては、ガラスセメン
トを枠板の接合面に塗布あるいはスクリーン印Ｉ１１し
、ガラスセメントを接合材として接合するので、ガスシ
ール性が向上する。
で６００℃まで温度を上げ、この温度で１時間保持した
後、５０℃／ｈのスピードで室温まで降温することによ
って得られる。また、シール部３２は枠板１４ａ、１４
ｂのうち一方に凹部を、他方の凸部を形成し、これらを
嵌合し、かつガラスセメントで接合するようにしても良
い。このように、第４実施例においては、ガラスセメン
トを枠板の接合面に塗布あるいはスクリーン印Ｉ１１し
、ガラスセメントを接合材として接合するので、ガスシ
ール性が向上する。
［第５実施例］
第５実施例においては、枠部材■４の材質をジルコニア
とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペーストとし、
シール部３２を凹部３１ａと凸部３１ｂの嵌合とする。
とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペーストとし、
シール部３２を凹部３１ａと凸部３１ｂの嵌合とする。
この第５実施例のものは枠部材１４の材質をジルコニア
としたから、耐熱サイクル性、耐絶縁性、耐酸化還元性
を満足する枠部材とすることができる。
としたから、耐熱サイクル性、耐絶縁性、耐酸化還元性
を満足する枠部材とすることができる。
［第６実施例コ
第６実施例においては、枠部材１４の材質をジルコニア
材とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペーストとし
、シール部３２を凹部３１ａと凸部３１ｂをグリーンシ
ート状態、すなわち焼成前の状態で嵌め合わせて積層し
、その後焼成したものとする。
材とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペーストとし
、シール部３２を凹部３１ａと凸部３１ｂをグリーンシ
ート状態、すなわち焼成前の状態で嵌め合わせて積層し
、その後焼成したものとする。
［第７実施例］
第７実施例のものは、枠部材１４の材質をジルコニア（
ＺｒＯ，）とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペー
ストとし、シール部３２を枠部材Ｉ４における枠板１４
ａに形成した凹部３１ａと枠板１４ｂに形成した凹部３
１ａと銅製パツキン３１ｄとする。
ＺｒＯ，）とし、ブスバー３７．３８の材質を導電ペー
ストとし、シール部３２を枠部材Ｉ４における枠板１４
ａに形成した凹部３１ａと枠板１４ｂに形成した凹部３
１ａと銅製パツキン３１ｄとする。
［第８実施例］
第８実施例のものでは、枠部材１４の材質をジルコニア
（ＺｒＯｔ）材とし、ブスバー３７．３８の材質を導電
ペーストとし、シール部３２を枠板１４ ａと１４ｂの
接合面にガラスセメントを塗布、あるいはスクリーン印
刷し、ガラスセメントを接合材として接合する手段によ
って構成する。
（ＺｒＯｔ）材とし、ブスバー３７．３８の材質を導電
ペーストとし、シール部３２を枠板１４ ａと１４ｂの
接合面にガラスセメントを塗布、あるいはスクリーン印
刷し、ガラスセメントを接合材として接合する手段によ
って構成する。
Ｈ６発明の効果
本発明は以上の如くであって、枠部材に陽極側ブスバー
用の貫通孔と陰極ブスバー用の貫通孔を形成し、陽極側
ブスバー用の貫通孔内には陽極板と接合するブスバーを
挿設すると共に、陰極側ブスバー用の貫通孔内には陰極
板と接合するブスバーを挿設したから、ブスバーが積層
体の外側でスペースを取ることがなく、全体をコンパク
トにすることができる。しかも、複数の単セルをスタッ
クするとき、集電体とブスバーとの煩雑な接続作業が不
要であり、製作容易にして小型化が可能な燃料電池を得
ることができる。
用の貫通孔と陰極ブスバー用の貫通孔を形成し、陽極側
ブスバー用の貫通孔内には陽極板と接合するブスバーを
挿設すると共に、陰極側ブスバー用の貫通孔内には陰極
板と接合するブスバーを挿設したから、ブスバーが積層
体の外側でスペースを取ることがなく、全体をコンパク
トにすることができる。しかも、複数の単セルをスタッ
クするとき、集電体とブスバーとの煩雑な接続作業が不
要であり、製作容易にして小型化が可能な燃料電池を得
ることができる。
さらに本発明によれば、単セルの枠部材の材質をアルミ
ナやジルコニウムとし、ブスバーの材質を導電ペースト
とし、シール部として凹凸嵌合。
ナやジルコニウムとし、ブスバーの材質を導電ペースト
とし、シール部として凹凸嵌合。
グリーンシート焼成、銅製パツキンおよびカラスセメン
トを用いたから、燃料電池における諸要件を充分に満た
す高信頼性の積層型燃料電池を得ることができるもので
ある。
トを用いたから、燃料電池における諸要件を充分に満た
す高信頼性の積層型燃料電池を得ることができるもので
ある。
第１図は本発明の実施例による積層型燃料電池を示した
もので第３図のＩ−ｒ線断面図、第２図は第３図の■−
■線断面図、第３図は本発明の実施例による燃料電池の
平面図、第４図は単セル群の斜視図、第５図（Ａ）〜（
Ｄ）はシール部の変形例を示す拡大図、第６図は燃料電
池の構成原理図である。 １１・・・陰電極、１２・・・陽電極、１３・・・電解
質物体、１４ ・・・枠部材、ｌ ４ ａ−１４ｃ−枠
板、１５゜１６・・・集電板、１９．２０・・・水素ガ
ス流路用のマニホルド、２５．２６・・・空気流路用の
貫通孔、２９．３０・・・ブスバー用の貫通孔、３１ａ
・・・凸部、３１ｂ・・・凹部、３１ｃ・・・グリーン
シート、３１ｄ・・・銅製パツキン、３１ｃ・・・ガラ
スセメント、３７・・・陰極側のブスバー、３８・・・
陽極側のブスバー４０．４１・・・ブスバー挿設用孔、
４２．４３・・・ガス流通路。 ｌｌ 陰電極 １２−陽電極 １３ 電解質物体 １４ 枠物材 ＋４ａ 〜＋４ｃ 枠板 ｌ ５，１６ 集電板 １９２〇−水素ガス用Ｗ通孔 ２５．２６ 空気１路用貫通孔 ２９．３０ ブスバー用貫通孔 ３１ａ 凸部 ３１ｂ 凹部 ３２ ノール部 ３７−陰極ブスバー ３８ 陽極ブスバー ４５ａ、４５ｂ 燃料用マニホールド第３図 平面菌 第５図 （Ａ） （Ｃ） （Ｂ） （Ｄ） 第６図 利型畑尉亀ヲ巴０原理１
もので第３図のＩ−ｒ線断面図、第２図は第３図の■−
■線断面図、第３図は本発明の実施例による燃料電池の
平面図、第４図は単セル群の斜視図、第５図（Ａ）〜（
Ｄ）はシール部の変形例を示す拡大図、第６図は燃料電
池の構成原理図である。 １１・・・陰電極、１２・・・陽電極、１３・・・電解
質物体、１４ ・・・枠部材、ｌ ４ ａ−１４ｃ−枠
板、１５゜１６・・・集電板、１９．２０・・・水素ガ
ス流路用のマニホルド、２５．２６・・・空気流路用の
貫通孔、２９．３０・・・ブスバー用の貫通孔、３１ａ
・・・凸部、３１ｂ・・・凹部、３１ｃ・・・グリーン
シート、３１ｄ・・・銅製パツキン、３１ｃ・・・ガラ
スセメント、３７・・・陰極側のブスバー、３８・・・
陽極側のブスバー４０．４１・・・ブスバー挿設用孔、
４２．４３・・・ガス流通路。 ｌｌ 陰電極 １２−陽電極 １３ 電解質物体 １４ 枠物材 ＋４ａ 〜＋４ｃ 枠板 ｌ ５，１６ 集電板 １９２〇−水素ガス用Ｗ通孔 ２５．２６ 空気１路用貫通孔 ２９．３０ ブスバー用貫通孔 ３１ａ 凸部 ３１ｂ 凹部 ３２ ノール部 ３７−陰極ブスバー ３８ 陽極ブスバー ４５ａ、４５ｂ 燃料用マニホールド第３図 平面菌 第５図 （Ａ） （Ｃ） （Ｂ） （Ｄ） 第６図 利型畑尉亀ヲ巴０原理１
Claims (6)
- （１）枠部材に電解質物体とこの電解質物体の両側に位
置する陽極と陰極の電極板を組み込んで単セルを構成し
、この単セルの複数個を陽極の電極板同志および陰極の
電極板同志が各々対向すると共に、これらの各同極の電
極板間にそれぞれ燃料用マニホルドを形成するように積
層した燃料電池において、前記枠部材に陽極ブスバー用
の貫通孔と陰極ブスバー用の貫通孔を形成し、前記陽極
ブスバー用の貫通孔内には前記陽極板と接続するように
導電ペーストからなる陽極ブスバーを設けると共に、前
記陰極ブスバー用の貫通孔内には前記陰極板と接続する
ように導電ペーストからなる陰極ブスバーを設け、前記
単セルの隣接する枠部材間にシール部を介設して構成し
たことを特徴とする積層型燃料電池。 - （２）前記耐熱性絶縁物を酸化性セラミックス材とした
ことを特徴とする請求項第１項の積層型燃料電池。 - （３）前記シール部を、前記複数個の単セルの互いに隣
接する枠部材に形成した凹部と凸部を嵌合させて構成し
たことを特徴とする請求項第１項又は第２項の積層型燃
料電池。 - （４）前記シール部を、前記複数個の単セルの互いに隣
接する枠部材に形成した凹部と凸部を枠部材の焼成前に
嵌合させ、その後焼成して形成したことを特徴とする請
求項第１項又は第２項の積層型燃料電池。 - （５）前記シール部を、前記複数個の単セルの互いに隣
接する枠部材に形成した凹部と凹間に銅製パッキンを介
挿して構成したことを特徴とする請求項第１項又は第２
項の積層型燃料電池。 - （６）前記シール部を、前記複数個の単セルの互いに隣
接する枠部材間に介挿したガラスセメントによって構成
したことを特徴とする請求項第１項又は第２項の積層型
燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195602A JPH0246659A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 積層型燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195602A JPH0246659A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 積層型燃料電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246659A true JPH0246659A (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=16343886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63195602A Pending JPH0246659A (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 積層型燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0246659A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100638586B1 (ko) * | 1999-05-26 | 2006-10-26 | 양태허 | 전기 충전 및 방전 장치 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63195602A patent/JPH0246659A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100638586B1 (ko) * | 1999-05-26 | 2006-10-26 | 양태허 | 전기 충전 및 방전 장치 |
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