JPH04237958A - 電気化学的電池の電極に導電性相互接続層を接合する方法 - Google Patents
電気化学的電池の電極に導電性相互接続層を接合する方法Info
- Publication number
- JPH04237958A JPH04237958A JP2414767A JP41476790A JPH04237958A JP H04237958 A JPH04237958 A JP H04237958A JP 2414767 A JP2414767 A JP 2414767A JP 41476790 A JP41476790 A JP 41476790A JP H04237958 A JPH04237958 A JP H04237958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- film
- fugitive
- doped
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 113
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 229910002262 LaCrO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 52
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 21
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 19
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 11
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 229910002328 LaMnO3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007970 homogeneous dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 2
- LEMJVPWNQLQFLW-UHFFFAOYSA-N [La+3].[La+3].[O-][Cr]([O-])=O.[O-][Cr]([O-])=O.[O-][Cr]([O-])=O Chemical group [La+3].[La+3].[O-][Cr]([O-])=O.[O-][Cr]([O-])=O.[O-][Cr]([O-])=O LEMJVPWNQLQFLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- NFYLSJDPENHSBT-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[La+3] NFYLSJDPENHSBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- -1 lanthanum halide Chemical class 0.000 description 16
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 10
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 9
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910017563 LaCrO Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- RPSHPWUYCDRMQO-UHFFFAOYSA-N 4-methylpentan-2-one;propan-1-ol Chemical compound CCCO.CC(C)CC(C)=O RPSHPWUYCDRMQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 229910002084 calcia-stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- UPWOEMHINGJHOB-UHFFFAOYSA-N oxo(oxocobaltiooxy)cobalt Chemical compound O=[Co]O[Co]=O UPWOEMHINGJHOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 229910002969 CaMnO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002340 LaNiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQENXCOZCUHKRE-UHFFFAOYSA-N [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O.[O-][Mn]([O-])=O BQENXCOZCUHKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- CASOXAYOCHCWQU-UHFFFAOYSA-N butan-2-one;ethanol Chemical compound CCO.CCC(C)=O CASOXAYOCHCWQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- DTDCCPMQHXRFFI-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)chromium lanthanum(3+) Chemical group [La+3].[La+3].[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O DTDCCPMQHXRFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBAGRTDVSXKKDO-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)manganese lanthanum(3+) Chemical compound [La+3].[La+3].[O-][Mn]([O-])(=O)=O.[O-][Mn]([O-])(=O)=O.[O-][Mn]([O-])(=O)=O HBAGRTDVSXKKDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000473 manganese(VI) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920001490 poly(butyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0223—Composites
- H01M8/0228—Composites in the form of layered or coated products
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
- H01M8/0252—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form tubular
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
- H01M2300/0071—Oxides
- H01M2300/0074—Ion conductive at high temperature
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M8/02—Details
- H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
- H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
- H01M8/0215—Glass; Ceramic materials
- H01M8/0217—Complex oxides, optionally doped, of the type AMO3, A being an alkaline earth metal or rare earth metal and M being a metal, e.g. perovskites
- H01M8/0219—Chromium complex oxides
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/49115—Electric battery cell making including coating or impregnating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気化学的電池の電極
上に電子伝導性相互接続層を接合するテープ式接合方法
に関する。
上に電子伝導性相互接続層を接合するテープ式接合方法
に関する。
【０００２】
【発明の背景：関連技術の説明】高温電気化学的電池は
米国特許第４，４９０，４４４号［発明者：アイゼンバ
ーグ（Ｉｓｅｎｂｅｒｇ）］ に教示されている。燃料
電池に代表されるこの種の電気化学的電池においては、
カルシア（ｃａｒｃｉａ）で安定化されたジルコニア（
ｚｉｒｃｏｎｉａ）から成る多孔質支持チューブ上に空
気電極カソードが付着されている。空気電極は、例えば
マンガン酸ランタン等のペロブルキー系のドープされた
酸化物類からつくることができる。空気電極の外周の大
部分は、通常はイットリア（ｙｔｔｒｉａ）で安定化さ
れたジルコニア等の気密な固体電解質層で取り囲まれて
いる。空気電極の選定された半径方向部分は相互接続材
料で覆われている。この相互接続材料として、ドープさ
れた亜クロム酸ランタンのフィルムを用いることができ
る。最も一般的に用いられるドーパントはＭｇであるが
、Ｃａ及びＳｒを使用することも示唆されている。
米国特許第４，４９０，４４４号［発明者：アイゼンバ
ーグ（Ｉｓｅｎｂｅｒｇ）］ に教示されている。燃料
電池に代表されるこの種の電気化学的電池においては、
カルシア（ｃａｒｃｉａ）で安定化されたジルコニア（
ｚｉｒｃｏｎｉａ）から成る多孔質支持チューブ上に空
気電極カソードが付着されている。空気電極は、例えば
マンガン酸ランタン等のペロブルキー系のドープされた
酸化物類からつくることができる。空気電極の外周の大
部分は、通常はイットリア（ｙｔｔｒｉａ）で安定化さ
れたジルコニア等の気密な固体電解質層で取り囲まれて
いる。空気電極の選定された半径方向部分は相互接続材
料で覆われている。この相互接続材料として、ドープさ
れた亜クロム酸ランタンのフィルムを用いることができ
る。最も一般的に用いられるドーパントはＭｇであるが
、Ｃａ及びＳｒを使用することも示唆されている。
【０００３】電解質及び相互接続材料はいずれも最高１
４５０℃の温度で行われる別種の電気化学蒸着法によっ
て空気電極上に付着される。電解質の蒸着にあたっては
ジルコニウム及びイットリウムの気化ハロゲン化物の使
用が示唆され、相互接続材料の蒸着にあたってはランタ
ン、クロム、マグネシウム、カルシウムまたはストロン
チウムの気化ハロゲン化物の使用が示唆されている。電
解質上に付着されるニッケル・ジルコニア・サーメット
の燃料電極もまた電気化学的蒸着法により付着されるが
、米国特許第４、５８２、７６６号［発明者：アイゼン
バーグ外］に教示されるようにニッケル粒子が電解質材
料の蒸着された骨格構造によりその表面に固着される。
４５０℃の温度で行われる別種の電気化学蒸着法によっ
て空気電極上に付着される。電解質の蒸着にあたっては
ジルコニウム及びイットリウムの気化ハロゲン化物の使
用が示唆され、相互接続材料の蒸着にあたってはランタ
ン、クロム、マグネシウム、カルシウムまたはストロン
チウムの気化ハロゲン化物の使用が示唆されている。電
解質上に付着されるニッケル・ジルコニア・サーメット
の燃料電極もまた電気化学的蒸着法により付着されるが
、米国特許第４、５８２、７６６号［発明者：アイゼン
バーグ外］に教示されるようにニッケル粒子が電解質材
料の蒸着された骨格構造によりその表面に固着される。
【０００４】
【従来の技術】米国特許第４，６３１，２３８号［発明
者：ルカ（Ｒｕｋａ）］は、相互接続材料、電解質、電
極及び支持材料間の潜在的な熱膨脹不一致の問題につき
、ランタン、クロム、マグネシウム及びコバルトの塩化
物蒸気を用いて蒸着される相互接続材料としてコバルト
をドープした亜クロム酸ランタン、好ましくはさらにマ
グネシウムをドープした亜クロム酸ランタン、例えばＬ
ａ０．９３Ｍｇ０．０３Ｃｏ０．０４ＣｒＯ３ の使用
を教示している。
者：ルカ（Ｒｕｋａ）］は、相互接続材料、電解質、電
極及び支持材料間の潜在的な熱膨脹不一致の問題につき
、ランタン、クロム、マグネシウム及びコバルトの塩化
物蒸気を用いて蒸着される相互接続材料としてコバルト
をドープした亜クロム酸ランタン、好ましくはさらにマ
グネシウムをドープした亜クロム酸ランタン、例えばＬ
ａ０．９３Ｍｇ０．０３Ｃｏ０．０４ＣｒＯ３ の使用
を教示している。
【０００５】米国特許第４、８９５、５７６号［発明者
：パル（Ｐａｌ）外」は、ＣａＯ、ＣａＯ２ 、ＳｒＯ
、ＳｒＯ２ 、ＣｏＯ、Ｃｏ２ Ｏ３ 、ＢａＯ、Ｂａ
Ｏ２ 、ＭｇＯまたはＭｇＯ２ より選択した粒子の層
を燃料電池電気電極の相互接続部上に形成し、その構造
全体を加熱したあと金属酸化物粒子の周りやその間に亜
クロム酸ランタンの骨格構造を蒸着する方法を教示して
いる。組み込まれた金属酸化物粒子の金属イオンが、高
温で焼鈍を行う際亜クロム酸ランタン構造内に拡散する
。このプロセスの終了時には離散した金属酸化物粒子は
完全に消滅しており、ドープした亜クロム酸ランタンの
酸化物構造が出来ている。このプロセスでは、亜クロム
酸ランタンの薄膜内にドーパントを分布させて導電率を
増加させるため、約１、３００°Ｃで焼鈍を行うさらに
別の長時間ステップが必要である。
：パル（Ｐａｌ）外」は、ＣａＯ、ＣａＯ２ 、ＳｒＯ
、ＳｒＯ２ 、ＣｏＯ、Ｃｏ２ Ｏ３ 、ＢａＯ、Ｂａ
Ｏ２ 、ＭｇＯまたはＭｇＯ２ より選択した粒子の層
を燃料電池電気電極の相互接続部上に形成し、その構造
全体を加熱したあと金属酸化物粒子の周りやその間に亜
クロム酸ランタンの骨格構造を蒸着する方法を教示して
いる。組み込まれた金属酸化物粒子の金属イオンが、高
温で焼鈍を行う際亜クロム酸ランタン構造内に拡散する
。このプロセスの終了時には離散した金属酸化物粒子は
完全に消滅しており、ドープした亜クロム酸ランタンの
酸化物構造が出来ている。このプロセスでは、亜クロム
酸ランタンの薄膜内にドーパントを分布させて導電率を
増加させるため、約１、３００°Ｃで焼鈍を行うさらに
別の長時間ステップが必要である。
【０００６】しかしながら、１３００℃乃至１４５０℃
における電気化学的蒸着法により蒸気相から相互接続材
料にドーピングを行うには熱力学的及び動力学的な制約
がある。塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化コ
バルト及び塩化バリウムは蒸着温度での蒸気圧が低く、
従って、空気電極の表面上の反応区域に移行させるのが
容易でない。
における電気化学的蒸着法により蒸気相から相互接続材
料にドーピングを行うには熱力学的及び動力学的な制約
がある。塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化コ
バルト及び塩化バリウムは蒸着温度での蒸気圧が低く、
従って、空気電極の表面上の反応区域に移行させるのが
容易でない。
【０００７】従って、相互接続材料に用いる主要なドー
パントはマグネシウムである。しかしながら、マグネシ
ウムをドープした亜クロム酸ランタン、たとえばＬａ０
．９７Ｍｇ０．０３ＣｒＯ３ は空気電極及び電解質材
料に対して１２％乃至１４％の熱膨脹率の不一致が存在
する。これに加えて、電気化学的蒸着のみによって相互
接続薄膜を形成させると、セルの長手方向に沿って相互
接続層の厚さが変動する可能性もある。従って、薄い部
分は漏洩を生じ厚い部分にはますます大きな熱膨脹によ
るストレスがかかり易くなる。
パントはマグネシウムである。しかしながら、マグネシ
ウムをドープした亜クロム酸ランタン、たとえばＬａ０
．９７Ｍｇ０．０３ＣｒＯ３ は空気電極及び電解質材
料に対して１２％乃至１４％の熱膨脹率の不一致が存在
する。これに加えて、電気化学的蒸着のみによって相互
接続薄膜を形成させると、セルの長手方向に沿って相互
接続層の厚さが変動する可能性もある。従って、薄い部
分は漏洩を生じ厚い部分にはますます大きな熱膨脹によ
るストレスがかかり易くなる。
【０００８】米国特許第４、８６１、３４５号（発明者
ボーカー「Ｂｏｗｋｅｒ」外）は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｌａ、
Ｂａ、またはＣｏをドープし酸化カルシウムまたは酸化
クロムを被覆したＬａＣｒ３ の粒子を１４００°Ｃで
焼結する方法を教示している。この特許では、粒子上の
被膜が液体相を提供することにより焼結を助け、この被
膜内の陽イオンがＬａＣｒＯ３ 構造内に吸収される。 しかしながら、この方法では、気密な相互接続用薄膜を
形成するため粒子を焼結し続いてそれを空気電極に接合
するため問題が在る。
ボーカー「Ｂｏｗｋｅｒ」外）は、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｌａ、
Ｂａ、またはＣｏをドープし酸化カルシウムまたは酸化
クロムを被覆したＬａＣｒ３ の粒子を１４００°Ｃで
焼結する方法を教示している。この特許では、粒子上の
被膜が液体相を提供することにより焼結を助け、この被
膜内の陽イオンがＬａＣｒＯ３ 構造内に吸収される。 しかしながら、この方法では、気密な相互接続用薄膜を
形成するため粒子を焼結し続いてそれを空気電極に接合
するため問題が在る。
【０００９】上述した種々の解決方法のうち何れも熱膨
脹不一致の問題及び蒸着によりカルシウム、ストロンチ
ウム、コバルト及びバリウムのドーピングに付随する問
題または単純且つ経済的な方法で厚さが均一且つ気密な
相互接続部を提供する問題を全て解決するものではない
。本発明の主要目的は、かかる従来技術の問題を解決す
ることにある。
脹不一致の問題及び蒸着によりカルシウム、ストロンチ
ウム、コバルト及びバリウムのドーピングに付随する問
題または単純且つ経済的な方法で厚さが均一且つ気密な
相互接続部を提供する問題を全て解決するものではない
。本発明の主要目的は、かかる従来技術の問題を解決す
ることにある。
【００１０】したがって、本発明は、ドープしたＬａＣ
ｒＯ３ 粒子の薄い層を含む可燃性ポリマーフィルムを
形成する方法であって、（１）Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｂａ
、Ｍｇ及びこれらの混合物よりなる群から選択した元素
をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子を準備し、（２）前記
粒子を溶媒内に均一に分散させて均質な分散剤を形成し
、（３）前記分散剤を湿式ふるい分けして３０乃至８０
マイクロメータの範囲の粒子を準備し、（４）逃散性ポ
リマーを前記粒子と、ポリマーと粒子の合計と溶剤との
体積比が５０：５０乃至３０：７０でありまたポリマー
対粒子の体積比が６５：３５乃至５０：５０である均質
な分散剤を形成するような量に混合し、（５）分散剤を
基材上に展開して湿潤厚さが８０乃至１５０マイクロメ
ータのフィルムを形成し、（６）前記フィルムを乾燥さ
せ、（７）基材からフィルムを引き剥がして前記粒子と
逃散性ポリマーのフィルムを形成するステップよりなる
ことを特徴とする方法を提供する。
ｒＯ３ 粒子の薄い層を含む可燃性ポリマーフィルムを
形成する方法であって、（１）Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｂａ
、Ｍｇ及びこれらの混合物よりなる群から選択した元素
をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子を準備し、（２）前記
粒子を溶媒内に均一に分散させて均質な分散剤を形成し
、（３）前記分散剤を湿式ふるい分けして３０乃至８０
マイクロメータの範囲の粒子を準備し、（４）逃散性ポ
リマーを前記粒子と、ポリマーと粒子の合計と溶剤との
体積比が５０：５０乃至３０：７０でありまたポリマー
対粒子の体積比が６５：３５乃至５０：５０である均質
な分散剤を形成するような量に混合し、（５）分散剤を
基材上に展開して湿潤厚さが８０乃至１５０マイクロメ
ータのフィルムを形成し、（６）前記フィルムを乾燥さ
せ、（７）基材からフィルムを引き剥がして前記粒子と
逃散性ポリマーのフィルムを形成するステップよりなる
ことを特徴とする方法を提供する。
【００１１】本発明はまた、電極構造上に密な高温電子
伝導性の層を接合する方法であって、（Ａ）電極構造の
反対表面に真空を加えながら、逃散性ポリマーのガラス
転移温度より３０乃至８０°Ｃ高い温度に予熱された電
極構造の第１の表面の多孔質部分上に本質的にＣａ、Ｓ
ｒ、Ｃｏ、Ｂａ、Ｍｇ及びこれらの混合物よりなる群か
ら選択された元素をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子の単
層を有する薄い粒子−逃散性ポリマーフィルムを適用し
、（Ｂ）ドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子間及びその周り
にＬａＣｒＯ３ よりなる密な骨格構造を電気化学的蒸
着するステップよりなり、蒸着のための最初の加熱時逃
散性ポリマが蒸発し、前記粒子が時間の経過と共に厚く
なるに従って亜クロム酸ランタン構造内に組み込まれて
、多孔質電極構造上に密な高温電子伝導性相互接続層が
形成されることを特徴とする方法を提供する。電極構造
はドープしたＬａＭｎＯ３ よりなり管状で且つ多孔質
の安定化ジルコニア支持チューブにより支持されること
がある多孔質カソードであることが好ましい。この方法
では、ステップ（Ｂ）の前にステップ（Ａ）において一
連の薄膜を含む保護用逃散性ポリマーフィルムを粒子−
逃散性ポリマーのフィルム上に適用することができ、こ
の上部の逃散性ポリマーフィルムもまたステップ（Ｂ）
において蒸発する。
伝導性の層を接合する方法であって、（Ａ）電極構造の
反対表面に真空を加えながら、逃散性ポリマーのガラス
転移温度より３０乃至８０°Ｃ高い温度に予熱された電
極構造の第１の表面の多孔質部分上に本質的にＣａ、Ｓ
ｒ、Ｃｏ、Ｂａ、Ｍｇ及びこれらの混合物よりなる群か
ら選択された元素をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子の単
層を有する薄い粒子−逃散性ポリマーフィルムを適用し
、（Ｂ）ドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子間及びその周り
にＬａＣｒＯ３ よりなる密な骨格構造を電気化学的蒸
着するステップよりなり、蒸着のための最初の加熱時逃
散性ポリマが蒸発し、前記粒子が時間の経過と共に厚く
なるに従って亜クロム酸ランタン構造内に組み込まれて
、多孔質電極構造上に密な高温電子伝導性相互接続層が
形成されることを特徴とする方法を提供する。電極構造
はドープしたＬａＭｎＯ３ よりなり管状で且つ多孔質
の安定化ジルコニア支持チューブにより支持されること
がある多孔質カソードであることが好ましい。この方法
では、ステップ（Ｂ）の前にステップ（Ａ）において一
連の薄膜を含む保護用逃散性ポリマーフィルムを粒子−
逃散性ポリマーのフィルム上に適用することができ、こ
の上部の逃散性ポリマーフィルムもまたステップ（Ｂ）
において蒸発する。
【００１２】本明細書で用いる用語が“電気化学的蒸着
”は、ハロゲン化ランタン及びハロゲン化クロムよりな
る金属ハロゲン化物を多孔質電極構造の外側第１表面に
適用し、酸素源を多孔質電極構造内側の第２表面に適用
して酸素原子を多孔質電極構造の第１表面でハロゲン化
物の蒸気と接触させる方法を意味する。これにより酸素
と金属ハロゲン化物蒸気が反応し密度が実質的に１００
％のランタン−クロム酸化物構造が形成され、継続的に
成長させると酸素イオンが構造物を浸透してランタン−
クロム酸化物が所望の厚さになるまでハロゲン化物蒸気
と反応する。また、用語“電子伝導性”は電子は伝導す
るがイオンは実質的に伝導しないことを意味する。
”は、ハロゲン化ランタン及びハロゲン化クロムよりな
る金属ハロゲン化物を多孔質電極構造の外側第１表面に
適用し、酸素源を多孔質電極構造内側の第２表面に適用
して酸素原子を多孔質電極構造の第１表面でハロゲン化
物の蒸気と接触させる方法を意味する。これにより酸素
と金属ハロゲン化物蒸気が反応し密度が実質的に１００
％のランタン−クロム酸化物構造が形成され、継続的に
成長させると酸素イオンが構造物を浸透してランタン−
クロム酸化物が所望の厚さになるまでハロゲン化物蒸気
と反応する。また、用語“電子伝導性”は電子は伝導す
るがイオンは実質的に伝導しないことを意味する。
【００１３】以上述べたステップに加えて、空気電極の
残りの部分上に固体電解質層を付着させたあと電解質層
上にサーメット燃料電極アノードを付着させると電気化
学的電池が完成する。この方法によると、相互接続部の
Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、ＢａまたはＭｇのドーピングが容易
になると共に空気電極と電解質の熱膨脹の不一致が緩和
され、さらに相互接続材料を均一な厚さで且つ気密性を
持つように付着させることができる。
残りの部分上に固体電解質層を付着させたあと電解質層
上にサーメット燃料電極アノードを付着させると電気化
学的電池が完成する。この方法によると、相互接続部の
Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、ＢａまたはＭｇのドーピングが容易
になると共に空気電極と電解質の熱膨脹の不一致が緩和
され、さらに相互接続材料を均一な厚さで且つ気密性を
持つように付着させることができる。
【００１４】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
につき詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】図面の第１図に、好ましい管状電気化学的電
池１０を示す。図示した好ましい構造は燃料電池装置に
用いられものであり、水素または一酸化炭素のような流
動性気体燃料が矢印１２に示す軸方向に電池の外側を流
れ、空気又はＯ２ のような酸化剤が矢印１４で示すよ
うに電池の内側を流れる。図示した電池の場合、酸素分
子は多孔質の電子伝導性の電極構造体１６を通過して、
酸素イオンに変化し、酸素イオンは電解質１８を通り抜
けて燃料電極２０で燃料と結合する。
池１０を示す。図示した好ましい構造は燃料電池装置に
用いられものであり、水素または一酸化炭素のような流
動性気体燃料が矢印１２に示す軸方向に電池の外側を流
れ、空気又はＯ２ のような酸化剤が矢印１４で示すよ
うに電池の内側を流れる。図示した電池の場合、酸素分
子は多孔質の電子伝導性の電極構造体１６を通過して、
酸素イオンに変化し、酸素イオンは電解質１８を通り抜
けて燃料電極２０で燃料と結合する。
【００１６】以下の好ましい管状構造についての説明は
制限的に解釈されるべきではない。また、以下に説明す
る本発明の相互接続材料は、燃料電池以外の電気化学的
電池にも利用することができる。本明細書中で用いる「
空気電極」という語句は、酸化剤と接触する電極を意味
し、「燃料電極」という語句は燃料と接触する電極を意
味する。
制限的に解釈されるべきではない。また、以下に説明す
る本発明の相互接続材料は、燃料電池以外の電気化学的
電池にも利用することができる。本明細書中で用いる「
空気電極」という語句は、酸化剤と接触する電極を意味
し、「燃料電極」という語句は燃料と接触する電極を意
味する。
【００１７】電池１０は、所望に応じて、多孔質の支持
チューブ２２を有する。支持チューブはカルシアで安定
化したジルコニアから成るものにすることができ、約１
乃至２ミリメートルの厚さの多孔質の壁部を形成する。 空気電極即ちカソード１６は、厚さ約５０マイクロメー
タ乃至１５００マイクロメータ（０．０５ミリメータ乃
至１．５ミリメータ）の多孔質複合酸化物構造である。 空気電極は、スラリー浸漬及び焼結法によって支持チュ
ーブ上に付着させることもでき、自己支持構造体として
押出し成形することもできる。空気カソードは、例えば
ＬａＭｎＯ３ 、ＣａＭｎＯ３ 、ＬａＮｉＯ３ 、Ｌ
ａＣｏＯ３ 、ＬａＣｒＯ３ 等のペロブスキー系の酸
化物類またはこれら酸化物類の混合物にドーピングを行
った材料から成る。好ましいドーパントはストロンチウ
ム、カルシウム、コバルト、ニッケル、鉄及び錫である
。
チューブ２２を有する。支持チューブはカルシアで安定
化したジルコニアから成るものにすることができ、約１
乃至２ミリメートルの厚さの多孔質の壁部を形成する。 空気電極即ちカソード１６は、厚さ約５０マイクロメー
タ乃至１５００マイクロメータ（０．０５ミリメータ乃
至１．５ミリメータ）の多孔質複合酸化物構造である。 空気電極は、スラリー浸漬及び焼結法によって支持チュ
ーブ上に付着させることもでき、自己支持構造体として
押出し成形することもできる。空気カソードは、例えば
ＬａＭｎＯ３ 、ＣａＭｎＯ３ 、ＬａＮｉＯ３ 、Ｌ
ａＣｏＯ３ 、ＬａＣｒＯ３ 等のペロブスキー系の酸
化物類またはこれら酸化物類の混合物にドーピングを行
った材料から成る。好ましいドーパントはストロンチウ
ム、カルシウム、コバルト、ニッケル、鉄及び錫である
。
【００１８】空気電極１６の外周面の大部分は、厚さ約
１マイクロメータ乃至約１００マイクロメータ（０．０
０１ミリメータ乃至０．１ミリメータ）のイットリアで
安定化したジルコニアから成る気密の固体電解質１８で
取り囲まれている。電解質１８は、周知の高温電気化学
的蒸着法によって空気電極上に付着させることができる
。相互接続体の付着前に電解質を付着させる場合には、
空気電極１６の選定した半径方向領域または部分２４を
電解質付着時にマスクで覆っておき、続いて上記の領域
または部分２４上に非多孔質の相互接続材料２６から成
る層を付着させる。最初に相互接続層を付着させる場合
には、空気電極の電解質部分をマスクで覆っておく。
１マイクロメータ乃至約１００マイクロメータ（０．０
０１ミリメータ乃至０．１ミリメータ）のイットリアで
安定化したジルコニアから成る気密の固体電解質１８で
取り囲まれている。電解質１８は、周知の高温電気化学
的蒸着法によって空気電極上に付着させることができる
。相互接続体の付着前に電解質を付着させる場合には、
空気電極１６の選定した半径方向領域または部分２４を
電解質付着時にマスクで覆っておき、続いて上記の領域
または部分２４上に非多孔質の相互接続材料２６から成
る層を付着させる。最初に相互接続層を付着させる場合
には、空気電極の電解質部分をマスクで覆っておく。
【００１９】図示した細長い各電池１０の活性軸方向長
さを好ましくは延長する密な相互接続材料２６は、酸化
剤雰囲気及び燃料雰囲気のいずれの雰囲気中においても
導電性でなければならない。気密な相互接続層２６の厚
さは、電解質の厚さとほぼ等しく、約３０マイクロメー
タ乃至約１００マイクロメータ（０．０３ミリメータ乃
至０．１ミリメータ）である。相互接続層は非多孔質（
約９５％以上の密度）でなければならず、通常の燃料電
池の動作温度である１０００℃においてほぼ９９％乃至
１００％の電子伝導性であるのが好ましい。
さを好ましくは延長する密な相互接続材料２６は、酸化
剤雰囲気及び燃料雰囲気のいずれの雰囲気中においても
導電性でなければならない。気密な相互接続層２６の厚
さは、電解質の厚さとほぼ等しく、約３０マイクロメー
タ乃至約１００マイクロメータ（０．０３ミリメータ乃
至０．１ミリメータ）である。相互接続層は非多孔質（
約９５％以上の密度）でなければならず、通常の燃料電
池の動作温度である１０００℃においてほぼ９９％乃至
１００％の電子伝導性であるのが好ましい。
【００２０】相互接続層は、密で漏洩しないものでなく
てはならず、固体電解質、及び相互接続層が付着される
電極、支持チューブを含むその他の構成部材の熱膨脹係
数に近い熱膨脹係数を持つものでなければならない。通
常使用される相互接続材料は、厚さ約２０マイクロメー
タ乃至５０マイクロメータ（０．０２ミリメータ乃至０
．０５ミリメータ）のドープされた亜クロム酸ランタン
である。通常は、相互接続層２６の上に導電層２８が付
着されている。この層２８は、好ましくはニッケルまた
はコバルト・ジルコニア・サーメットから成る燃料アノ
ード２０と同一の材料から成り、ほぼ同じ厚さ、即ち１
００マイクロメータの厚さを有する。
てはならず、固体電解質、及び相互接続層が付着される
電極、支持チューブを含むその他の構成部材の熱膨脹係
数に近い熱膨脹係数を持つものでなければならない。通
常使用される相互接続材料は、厚さ約２０マイクロメー
タ乃至５０マイクロメータ（０．０２ミリメータ乃至０
．０５ミリメータ）のドープされた亜クロム酸ランタン
である。通常は、相互接続層２６の上に導電層２８が付
着されている。この層２８は、好ましくはニッケルまた
はコバルト・ジルコニア・サーメットから成る燃料アノ
ード２０と同一の材料から成り、ほぼ同じ厚さ、即ち１
００マイクロメータの厚さを有する。
【００２１】ドープしていない亜クロム酸ランタンは、
導電率が僅かであり且つ燃料電池の他の構成部材との熱
膨脹係数の不一致があるため、非常に有用なものとは言
えない。本発明の方法では、ドーパントとして、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｃｏ、ＢａまたはＭｇの少なくとも１種を相互接
続材料２６全体に含有させることができる。
導電率が僅かであり且つ燃料電池の他の構成部材との熱
膨脹係数の不一致があるため、非常に有用なものとは言
えない。本発明の方法では、ドーパントとして、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｃｏ、ＢａまたはＭｇの少なくとも１種を相互接
続材料２６全体に含有させることができる。
【００２２】本発明は、所望の組成の或る量の個々の粒
子を蒸着により、好ましくは電気化学的蒸着（ＥＶＤ）
により成長させた相互接続骨格構造を介して結合するス
テップを含む。この方法は、空気電極表面の選択部分上
に、蒸着前に完成時の電池の他の要素と熱膨脹特性を適
合させることのできる量だけ、十分に高い酸素易動度を
有するこれらの粒子を薄膜状にそれらの間隔を調整して
単層状に付着させ、ついで蒸着によりこれらの粒子の周
りに且つそれらの間に相互接続骨格構造を成長させるス
テップを含む。
子を蒸着により、好ましくは電気化学的蒸着（ＥＶＤ）
により成長させた相互接続骨格構造を介して結合するス
テップを含む。この方法は、空気電極表面の選択部分上
に、蒸着前に完成時の電池の他の要素と熱膨脹特性を適
合させることのできる量だけ、十分に高い酸素易動度を
有するこれらの粒子を薄膜状にそれらの間隔を調整して
単層状に付着させ、ついで蒸着によりこれらの粒子の周
りに且つそれらの間に相互接続骨格構造を成長させるス
テップを含む。
【００２３】かかる複合物相互接続部の全体の物理的、
化学的及び電気的性質は粒子の個々の特性及びその周り
の相互接続骨格構造の特性の影響を受ける。例えば、Ｃ
ａ、Ｓｒ，Ｃｏ、ＢａまたはＭｇよりなる群から選択し
た元素の１または２以上をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒
子を相互接続部上に付着させ、ついでこれらの粒子間ま
たはその周りに蒸着によりＬａＣｒＯ３ 相互接続薄膜
を成長させることができる。粒子の量及び／または粒子
中のドーパント濃度は、相互接続部全体が所望の熱膨脹
特性、化学的安定性及び導電性を得られるように調節す
ることが可能である。例えば、ＳｒとＣｏまたはＢａと
Ｃｏをそれぞれ２原子パーセントをドープし且つ相互接
続部を５０体積％覆うＬａＣｒＯ３ 粒子はその相互接
続部に他の電池要素とマッチする熱膨脹特性を与える。
化学的及び電気的性質は粒子の個々の特性及びその周り
の相互接続骨格構造の特性の影響を受ける。例えば、Ｃ
ａ、Ｓｒ，Ｃｏ、ＢａまたはＭｇよりなる群から選択し
た元素の１または２以上をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒
子を相互接続部上に付着させ、ついでこれらの粒子間ま
たはその周りに蒸着によりＬａＣｒＯ３ 相互接続薄膜
を成長させることができる。粒子の量及び／または粒子
中のドーパント濃度は、相互接続部全体が所望の熱膨脹
特性、化学的安定性及び導電性を得られるように調節す
ることが可能である。例えば、ＳｒとＣｏまたはＢａと
Ｃｏをそれぞれ２原子パーセントをドープし且つ相互接
続部を５０体積％覆うＬａＣｒＯ３ 粒子はその相互接
続部に他の電池要素とマッチする熱膨脹特性を与える。
【００２４】この方法はまた、薄すぎたり或いは漏洩の
ある相互接続部に付随する問題を解決する。粒子の大き
さは適当に選ぶことができ、またこれらの粒子中の高い
酸素易動度により、蒸着により成長される相互接続骨格
構造が粒子の周り及びその上に成長して相互接続部を所
望の厚さにする。最終的な製品では、オプションとして
用いるチューブ２２上に位置する多孔質、電子伝導性空
気電極構造１６（第１図）には、好ましくはＥＶＤによ
り付着された密で堅く接触するランタン−クロム酸化物
骨格構造内に組み込まれた単層の密で不連続なドープ済
みのＬａＣｒＯ３ 粒子よりなることが好ましい密で、
非透過性且つ薄い相互接続層２６が形成されている。
ある相互接続部に付随する問題を解決する。粒子の大き
さは適当に選ぶことができ、またこれらの粒子中の高い
酸素易動度により、蒸着により成長される相互接続骨格
構造が粒子の周り及びその上に成長して相互接続部を所
望の厚さにする。最終的な製品では、オプションとして
用いるチューブ２２上に位置する多孔質、電子伝導性空
気電極構造１６（第１図）には、好ましくはＥＶＤによ
り付着された密で堅く接触するランタン−クロム酸化物
骨格構造内に組み込まれた単層の密で不連続なドープ済
みのＬａＣｒＯ３ 粒子よりなることが好ましい密で、
非透過性且つ薄い相互接続層２６が形成されている。
【００２５】本発明の１つの方法によると、ドープした
ＬａＣｒＯ３ 、例えばＬａ０．８９Ｓｒ０．１ Ｃｏ
０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ の粒子が第２図のステップ
１で提供される。これらの粒子は，粒子に粘着する微粒
子を取り除くことにより３０乃至８０マイクロメータの
範囲の粒子を得るためステップ３においてその大きさを
揃える。ステップ２では、粒子を好ましくは有効量の分
散補助剤、例えばポリエーテルポリアミン共重合体また
は酸化したメンヘーデン油を溶媒の０．１乃至５％用い
て溶媒中に均一に分散させる。使用可能な溶媒としては
、もしアクリル系を後で用いる場合メチルイソブチルケ
トンプロパノル及びメチルエチルケトンエタノールがあ
る。メチアミルケトン、１、１、１、トリクロロエタン
、または使用するポリマーの±４．５ＭＰａ１／２（メ
ガパスカル＝メガニュートン／ｍ２ ）粘着パラメータ
の任意の溶媒溶液を用いることができる。
ＬａＣｒＯ３ 、例えばＬａ０．８９Ｓｒ０．１ Ｃｏ
０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ の粒子が第２図のステップ
１で提供される。これらの粒子は，粒子に粘着する微粒
子を取り除くことにより３０乃至８０マイクロメータの
範囲の粒子を得るためステップ３においてその大きさを
揃える。ステップ２では、粒子を好ましくは有効量の分
散補助剤、例えばポリエーテルポリアミン共重合体また
は酸化したメンヘーデン油を溶媒の０．１乃至５％用い
て溶媒中に均一に分散させる。使用可能な溶媒としては
、もしアクリル系を後で用いる場合メチルイソブチルケ
トンプロパノル及びメチルエチルケトンエタノールがあ
る。メチアミルケトン、１、１、１、トリクロロエタン
、または使用するポリマーの±４．５ＭＰａ１／２（メ
ガパスカル＝メガニュートン／ｍ２ ）粘着パラメータ
の任意の溶媒溶液を用いることができる。
【００２６】ステップ３で、これらの粒子は適当なふる
いを用いて湿式ふるい分けされる。溶媒と分散補助剤の
比率は、そのふるい分け時必要であれば溶媒−分散補助
剤の混合物を周期的に添加することにより一定に保たれ
る。集められる粒子の所望の粒度分布は３０乃至８０マ
イクロメータ、好ましくは４０乃至６０マイクメータで
ある。この範囲内において、粒子が１０乃至２０マイク
ロメータの狭い粒度範囲、例えば３０乃至４０マイクロ
メータ、４０乃至５０マイクロメータ、４０乃至５０マ
イクロメータまたは５０乃至６０マイクロメータに制限
されるのが好ましい。ついで粒子を溶媒ですすいで約５
０乃至９０°Ｃの温度でオーブンにより乾燥させる。
いを用いて湿式ふるい分けされる。溶媒と分散補助剤の
比率は、そのふるい分け時必要であれば溶媒−分散補助
剤の混合物を周期的に添加することにより一定に保たれ
る。集められる粒子の所望の粒度分布は３０乃至８０マ
イクロメータ、好ましくは４０乃至６０マイクメータで
ある。この範囲内において、粒子が１０乃至２０マイク
ロメータの狭い粒度範囲、例えば３０乃至４０マイクロ
メータ、４０乃至５０マイクロメータ、４０乃至５０マ
イクロメータまたは５０乃至６０マイクロメータに制限
されるのが好ましい。ついで粒子を溶媒ですすいで約５
０乃至９０°Ｃの温度でオーブンにより乾燥させる。
【００２７】ステップ４において、乾燥させた粒子に所
定量の逃散性ポリマーを混合して均質な分散剤を得る。 逃散性ポリマーと粒子の体積比は６５：３５乃至５０：
５０であり、逃散性ポリマーに粒子を加えた物と溶媒と
の体積比は５０：５０乃至３０：７０の範囲にある。か
くして、混合物は５０体積％乃至７０体積％の溶媒を含
み、固形分は３５体積％乃至５０体積％の粒子を含む。 溶媒が５０体積％以下であると、ポリマー溶液の粘性を
混合に十分な低い値にするのが困難である。また溶媒が
７０体積％以上になると、粘性が低すぎて大きな粒子が
静止状態となる率が低く適用前に均質性を維持する点で
問題となる。固形分が３５体積％以下であると、最終的
な製品の層において十分に高い熱膨脹率を得るのが難し
い。また粒子固形分が５０体積％以上であると、蒸着ス
テップの際気体相の接近が制限され相互接続部／空気電
極の界面近くにトラップされた孔部が生じる。
定量の逃散性ポリマーを混合して均質な分散剤を得る。 逃散性ポリマーと粒子の体積比は６５：３５乃至５０：
５０であり、逃散性ポリマーに粒子を加えた物と溶媒と
の体積比は５０：５０乃至３０：７０の範囲にある。か
くして、混合物は５０体積％乃至７０体積％の溶媒を含
み、固形分は３５体積％乃至５０体積％の粒子を含む。 溶媒が５０体積％以下であると、ポリマー溶液の粘性を
混合に十分な低い値にするのが困難である。また溶媒が
７０体積％以上になると、粘性が低すぎて大きな粒子が
静止状態となる率が低く適用前に均質性を維持する点で
問題となる。固形分が３５体積％以下であると、最終的
な製品の層において十分に高い熱膨脹率を得るのが難し
い。また粒子固形分が５０体積％以上であると、蒸着ス
テップの際気体相の接近が制限され相互接続部／空気電
極の界面近くにトラップされた孔部が生じる。
【００２８】使用可能な逃散性ポリマーとしては、１１
００°Ｃ以下の温度で本質的に完全に蒸発し残余物を殆
ど残さないものである。最も好ましい逃散性ポリマーと
して熱可塑性ポリマーがあり、例えばポリ（メチルメタ
クリレート）、塩化ポリビニルポリマー重合体、ポリス
チレン重合体、ポリビニルブチラル重合体等のようなア
クリル重合体がある。これらの物質は市販され当技術分
野で良く知られたものである。
００°Ｃ以下の温度で本質的に完全に蒸発し残余物を殆
ど残さないものである。最も好ましい逃散性ポリマーと
して熱可塑性ポリマーがあり、例えばポリ（メチルメタ
クリレート）、塩化ポリビニルポリマー重合体、ポリス
チレン重合体、ポリビニルブチラル重合体等のようなア
クリル重合体がある。これらの物質は市販され当技術分
野で良く知られたものである。
【００２９】機械式振とう機で混合した後、かなり粘性
を持つ分散剤をステップ５においてガラスまたは他の基
材上に引き延ばし、後で乾燥させて基材から引き剥がす
。引き延ばしはドクターブレード適用法によるのが好ま
しい。ドクターブレードは粒子の最大直径の約１．５乃
至２．０倍の所で維持してブレードを基材を横断する方
向に引く際湿潤厚さが８０乃至１５０マイクロメータに
なるようにする。好ましい基材としては、ポリテトラフ
ルオロエチレンを被覆したガラスがある。薄膜は本質的
に粒子が単一の層を形成するのが好ましい。
を持つ分散剤をステップ５においてガラスまたは他の基
材上に引き延ばし、後で乾燥させて基材から引き剥がす
。引き延ばしはドクターブレード適用法によるのが好ま
しい。ドクターブレードは粒子の最大直径の約１．５乃
至２．０倍の所で維持してブレードを基材を横断する方
向に引く際湿潤厚さが８０乃至１５０マイクロメータに
なるようにする。好ましい基材としては、ポリテトラフ
ルオロエチレンを被覆したガラスがある。薄膜は本質的
に粒子が単一の層を形成するのが好ましい。
【００３０】引き延ばした粒子−逃散性ポリマーフィル
ムは、ステップ６においてゆっくりと、好ましくは溶媒
が飽和した状態に近い適当な雰囲気の下で約１０乃至２
０時間乾燥させて溶媒及び任意の分散補助剤が殆ど無く
なるようにする。ステップ７において、乾燥させたフィ
ルムを基材から引き剥がして、好ましい厚さがほぼ３０
乃至８０マイクロメータの粒子−逃散性ポリマーの、崩
れない可撓性フィルムを得る。このフィルムをステップ
８において相互接続部の大きさのストリップ状に切断す
る。
ムは、ステップ６においてゆっくりと、好ましくは溶媒
が飽和した状態に近い適当な雰囲気の下で約１０乃至２
０時間乾燥させて溶媒及び任意の分散補助剤が殆ど無く
なるようにする。ステップ７において、乾燥させたフィ
ルムを基材から引き剥がして、好ましい厚さがほぼ３０
乃至８０マイクロメータの粒子−逃散性ポリマーの、崩
れない可撓性フィルムを得る。このフィルムをステップ
８において相互接続部の大きさのストリップ状に切断す
る。
【００３１】切断したこの薄いフィルムは粒子間の間隔
が調節されたドープ済みＬａＣｒＯ３ 粒子の本質的に
単一層を含み、これが電極構造の第１の表面の多孔質部
分に適用される。第３図は、管状の空気電極構造３６の
周りにクランプ可能な２つの半分からなる好ましい適用
具３５を示す。その２つの半分の一方は付着される相互
接続部の大きさの窓３８を有する。この２つの半分の切
れ目を３９で示す。更にステップ（Ａ）において、切断
した薄い層を接続フィルムを、好ましくは上述の適用具
３５を用いて窓３８の内部の空気電極に付着する。空気
電極を可塑化された逃散性ポリマーのガラス転移温度（
Ｔｇ）より３０乃至８０°Ｃ高い温度に加熱すると同時
に、好ましくは電極構造の反対表面に、即ち管状の支持
された或いは支持のない空気電極管の内部から真空を加
える。このようにすると、フィルムが柔らかくなって空
気電極構造に対して吸引され、ドープしたＬａＣｒＯ３
粒子がその構造の方へ流動し緊密に接合されて固着さ
れる。その後この適用具を取り外す。
が調節されたドープ済みＬａＣｒＯ３ 粒子の本質的に
単一層を含み、これが電極構造の第１の表面の多孔質部
分に適用される。第３図は、管状の空気電極構造３６の
周りにクランプ可能な２つの半分からなる好ましい適用
具３５を示す。その２つの半分の一方は付着される相互
接続部の大きさの窓３８を有する。この２つの半分の切
れ目を３９で示す。更にステップ（Ａ）において、切断
した薄い層を接続フィルムを、好ましくは上述の適用具
３５を用いて窓３８の内部の空気電極に付着する。空気
電極を可塑化された逃散性ポリマーのガラス転移温度（
Ｔｇ）より３０乃至８０°Ｃ高い温度に加熱すると同時
に、好ましくは電極構造の反対表面に、即ち管状の支持
された或いは支持のない空気電極管の内部から真空を加
える。このようにすると、フィルムが柔らかくなって空
気電極構造に対して吸引され、ドープしたＬａＣｒＯ３
粒子がその構造の方へ流動し緊密に接合されて固着さ
れる。その後この適用具を取り外す。
【００３２】更にステップ（Ｂ）において、ＬａＣｒＯ
３ よりなる密な骨格構造がドープしたＬａＣｒＯ３
粒子間及びその周りに蒸着、好ましくは電気化学的蒸着
（ＥＶＤ）される。ＥＶＤ温度はほぼ１３３０°Ｃであ
る。 ＥＶＤ反応器を蒸着温度にゆっくりと最初に加熱すると
、逃散性ポリマーが蒸発して、調節された粒子間間隔を
持つ、ＥＶＤにより付着される骨格構造が成長した粒子
の単層が残る。ＥＶＤプロセス時、ドープしたＬａＣｒ
Ｏ３ 粒子は時の経過と共に厚くなるに従ってランタン
−クロム酸化物構造内に組み込まれ、多孔質電極構造上
に密で高温電子伝導性相互接続層が形成される。
３ よりなる密な骨格構造がドープしたＬａＣｒＯ３
粒子間及びその周りに蒸着、好ましくは電気化学的蒸着
（ＥＶＤ）される。ＥＶＤ温度はほぼ１３３０°Ｃであ
る。 ＥＶＤ反応器を蒸着温度にゆっくりと最初に加熱すると
、逃散性ポリマーが蒸発して、調節された粒子間間隔を
持つ、ＥＶＤにより付着される骨格構造が成長した粒子
の単層が残る。ＥＶＤプロセス時、ドープしたＬａＣｒ
Ｏ３ 粒子は時の経過と共に厚くなるに従ってランタン
−クロム酸化物構造内に組み込まれ、多孔質電極構造上
に密で高温電子伝導性相互接続層が形成される。
【００３３】かかる密な高温相互接続層は以下に述べる
性質を有する。（１）粒子が本質的に間隔が調整された
単層として空気電極上に付着されるため、粒子が集塊状
になったり或いは盛り上がったりすることがない。 （２）相互接続部はエヤポケットを持たず漏洩の無いも
のである。（３）相互接続部は適当な厚さ（３０乃至８
０マイクロメータ）を持つため、薄い相互接続部に普通
生じる漏洩の問題がない。（４）相互接続部の長さ方向
に沿う粒子の分布が均一である。粒子中のドーパント濃
度及び相互接続部に組み込まれる粒子の量を適当に選ぶ
ことにより、最終的な相互接続部の熱膨脹を電気化学的
電池の他の全ての要素とマッチするように調節すること
が可能である。
性質を有する。（１）粒子が本質的に間隔が調整された
単層として空気電極上に付着されるため、粒子が集塊状
になったり或いは盛り上がったりすることがない。 （２）相互接続部はエヤポケットを持たず漏洩の無いも
のである。（３）相互接続部は適当な厚さ（３０乃至８
０マイクロメータ）を持つため、薄い相互接続部に普通
生じる漏洩の問題がない。（４）相互接続部の長さ方向
に沿う粒子の分布が均一である。粒子中のドーパント濃
度及び相互接続部に組み込まれる粒子の量を適当に選ぶ
ことにより、最終的な相互接続部の熱膨脹を電気化学的
電池の他の全ての要素とマッチするように調節すること
が可能である。
【００３４】かくして、例えば、Ｌａ０．８９Ｓｒ０．
１ Ｃｏ０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ またはＬａ０．９
４Ｂａ０．０５Ｃｏ０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ のよう
な、電解質よりも熱膨脹率が１５乃至２０％大きい粒子
を選択し、逃散性ポリマーに対する粒子の分布が殆ど等
しくなるようにすると、長さ方向に亘り電解質の５％以
内の均一な熱膨脹率を有する相互接続フィルムを得る。 （５）粒子−ポリマーフィルムは粒子の分布に関し高い
再現性で製造することが可能であり、従って改良した相
互接続部を高い再現性で製造できる。 （６）粒子−ポリマーフィルムを任意の適当にドープし
たＬａＣｒＯ３ 粒子で作ることができる。ＬａＣｒＯ
３ 粒子内のドーパントにより、フィルム内の粒子の分
布が所望の均一性を維持するようフィルムのポリマー部
分を適当に調節することができる。
１ Ｃｏ０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ またはＬａ０．９
４Ｂａ０．０５Ｃｏ０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ のよう
な、電解質よりも熱膨脹率が１５乃至２０％大きい粒子
を選択し、逃散性ポリマーに対する粒子の分布が殆ど等
しくなるようにすると、長さ方向に亘り電解質の５％以
内の均一な熱膨脹率を有する相互接続フィルムを得る。 （５）粒子−ポリマーフィルムは粒子の分布に関し高い
再現性で製造することが可能であり、従って改良した相
互接続部を高い再現性で製造できる。 （６）粒子−ポリマーフィルムを任意の適当にドープし
たＬａＣｒＯ３ 粒子で作ることができる。ＬａＣｒＯ
３ 粒子内のドーパントにより、フィルム内の粒子の分
布が所望の均一性を維持するようフィルムのポリマー部
分を適当に調節することができる。
【００３５】ＥＶＤ反応を行わせるために、空気電極は
通常マスクを施して相互接続層だけが相互接続部上に形
成されるようにする。かかるマスクを施す間粒子−逃散
性ポリマーフィルムを保護するために、第４図に示すよ
うに粒子−逃散性ポリフィルム上に別のフィルムを適用
することができる。粒子−逃散性ポリマーフィルム４２
の直ぐ上にある層４０は厚さが０．０１ｃｍ乃至０．０
４ｃｍのアクリルフィルムであることが好ましく、アク
リルフィルム上の層４４は厚さが０．００２ｃｍ乃至０
．０１ｃｍのポリテトラフルオロエチレンフィルムであ
るのが好ましい。アクリル樹脂が好ましいが、前述した
熱可塑性の逃散性ポリマー材料のうち任意のもので置き
換えることが可能である。
通常マスクを施して相互接続層だけが相互接続部上に形
成されるようにする。かかるマスクを施す間粒子−逃散
性ポリマーフィルムを保護するために、第４図に示すよ
うに粒子−逃散性ポリフィルム上に別のフィルムを適用
することができる。粒子−逃散性ポリマーフィルム４２
の直ぐ上にある層４０は厚さが０．０１ｃｍ乃至０．０
４ｃｍのアクリルフィルムであることが好ましく、アク
リルフィルム上の層４４は厚さが０．００２ｃｍ乃至０
．０１ｃｍのポリテトラフルオロエチレンフィルムであ
るのが好ましい。アクリル樹脂が好ましいが、前述した
熱可塑性の逃散性ポリマー材料のうち任意のもので置き
換えることが可能である。
【００３６】アクリルフィルム及びポリテトラフルオロ
エチレンフィルムは、ポリテトラフルオロエチレン層上
に可塑化したアクリル層を溶媒により引き延ばすことに
より二重フィルム層として調製可能である。ついで、こ
の二重フィルム層を相互接続部のストリップの大きさに
切断して、図示の如くアクリル層を粒子−逃散性ポリマ
ーフィルムの方へ向けて粒子−逃散性ポリマーフィルム
上に適用する。粒子−逃散性ポリマーフィルムとアクリ
ル層との間の接合を容易にするため、例えばヒートガン
により熱を加えることができる。第４図に示すように、
３つのフィルムよりなる層構造を相互接続部上に置いた
空気電極１８をマスクする。マスクをした後、アクリル
フィルム上のポリテトラフルオラエチレン層を取り除く
。
エチレンフィルムは、ポリテトラフルオロエチレン層上
に可塑化したアクリル層を溶媒により引き延ばすことに
より二重フィルム層として調製可能である。ついで、こ
の二重フィルム層を相互接続部のストリップの大きさに
切断して、図示の如くアクリル層を粒子−逃散性ポリマ
ーフィルムの方へ向けて粒子−逃散性ポリマーフィルム
上に適用する。粒子−逃散性ポリマーフィルムとアクリ
ル層との間の接合を容易にするため、例えばヒートガン
により熱を加えることができる。第４図に示すように、
３つのフィルムよりなる層構造を相互接続部上に置いた
空気電極１８をマスクする。マスクをした後、アクリル
フィルム上のポリテトラフルオラエチレン層を取り除く
。
【００３７】このステップの終了時に、粒子−逃散性ポ
リマーフィルムが相互接続部上の空気電極上にあるマス
クを施した空気電極が得られ、この粒子−逃散性ポリマ
ーフィルム上に十分に接合されたアクリルフィルムがあ
る。ＥＶＤの間、この上のアクリル（または他の逃散性
ポリマー）フィルム４０は逃散性ポリマー成分のように
蒸発して、電極上に調整された間隔を持つドープしたＬ
ａＣｒＯ３ 粒子が残る。
リマーフィルムが相互接続部上の空気電極上にあるマス
クを施した空気電極が得られ、この粒子−逃散性ポリマ
ーフィルム上に十分に接合されたアクリルフィルムがあ
る。ＥＶＤの間、この上のアクリル（または他の逃散性
ポリマー）フィルム４０は逃散性ポリマー成分のように
蒸発して、電極上に調整された間隔を持つドープしたＬ
ａＣｒＯ３ 粒子が残る。
【００３８】ドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子の重さは、
相互接続部の総重量、即ち粒子とＥＶＤにより成長した
骨格構造のフィルムとの合計の約４０乃至８５重量％、
好ましくは４５乃至７０重量％である。最終的な相互接
続層２６の密度は少なくとも９５％、好ましくは９９％
よりも高くなければならない。電気化学的蒸着は一般的
に米国特許第４、６０９、５６２及び４、５９７、１７
０号の教示に従って行われ、粒子間の間隔がＬａＣｒＯ
３ により充填されてこれらの粒子が組み込まれた密で
気密の相互接続部が得られる。
相互接続部の総重量、即ち粒子とＥＶＤにより成長した
骨格構造のフィルムとの合計の約４０乃至８５重量％、
好ましくは４５乃至７０重量％である。最終的な相互接
続層２６の密度は少なくとも９５％、好ましくは９９％
よりも高くなければならない。電気化学的蒸着は一般的
に米国特許第４、６０９、５６２及び４、５９７、１７
０号の教示に従って行われ、粒子間の間隔がＬａＣｒＯ
３ により充填されてこれらの粒子が組み込まれた密で
気密の相互接続部が得られる。
【００３９】電解質を相互接続部形成後に付着させる場
合には、空気電極表面の残りの部分上に固体電解質層を
形成し、その電解質の上にサーメット燃料電極を付着さ
せ、ついで相互接続層上にサーメットを被覆することに
より燃料電池のような電気化学的電池が完成する。各燃
料電池は管状であるのが好ましく、隣接する燃料電池と
少なくとも直列に電気接続される。この電気接続は金属
繊維（第１図に図示せず）を介して相互接続部の軸方向
長さに沿い行う。典型的な電池はほぼ１ボルトの開路電
圧を発生し、かかる電池を多数直列及び並列に接続して
所望のシステム電圧を得ることができる。
合には、空気電極表面の残りの部分上に固体電解質層を
形成し、その電解質の上にサーメット燃料電極を付着さ
せ、ついで相互接続層上にサーメットを被覆することに
より燃料電池のような電気化学的電池が完成する。各燃
料電池は管状であるのが好ましく、隣接する燃料電池と
少なくとも直列に電気接続される。この電気接続は金属
繊維（第１図に図示せず）を介して相互接続部の軸方向
長さに沿い行う。典型的な電池はほぼ１ボルトの開路電
圧を発生し、かかる電池を多数直列及び並列に接続して
所望のシステム電圧を得ることができる。
【００４０】本発明を以下の非制限的な実施例につき説
明する。
明する。
【００４１】第１図に示したコンポーネントを殆ど備え
た管状の燃料電池構造を製作した。電極構造として、カ
ルシア安定化ジルコニアで作った多孔質管状支持体上に
支持された多孔質、電子伝導性且つ管状の、ストロンチ
ュウムをドープした亜マンガン酸ランタン（Ｌａ０．９
Ｓｒ０．１ ＭｎＯ３ ）の空気電極構造を用いた。 支持体の厚さはほぼ２０００マイクロメータ（２ｍｍ）
であり、空気電極カソードの厚さはほぼ１０００マイ
クロメータ（１．０ｍｍ）であった。相互接続部を付着
させる部分はほぼ０．９ｃｍの幅で長さは３０．５ｃｍ
であった。
た管状の燃料電池構造を製作した。電極構造として、カ
ルシア安定化ジルコニアで作った多孔質管状支持体上に
支持された多孔質、電子伝導性且つ管状の、ストロンチ
ュウムをドープした亜マンガン酸ランタン（Ｌａ０．９
Ｓｒ０．１ ＭｎＯ３ ）の空気電極構造を用いた。 支持体の厚さはほぼ２０００マイクロメータ（２ｍｍ）
であり、空気電極カソードの厚さはほぼ１０００マイ
クロメータ（１．０ｍｍ）であった。相互接続部を付着
させる部分はほぼ０．９ｃｍの幅で長さは３０．５ｃｍ
であった。
【００４２】組成物Ｌａ０．８９Ｓｒ０．１ Ｃｏ０．
１Ｃｒ０．９ Ｏ３ のコバルトとストロンチウムをド
ープした亜クロム酸ランタン粉末粒子を、１体積部のメ
チルイソブチルケトンにプロパノル溶媒溶液と分散剤と
して働く０．０２重量部のポリエーテルポリアミン共重
合体との混合物に流し込んだ。ついでこの混合物を粒度
分布が５０乃至６０マイクロメータとなるように適当な
ふるいを用いて湿式でふるい分けした。その後５０乃至
６０マイクロメータの粒子を分散剤を含まない溶媒です
すいで、８０°Ｃでオーブンにより乾燥させた。
１Ｃｒ０．９ Ｏ３ のコバルトとストロンチウムをド
ープした亜クロム酸ランタン粉末粒子を、１体積部のメ
チルイソブチルケトンにプロパノル溶媒溶液と分散剤と
して働く０．０２重量部のポリエーテルポリアミン共重
合体との混合物に流し込んだ。ついでこの混合物を粒度
分布が５０乃至６０マイクロメータとなるように適当な
ふるいを用いて湿式でふるい分けした。その後５０乃至
６０マイクロメータの粒子を分散剤を含まない溶媒です
すいで、８０°Ｃでオーブンにより乾燥させた。
【００４３】ついで、５０乃至６０マイクロメータの粒
子を、メチルイソブチルケトンプロパノル溶媒溶液内の
ポリブチルメタクリレート共重合体（逃散性ポリマー）
の溶液に（溶媒溶液の約２重量％のポリエーテルポリア
ミン共重合体が添加されている）の溶液に添加して、別
の均質な分散剤を形成した。このアクリルポリマーと粒
子に対する溶媒の体積比は４５：５５、アクリルポリマ
ー：粒子の体積比は約５０：５０であった。ついでその
組成物をＳｐｅｘミルシェーカーで２０分間混合した。 この振とうの直後粘性のある分散剤を、ほぼ１０２マイ
クロメータの高さに維持したドクターブレードを用いて
長さ５５ｃｍ×幅１５ｃｍのポリテトラフルオラエチレ
ンを被覆したガラスプレート上に引き延ばばした。この
引き延ばしたフィルムは乾燥すると粒子間の間隔が調整
された粒子の単層であることが分かった。
子を、メチルイソブチルケトンプロパノル溶媒溶液内の
ポリブチルメタクリレート共重合体（逃散性ポリマー）
の溶液に（溶媒溶液の約２重量％のポリエーテルポリア
ミン共重合体が添加されている）の溶液に添加して、別
の均質な分散剤を形成した。このアクリルポリマーと粒
子に対する溶媒の体積比は４５：５５、アクリルポリマ
ー：粒子の体積比は約５０：５０であった。ついでその
組成物をＳｐｅｘミルシェーカーで２０分間混合した。 この振とうの直後粘性のある分散剤を、ほぼ１０２マイ
クロメータの高さに維持したドクターブレードを用いて
長さ５５ｃｍ×幅１５ｃｍのポリテトラフルオラエチレ
ンを被覆したガラスプレート上に引き延ばばした。この
引き延ばしたフィルムは乾燥すると粒子間の間隔が調整
された粒子の単層であることが分かった。
【００４４】この引き延ばしたフィルムを溶媒の飽和状
態に近い空気雰囲気の下で１６時間室温で乾燥させた。 その後、完全に乾燥するまで、溶媒を加えない空気中に
おいて室温で更に２４時間乾燥させた。ほぼ６０マイク
ロメータの厚さの乾燥したフィルムは引き延ばしに用い
た基材から容易に分離することができ、それを相互接続
領域の大きさである幅０．９ｃｍ×長さ３０．５ｃｍの
ストリップに切断した。
態に近い空気雰囲気の下で１６時間室温で乾燥させた。 その後、完全に乾燥するまで、溶媒を加えない空気中に
おいて室温で更に２４時間乾燥させた。ほぼ６０マイク
ロメータの厚さの乾燥したフィルムは引き延ばしに用い
た基材から容易に分離することができ、それを相互接続
領域の大きさである幅０．９ｃｍ×長さ３０．５ｃｍの
ストリップに切断した。
【００４５】第３図に示したものと同様な金属製の適用
具を燃料電池空気電極表面の周りにクランプした。つい
で燃料電池と適用具を、使用するアクリルポリマーのガ
ラス転移温度より約６０°Ｃ高い温度に加熱した。それ
と同時に、空気電極の内側を真空にした。ついで、ドー
プしたＬａＣｒＯ３ 粒子−アクリルポリマーフィルム
のストリップを１つ適用具の窓を介して多孔質空気電極
上に押圧した。更に、空気電極との間の接合をさらに強
固にするため、多孔質空気電極を介して真空状態を継続
しながらヒートガンでフィルムストリップを加熱した。
具を燃料電池空気電極表面の周りにクランプした。つい
で燃料電池と適用具を、使用するアクリルポリマーのガ
ラス転移温度より約６０°Ｃ高い温度に加熱した。それ
と同時に、空気電極の内側を真空にした。ついで、ドー
プしたＬａＣｒＯ３ 粒子−アクリルポリマーフィルム
のストリップを１つ適用具の窓を介して多孔質空気電極
上に押圧した。更に、空気電極との間の接合をさらに強
固にするため、多孔質空気電極を介して真空状態を継続
しながらヒートガンでフィルムストリップを加熱した。
【００４６】ついで、厚さ０．００７６ｃｍ（０．００
３インチ）のポリテトラフルオロエチレンフィルムをア
クリルフィルムにドクターブレードを用いて被覆し、こ
の複合物を乾燥させた。乾燥後のこのアクリル層の厚さ
はほぼ０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）であった
。この二重層の複合物を幅０．９ｃｍ×長さ３０．５ｃ
ｍの相互接続部の大きさに切断して、アクリル層が粒子
−アクリルポリマーフィルムの方に来るようにこの粒子
−アクリルポリマーフィルム上に押圧した。そしてヒー
トガンにより熱を加えると同時にポリテトラフルオロエ
チレンの上部層の上をテフロン棒を用いてその突起で擦
った。これにより第４図に示したような構造が得られた
。ついで燃料電池の露出した空気電極をその後の電気化
学的蒸着（ＥＶＤ）プロセスの間保護するために適当な
マスクを施し、その後その保護用複合物のポリテトラフ
ルオロエチレン層を除去した。
３インチ）のポリテトラフルオロエチレンフィルムをア
クリルフィルムにドクターブレードを用いて被覆し、こ
の複合物を乾燥させた。乾燥後のこのアクリル層の厚さ
はほぼ０．０１２７ｃｍ（０．００５インチ）であった
。この二重層の複合物を幅０．９ｃｍ×長さ３０．５ｃ
ｍの相互接続部の大きさに切断して、アクリル層が粒子
−アクリルポリマーフィルムの方に来るようにこの粒子
−アクリルポリマーフィルム上に押圧した。そしてヒー
トガンにより熱を加えると同時にポリテトラフルオロエ
チレンの上部層の上をテフロン棒を用いてその突起で擦
った。これにより第４図に示したような構造が得られた
。ついで燃料電池の露出した空気電極をその後の電気化
学的蒸着（ＥＶＤ）プロセスの間保護するために適当な
マスクを施し、その後その保護用複合物のポリテトラフ
ルオロエチレン層を除去した。
【００４７】相互接続部の空気電極上に粒子−ポリマー
フィルムがあり、アクリルフィルムがその粒子−ポリマ
ーフィルムに接合されたマスクを付けた空気電極を、マ
グネシウムをドープしたＬａＣｒＯ３ 相互接続部を付
着するため、ＥＶＤ反応器内に置いた。ＥＶＤ反応器を
１３３０°Ｃの付着温度にゆっくりと加熱すると、アク
リルフィルムとポリマーが蒸発して相互接続部の空気電
極上に粒子間の間隔が調整された粒子層が残った。多孔
質支持管が１３６０°Ｃに到達すると、その内側から酸
素と蒸気が供給され、酸素が空気電極のその頂部へ拡散
する。塩化ランタン、塩化クロム及び塩化マグネシウム
の蒸気が水素及びアルゴンガスと共に供給されてドープ
した亜クロム酸ランタン粒子と空気電極構造に接触した
。 これは米国特許第４、６０９、５６２号に教示されたも
のに基づいたプロセスを用いた。
フィルムがあり、アクリルフィルムがその粒子−ポリマ
ーフィルムに接合されたマスクを付けた空気電極を、マ
グネシウムをドープしたＬａＣｒＯ３ 相互接続部を付
着するため、ＥＶＤ反応器内に置いた。ＥＶＤ反応器を
１３３０°Ｃの付着温度にゆっくりと加熱すると、アク
リルフィルムとポリマーが蒸発して相互接続部の空気電
極上に粒子間の間隔が調整された粒子層が残った。多孔
質支持管が１３６０°Ｃに到達すると、その内側から酸
素と蒸気が供給され、酸素が空気電極のその頂部へ拡散
する。塩化ランタン、塩化クロム及び塩化マグネシウム
の蒸気が水素及びアルゴンガスと共に供給されてドープ
した亜クロム酸ランタン粒子と空気電極構造に接触した
。 これは米国特許第４、６０９、５６２号に教示されたも
のに基づいたプロセスを用いた。
【００４８】酸素と金属ハロゲン化物の蒸気は空気電極
の上面で反応を開始し、ドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子
間及びそれに堅く接合するように空気電極上にマグネシ
ウムをドープしたＬａＣｒＯ３ 骨格構造を形成した。 この反応が進むにつれて、この骨格構造はその粒子を組
み込み、包み込んでＬａＣｒ０．９８８ Ｍｇ０．０１
２ Ｏ３ 骨格フィルムに成長した。約１時間の後電気
化学的蒸着反応を中止した。
の上面で反応を開始し、ドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子
間及びそれに堅く接合するように空気電極上にマグネシ
ウムをドープしたＬａＣｒＯ３ 骨格構造を形成した。 この反応が進むにつれて、この骨格構造はその粒子を組
み込み、包み込んでＬａＣｒ０．９８８ Ｍｇ０．０１
２ Ｏ３ 骨格フィルムに成長した。約１時間の後電気
化学的蒸着反応を中止した。
【００４９】ストロンチウム及びコバルトをドープした
ＬａＣｒＯ３ 粒子がマグネシウムをドープしたＬａＣ
ｒＯ３ 部材骨格構造内に組み込まれた最終的な相互接
続フィルムは，厚さが約６０乃至７５マイクロメータで
あり，その接合が十分なものであった。ＥＶＤ反応によ
り接合された相互接続層の横断面顕微鏡写真によると、
粒子の集塊化はほとんど見られず、閉じ込められた孔部
は最小で、粒子の分布が均一であり、且つ均一な厚さを
持つことが分かった。相互接続層はまた燃料電池の他の
要素の熱膨脹特性とよくマッチしたものであった。
ＬａＣｒＯ３ 粒子がマグネシウムをドープしたＬａＣ
ｒＯ３ 部材骨格構造内に組み込まれた最終的な相互接
続フィルムは，厚さが約６０乃至７５マイクロメータで
あり，その接合が十分なものであった。ＥＶＤ反応によ
り接合された相互接続層の横断面顕微鏡写真によると、
粒子の集塊化はほとんど見られず、閉じ込められた孔部
は最小で、粒子の分布が均一であり、且つ均一な厚さを
持つことが分かった。相互接続層はまた燃料電池の他の
要素の熱膨脹特性とよくマッチしたものであった。
【図１】第１図は、単一の管状電気化学的電池の好まし
い実施例を示す概略的な断面図であり、本発明の方法に
より支持電極上に形成された相互接続部を示す。
い実施例を示す概略的な断面図であり、本発明の方法に
より支持電極上に形成された相互接続部を示す。
【図２】第２図は、本発明を最も分かり易く示す本発明
の方法のブロック図である。
の方法のブロック図である。
【図３】第３図は、本発明の方法に従って電極の多孔質
表面上にフィルム付着領域を形成するための適用具の１
つの実施例を示す斜視図である。
表面上にフィルム付着領域を形成するための適用具の１
つの実施例を示す斜視図である。
【図４】第４図は、本発明の方法により空気電極上に形
成された粒子−逃散性ポリマーフィルムの断面図であり
、保護用の上部逃散性ポリマーフィルムも示す。
成された粒子−逃散性ポリマーフィルムの断面図であり
、保護用の上部逃散性ポリマーフィルムも示す。
１０ 電気化学的電池
１６ 空気電極
１８ 電解質
２０ 燃料電極
２２ 支持チューブ
２６ 相互接続層
２８ 電子伝導層
３５ 適用具
３６ 管状空気電極構造
４０ 逃散性ポリマーフィルム
Claims (15)
- 【請求項１】 ドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子の薄い
層を含む可燃性ポリマーフィルムを形成する方法であっ
て、（１）Ｃａ、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｂａ、Ｍｇ及びこれらの
混合物よりなる群から選択した元素をドープしたＬａＣ
ｒＯ３粒子を準備し、（２）前記粒子を溶媒内に均一に
分散させて均質な分散剤を形成し、（３）前記分散剤を
湿式ふるい分けして３０乃至８０マイクロメータの範囲
の粒子を準備し、（４）逃散性ポリマーを前記粒子と、
ポリマーと粒子の合計と溶剤との体積比が５０：５０乃
至３０：７０でありまたポリマー対粒子の体積比が６５
：３５乃至５０：５０である均質な分散剤を形成するよ
うな量に混合し、（５）分散剤を基材上に展開して湿潤
厚さが８０乃至１５０マイクロメータのフィルムを形成
し、（６）前記フィルムを乾燥させ、（７）基材からフ
ィルムを引き剥がして前記粒子と逃散性ポリマーのフィ
ルムを形成するステップよりなることを特徴とする方法
。 - 【請求項２】 逃散性ポリマーが全ての場合において
１１００°Ｃ未満の温度で蒸発する熱可塑性ポリマーで
あることを特徴とする請求項第１項に記載の方法。 - 【請求項３】 逃散性ポリマーがアクリル重合体、塩
化ポリビニール重合体及びポリスチレン重合体よりなる
群から選択されることを特徴とする請求項第１項に記載
の方法。 - 【請求項４】 ステップ（２）の溶媒が実効量の分散
補助剤を含み、ステップ（３）と（４）との間で粒子を
溶媒ですすいだあと乾燥させ、ステップ（３）でふるい
分けられた粒子が３０乃至８０マイクロメータの範囲の
狭い粒度範囲内にあることを特徴とする請求項第１項に
記載の方法。 - 【請求項５】 引き剥がされたフィルムは可撓性を有
し、その厚さが３０乃至８０マイクロメータであり、前
記粒子が本質的に単層であることを特徴とする請求項第
１項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記粒子がＣｏとＳｒ及びＣｏとＢａ
よりなる群から選択されたドーパントをドープされたＬ
ａＣｒＯ３ であることを特徴とする請求項第１項に記
載の方法。 - 【請求項７】 前記粒子が近似の化学式がＬａ０．８
９Ｓｒ０．１Ｃｏ０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３ 及びＬａ
０．９４Ｂａ０．０５Ｃｏ０．１ Ｃｒ０．９ Ｏ３
である群から選択されていることを特徴とする請求項第
１項に記載の方法。 - 【請求項８】 可燃性ポリマーフィルムをガラス転移
温度より３０乃至８０°Ｃ高い温度に予熱された電極構
造の第１の表面の多孔質部分上に適用し、それと共に電
極構造の反対表面に真空を加えて、電気化学的蒸着によ
り、ドープされたＬａＣｒＯ３ 粒子間及びその周りに
ＬａＣｒＯ３ よりなる密な骨格構造を付着し、最初の
加熱時逃散性結合剤を蒸発させることを特徴とする請求
項第１項に記載の方法。 - 【請求項９】 電極構造がドープしたＬａＭｎＯ３
の多孔質管状カソードであり、保護用逃散性ポリマーフ
ィルムを電気化学的蒸着前に粒子−逃散性ポリマーフィ
ルムの上部に適用し、この上部の逃散性プリマフィルム
が最初の加熱時蒸発することを特徴とする請求項第８項
に記載の方法。 - 【請求項１０】 固体酸化物電解質を空気電極表面の
残りの部分上に適用し、サーメットの燃料電極を電解質
上に適用して、電気化学的電池を形成することを特徴と
する請求項第８項に記載の方法。 - 【請求項１１】 電極構造上に密な高温電子伝導性の
層を接合する方法であって、（Ａ）電極構造の反対表面
に真空を加えながら、逃散性ポリマーのガラス転移温度
より３０乃至８０°Ｃ高い温度に予熱された電極構造の
第１の表面の多孔質部分上に本質的にＣａ、Ｓｒ、Ｃｏ
、Ｂａ、Ｍｇ及びこれらの混合物よりなる群から選択さ
れた元素をドープしたＬａＣｒＯ３ 粒子の単層を有す
る薄い粒子−逃散性ポリマーフィルムを適用し、（Ｂ）
ドープしたＬａＣｒＯ３粒子間及びその周りにＬａＣｒ
Ｏ３ よりなる密な骨格構造を電気化学的蒸着するステ
ップよりなり、蒸着のための最初の加熱時逃散性ポリマ
が蒸発し、前記粒子が時間の経過と共に厚くなるに従っ
て亜クロム酸ランタン構造内に組み込まれて、多孔質電
極構造上に密な高温電子伝導性相互接続層が形成される
ことを特徴とする方法。 - 【請求項１２】 電極構造がドープしたＬａＭｎＯ３
の多孔質管状カソードであり、保護用逃散性ポリマー
フィルムを電気化学的蒸着前に粒子−逃散性ポリマーフ
ィルムの上部に適用し、その上部の逃散性ポリマーフィ
ルムが最初の加熱時蒸発することを特徴とする請求項第
１１項に記載の方法。 - 【請求項１３】 逃散性ポリマーが全ての場合におい
て１１００°Ｃよりも低い温度で蒸発する熱可塑性ポリ
マーであり、粒子−逃散性結合剤フィルムが３０乃至８
０マイクロメータの厚さを有して前記粒子が本質的に単
層であり、前記粒子がＣａ、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｂａ、Ｍｇ及
びこれらの混合物よりなる群から選択された元素をドー
プしたＬａＣｒＯ３ であることを特徴とする請求項第
１１項に記載の方法。 - 【請求項１４】 固体酸化物電解質を空気電極表面の
残りの部分上に適用し、サーメットの燃料電極を電解質
上に適用して、電気化学的電池を形成することを特徴と
する請求項第１１項に記載の方法。 - 【請求項１５】 粒子中のドーパント濃度及び相互接
続層内に組み込まれる粒子の量を正しく選択することに
より、最終的な相互接続層の熱膨脹を電気化学的電池の
他の全てのコンポーネントとマッチするように調整出来
ることを特徴とする請求項第１１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US515975 | 1990-04-27 | ||
| US07/515,975 US5132352A (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Tape method of forming a thin layer of doped lanthanum chromite particles and of bonding such on an electrode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237958A true JPH04237958A (ja) | 1992-08-26 |
Family
ID=24053583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2414767A Withdrawn JPH04237958A (ja) | 1990-04-27 | 1990-12-27 | 電気化学的電池の電極に導電性相互接続層を接合する方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5132352A (ja) |
| EP (1) | EP0454924A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04237958A (ja) |
| KR (1) | KR0170370B1 (ja) |
| CA (1) | CA2032117A1 (ja) |
| NO (1) | NO910023L (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500735A (ja) * | 2002-07-03 | 2006-01-05 | ステフティング エネルギーオンデルゾエク セントラム ネーデルランド | アノード支持形燃料電池 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05135787A (ja) * | 1991-03-28 | 1993-06-01 | Ngk Insulators Ltd | 固体電解質膜の製造方法及び固体電解質型燃料電池の製造方法 |
| JP2706197B2 (ja) * | 1992-01-17 | 1998-01-28 | 日本碍子株式会社 | セラミック薄膜の形成方法 |
| US5277995A (en) * | 1993-03-16 | 1994-01-11 | Westinghouse Electric Corp. | Electrode and method of interconnection sintering on an electrode of an electrochemical cell |
| US5426003A (en) * | 1994-02-14 | 1995-06-20 | Westinghouse Electric Corporation | Method of forming a plasma sprayed interconnection layer on an electrode of an electrochemical cell |
| US5391440A (en) * | 1994-02-14 | 1995-02-21 | Westinghouse Electric Corporation | Method of forming a leak proof plasma sprayed interconnection layer on an electrode of an electrochemical cell |
| DE19526609A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-01-23 | Siemens Ag | Brennstoffzelle |
| US6210513B1 (en) * | 1997-08-29 | 2001-04-03 | Showa Denko K.K. | Method for manufacturing solid polymer electrolyte/electrode composites, battery produced using the method and method for producing the same |
| JP4398522B2 (ja) * | 1997-05-22 | 2010-01-13 | バスフ・ヒュエル・セル・ゲーエムベーハー | 燃料電池用高分子電解質膜の製造方法及び燃料電池 |
| KR100283207B1 (ko) * | 1998-08-03 | 2001-05-02 | 손재익 | 고체산화물 연료전지용 금속 연결재 및 그 제조방법 |
| DE19904203C2 (de) * | 1999-02-03 | 2001-05-10 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Brennstoffzelle nebst Herstellung in Batterieform |
| US6447658B1 (en) * | 2000-12-15 | 2002-09-10 | Delphi Technologies, Inc. | Low-density coating for gas sensors |
| US7190568B2 (en) * | 2004-11-16 | 2007-03-13 | Versa Power Systems Ltd. | Electrically conductive fuel cell contact materials |
| CN100336251C (zh) * | 2005-11-09 | 2007-09-05 | 合肥学院 | 一种500～800℃中温固体氧化物燃料电池的阳极材料及使用其的阳极制备方法 |
| DK2031684T3 (en) * | 2007-08-31 | 2016-12-05 | Univ Denmark Tech Dtu | Metal Supported faststofoxidbrændselscelle |
| JP5075183B2 (ja) * | 2009-02-04 | 2012-11-14 | 日本碍子株式会社 | 電気化学装置 |
| CN115073152B (zh) * | 2022-07-22 | 2023-06-16 | 内蒙古工业大学 | 层压陶瓷复合材料及制备方法和铬酸镧陶瓷及制作工艺 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3988405A (en) * | 1971-04-07 | 1976-10-26 | Smith Robert D | Process for forming thin walled articles or thin sheets |
| US4490444A (en) * | 1980-12-22 | 1984-12-25 | Westinghouse Electric Corp. | High temperature solid electrolyte fuel cell configurations and interconnections |
| US4598107A (en) * | 1984-06-25 | 1986-07-01 | International Business Machines Corporation | Stepwise/ultimate density milling |
| US4609562A (en) * | 1984-12-20 | 1986-09-02 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and method for depositing coating onto porous substrate |
| US4631238A (en) * | 1985-01-18 | 1986-12-23 | Westinghouse Electric Corp. | Cobalt doped lanthanum chromite material suitable for high temperature use |
| US4597170A (en) * | 1985-03-28 | 1986-07-01 | Westinghouse Electric Corp. | Method of making an electrode |
| US4582766A (en) * | 1985-03-28 | 1986-04-15 | Westinghouse Electric Corp. | High performance cermet electrodes |
| US4749632A (en) * | 1986-10-23 | 1988-06-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Sintering aid for lanthanum chromite refractories |
| US4913982A (en) * | 1986-12-15 | 1990-04-03 | Allied-Signal Inc. | Fabrication of a monolithic solid oxide fuel cell |
| US4799936A (en) * | 1987-06-19 | 1989-01-24 | Combustion Engineering, Inc. | Process of forming conductive oxide layers in solid oxide fuel cells |
| US4830780A (en) * | 1987-10-23 | 1989-05-16 | Allied-Signal Inc. | Preparation of lanthanum chromate and lanthanum chromite powders by sol-gel |
| US4883497A (en) * | 1988-03-28 | 1989-11-28 | Arch Development Corporation | Formation of thin walled ceramic solid oxide fuel cells |
| US4895576A (en) * | 1988-04-15 | 1990-01-23 | Westinghouse Electric Corp. | Method of doping interconnections for electrochemical cells |
| US4861345A (en) * | 1988-05-13 | 1989-08-29 | Westinghouse Electric Corp. | Method of bonding a conductive layer on an electrode of an electrochemical cell |
-
1990
- 1990-04-27 US US07/515,975 patent/US5132352A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-12 CA CA002032117A patent/CA2032117A1/en not_active Abandoned
- 1990-12-14 EP EP90313697A patent/EP0454924A1/en not_active Withdrawn
- 1990-12-26 KR KR1019900021713A patent/KR0170370B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-12-27 JP JP2414767A patent/JPH04237958A/ja not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-01-04 NO NO91910023A patent/NO910023L/no unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006500735A (ja) * | 2002-07-03 | 2006-01-05 | ステフティング エネルギーオンデルゾエク セントラム ネーデルランド | アノード支持形燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5132352A (en) | 1992-07-21 |
| KR910019279A (ko) | 1991-11-30 |
| NO910023L (no) | 1991-10-28 |
| CA2032117A1 (en) | 1991-10-28 |
| KR0170370B1 (ko) | 1999-03-30 |
| EP0454924A1 (en) | 1991-11-06 |
| NO910023D0 (no) | 1991-01-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5035962A (en) | Layered method of electrode for solid oxide electrochemical cells | |
| JPH04237958A (ja) | 電気化学的電池の電極に導電性相互接続層を接合する方法 | |
| Xu et al. | YSZ thin films deposited by spin-coating for IT-SOFCs | |
| US5080689A (en) | Method of bonding an interconnection layer on an electrode of an electrochemical cell | |
| US5786105A (en) | Solid oxide fuel cell | |
| JPH04332474A (ja) | 固体電解質を含む装置の基材上に電子伝導性複合層を形成する方法 | |
| US4895576A (en) | Method of doping interconnections for electrochemical cells | |
| EP1145345A2 (en) | Fuel electrode formation for a solid oxide fuel cell | |
| WO1999016140A1 (en) | Sintered electrode for solid oxide fuel cells | |
| US5141825A (en) | Method of making a cermet fuel electrode containing an inert additive | |
| Ding et al. | Slip casting combined with colloidal spray coating in fabrication of tubular anode-supported solid oxide fuel cells | |
| JPH1021935A (ja) | 固体電解質型燃料電池 | |
| Kim et al. | Direct-write fabrication of integrated planar solid oxide fuel cells | |
| CN106558716B (zh) | 一种新型固体氧化物燃料电池阻挡层及其制备方法 | |
| US5348776A (en) | Method of producing interconnectors for solid oxide electrolyte fuel cells | |
| Visco et al. | Thin-film electrolytes for reduced temperature solid oxide fuel cells | |
| JPH04324251A (ja) | 固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法 | |
| JPH07320757A (ja) | 固体電解質燃料電池インターコネクター及びその製造方 法 | |
| JP2775081B2 (ja) | 固体電解質燃料電池用薄膜の製造方法 | |
| CN113488689B (zh) | 固体氧化物燃料电池堆及其制备方法 | |
| JPH09263961A (ja) | ランタンクロマイト緻密薄膜の形成方法 | |
| JP3266525B2 (ja) | 電極膜付基体の製造方法 | |
| JPH11343185A (ja) | 緻密質焼結膜の作製方法 | |
| Sasaki et al. | Current status of the fundamental studies on sofc at Osaka Gas | |
| JP3138741B2 (ja) | 固体電解質燃料電池用インターコネクターの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |