JPH05101841A - Manufacture of solid electrolytic fuel cell - Google Patents

Manufacture of solid electrolytic fuel cell

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JPH05101841A
JPH05101841A JP3284031A JP28403191A JPH05101841A JP H05101841 A JPH05101841 A JP H05101841A JP 3284031 A JP3284031 A JP 3284031A JP 28403191 A JP28403191 A JP 28403191A JP H05101841 A JPH05101841 A JP H05101841A
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JP
Japan
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slurry
molded body
fuel cell
air electrode
solid electrolyte
Prior art date
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Application number
JP3284031A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Okuyama
良一 奥山
Eiichi Nomura
栄一 野村
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Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/1231Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PURPOSE:To simplify the manufacturing processes by pouring a 1st, 2nd, and 3rd slurry into a form, and forming an air electrode molding, an electrolyte molding, and a fuel electrode molding. CONSTITUTION:A 1st slurry including metal oxide is poured into a form having water absorptiveness to form an air electrode molding 5, and thereover a 2nd slurry containing zirconia with stabilizer as additive is poured in so as to form an electrolyte molding 6, and further thereover a 3rd slurry including metal oxide or a metal is poured in to form an air electrode molding 7, which are dried and get rid of the form 4, followed by baking, and a solid electrolyte fuel cell is accomplished which has an air electrode 8 on the outside, a solid electrolyte film 9 in the middle, and a fuel electrode 10 on the inside. Accordingly the air electrode 8, electrolyte film 9, and fuel electrode 10 are constructed in a single piece, wherein the thickness is controllable to any desired value, which can provide the resultant fuel cell with a high operating performance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質燃料電池の
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solid oxide fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体電解質燃料電池としては、リン酸型
燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池と類似した構造の平板
型、米国のアルゴンヌ国立研究所によって提案されたモ
ノリシック型、日本の電子技術総合研究所によって開発
中の円筒多素子型、米国のウェスティングハウス社によ
って提案された円筒単素子型が知られているが、現在は
高温におけるガスシールの容易さ、スタック構成の容易
さの点でウェスティングハウス社の円筒単素子型が注目
されている。
2. Description of the Related Art As solid electrolyte fuel cells, phosphoric acid fuel cells, flat-plate type fuel cells having a structure similar to molten carbonate fuel cells, monolithic type proposed by Argonne National Laboratory in the United States, Japanese electronic technology comprehensive The cylindrical multi-element type being developed by the laboratory and the cylindrical single-element type proposed by Westinghouse, Inc. in the United States are known, but at present, Westin is easy to gas seal at high temperature and easy to construct a stack. Guhouse's cylindrical single element type is receiving attention.

【0003】このような固体電解質燃料電池に用いられ
る固体電解質の製造方法としては、プラズマ溶射法、化
学蒸着法(CVD)、電気化学蒸着法(EVD)、有機
金属ジルコニム塩の熱分解法などが知られているが、緻
密な固体電解質膜が得られる方法としては、プラズマ溶
射法、電気化学蒸着法(EVD)があるのみである。
As a method for producing a solid electrolyte used in such a solid electrolyte fuel cell, there are a plasma spraying method, a chemical vapor deposition method (CVD), an electrochemical vapor deposition method (EVD), a thermal decomposition method of an organic metal zirconium salt, and the like. Although known, the plasma spraying method and the electrochemical vapor deposition method (EVD) are the only methods for obtaining a dense solid electrolyte membrane.

【0004】さらに、上記のような緻密な固体電解質膜
を作成する方法としては、図8のように安定化ジルコニ
ア粉末3をスラリーにし、基材1上に塗布して焼成する
試みもなされている。
Further, as a method of forming the dense solid electrolyte membrane as described above, an attempt has been made to make the stabilized zirconia powder 3 into a slurry, apply the slurry to the base material 1 and fire the slurry as shown in FIG. ..

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記した前者の製造方
法では、高価な製造装置を必要とするうえに、固体電解
質膜を必要とする部分と必要としない部分とを構成する
マスキングに時間がかかるため、電池の量産性に問題が
あった。
In the former manufacturing method described above, an expensive manufacturing apparatus is required, and it takes a long time to perform masking for forming a portion requiring the solid electrolyte membrane and a portion not requiring the solid electrolyte membrane. Therefore, there is a problem in mass productivity of the battery.

【0006】また、後者の製造方法では、焼成時に安定
化ジルコニア粉末3の粒子が収縮するため、基材1の上
に構成された固体電解質膜9に割れ2を生じたり、固体
電解質膜9が剥離するという問題があった。
Further, in the latter manufacturing method, the particles of the stabilized zirconia powder 3 contract during firing, so that cracks 2 occur in the solid electrolyte membrane 9 formed on the base material 1 or the solid electrolyte membrane 9 is formed. There was a problem of peeling.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、金属酸化物を含有する第1のスラリー
を、吸水性を有する型に流し込んで空気極成形体とした
後余剰のスラリーを除去する工程と、安定化剤を添加し
たジルコニアを含有する第2のスラリーを、前記空気極
成形体上に流し込ん電解質成形体とした後余剰のスラリ
ーを除去する工程と、金属酸化物もしくは金属を含有す
る第3のスラリーを、前記電解質成形体上に流し込んで
燃料極成形体とした後余剰のスラリーを除去して三層成
形体とする工程と、この三層成形体を乾燥させて型を除
去した後焼成して空気極、固体電解質膜、燃料極を形成
する工程とからなることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a surplus slurry after casting a first slurry containing a metal oxide into a mold having water absorbency to form an air electrode formed body. And a step of removing a surplus of the slurry after the second slurry containing zirconia added with a stabilizer is poured onto the air electrode molded body to form an electrolyte molded body, and a metal oxide or metal A step of pouring a third slurry containing the above into the above-mentioned electrolyte molded body to form a fuel electrode molded body, removing excess slurry to form a three-layer molded body, and drying the three-layer molded body to obtain a mold. Is removed and then calcined to form an air electrode, a solid electrolyte membrane, and a fuel electrode.

【0008】[0008]

【作用】上記のように、本発明は吸水性を有する型に第
1、第2、第3のスラリーを流し込んで空気極成形体、
電解質成形体、燃料極成形体を構成してこれらを同時に
焼成しているので、緻密な固体電解質膜と多孔性の空気
極、燃料極とを容易に形成することができ、その厚みも
前記スラリーを流す時間によって任意にコントロールす
ることができる。
As described above, according to the present invention, the first, second, and third slurries are poured into a mold having water absorbency to form an air electrode molded body,
Since the electrolyte molded body and the fuel electrode molded body are formed and are fired at the same time, a dense solid electrolyte membrane and a porous air electrode and fuel electrode can be easily formed, and the thickness thereof is also the slurry. It can be controlled arbitrarily depending on the flowing time.

【0009】また、前記第1のスラリーから構成される
空気極成形体と第3のスラリーから構成される燃料極成
形体とは、焼成することによって空気極と燃料極との強
度を高めることができ、基材としての作用をさせること
も可能である。
The air electrode formed body composed of the first slurry and the fuel electrode formed body composed of the third slurry may be fired to increase the strength of the air electrode and the fuel electrode. It is possible to act as a base material.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明の固体電解質燃料電池の製造
方法に使用する型4の断面図で、石膏のような吸水性を
有する材料からなる。
EXAMPLE FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold 4 used in the method for manufacturing a solid oxide fuel cell of the present invention, which is made of a material having a water absorbing property such as gypsum.

【0011】図2は、前記型4に、金属酸化物としての
ストロンチウムを添加したLaMnO3 を添加し、安定
化剤としてのイットリアを添加したジルコニア粉末、
水、分散材、バインダー、消泡剤からなる第1のスラリ
ーを流し込んで一定時間放置して空気極成形体5とした
後、余剰のスラリーを除去した状態の断面図である。
FIG. 2 shows a zirconia powder obtained by adding LaMnO 3 containing strontium as a metal oxide to the mold 4 and adding yttria as a stabilizer.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which a surplus slurry is removed after a first slurry composed of water, a dispersant, a binder, and a defoaming agent is poured and left for a certain period of time to form an air electrode molded body 5.

【0012】図3は、前記空気極成形体5が乾燥するま
でに、安定化剤としてのイットリアを添加したジルコニ
ア粉末、水、分散材、バインダー、消泡剤からなる第2
のスラリーを空気極成形体5上に流し込んで一定時間放
置して電解質成形体6とした後、余剰のスラリーを除去
した状態の断面図である。
FIG. 3 shows a second layer consisting of zirconia powder added with yttria as a stabilizer, water, a dispersant, a binder and a defoaming agent until the air electrode molded body 5 dries.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the excess slurry is removed after the slurry of 1 is poured onto the air electrode molded body 5 and left for a certain period of time to form the electrolyte molded body 6.

【0013】図4は、前記電解質成形体6が乾燥するま
でに、金属酸化物としての酸化ニッケルを添加し、安定
化剤としてのイットリアを添加したジルコニア粉末、
水、分散材、バインダー、消泡剤からなる第3のスラリ
ーを電解質成形体6上に流し込んで一定時間放置して燃
料極成形体7とした後、余剰のスラリーを除去した状態
の断面図、すなわち三層成形体とした状態の断面図であ
る。
FIG. 4 shows a zirconia powder to which nickel oxide as a metal oxide and yttria as a stabilizer are added before the electrolyte molded body 6 dries.
A cross-sectional view of a state in which a third slurry composed of water, a dispersant, a binder, and a defoaming agent is poured onto the electrolyte molded body 6 and left for a certain period of time to form a fuel electrode molded body 7, and then excess slurry is removed. That is, it is a cross-sectional view of a three-layer molded body.

【0014】図5は、図4の三層成形体を乾燥させて型
4を除去した後焼成し、外側に多孔性の空気極8、中間
に緻密な固体電解質膜9、内側に多孔性の燃料極10が
形成された状態の断面図、すなわち本発明の製造方法に
よって得られた固体電解質燃料電池の断面図である。
In FIG. 5, the three-layer molded body of FIG. 4 is dried to remove the mold 4 and then fired to form a porous air electrode 8 on the outside, a dense solid electrolyte membrane 9 in the middle, and a porous solid electrolyte membrane on the inside. FIG. 1 is a cross-sectional view of a state where a fuel electrode 10 is formed, that is, a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell obtained by the manufacturing method of the present invention.

【0015】こうして得られた図5のような固体電解質
燃料電池を作動温度である700℃から1000℃に昇
温し、空気極8側に空気を、燃料極10側に燃料を供給
すると、燃料によって燃料極10中の酸化ニッケルが還
元される。
When the solid electrolyte fuel cell thus obtained as shown in FIG. 5 is heated from an operating temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. and air is supplied to the air electrode 8 side and fuel is supplied to the fuel electrode 10 side, Thereby, nickel oxide in the fuel electrode 10 is reduced.

【0016】従って、図5の燃料極10と空気極8とを
外部回路に接続すると、空気極8から取り入れられた酸
素は外部回路から供給される電子を取り込んで酸素イオ
ンとなり、この酸素イオンは固体電解質膜9を通って固
体電解質膜9と燃料極10との界面に到達する。
Therefore, when the fuel electrode 10 and the air electrode 8 of FIG. 5 are connected to an external circuit, the oxygen taken in from the air electrode 8 takes in the electrons supplied from the external circuit to become oxygen ions, and these oxygen ions are It passes through the solid electrolyte membrane 9 and reaches the interface between the solid electrolyte membrane 9 and the fuel electrode 10.

【0017】一方、この界面には燃料極10中を拡散し
てきた水素もしくは一酸化炭素が存在し、この水素もし
くは一酸化炭素と前記酸素イオンとが反応して水蒸気お
よび二酸化炭素を生成するとともに、外部回路に電子を
放出するので、外部回路には空気極8を正極、燃料極1
0を負極とした起電力が生じ、電池としての作用がなさ
れることになる。
On the other hand, hydrogen or carbon monoxide that has diffused in the fuel electrode 10 is present at this interface, and the hydrogen or carbon monoxide reacts with the oxygen ions to generate water vapor and carbon dioxide. Since electrons are emitted to the external circuit, the air electrode 8 is the positive electrode and the fuel electrode 1 is in the external circuit.
An electromotive force with 0 as a negative electrode is generated, and the battery functions.

【0018】以上の説明は、型4が円筒型の三層成形体
を製造するためのものであったが、図6のような型4を
使用すれば平板型の三層成形体を、図7のような型4を
使用すればモノリシック型の三層成形体を製造できるこ
とは言うまでもない。
Although the above description is for manufacturing a three-layer molded body having a cylindrical mold 4, if the mold 4 as shown in FIG. 6 is used, a three-layer molded body of a flat plate type can be obtained. It goes without saying that a monolithic three-layer molded body can be manufactured by using the mold 4 as shown in FIG.

【0019】[0019]

【発明の効果】上記した如く、本発明は、緻密な固体電
解質膜9と多孔性の燃料極10、空気極8とが容易に形
成でき、その厚みも第1、第2、第3のスラリーを流す
時間によって任意にコントロールすることができるの
で、容易に固体電解質膜9の抵抗と機械的強度とをコン
トロールすることができ、固体電解質燃料電池の高性能
化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the dense solid electrolyte membrane 9, the porous fuel electrode 10 and the air electrode 8 can be easily formed, and the thickness thereof is the first, second and third slurries. The resistance and mechanical strength of the solid electrolyte membrane 9 can be easily controlled, and the performance of the solid electrolyte fuel cell can be improved.

【0020】また、吸水性を有する型4にスラリーを流
し込んで空気極成形体5と、電解質成形体6、燃料極成
形体7とした後型4を除去して焼成しているので、製造
工程の簡素化を図ることができる。
Further, since the slurry is poured into the water-absorbing mold 4 to form the cathode molded body 5, the electrolyte molded body 6, and the anode molded body 7, the mold 4 is removed and fired, so that the manufacturing process is performed. Can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の固体電解質燃料電池の製造方法に使用
する型4の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a mold 4 used in the method for producing a solid oxide fuel cell of the present invention.

【図2】図1の型4に第1のスラリーを流し込んで一定
時間放置して空気極成形体5とした後、余剰のスラリー
を除去した状態の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a surplus slurry is removed after the first slurry is poured into the mold 4 of FIG. 1 and left for a certain period of time to form an air electrode molded body 5.

【図3】図2の空気極成形体5の上に第2のスラリーを
流し込んで一定時間放置して電解質成形体6とした後、
余剰のスラリーを除去した状態の断面図である。
FIG. 3 is a plan view of the electrolyte molded body 6 after pouring a second slurry on the air electrode molded body 5 of FIG.
It is sectional drawing in the state which removed the excessive slurry.

【図4】図3の電解質成形体6の上に第3のスラリーを
流し込んで一定時間放置して燃料極成形体7とした後、
余剰のスラリーを除去して三層成形体とした状態の断面
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a fuel electrode compact 7 after pouring a third slurry on the electrolyte compact 6 of FIG.
It is sectional drawing of the state which removed the excessive slurry and made it into a three-layer molded body.

【図5】本発明の製造方法によって得られた固体電解質
燃料電池の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell obtained by the manufacturing method of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例で得られる三層成形体の断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a three-layer molded body obtained in another example of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例で得られる三層成形体の断
面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a three-layer molded body obtained in another example of the present invention.

【図8】従来の固体電解質燃料電池の製造方法により製
造された固体電解質膜9の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a solid electrolyte membrane 9 manufactured by a conventional method for manufacturing a solid electrolyte fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 型 5 空気極成形体 6 電解質成形体 7 燃料極成形体 8 空気極 9 固体電解質膜 10 燃料極 4 type 5 air electrode molded body 6 electrolyte molded body 7 fuel electrode molded body 8 air electrode 9 solid electrolyte membrane 10 fuel electrode

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月21日[Submission date] September 21, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、金属酸化物を含有する第1のスラリー
を、吸水性を有する型に流し込んで空気極成形体とする
工程と、安定化剤を添加したジルコニアを含有する第2
のスラリーを、前記空気極成形体上に流し込んで電解質
成形体とする工程と、金属酸化物もしくは金属を含有す
る第3のスラリーを、前記電解質成形体上に流し込んで
燃料極成形体とし、空気極成形体と電解質成形体と燃料
極成形体とを一体化した三層成形体とする工程と、この
三層成形体を焼成して空気極、固体電解質膜、燃料極を
形成する工程とからなることを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises the steps of pouring a first slurry containing a metal oxide into a mold having a water-absorbing property to form an air electrode formed body, and Second containing zirconia with added agent
The step of pouring the slurry of 1. above onto the cathode molded body to form an electrolyte molded body, and pouring a third slurry containing a metal oxide or a metal onto the electrolyte molded body to form a fuel electrode molded body, and air. From the step of forming a three-layer molded body in which the electrode molded body, the electrolyte molded body, and the fuel electrode molded body are integrated, and the step of firing the three-layer molded body to form an air electrode, a solid electrolyte membrane, and a fuel electrode. It is characterized by becoming.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】図2は、前記型4に、金属酸化物としての
ストロンチウムを添加したLaMnO3 を添加し、安定
化剤としてのイットリアを添加したジルコニア粉末、
水、分散剤、バインダー、消泡剤からなる第1のスラリ
ーを流し込んで一定時間放置して空気極成形体5とした
後、余剰のスラリーを除去した状態の断面図である。な
お、この空気極成形体5を形成するためのLaMnO3
粉末やジルコニア粉末の粒径を大きくすることにより、
後述する焼成によって多孔性の空気極を形成することが
できる。
FIG. 2 shows a zirconia powder obtained by adding LaMnO 3 containing strontium as a metal oxide to the mold 4 and adding yttria as a stabilizer.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which a surplus slurry is removed after a first slurry composed of water, a dispersant, a binder, and a defoaming agent is poured and left for a certain period of time to form an air electrode molded body 5. In addition, LaMnO 3 for forming this air electrode molded body 5
By increasing the particle size of the powder and zirconia powder,
A porous air electrode can be formed by firing described below.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】図3は、前記空気極成形体5が乾燥するま
でに、安定化剤としてのイットリアを添加したジルコニ
ア粉末、水、分散剤、バインダー、消泡剤からなる第2
のスラリーを流し込んで一定時間放置して電解質成形体
6とした後、余剰のスラリーを除去した状態の断面図で
ある。なお、この電解質成形体6を形成するための第2
のスラリーと空気極成形体5を形成するための第1のス
ラリーとは同一のものでなくてもよいことは言うまでも
ないが、第2のスラリーには粒径の小さいジルコニア粉
末を含有させ、分散剤を添加することにより、後述する
焼成によって緻密な固体電解質膜を形成することができ
る。また、このジルコニア粉末中の立方晶ジルコニアを
増加させることにより、固体電解質膜の電気抵抗を小さ
くすることができ、正方晶ジルコニアを増加させること
により、固体電解質膜の強度を高くすることができる。
FIG. 3 shows a second layer consisting of zirconia powder added with yttria as a stabilizer, water, a dispersant, a binder and an antifoaming agent until the air electrode molded body 5 is dried.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a state in which the excess slurry is removed after the slurry of FIG. In addition, the second for forming the electrolyte molded body 6
Needless to say, the above slurry and the first slurry for forming the air electrode molded body 5 do not have to be the same, but the second slurry contains a zirconia powder having a small particle size and is dispersed. By adding the agent, a dense solid electrolyte membrane can be formed by firing described later. Also, by increasing the cubic zirconia in the zirconia powder, the electric resistance of the solid electrolyte membrane can be reduced, and by increasing the tetragonal zirconia, the strength of the solid electrolyte membrane can be increased.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】図4は、前記電解質成形体6が乾燥するま
でに、金属酸化物としての酸化ニッケルを添加し、安定
化剤としてのイットリアを添加したジルコニア粉末、
水、分散剤、バインダー、消泡剤からなる第3のスラリ
ーを電解質成形体6上に流し込んで一定時間放置して燃
料極成形体7とした後、余剰のスラリーを除去した状態
の断面図、すなわち三層成形体とした状態の断面図であ
る。なお、この燃料極成形体7を形成するための第3の
スラリーと前記空気極成形体5、電解質成形体6を形成
するための第1、第2のスラリーとは同一のものでなく
てもよいことは言うまでもないが、ジルコニア粉末や酸
化ニッケル粉末の粒径を大きくすることにより、後述す
る焼成によって多孔性の燃料極を形成することができ
る。
FIG. 4 shows a zirconia powder to which nickel oxide as a metal oxide and yttria as a stabilizer are added before the electrolyte molded body 6 dries.
A cross-sectional view of a state where a third slurry composed of water, a dispersant, a binder, and a defoaming agent is poured onto the electrolyte molded body 6 and left for a certain period of time to form a fuel electrode molded body 7, and then excess slurry is removed, That is, it is a cross-sectional view of a three-layer molded body. The third slurry for forming the fuel electrode compact 7 and the first and second slurries for forming the air electrode compact 5 and the electrolyte compact 6 do not have to be the same. Needless to say, by increasing the particle size of the zirconia powder or the nickel oxide powder, it is possible to form a porous fuel electrode by firing described later.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Name of item to be corrected] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】[0019]

【発明の効果】上記した如く、本発明は、緻密な固体電
解質膜9と多孔性の燃料極10、空気極8とが容易に形
成でき、その厚みも第1、第2、第3のスラリーを流す
時間によって任意にコントロールすることができ、スラ
リー中のジルコニア粉末に添加する安定化剤の種類や量
を変化させることによって固体電解質膜9の抵抗と機械
的強度とをコントロールすることができるので、容易に
高性能な固体電解質燃料電池を得ることができる。
As described above, according to the present invention, the dense solid electrolyte membrane 9, the porous fuel electrode 10 and the air electrode 8 can be easily formed, and the thickness thereof is the first, second and third slurries. It is possible to control the resistance and mechanical strength of the solid electrolyte membrane 9 by changing the kind and amount of the stabilizer added to the zirconia powder in the slurry. Therefore, a high performance solid electrolyte fuel cell can be easily obtained.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属酸化物を含有する第1のスラリー
を、吸水性を有する型に流し込んで空気極成形体とした
後余剰のスラリーを除去する工程と、安定化剤を添加し
たジルコニアを含有する第2のスラリーを、前記空気極
成形体上に流し込んで電解質成形体とした後余剰のスラ
リーを除去する工程と、金属酸化物もしくは金属を含有
する第3のスラリーを、前記電解質成型体上に流し込ん
で燃料極成形体とした後余剰のスラリーを除去して三層
成形体とする工程と、この三層成形体を乾燥させて型を
除去した後焼成して空気極、固体電解質膜、燃料極を形
成する工程とからなることを特徴とする固体電解質燃料
電池の製造方法。
1. A step of pouring a first slurry containing a metal oxide into a mold having a water absorbing property to form an air electrode molded body and removing excess slurry, and containing zirconia to which a stabilizer is added. A step of pouring the second slurry to the cathode molded body to form an electrolyte molded body and then removing excess slurry; and a third slurry containing a metal oxide or a metal on the electrolyte molded body. A step of pouring into a fuel electrode molded body to remove excess slurry to form a three-layer molded body, and drying the three-layer molded body to remove the mold and then firing to form an air electrode, a solid electrolyte membrane, A method for manufacturing a solid oxide fuel cell, comprising the steps of forming a fuel electrode.
【請求項2】 第1のスラリーに含有させる金属酸化物
は、希土類またはアルカリ土類金属を添加したLaMn
3 、LaCoO3 、CaMnO3 、LaCrO3 であ
ることを特徴とする請求項第1項記載の固体電解質燃料
電池の製造方法。
2. The metal oxide contained in the first slurry is LaMn to which a rare earth or alkaline earth metal is added.
The method for producing a solid oxide fuel cell according to claim 1, wherein the solid electrolyte fuel cell is O 3 , LaCoO 3 , CaMnO 3 , or LaCrO 3 .
【請求項3】 第2のスラリーに含有させるジルコニア
は、立方晶ジルコニア、正方晶ジルコニア、部分安定化
ジルコニアの単独物もしくは複数種の混合物からなるこ
とを特徴とする請求項第1項記載の固体電解質燃料電池
の製造方法。
3. The solid according to claim 1, wherein the zirconia contained in the second slurry comprises cubic zirconia, tetragonal zirconia, partially stabilized zirconia alone or as a mixture of plural kinds. Method for manufacturing electrolyte fuel cell.
【請求項4】 安定化剤は、イットリウム、カルシウ
ム、スカンジウム、イッテルビウム、ネオジウム、ガド
リニウムの酸化物であることを特徴とする請求項第1項
記載の固体電解質燃料電池の製造方法。
4. The method for producing a solid electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the stabilizer is an oxide of yttrium, calcium, scandium, ytterbium, neodymium, or gadolinium.
【請求項5】 第3のスラリーに含有させる金属酸化物
もしくは金属は、ニッケルまたはコバルトの酸化物もし
くは金属ニッケルまたは金属コバルトであることを特徴
とする請求項第1項記載の固体電解質燃料電池の製造方
法。
5. The solid electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein the metal oxide or metal contained in the third slurry is nickel or cobalt oxide or metal nickel or metal cobalt. Production method.
JP3284031A 1990-12-10 1991-10-03 Manufacture of solid electrolytic fuel cell Pending JPH05101841A (en)

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