JPS6381768A - 固体電解質燃料電池及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、固体電解質燃料電池及びその製造方法の改良
に関する。

［従来の技術］ 従来、固体′電解質燃料電池としては、例えば第４図に
示す如く内部空気、外部燃料供給方式のものが知られて
いる。

図中の１は、基体管としての多孔質セラミックチューブ
である。このチューブ１上には、酸素極２が固着されて
いる。この酸素極２上には、インタコネクタ３が固着さ
れている。このインタコネクタ３上には、保持材４が固
着されている。前記インタコネクタ３の一部及び酸Ａ極
２上には、電解質材５が固着されている。この電解質材
５Ｆには、燃料極６が固着されている。

こうした構造の燃料電池は、従来第５図に示ず溶ｑ４装
置により製造されていた。図中の１１は、回転１〜ラバ
ース装置１２の−（に成要素とする溶ａ・ｊブースであ
る。前記回転ｈラバース装胃１２は、主として１・−チ
駆動部１３とこの上方の基体管回転部１４とから構成さ
れている。前記トーチ駆動部１３の上方には、前記基体
管回転部１４に取付けられた基体管１５の溶射を行う溶
射ガン１６がニスけられている。前記溶射ブース１１の
近くには、粉末供給装置１７．制ｔＩＩ装置１８及び電
源１９が設けられている。即ち、従来は、基体管１５の
設計形状に応じて回転１へラバース装置１２の１−−ヂ
駆動部１３及び基体管回転部１４を制御しながら、第４
図に示づ燃料電池を製造していた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来技術によれば、特にインタコネクタ
４を固着させる場合、その構造上片側のみに熱負荷を受
けるため、製造途中に多孔質セラミックチュ、−ブ１に
応力（熱応力２曲げ応力）が発生し、前記チューブ１あ
るいは酸素ＶｉＡ２．電解賞材電解内材欠陥（クラック
）が生じる。しかるに、この欠点は初期の段階では大き
な問題とならないが、長期運転あるいは運転・停止の繰
返しによりクラックが進展し燃料電池の破損、性能低下
等もたらす。

本発明は上記事情に２みてなされたもので、基体管や酸
素極、電解質材にクラックが発生するのを抑制し得る固
体電解質燃料電池及びその製造方法を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段〕 本願第１の発明は、基体管と、この基体管上に固着され
た酸素極と、この酸素極の円周方向の対称な位置に固着
されたインタコネクタと、このインタコネクタの一部及
び前記１素極に固着された電解質材と、この電解質材の
上に固着された燃料極と、前記インタコネクタの上に固
着された前記酸素極ど同一材料の保持材とを４尚するこ
とを要旨とする。

本願第２の発明は、基体管上に酸素極を固着する工程と
、前記基体管の円周上の相対する位置に夫々溶射ガンを
配置し、これらの溶剤ガンによりインタコネクタを前記
酸素極の円周方向の対称な位置に夫々固着する工程と、
このインタコネクタの一部及び前記酸素極に電解質材を
固着する工程と、この七解質材上に燃料極を固着する工
程と、前記インタコネクタ上に前記燃料極と同一材料の
保持材を固着する工程を具備することを要旨とする。

［作用］ 本発明によれば、基体管（多孔質セラミックチューブ）
及び酸素極、電解質材に与える応力を従来と比べ軽減し
、クラックの発生を抑制できる。

［実ｆｌＩ！ｉ例］ Ｌス下、本発明の一実筋例を第１図及び第２図を参照し
て説明する。

第１図は本発明に係る固体電解質燃料電池の説明図であ
る。図中の２１は、基体管としての多孔質セラミックデ
ユープである。このチューブ２１上には、セラミック系
の酸素極２２が固着されている。この酸素極２２の円周
方向の対称な位置（１８０度の位置）には、Ｎｉ、Ａｆ
ｆ等からなるインタコネクタ２３ａ、２３ｔ）が固着さ
れている。

これらのインタコネクタ２３ａ、２３ｂの夫々の一部及
び前記酸素極２２には、ジルコニア等からなる電解質材
２４が固着されている。この電解Ｕ材２４の上には、Ｎ
ｉ等１）ｓ　＋らなる燃料極２５が固着されている。前
記インタコネクタ２３ａ。

２３ｂの上には、夫々前記燃料極２５と同一材料の保持
材２６ａ、２６ｂが固着されている。

上記実施例に係る固体電解質燃料電池は、第１図に示す
如くＭ累積２２の円周方向の対称な位置（１８０度の位
置）に夫々インタコネクタ２３ａ。

２３ｂを設けた構造となっているため、インタコネクタ
２３ａ、２３ｂを固着させる際、インタコネクタ２３ａ
、２３ｂを交互に固着することができる。従って、多孔
質セラミックデユープ２１及び酸素極２２．電解質材２
４に与える応力を軽減し、クラックの発生を抑制できる
。特に、第１図の如く円周２分割方向にインタコネクタ
２３ａ。

２３ｂを配置した場合は、溶射設備を対向して配置する
ことにより熱応力をほぼ零まで激減できる。

上記構造の燃料電池は、第２図に示す溶射装置により製
造される。図中の３１は、回転トラバース装置３２を一
構成要素とする溶射ブースである。

前記回転ドラバ〜ス装置３２は、主としてトーチ駆動部
３３この上方の基体管回転部３４とから構成されている
。前記トーチ駆動部３３の上方には、基体管回転部３４
に取付けられた基体管３５の溶射を行う溶射ガン３６ａ
、３６ｂが夫々設けられている。前記溶射ブース３１の
近くには、粉末供給装置３７．制御Ｏ装置３８及び電源
３９が設けられている。

こうした構造の溶射装置を用いて燃ＦＩＮ池を製造する
場合は、基体管３５の設計形状に応じて回転トラバース
装置３２の１−−チ駆動部３３及び基体管回転部３４を
制御しながら、基体管３５の円周上の相対する位置に溶
射ガン３６ａ、３６ｂ配置して溶射を行う。即ち、まず
基体管３５上に酸素極２２を固着した後、前記溶射ガン
３６ａ。

３６ｂによりインタコネクタ２３ａ、２３ｂを前記酸素
極２２の円周方向の対称な位置に夫々固着する。つづい
て、インタコネクタ２３ａ、２３ｂの一部及び前記酸素
極２２に電Ｗ１．貿材２４を固着する。次いで、この電
８ｎ目２４ＪＸに燃料極２５と同一部材の保持材２６ａ
、２６ｂを固着して固体電解質燃料電池を製造する。従
って、本発明方法によりインタコネクタ２３ａ、２３ｂ
を固着すれば、インタコネクタ２３ａ、２３ｂを交互に
固着することでき、前述した如く多孔質セラミックチュ
ーブ２１及び酸素極２２．電解質材２４に与える応力を
ほぼ零にまで激減し、クラックの発生を抑制できる。

なお、上記実流例では、インタコネクタがＭＭルの円周
上の相対する位置（１８０度の位置）に設けた場合につ
いて述べたが、これに限らない。

例えば、位相が９０度ずれ１；位置に更に一対のインタ
コネクタを配置（円周方向の４等分の位置）した場合に
ついて述べたが、これに限らない。例えば、位相が９０
度ずれた位置に更に一対のインタコネクタを配置（円周
方向の４等分の位置）シた場合、あるいは６，８．１０
・・・に分割した方向にインタコネクタを配置した場合
でもよい。

また、本発明に係る溶射装置は第２図のものに限らず、
第３図のものでもよい。この溶射装置は、第２図のもの
と比へ、２台の溶射ロボット４１ａ。

４１ｔ）を回転トラバース装置３２に新たに追設し、こ
れらロボット４１ａ、４１ｂの先端に夫々溶射ガン４２
ａ、４２ｂを設けた構造となっている。

［〉で明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、基体管や酸素極、電
解質材にクラックが発１するのを抑制し得る高信頼性の
固体電解質燃料電池及びその製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る固体電解質燃料電池の
説明図、第２図は本発明に係る溶射装置の説明図、第３
図は本発明に係るその池の溶射装置の説明図、第４図は
従来の固体電解質燃料電池の説明図、第５図は従来の溶
射装置の説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体管と、この基体管上に固着された酸素極と、
   この酸素極の円周方向の対称な位置に夫々固着されたイ
   ンタコネクタと、このインタコネクタの一部及び前記酸
   素極に固着された電解質材と、この電解質材の上に固着
   された燃料極と、前記インタコネクタの上に固着された
   前記燃料極と同一材料の保持材とを具備することを特徴
   とする固体電解質燃料電池。
2. （２）基体管上に酸素極を固着する工程と、前記基体管
   の円周上の相対する位置に夫々溶射ガンを配置し、これ
   らの溶射ガンによりインタコネクタを前記酸素極の円周
   方向の対称な位置に夫々固着する工程と、このインタコ
   ネクタの一部及び前記酸素極に電解質材を固着する工程
   と、この電解質材上に燃料極を固着する工程と、前記電
   解質材上に前記燃料極と同一材料の保持材を固着する工
   程とを具備することを特徴とする固体電解質燃料電池の
   製造方法。