JPH1012248A - 円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方法 - Google Patents
円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方法Info
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- JPH1012248A JPH1012248A JP8161291A JP16129196A JPH1012248A JP H1012248 A JPH1012248 A JP H1012248A JP 8161291 A JP8161291 A JP 8161291A JP 16129196 A JP16129196 A JP 16129196A JP H1012248 A JPH1012248 A JP H1012248A
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Abstract
の製造方法を提供する。 【解決手段】 基体管11上に、先ず緻密性のストライ
プ状の気密膜12を軸方向にスクリーン印刷法で成膜し
乾燥させ、次に前記燃料極13の膜両端部を前記気密膜
12の両端部とオーバーラップしないように前記基体管
11上に成膜し乾燥させ、次いで前記電解質14の膜両
端部を前記気密膜12とオーバーラップするように前記
燃料極13上に成膜し乾燥させ、続いて前記インターコ
ネクタ15の周方向の膜両端部が前記気密膜とオーバー
ラップすると共に、該インターコネクタ15の軸方向の
膜両端部が前記電解質14とオーバーラップするように
成膜し乾燥させ、得られた成形体を乾燥後一体焼成する
と共に、得られた一体焼成体に空気極16が前記電解質
14とインターコネクタ15とを覆うように成膜し乾燥
させ焼成する。
Description
解質燃料電池(SOFC)の製造方法に関する。
例を図4(a),(b)に示す。図中の符号101は多
孔質の基体管を図示する。図4に示すように、基体管1
01上には燃料極102,電解質103,空気極104
及びインターコネクタ105が夫々設けられている。こ
こで、図4(b)に示すように、基体管101の内側に
は燃料ガス,外側には酸化剤(空気)を流すために緻密
な電解質103とインターコネクタ105をオーバーラ
ップさせ気密性を維持するとともに、燃料極102,電
解質103,空気極104からなる発電素子(単電池セ
ル)の燃料極端部と、それと隣合う発電素子の空気極1
04の端部とがインターコネクタ105を介して電気的
に直列に接続する構造となっている。
おいて、基体管101上への各構成膜の形成は溶射法,
焼結法,EVD法あるいはCVD法など種々の方法が考
えられる。このうち焼結法による成膜方法としては一般
的に各構成膜の減量粉スラリーを用い、スラリー塗付
法,ディッピング法(浸漬法),スクリーン印刷法によ
り直接成膜するか、あるいはいったんシート状に成形後
貼付けるなどの方法により成膜し、その後焼成すること
により各構成膜を形成する。
ーン印刷法による基体管101上への直接成膜は、他の
方法に比べ寸法精度良く均一な成膜が可能で、マスキン
グ等を必要としないなど製造プロセスも比較的簡単とな
り量産化への対応が容易である。
基体管101上への成膜プロセスを模式的に示したもの
である。ここでスクリーン版201はスキージ202に
より基体管101側へ押し付けられており、この状態で
スクリーン版201が図中右方向にスライドする。同時
に基体管101が回転し、スクリーン版201の印刷パ
ターン上に設けたスラリー203が基体管101上に転
写され、成膜204される。
FC構造では各構成膜は基体管全周に成膜・形成されて
おり、特に気密性を必要とする緻密性の電解質及びイン
ターコネクタは基体管全周への成膜が必要である。
体管上へ直接成膜する場合、基体管全周への印刷・成膜
では、図7に示すように、膜204のつなぎ目部分で最
初に成膜された膜203aが再びスクリーン版201と
接触するため、終端部においてスラリー203の糸引き
により成膜204のつなぎ目部分に凹凸が生じ、膜20
4の均一性が低下し、膜厚の制御が困難である、という
問題がある。
と、次に別の膜を印刷する場合において気泡の巻き込み
によるピンホール205の発生原因となる。特に気密性
を必要とする電解質,インターコネクタの成膜ではピン
ホール205の発生は致命的な問題となる。
の手段として、最初に気密性を有する緻密なストライプ
状の気密膜を基体管上の軸方向に設け、次いで燃料極を
該気密膜とオーバーラップすることなく成膜し、その後
電解質,空気極,インターコネクタ等の各構成膜を前記
気密膜とオーバーラップさせた構造とすることにより、
各構成膜は基体管全周以下で成膜でき、各構成膜は基体
管全周に亙って成膜する必要がなくなるため、スクリー
ン印刷法を適用し基体管上へ均一な成膜が可能となり、
また各構成膜を順次成膜する場合にもピンホール等の発
生を防止できることを知見した。
質の基体管上にスクリーン印刷法によって燃料極、電解
質及び空気極からなる発電素子とインターコネクタを成
膜し、焼成する円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方
法において、前記基体管上に、先ず緻密性のストライプ
状の気密膜を軸方向にスクリーン印刷法で成膜し乾燥さ
せ、次に前記燃料極の膜両端部を前記気密膜の両端部と
オーバーラップしないように前記基体管上に成膜し乾燥
させ、次いで前記電解質の膜両端部を前記気密膜とオー
バーラップするように前記燃料極上に成膜し乾燥させ、
続いて前記インターコネクタの周方向の膜両端部が前記
気密膜とオーバーラップすると共に、該インターコネク
タの軸方向の膜両端部が前記電解質とオーバーラップす
るように成膜し乾燥させ、得られた成形体を乾燥後一体
焼成すると共に、得られた一体焼成体に空気極が前記電
解質とインターコネクタとを覆うように成膜し乾燥させ
焼成することを特徴とするものである。
気密膜を軸方向に亙って設けることで、気密性を必要と
する緻密な電解質,インターコネクタにおいても基体管
全周に印刷・成膜する必要がなくなり、成膜における局
部的な均一性の低下を防ぐことができ、この結果、スク
リーン印刷法を用いてピンホール等を生じることなく各
構成膜を順次良好に成膜できる。
する。
FCの集電・シール構造図、図2は円筒横縞型SOFC
の集電・シール構造図、図3(a)は図1のA−A線断
面図、図3(b)は図1のB−B線断面図である。
1は押出し法により成形する。先ず緻密性のストライプ
状の気密膜12を軸方向にスクリーン印刷法で成膜し乾
燥させる。
体管11上には、先ず緻密性の気密膜12を軸方向に数
mm幅でスクリーン印刷法で成膜し乾燥する。
の周方向膜両端部13a,13bを前記気密膜12の周
方向膜両端部12a,bとオーバーラップしないように
前記基体管11上に成膜し乾燥させる。
の周方向膜両端部14a,bを前記気密膜12の周方向
両端部12a,12bとオーバーラップするように前記
燃料極13上に成膜し、乾燥させる。
に、インターコネクタ15の周方向膜両端部15a,1
5bが前記気密膜12並びに電解質14の周方向両端部
14a,14bとオーバーラップするよう成膜し、乾燥
させる。このインターコネクタ15の成膜は、図3
(b)に示すように、もう一辺である軸方向膜両端部1
5c,15dが、前記電解質14の軸方向で相対向する
両端部14c,14dとオーバーラップするように成膜
し乾燥させる。
12,燃料極13,電解質14及びインターコネクタ1
5の複合成形体は約100℃で乾燥後、大気中1400
〜1500℃で一体焼成する。
12,燃料極13,電解質14及びインターコネクタ1
5の一体焼成体に、図3(a)に示すように、空気極1
6が電解質14及びインターコネクタ15を軸方向でオ
ーバーラップすると共に、図1に示すように電解質14
の周方向軸端部14a,14bを残した状態でスクリー
ン印刷法で成膜した後嵌装し、その後大気中1300℃
で焼成する。
に示すように、基体管11の表面に形成する構成膜は全
周に亙って形成する必要がなくなると共に電解質14は
気密膜12と燃料極13とを覆うようにしているので、
気密性を保った良好な成膜ができる。しかも、図3
(a)に示すように、従来と同様に、円筒状の基体管1
1に形成された燃料極13の表面に形成された電解質1
4の軸方向の一端部14dを残して空気極16が電解質
14とインターコネクタ15との接合面を覆うように成
膜され、直列接続性が確実なものとなる。
は、従来のように、基体管11の全周に成膜する必要が
なくなるため、スクリーン印刷法を適用し基体管11上
へ均一な成膜が可能となり、また各構成膜を順次成膜す
る場合にも均一に成膜するので気泡の巻込みが発生せ
ず、ピンホールの発生を防止できる。
空気極からなる発電素子(単電池セル)をインターコネ
クタを介して電気的に直列に接続した円筒横縞型SOF
Cをセルとスクリーン印刷法により成膜・焼成し作製す
ることができる。
筒横縞型SOFC構造とすることで、各構成膜は基体管
全周に成膜する必要がなくなるため、スクリーン印刷法
を適用し基体管上へ均一な成膜が可能となり、また各構
成膜を順次成膜する場合にもピンホール等の発生を防止
できる。
電・シール構造図である。
電・シール構造図である。
B線断面図である。
面構造図である。
体管上への成膜原理図である。
方法工程図である。
の構造の問題部分の概略図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 多孔質の基体管上にスクリーン印刷法に
よって燃料極、電解質及び空気極からなる発電素子とイ
ンターコネクタを成膜し、焼成する円筒横縞型固体電解
質燃料電池の製造方法において、 前記基体管上に、先ず緻密性のストライプ状の気密膜を
軸方向にスクリーン印刷法で成膜し乾燥させ、次に前記
燃料極の膜両端部を前記気密膜の両端部とオーバーラッ
プしないように前記基体管上に成膜し乾燥させ、次いで
前記電解質の膜両端部を前記気密膜とオーバーラップす
るように前記燃料極上に成膜し乾燥させ、続いて前記イ
ンターコネクタの周方向の膜両端部が前記気密膜とオー
バーラップすると共に、該インターコネクタの軸方向の
膜両端部が前記電解質とオーバーラップするように成膜
し乾燥させ、得られた成形体を乾燥後一体焼成すると共
に、得られた一体焼成体に空気極が前記電解質とインタ
ーコネクタとを覆うように成膜し乾燥させ焼成すること
を特徴とする円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16129196A JP3310867B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16129196A JP3310867B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1012248A true JPH1012248A (ja) | 1998-01-16 |
JP3310867B2 JP3310867B2 (ja) | 2002-08-05 |
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---|---|---|---|
JP16129196A Expired - Fee Related JP3310867B2 (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 円筒横縞型固体電解質燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3310867B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
JP2005346991A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Kyocera Corp | 固体電解質形燃料電池セルスタック、バンドル及び燃料電池並びに燃料電池セルスタックの製造方法 |
JP2009301939A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池の製造方法およびこれを用いて製造された固体酸化物形燃料電池 |
JP2013051151A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Kyocera Corp | 固体酸化物形燃料電池セル、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 |
JP2015164122A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-09-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 燃料電池及びその製造方法並びにその製造に用いられる塗布装置 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16129196A patent/JP3310867B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003522384A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-22 | シュティヒティン・エネルギーオンデルツォイク・セントラム・ネーデルランド | アノードに支持された電解質を含むアセンブリの製造方法およびそのようなアセンブリを備えるセラミック電池 |
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JP3310867B2 (ja) | 2002-08-05 |
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