KR101769830B1 - Solid oxide fuel-cell stacking structure - Google Patents

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Abstract

고체산화물 연료전지 적층 구조물은 복수의 평관형 단전지들 및 연결재를 포함한다. 복수의 평관형 단전지들 각각은 지지부, 제1 전지부 및 제2 전지부를 포함한다. 지지부는 유로를 구비한다. 제1 전지부는 지지부의 하부에 배치된 제1 연료극, 제1 연료극 하부에 배치된 제1 전해질 및 제1 전해질 하부에 배치된 제1 공기극을 구비한다. 제2 전지부는 지지부의 상부에 배치되고 제1 연료극과 이격된 제2 연료극, 제2 연료극 상에 배치된 제2 전해질 및 제2 전해질 상에 배치되고 제1 공기극과 이격된 제2 공기극을 구비한다. 연결재는 평관형 단전지들의 제1 전지부들과 상기 제2 전지부들을 전기적으로 연결한다. 이러한 고체산화물 연료전지 적층 구조물에 따르면, 고밀도의 전류 또는 고전압을 생성할 수 있다. The solid oxide fuel cell stack includes a plurality of flat tubular single cells and a connecting member. Each of the plurality of flat tubular single cells includes a support portion, a first battery portion, and a second battery portion. The support portion has a flow path. The first battery unit includes a first fuel electrode disposed under the support portion, a first electrolyte disposed under the first fuel electrode, and a first air electrode disposed under the first electrolyte. The second battery unit includes a second fuel electrode disposed on the upper portion of the support and spaced apart from the first fuel electrode, a second electrolyte disposed on the second fuel electrode, and a second air electrode disposed on the second electrolyte and spaced apart from the first air electrode . The connecting member electrically connects the first battery units of the flat tubular unit cells to the second battery units. According to such a solid oxide fuel cell stack, it is possible to generate a high current or a high voltage.

Description

고체산화물 연료전지 적층 구조물 {SOLID OXIDE FUEL-CELL STACKING STRUCTURE}[0001] SOLID OXIDE FUEL-CELL STACKING STRUCTURE [0002]

본 발명은 고체산화물 연료전지 적층 구조물에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 고밀도의 전류 또는 고전압을 생성할 수 있는 고체산화물 연료전지 적층 구조물에 관한 것이다. The present invention relates to a solid oxide fuel cell stack, and more particularly, to a solid oxide fuel cell stack capable of producing a high current density or a high voltage.

일반적으로, 연료 전지는 1세대 전지(건전지), 2세대 전지(충전지)에 이은 3세대 전지로 불리는 것으로, 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다. Generally, a fuel cell is referred to as a first-generation battery (a battery), a second-generation battery (rechargeable battery) followed by a third-generation battery, and is a battery that directly converts chemical energy generated by oxidation of fuel into electrical energy.

이러한 연료 전지의 특징은 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되고 반응생성물이 연속적으로 계의 바깥으로 제거되는 과정에서 반영구적으로 전기를 생산할 수 있고, 기계적 변환에서 발생하는 손실이 없기 때문에 에너지 효율이 매우 높다는 것이다. 또한, 상기 연료 전지는 화석연료, 액체연료, 기체연료 등 다양한 연료를 사용하며, 작동온도에 따라 저온형과 고온형으로도 나눈다.A feature of such a fuel cell is that it can produce electricity semi-permanently during the continuous supply of reactants from the outside and the reaction products are continuously removed from the system, and energy efficiency is very high because there is no loss in mechanical conversion . The fuel cell uses various fuels such as fossil fuel, liquid fuel, and gaseous fuel, and is divided into a low temperature type and a high temperature type according to the operating temperature.

이 중에서 고체 산화물 연료 전지(Solid Oxide Fuel Cell, 이하 : SOFC)는 이온 전도성을 갖는 고체 산화물을 전해질로 사용하는 연료 전지로써, 현존하는 연료 전지 중 가장 높은 온도(600 내지 1000℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료 전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속 촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. Among them, Solid Oxide Fuel Cell (hereinafter referred to as SOFC) is a fuel cell using an ion conductive solid oxide as an electrolyte, and operates at the highest temperature (600 to 1000 ° C.) among the existing fuel cells, Because all the components are solid, they are simpler in structure than other fuel cells, there is no problem of electrolyte loss and replenishment and corrosion, and there is no need for precious metal catalyst and it is easy to supply fuel through direct internal reforming.

또한, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점 때문에 상기 SOFC에 관한 연구는 21세기 초 상업화를 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다.In addition, it has an advantage that it can generate thermal hybrid power using waste heat because it discharges gas at a high temperature. Because of these advantages, research on SOFC has been actively carried out in advanced countries such as the United States and Japan with the aim of commercialization in the early 21st century.

상기 SOFC는 그 적층구조에 따라 크게 평판형, 튜브형 또는 이들을 혼합한 평관형 타입으로 구분될 수 있다. 최근, 평관형 SOFC를 적층하여 고전류 또는 고전압을 생성하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. The SOFC may be classified into a plate type, a tubular type, or a flat tubular type in which the SOFCs are mixed according to the laminated structure. In recent years, various studies have been made to produce a high current or a high voltage by stacking a flat tubular SOFC.

본 발명의 목적은 고밀도의 전류 또는 고전압을 생성할 수 있는 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a solid oxide fuel cell stack structure capable of generating a high density current or a high voltage.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 복수의 평관형 단전지들 및 연결재를 포함한다. 복수의 평관형 단전지들 각각은 지지부, 제1 전지부 및 제2 전지부를 포함한다. 지지부는 유로를 구비한다. 제1 전지부는 지지부의 하부에 배치된 제1 연료극, 제1 연료극 하부에 배치된 제1 전해질 및 제1 전해질 하부에 배치된 제1 공기극을 구비한다. 제2 전지부는 지지부의 상부에 배치되고 상기 제1 연료극과 이격된 제2 연료극, 상기 제2 연료극 상부에 배치된 제2 전해질 및 상기 제2 전해질 상부에 배치되고 상기 제1 공기극과 이격된 제2 공기극을 구비한다. 연결재는 복수의 평관형 단전지들의 상기 제1 전지부들과 상기 제2 전지부들을 전기적으로 연결한다. 복수의 평관형 단전지들 각각은 제1 집전체 및 제2 집전체를 더 포함할 수 있다. 제1 집전체는 제1 전해질의 개구부를 통해 노출된 제1 연료극과 접촉하고, 제1 공기극과 이격되어 배치된다. 제2 집전체는 제2 전해질의 개구부를 통해 노출된 제2 연료극과 접촉하고, 제2 공기극과 이격되어 배치된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a solid oxide fuel cell stack including a plurality of flat tubular unit cells and a connecting member. Each of the plurality of flat tubular single cells includes a support portion, a first battery portion, and a second battery portion. The support portion has a flow path. The first battery unit includes a first fuel electrode disposed under the support portion, a first electrolyte disposed under the first fuel electrode, and a first air electrode disposed under the first electrolyte. The second battery unit includes a second fuel electrode disposed on the upper portion of the support portion and spaced apart from the first fuel electrode, a second electrolyte disposed on the second fuel electrode, and a second electrolyte disposed on the second electrolyte and spaced apart from the first air electrode, And an air electrode. The connecting member electrically connects the first battery units of the plurality of flat tubular unit cells to the second battery units. Each of the plurality of flat tubular single cells may further include a first current collector and a second current collector. The first current collector is in contact with the first fuel electrode exposed through the opening of the first electrolyte and is disposed apart from the first air electrode. The second current collector is in contact with the second fuel electrode exposed through the opening of the second electrolyte and is disposed apart from the second air electrode.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 평관형 단전지들은 연속적으로 적층된 제1 및 제2 평관형 단전지들을 포함하고, 연결재는 제1 연료극 접촉부, 제1 공기극 접촉부 및 제1 연결부를 포함하는 제1 연결재를 포함할 수 있다. 제1 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제1 집전체에 전기적으로 연결된다. 제1 공기극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 제2 평관형 단전지의 제1 공기극 사이에 배치되고, 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 제2 평관형 단전지의 제1 공기극에 전기적으로 연결된다. 제1 연결부는 제1 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 제1 연료극 접촉부와 제1 공기극 접촉부를 전기적으로 연결한다. In one embodiment of the present invention, the plurality of flat tubular unit cells include first and second flat tubular unit cells stacked successively, and the connecting member includes a first anode electrode contact portion, a first cathode electrode contact portion, 1 < / RTI > The first anode electrode contact portion is electrically connected to the first current collector of the first flat tubular unit cell. The first air electrode contact portion is disposed between the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second flat tubular unit cell, and the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the second air electrode of the second flat tubular unit cell 1 air electrode. The first connecting portion is disposed on the first side of the first flat tubular unit cell and electrically connects the first anode electrode contact portion and the first cathode electrode contact portion.

연결재는 제2 연료극 접촉부, 제2 공기극 접촉부 및 제2 연결부를 포함하는 제2 연결재를 더 포함할 수 있다. 제2 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 제2 평관형 단전지의 제1 집전체 사이에 배치되고, 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 제2 평관형 단전지의 제1 집전체에 전기적으로 연결된다. 제2 공기극 접촉부는 제2 평관형 단전지의 제2 공기극에 전기적으로 연결된다. 제2 연결부는 제1 평관형 단전지의 제1 측면과 대향하는 제2 평관형 단전지의 측면 상에 배치되고, 제2 연료극 접촉부와 제2 공기극 접촉부를 전기적으로 연결한다. The connecting member may further include a second connecting member including a second anode electrode contact portion, a second cathode electrode contacting portion, and a second connecting portion. The second anode electrode contact portion is disposed between the second current collector of the first flat tubular unit cell and the first current collector of the second flat tubular unit cell, and the second current collector of the first flat tubular unit cell and the second flat tubular unit And is electrically connected to the first current collector of the battery. And the second air electrode contact portion is electrically connected to the second air electrode of the second flat tubular unit cell. The second connection portion is disposed on the side of the second flat tubular unit cell facing the first side of the first flat tubular unit cell and electrically connects the second anode electrode contact portion and the second air electrode contact portion.

제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 각각 접촉하는 상기 제1 공기극 접촉부에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성될 수 있고, 제2 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하는 제2 공기극 접촉부에도 다수의 돌기 또는 리세스가 형성될 수 있다. A plurality of protrusions or recesses may be formed in the first air electrode contacting portion which is in contact with the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second flat tubular unit cell, A plurality of protrusions or recesses may also be formed in the second air electrode contact portion that contacts the second air electrode of the second air electrode.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 평관형 단전지들은 연속적으로 적층된 제1 및 제2 평관형 단전지들을 포함하고, 연결재는 제1 연결재, 제2 연결재 및 제3 연결재를 포함할 수 있다. 제1 연결재는 제1 연료극 접촉부, 제1 공기극 접촉부 및 제1 연결부를 포함한다. 제1 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제1 집전체와 전기적으로 연결된다. 제1 공기극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 제2 평관형 단전지의 제1 공기극 사이에 배치되고, 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉한다. 제1 연결재는 제1 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 제1 연료극 접촉부와 제1 공기극 접촉부를 전기적으로 연결한다. 제2 연결재는 제2 연료극 접촉부, 제2 공기극 접촉부 및 제2 연결재를 포함한다. 제2 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 제2 평관형 단전지의 제1 집전체 사이에 배치되고, 제2 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉한다. 제2 공기극 접촉부는 제2 평관형 단전지의 제2 공기극에 전기적으로 연결된다. 제2 연결재는 제1 평관형 단전지의 제1 측면에 인접한 제2 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 제2 연료극 접촉부와 상기 제2 공기극 접촉부를 전기적으로 연결한다. 제3 연결재는 제1 평관형 단전지와 제2 평관형 단전지 사이에 배치되고, 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 제2 평관형 단전지의 제1 공기극을 전기적으로 연결시키다. 제3 연결재는 베이스부 및 단차부를 포함할 수 있다. 베이스부는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 제2 연료극 접촉부 사이에 배치되고, 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 접촉하며, 제2 연료극 접촉부 및 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 이격되어 배치된다. 단차부는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 제2 평관형 단전지의 제1 공기극 사이에 배치되고, 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하며, 제1 평관형 단전지의 제1 공기극 및 제2 연료극 접촉부와 이격되어 배치된다. In one embodiment of the present invention, the plurality of flat tubular unit cells include first and second flat tubular unit cells stacked successively, and the connecting member may include a first connecting member, a second connecting member, and a third connecting member. The first connector includes a first anode electrode contact portion, a first cathode electrode contact portion, and a first connection portion. The first anode electrode contact portion is electrically connected to the first current collector of the first tubular type single cell. The first air electrode contact portion is disposed between the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second flat tubular unit cell and is in contact with the second air electrode of the first flat tubular unit cell. The first connecting member is disposed on the first side of the first flat tubular unit cell, and electrically connects the first anode electrode contact portion and the first cathode electrode contact portion. The second connector includes a second anode electrode contact portion, a second cathode electrode contact portion, and a second connector. The second anode electrode contacting portion is disposed between the second current collector of the first flat tubular single cell and the first current collector of the second tubular single cell, and contacts the first current collector of the second tubular single cell. And the second air electrode contact portion is electrically connected to the second air electrode of the second flat tubular unit cell. The second connecting member is disposed on the first side of the second flat tubular unit cell adjacent to the first side of the first flat tubular unit cell and electrically connects the second anode electrode contact portion and the second air electrode contact portion. The third connecting member is disposed between the first flat tubular unit cell and the second flat tubular unit cell, and electrically connects the second current collector of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second tubular unit cell. The third linking member may include a base portion and a stepped portion. Wherein the base portion is disposed between the second current collector and the second anode electrode contact portion of the first flat tubular single cell and is in contact with the second current collector of the first flat tubular single cell, And is disposed apart from the second air electrode. The stepped portion is disposed between the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second flat tubular unit cell and is in contact with the first air electrode of the second tubular unit cell, 1 air electrode and the second fuel electrode contact portion.

본 발명의 일 실시예에서, 연결재는 제1 연결재 및 제2 연결재를 포함할 수 있다. 제1 연결재는 제1 연료극 접촉부, 제2 연료극 접촉부 및 제1 연결부를 포함할 수 있다. 제1 연료극 접촉부는 복수의 평관형 단전지들 중 제1 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉한다. 제2 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 접촉한다. 제1 연결재는 제1 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 제1 및 제2 연료극 접촉부를 전기적으로 연결한다. 제2 연결재는 제1 공기극 접촉부, 제2 공기극 접촉부 및 제2 연결재를 포함한다. 제1 공기극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉한다. 제2 공기극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉한다. 제2 연결재는 제1 측면에 대향하는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 측면 상에 배치되고, 제1 및 제2 공기극 접촉부를 전기적으로 연결한다. In one embodiment of the present invention, the linking member may include a first linking member and a second linking member. The first connector may include a first anode electrode contact portion, a second anode electrode contact portion, and a first connection portion. The first anode electrode contacting portion is in contact with the first current collector of the first flat tubular single cell among the plurality of flat tubular single cells. And the second anode electrode contacting portion is in contact with the second current collector of the first flat tubular single cell. The first connecting member is disposed on the first side of the first flat tubular unit cell, and electrically connects the first and second anode electrode contacts. The second connector includes a first air electrode contact portion, a second air electrode contact portion, and a second connector. The first air electrode contact portion is in contact with the first air electrode of the first flat tubular unit cell. And the second air electrode contact portion is in contact with the second air electrode of the first flat tubular single cell. The second connector is disposed on the second side of the first tubular unit cell facing the first side, and electrically connects the first and second air electrode contacts.

제1 연결재는 제1 평관형 단전지에 인접한 상기 복수의 평관형 단전지 중 제2 평관형 단전지의 제2 집전체와 접촉하고 제1 연결부에 전기적으로 연결된 제3 연료극 접촉부를 더 포함할 수 있다. 제2 연결재는 제2 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하고 제2 연결부에 전기적으로 연결된 제3 공기극 접촉부를 더 포함할 수 있다. 제2 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체 및 제2 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉하고, 제2 공기극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉할 수 있다. The first connecting member may further include a third anode electrode contact portion which is in contact with the second current collector of the second flat tubular single cell among the plurality of flat tubular single cells adjacent to the first flat tubular single cell and is electrically connected to the first connecting portion have. The second connection member may further include a third cathode electrode contact portion that is in contact with the second air electrode of the second flat tubular unit cell and is electrically connected to the second connection portion. The second anode electrode contact portion is in contact with the first collector of the first flat tubular unit cell and the first current collector of the second tubular unit cell and the second air electrode contact portion is in contact with the second air electrode of the first tubular unit cell, And can contact the first air electrode of the flat tubular single cell.

본 발명의 일 실시예에서, 연결재는 다수의 연결 플레이트들, 제1 연결부 및 제2 연결부를 포함할 수 있다. 다수의 연결 플레이트들 각각은 절연 플레이트, 절연 플레이트 상에 형성된 공기극 접촉부 및 절연 플레이트 상에 공기극 접촉부와 이격되도록 형성된 연료극 접촉부를 포함할 수 있고, 복수의 평관형 단전지들 중 인접한 평관형 단전지들 사이에 배치될 수 있다. 제1 연결부는 다수의 연결 플레이트들의 공기극 접촉부들을 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 연결부는 다수의 연결 플레이트들의 연료극 접촉부들을 전기적으로 연결할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the coupling member may include a plurality of coupling plates, a first coupling portion, and a second coupling portion. Each of the plurality of connecting plates may include an insulating plate, a cathode electrode contact portion formed on the insulating plate, and an anode electrode contact portion formed on the insulating plate so as to be spaced apart from the cathode electrode contacting portion, and the adjacent flat tubular single cells As shown in FIG. The first connection portion may electrically connect the air electrode contact portions of the plurality of connection plates. And the second connection portion may electrically connect the anode electrode contacts of the plurality of connection plates.

공기극 접촉부는 복수의 평관형 단전지들 중 제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 제1 평관형 단전지에 인접한 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉할 수 있다. 연료극 접촉부는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체 및 제2 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉할 수 있다. 제1 및 제2 연결부는 절연 플레이트의 마주보는 측면들에 형성된 공기극 접촉부 및 연료극 접촉부와 각각 접촉할 수 있다. The cathode electrode contact portion may be in contact with the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second flat tubular unit cell adjacent to the first flat tubular unit cell among the plurality of flat tubular single cells. The anode electrode contact portion may contact the first collector of the first flat tubular unit cell and the first collector of the second tubular unit cell. The first and second connection portions may respectively contact the cathode electrode contact portion and the anode electrode contact portion formed on the opposite sides of the insulating plate.

이러한 고체산화물 연료전지 적층 구조물에 따르면, 평관형 단전지들에 형성된 제1 전지부들 및 제2 전지부들을 다양한 방식으로 연결할 수 있고, 고밀도의 전류 또는 고전압을 생성할 수 있다. According to such a solid oxide fuel cell stack, the first cell units and the second cell units formed in the flat tubular unit cells can be connected in various ways, and a high-density current or a high voltage can be generated.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 고체산화물 연료전지를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연결재를 나타낸 사시도이다.
도 3a는 공기극 접촉부의 표면 구성을 나타내는 평면도이다.
도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 라인 A-A'을 따라 절단한 단면도들이다.
도 4a는 도 1 및 도 2에 도시된 연결재를 이용하여 적층된 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 제1 연결재의 사시도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 제2 연결재의 사시도이다.
도 4d는 도 4a에 도시된 제3 연결재의 사시도이다.
도 4e는 도 4a에 도시된 제4 연결재의 사시도이다.
도 5는 도 4a에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예 2에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 사시도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 제7 및 제8 연결재의 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다.
도 8a는 본 발명의 실시예 3에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 제1 연결재를 도시한 사시도이다.
도 8c는 도 8a에 도시된 제2 연결재를 도시한 사시도이다.
도 8d는 도 8a에 도시된 제3 연결재의 사시도이다.
도 8e는 도 8a에 도시된 제4 연결재의 사시도이다.
도 9는 도 8a에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이다.
도 11a는 도 10에 도시된 제1 및 제2 연결재의 사시도이다.
도 11b는 도 10에 도시된 제3 연결재의 사시도이다.
도 12는 도 10에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 5에 따른 고체산화물 연료전지를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 제1 연결재의 사시도이다.
도 15는 도 13에 도시된 제2 연결재의 사시도이다.
도 16은 도 13 내지 도 15에 도시된 연결재를 이용하여 평관한 단전지를 적층한 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 분해 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시된 연결 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 20은 도 18에 도시된 제1 연결부의 사시도이다.
도 21은 도 18에 도시된 제2 연결부의 사시도이다.
1 is a perspective view illustrating a solid oxide fuel cell according to Embodiment 1 of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing the connector shown in Fig. 1. Fig.
3A is a plan view showing the surface configuration of the air electrode contact portion.
Figs. 3B and 3C are cross-sectional views taken along the line A-A 'shown in Fig. 3A.
FIG. 4A is a perspective view showing a stacked solid oxide fuel cell stacked structure using the connecting materials shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
4B is a perspective view of the first connector shown in FIG. 4A.
4C is a perspective view of the second connector shown in FIG. 4A.
4D is a perspective view of the third connector shown in FIG. 4A.
4E is a perspective view of the fourth connector shown in FIG. 4A.
5 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. 4A.
6A is a perspective view of a solid oxide fuel cell stack according to Embodiment 2 of the present invention.
6B is a perspective view of the seventh and eighth connecting members shown in Fig. 6A.
7 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG.
8A is a perspective view showing a solid oxide fuel cell stack according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 8B is a perspective view showing the first connector shown in FIG. 8A. FIG.
8C is a perspective view showing the second connector shown in FIG. 8A.
FIG. 8D is a perspective view of the third connector shown in FIG. 8A. FIG.
8E is a perspective view of the fourth connector shown in FIG. 8A.
FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. 8A. FIG.
10 is a perspective view showing a solid oxide fuel cell stack according to Embodiment 4 of the present invention.
11A is a perspective view of the first and second link members shown in Fig.
And Fig. 11B is a perspective view of the third connector shown in Fig.
12 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG.
13 is a perspective view showing a solid oxide fuel cell according to Embodiment 5 of the present invention.
14 is a perspective view of the first connector shown in Fig.
15 is a perspective view of the second connector shown in Fig.
FIG. 16 is an exploded perspective view showing a solid oxide fuel cell stacked structure in which flat electrodes are stacked using the connecting material shown in FIGS. 13 to 15. FIG.
17 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG.
18 is a perspective view showing a solid oxide fuel cell stack according to Embodiment 6 of the present invention.
19 is a perspective view showing the connection plate shown in Fig.
20 is a perspective view of the first connection portion shown in FIG.
21 is a perspective view of the second connection portion shown in Fig.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 SOFC 및 그 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.Hereinafter, a SOFC according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

실시예Example 1 One

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 고체산화물 연료전지를 설명하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 연결재를 나타낸 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view illustrating a solid oxide fuel cell according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view illustrating the connector shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예 1에 따른 고체산화물 연료전지는 평관형 단전지(200) 및 연결재(100)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2, the solid oxide fuel cell according to the first embodiment includes a flat tubular unit cell 200 and a connecting member 100.

평관형 단전지(200)는 지지부(210), 제1 전지부(230), 제2 전지부(250), 제1 집전체(270) 및 제2 집전체(290)를 포함한다. 본 출원에서, '평관형'이라는 용어는 고체산화물 연료전지를 단순히 분류하기 위한 것에 불과할 뿐, 고체산화물 연료전지의 형상을 제한하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 출원에서, '단전지'라는 용어는 하나의 지지부에 형성된 유로에 통해 연료를 공급받는 연료전지 또는 연료전지들의 집합을 나타내는 것으로서 사용된다. 즉, 본 출원에서 사용되는 '단전지'는 단일 지지부의 양면에 형성된 제1 전지부와 제2 전지부가 하나의 전지로서 기능하는 경우뿐만 아니라, 각각 독립된 별개의 전지로서 기능하는 경우도 포함한다.The flat tubular unit cell 200 includes a support 210, a first battery 230, a second battery 250, a first current collector 270, and a second current collector 290. In the present application, the term " flat tubular " is merely for classifying a solid oxide fuel cell, not for limiting the shape of a solid oxide fuel cell. Further, in the present application, the term " unit cell " is used to denote a fuel cell or a collection of fuel cells that are supplied with fuel through a flow path formed in one support portion. That is, the term "unit cell" used in the present application includes not only the case where the first battery section and the second battery section formed on both sides of the single support section function as one battery, but also the case where the first and second battery sections function as separate and independent batteries.

지지부(210)는 연료 가스가 이동할 수 있는 적어도 하나의 유로(211)를 갖는다. 지지부(210)의 양측에 형성된 제1 전지부(230)와 제2 전지부(250)에 상기 유로(211)를 통하여 수소(H2)를 포함하는 연료 가스가 공급된다. The support portion 210 has at least one flow passage 211 through which the fuel gas can move. The fuel gas containing hydrogen (H 2 ) is supplied to the first and second electrode portions 230 and 250 formed on both sides of the support portion 210 through the flow path 211.

본 발명의 일실시예에서, 지지부는 제1 방향(X)으로 연장되고, 제1 방향(X)에 실질적으로 수직한 제2 방향(Y)으로 서로 이격되어 배치되는 다수의 지지체들(210a, 210b)을 포함할 수 있다. 각각의 지지체들(210a, 210b)은 제1 방향(X)으로의 길이, 제2 방향(Y)으로의 폭 그리고, 제1 및 제2 방향(X, Y)에 수직한 제3 방향(Z)으로의 높이를 가질 수 있다. 지지체들(210a, 210b)의 길이 및 높이는 서로 동일한 것이 바람직하다. 예를 들면, 각각의 지지체들(210a, 210b)은 제1 방향(X)으로 길게 연장되는 직육면체 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 지지체들(210a, 210b) 중 최외곽에 배치되는 지지체들(210a)의 외부 측면은 곡면으로 이루어질 수 있다. 지지부(210)의 상하부에 형성되는 제1 및 제2 전지부(230, 250)를 지지하기 위하여, 지지체들(210a, 210b)의 상면들 및 하면들은 각각 동일 평면에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 지지부(210)의 제1 측면을 정의하는 지지체들(210a, 210b)의 제1 단부들은 동일 평면에 위치하고, 제1 측면에 대향하는 지지부(210)의 제2 측면을 정의하는 지지체들(210a, 210b)의 제2 단부들 역시 동일 평면에 위치하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the support comprises a plurality of supports 210a, 210b extending in a first direction X and spaced apart from one another in a second direction Y substantially perpendicular to the first direction X, 210b. Each of the supports 210a and 210b has a length in a first direction X, a width in a second direction Y, and a width in a third direction Z perpendicular to the first and second directions X and Y As shown in FIG. The lengths and heights of the supports 210a and 210b are preferably equal to each other. For example, each of the supports 210a and 210b may have a rectangular parallelepiped shape elongated in the first direction X. [ Alternatively, the outer surface of the supports 210a disposed at the outermost one of the supports 210a and 210b may be curved. It is preferable that the upper surfaces and the lower surfaces of the supporters 210a and 210b are positioned on the same plane so as to support the first and second power supply units 230 and 250 formed on the upper and lower portions of the supporter 210. [ The first ends of the supports 210a and 210b defining the first side of the support 210 are positioned in the same plane and are spaced apart from each other by supports 212 that define a second side of the support 210 opposite the first side 210a, 210b are also located on the same plane.

지지체들(210a, 210b)은 최외곽에 배치되는 2개의 제1 지지체들(210a) 및 제1 지지체들(210a) 사이에 배치되는 복수의 제2 지지체들(210b)을 포함할 수 있다. 제2 지지체들(210b)과 대향하는 제1 지지체들(210a)의 측면들에 의해 서로 마주보고 지지부(210)의 제1 및 제2 측면을 연결하는 지지부(210)의 제3 및 제4 측면들이 정의된다. 상기 제3 및 제4 측면들은 평면 또는 외부로 돌출되는 곡면일 수 있다. 제2 지지체들(210b)은 제1 지지체들(210a) 사이에서 서로 이격되도록 배치되고, 제1 및 제2 지지체들(210a, 210b) 사이의 이격 공간이 연료 가스가 이동하는 유로(211)로 기능한다. 즉, 유로(211)의 입구 및 출구는 지지부(210)의 제1 및 제2 측면들을 통하여 각각 외부로 개방될 수 있다. 구조적 안정성 및 연료가스의 밀봉을 위해, 제1 지지체들(21a)의 폭은 제2 지지체들(210b)의 폭보다 클 수 있다. 이와 달리, 제1 지지체들(210a)의 폭과 제2 지지체들(210b)의 폭은 서로 동일할 수 있다. The supports 210a and 210b may include two first supports 210a disposed at the outermost portion and a plurality of second supports 210b disposed between the first supports 210a. The third and fourth sides of the support 210 connecting the first and second sides of the support 210 facing each other by the sides of the first supports 210a opposed to the second supports 210b, Are defined. The third and fourth sides may be planar or curved surfaces projecting outwardly. The second supports 210b are spaced apart from each other between the first supports 210a and the space between the first and second supports 210a and 210b is connected to the flow passage 211 through which the fuel gas moves Function. That is, the inlet and the outlet of the flow passage 211 can be opened to the outside through the first and second sides of the support portion 210, respectively. For structural stability and sealing of the fuel gas, the width of the first supports 21a may be greater than the width of the second supports 210b. Alternatively, the widths of the first supports 210a and the second supports 210b may be equal to each other.

본 발명의 일실시예에서, 지지부(210)는 지지체들(210a, 210b)의 하면들과 접촉하는 하부 지지 플레이트(210c) 및 지지체들(210a, 210b)의 상면들과 접촉하는 상부 지지 플레이트(210d)를 더 포함할 수 있다. 상부 지지 플레이트(210d) 및 하부 지지 플레이트(210c)는 유로(211)의 상부 및 하부를 각각 커버하도록 배치되고, 다공성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상부 지지 플레이트(210d) 및 하부 지지 플레이트(210c)는 지지부(210)의 강도를 보강하는 기능을 한다. 상부 지지 플레이트(210d) 및 하부 지지 플레이트(210c)는 지지체들(210a, 210b)과 일체로 형성되거나, 지지체들(210a, 210b)과 구별되는 기능층으로 형성될 수 있다. The support 210 includes a lower support plate 210c that contacts the lower surfaces of the supports 210a and 210b and an upper support plate 210c that contacts the upper surfaces of the supports 210a and 210b. 210d. The upper support plate 210d and the lower support plate 210c are disposed to cover the upper and lower portions of the flow path 211, respectively, and are preferably made of a porous material. The upper support plate 210d and the lower support plate 210c function to reinforce the strength of the support portion 210. [ The upper support plate 210d and the lower support plate 210c may be integrally formed with the supports 210a and 210b or may be formed as functional layers different from the supports 210a and 210b.

지지부(210)는 세라믹, 금속 또는 이들의 혼합 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 지지부(210)는 알루미나(Al2O3), YSZ(Yttria Stabilized Zirconia), YSZ와 니켈(Ni)의 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 지지부(210)의 지지체들(210a, 210b)은 연료가스의 밀봉을 위해 기공이 없는 치밀한 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 지지부(210)가 하부 및 상부 지지 플레이트(210c, 210d)를 더 포함하는 경우, 제1 및 제2 전지부(230, 250)로 연료가스를 공급하기 위해, 하부 및 상부 지지 플레이트(210c, 210d)는 다공성 재질로 형성되는 것이 바람직하다. The support portion 210 may be formed using ceramic, metal, or a mixed material thereof. For example, the support 210 may be made of alumina (Al 2 O 3 ), YSZ (Yttria Stabilized Zirconia), a mixture of YSZ and nickel (Ni), or the like. The supports 210a and 210b of the support 210 are preferably formed in a dense structure having no pores for sealing the fuel gas. In order to supply the fuel gas to the first and second charge portions 230 and 250 when the support portion 210 further includes the lower and upper support plates 210c and 210d, the lower and upper support plates 210c and 210d Is preferably formed of a porous material.

제1 전지부(230)는 지지부(210)의 하부에 형성된다. 제1 전지부(230)는 제1 연료극(231), 제1 전해질(233) 및 제1 공기극(235)을 포함한다. The first battery 230 is formed at the lower portion of the support 210. The first electrode 230 includes a first anode 231, a first electrolyte 233, and a first cathode 235.

제1 연료극(231)은 지지부(210)의 하부에 배치되고, 지지부(210)에 형성된 유로(211)를 통해 직접 연료 가스를 공급받거나, 하부 지지 플레이(210c)틀 경유하여 연료가스를 공급받을 수 있다. 제1 연료극(231)은 연료 가스에 포함된 수소가 이동할 수 있도록 기공을 포함하는 다공성 구조를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로, 제1 연료극(231)은 니켈(Ni)과 이온 전도성의 세라믹 물질인 YSZ의 혼합물로 이루어질 수 있다. The first fuel electrode 231 is disposed at a lower portion of the support portion 210 and receives the fuel gas directly through the flow path 211 formed in the support portion 210 or receives the fuel gas via the lower support play 210c frame . The first fuel electrode 231 preferably has a porous structure including pores so that hydrogen contained in the fuel gas can move. Specifically, the first fuel electrode 231 may be made of a mixture of nickel (Ni) and YSZ, which is an ion conductive ceramic material.

제1 전해질(233)은 제1 연료극(231) 하부에 배치된다. 제1 전해질(233)은 높은 이온 전도성, 낮은 전기 전도성, 산화-환원 분위기에서의 안정성 및 우수한 기계적 특성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 전해질(233)은 YSZ, (La, Sr)(Ga, Mg)O3, Ba(Zr,Y)O3, GDC(Gd doped CeO2), YDC(Y2O3 doped CeO2)과 같은 세라믹 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 제1 전해질(233)은 8mol-YSZ로 이루어질 수 있다. The first electrolyte 233 is disposed under the first fuel electrode 231. The first electrolyte 233 is preferably formed of a material having high ion conductivity, low electrical conductivity, stability in an oxidation-reduction atmosphere, and excellent mechanical properties. For example, the first electrolyte 233 is YSZ, (La, Sr) (Ga, Mg) O 3, Ba (Zr, Y) O 3, GDC (Gd doped CeO 2), YDC (Y 2 O 3 doped CeO2). ≪ / RTI > For example, the first electrolyte 233 may be composed of 8 mol-YSZ.

제1 공기극(235)은 제1 전해질(233) 하부에 배치되고, 외부에서 흐르는 산소(O2)를 포함하는 공기와 접촉한다. 제1 공기극(235)은 산소가 통과할 수 있도록 다공질 구조를 갖는 것이 바람직하다. 제1 공기극(235)은 란탄늄(Lanthanum; La), 스트론튬(Strontium; Sr) 및 망간(Manganese; Mn)의 혼합물인 LSM 또는 란탄늄(Lanthanum; La), 스트론튬(Strontium; Sr), 코발트(Cobalt; Co) 및 철(Iron; Fe)의 혼합물인 LSCF로 이루어질 수 있다.The first air electrode 235 is disposed under the first electrolyte 233 and contacts the air containing oxygen (O 2 ) flowing from the outside. The first air electrode 235 preferably has a porous structure so that oxygen can pass therethrough. The first air electrode 235 may be made of a mixture of lanthanum (La), strontium (Sr), and manganese (Mn), such as LSM or lanthanum La, strontium Sr, cobalt Cobalt (Co) and Iron (Fe).

본 발명의 일 실시예에서, 제1 전해질(233)의 면적은 제1 연료극(231)의 면적 및 제1 공기극(235)의 면적보다 클 수 있다. 또한, 제1 연료극(231)의 면적은 제1 공기극(235)의 면적보다 클 수 있다. 예를 들면, 제1 연료극(231)은 제1 전해질(233)에 의해 완전히 덮일 수 있고, 제1 공기극(235)은 제1 전해질(233)의 일부만을 덮도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 전해질(233)은 지지체들(210a, 210b)의 하면들을 완전히 덮도록 형성될 수 있고, 제1 공기극(235)은 유로(211)의 입구 및 출구가 형성된 지지부(210)의 제1 및 제2 측면들 사이의 중앙 영역에만 형성될 수 있다. 즉, 지지부(210)의 제1 측면과 제1 공기극(235) 사이의 위치하는 제1 전해질(233)의 일부 영역 및 지지부(210)의 제2 측면과 제1 공기극(235) 사이에 위치하는 제1 전해질(233)의 일부 영역은 제1 공기극(235)에 의해 덮이지 않을 수 있다. 지지부(210)의 제1 측면과 제1 공기극(235) 사이의 위치하는 제1 전해질(233)의 일부 영역 및 지지부(210)의 제2 측면과 제1 공기극(235) 사이에 위치하는 제1 전해질(233)의 일부 영역에는 후술될 제1 집전체(273)가 형성될 개구부가 형성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the area of the first electrolyte 233 may be larger than the area of the first fuel electrode 231 and the area of the first air electrode 235. The area of the first fuel electrode 231 may be larger than the area of the first air electrode 235. For example, the first fuel electrode 231 may be completely covered with the first electrolyte 233, and the first air electrode 235 may be formed so as to cover only a part of the first electrolyte 233. [ Specifically, the first electrolyte 233 may be formed so as to completely cover the lower surfaces of the supports 210a and 210b, and the first air electrode 235 may be formed so as to cover the upper surface of the support portion 210 formed with the inlet and the outlet of the flow path 211 And may be formed only in the central region between the first and second sides. A portion of the first electrolyte 233 located between the first side of the support 210 and the first air electrode 235 and a portion of the first side of the support 231 located between the second side of the support 210 and the first air electrode 235 A portion of the first electrolyte 233 may not be covered by the first air electrode 235. [ A portion of the first electrolyte 233 positioned between the first side of the support 210 and the first air electrode 235 and a portion of the first side of the first air electrode 235 located between the second side of the support 210 and the first air electrode 235, In some regions of the electrolyte 233, openings may be formed in which a first current collector 273 to be described later is to be formed.

제2 전지부(250)는 지지부(210)의 상부에 형성된다. 제2 전지부(250)는 지지부(210) 상부에 배치된 제2 연료극(251), 제2 연료극(251) 상부에 배치된 제2 전해질(253) 및 제2 전해질(253) 상부에 배치된 제2 공기극(255)을 포함한다. The second battery unit 250 is formed on the upper portion of the support unit 210. The second electrode unit 250 includes a second fuel electrode 251 disposed on the support 210, a second electrolyte 253 disposed on the second fuel electrode 251, and a second electrolyte 253 disposed on the second electrolyte 253. And a second air electrode 255.

제2 연료극(251)은 제1 연료극(231)과 이격되어 있고, 제2 공기극(255)은 제1 공기극(235)과 이격될 수 있다. 즉, 제1 전지부(230)와 제2 전지부(250)는 각각 독립된 별개의 전지로서 기능할 수 있다. 제1 전지부(230)와 제2 전지부(250)는 지지부(210)를 기준으로 서로 상하 대칭적인 구조를 갖고, 제2 전지부(250)의 구성요소는 제1 전지부(230)의 구성요소와 실질적으로 동일하다. 따라서, 제2 전지부(250)에 대한 구체적인 설명은 제1 전지부(230)에 대한 설명으로 대신한다. The second fuel electrode 251 may be spaced apart from the first fuel electrode 231 and the second air electrode 255 may be spaced apart from the first air electrode 235. That is, the first and second battery units 230 and 250 may function as independent batteries. The first and second battery units 230 and 250 have a symmetrical structure with respect to each other with respect to the support unit 210. The components of the second battery unit 250 are connected to the first and second battery units 230 and 230, Substantially the same as the component. Therefore, the description of the second battery unit 250 will be replaced with a description of the first battery unit 230.

이온 전도성을 갖는 제1 및 제2 전해질(233, 253)은 제1 및 제2 공기극(235, 255)에 공급된 산소 이온을 제1 및 제2 연료극(231, 251)에 각각 전달하고, 제1 및 제2 전해질(233, 253)을 경유한 산소 이온은 제1 및 제2 연료극(231, 251)에 존재하는 수소(H2)와 각각 결합하여 물(H2O)과 전자를 생성하게 된다. 이와 같은 반응에 의해 제1 및 제2 전지부(230, 250)는 전압/전류를 생성하게 되는 것이다. The first and second electrolytes 233 and 253 having ion conductivity transmit the oxygen ions supplied to the first and second air electrodes 235 and 255 to the first and second fuel electrodes 231 and 251, Oxygen ions passing through the first and second electrolytes 233 and 253 are respectively combined with hydrogen (H 2 ) existing in the first and second fuel electrodes 231 and 251 to generate water (H 2 O) and electrons do. The first and second power supply units 230 and 250 generate a voltage / current by the above reaction.

제1 집전체(270)는 제1 연료극(231)을 노출시키는 제1 전해질(233)의 개구부 내부에 형성된다. 제1 집전체(270)는 제1 연료극(231)에서 생성된 전자를 외부로 집전하기 위한 부재로서 도전성 물질로 이루어지고, 제1 연료극(231)과 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 제1 집전체(270)는 도전성 세라믹, 금속, 서멧(cermet) 등으로 형성될 수 있다. The first current collector 270 is formed inside the opening of the first electrolyte 233 exposing the first fuel electrode 231. The first current collector 270 is a member for collecting electrons generated from the first fuel electrode 231 to the outside and is electrically connected to the first fuel electrode 231. For example, the first current collector 270 may be formed of a conductive ceramic, a metal, a cermet, or the like.

제1 연료극(231)과 전기적으로 연결되는 제1 집전체(270)는 제1 공기극(235)과 전기적으로 연결되어서는 안되므로, 제1 집전체는 제1 공기극(235)과 이격되어 배치된다. 제1 집전체(270)는 단일 부재로 형성될 수도 있으나, 전자의 이동 거리를 줄이기 위해 제1 공기극(235)을 사이에 두고 서로 이격된 두 개의 부재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 공기극(235)이 지지부(210)의 제1 및 제 2측면 사이에 위치한 제1 전해질(233)의 중앙 영역 상부에만 형성된 경우, 제1 전해질(233)의 개구부는 지지부(210)의 제1 측면과 제1 공기극(235) 사이의 영역 및 지지부(210)의 제2 측면과 제1 공기극(235) 사이의 영역에 형성될 수 있고, 제1 전해질(233)의 개구부를 도전성 페이스트로 충진하여 제1 연료극(231)과 접촉하는 제1 집전체(270)의 제1 집전부(271) 및 제2 집전부(273)를 형성할 수 있다. 제1 및 제2 집전부(271, 273)의 평면 형상은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 집전부(271, 273)는 각각 제2 방향(Y)을 따라 길게 연장된 직사각형 형상의 평면을 가질 수 있고, 이 경우, 상기 직사각형의 장변의 길이는 제1 연료극(231)의 제2 방향(Y)으로의 폭과 동일하거나 이보다 작을 수 있다. The first current collector 270 electrically connected to the first fuel electrode 231 should not be electrically connected to the first air electrode 235 so that the first current collector is spaced apart from the first air electrode 235. The first current collector 270 may be formed of a single member, but may be formed of two members spaced apart from each other with a first air electrode 235 interposed therebetween in order to reduce the traveling distance of electrons. For example, when the first air electrode 235 is formed only on the upper portion of the central region of the first electrolyte 233 located between the first and second sides of the support portion 210, the opening of the first electrolyte 233 is supported by the support portion 210 and the first air electrode 235 and between the second side of the support 210 and the first air electrode 235 and the opening of the first electrolyte 233 The first current collector 271 and the second current collector 273 of the first current collector 270 that are in contact with the first fuel electrode 231 can be formed by filling the conductive paste. The planar shape of the first and second current collectors 271 and 273 can be variously changed as needed. For example, the first and second current collectors 271 and 273 may each have a rectangular planar shape extending in the second direction Y. In this case, the length of the long side of the rectangle may be a length May be equal to or smaller than the width in the second direction (Y) of the protrusion (231).

제1 집전체(270)의 상면은 제1 공기극(235)의 상면과 동일 평면에 존재하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 전해질(233)의 표면을 기준으로 제1 집전체(270)와 제1 공기극(235)은 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 달리, 제1 집전체(270)의 높이는 제1 공기극(235)의 높이보다 낮거나 높을 수 있다. The upper surface of the first current collector 270 preferably exists in the same plane as the upper surface of the first air electrode 235. That is, it is preferable that the first current collector 270 and the first air electrode 235 are formed at the same height with respect to the surface of the first electrolyte 233. Alternatively, the height of the first current collector 270 may be lower or higher than the height of the first air electrode 235.

제2 집전체(290)는 제2 연료극(251)을 노출시키는 제2 전해질(253)의 개구부 내부에 형성된다. 제2 집전체(290)는 지지부(210)를 기준으로 제1 집전체(270)와 대칭적인 구조를 가지므로, 제2 집전체(290)에 대한 구체적인 설명은 제1 집전체(270)에 대한 설명으로 대신한다.The second current collector 290 is formed inside the opening of the second electrolyte 253 that exposes the second fuel electrode 251. The second current collector 290 has a symmetrical structure with respect to the first current collector 270 with respect to the supporting portion 210. A detailed description of the second current collector 290 will be omitted in the first current collector 270 Instead,

연결재(100)는 제1 전지부(230)와 제2 전지부(250)를 전기적으로 연결한다. 이를 위해, 연결재(100)는 도전성 물질로 형성된다. 예를 들면, 연결재(100)는 도전성 세라믹 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 연결재(100)에 사용될 수 있는 금속은 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸계, 크로퍼(crofer) 등을 포함할 수 있다. The connection member 100 electrically connects the first and second battery units 230 and 250. To this end, the connector 100 is formed of a conductive material. For example, the coupling member 100 may be made of a conductive ceramic or a metal. The metal that can be used for the connection member 100 may include platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), stainless steel, crofer, and the like.

연결재(100)는 연료극 접촉부(101), 공기극 접촉부(103) 및 연결부(105)를 포함한다. 연료극 접촉부(101)는 제1 집전체(270)와 접촉하고, 공기극 접촉부(103)는 제2 전지부(250)의 제2 공기극(255)과 접촉하며, 연결부(105)는 지지부(210)의 제3 측면 상에 배치되어 연료극 접촉부(101)와 공기극 접촉부(103)를 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 연료극 접촉부(101) 및 공기극 접촉부(103)는 연결부(105)로부터 제2 방향(Y)을 따라 연장되어 형성되고, 서로 이격되어 있으며, 연료극 접촉부(101)와 공기극 접촉부(103) 사이에 평관형 단전지(200)가 삽입된다. The connecting member 100 includes a fuel electrode contacting portion 101, a cathode contacting portion 103 and a connecting portion 105. The anode electrode contact portion 101 is in contact with the first current collector 270 and the cathode electrode contact portion 103 is in contact with the second air electrode 255 of the second electrode portion 250. The connection portion 105 is in contact with the support portion 210, And electrically connects the anode electrode contact portion 101 and the cathode electrode contact portion 103 with each other. Specifically, the fuel electrode contacting portion 101 and the air electrode contacting portion 103 are formed to extend from the connecting portion 105 along the second direction Y and are spaced apart from each other. The fuel electrode contacting portion 101 and the air electrode contacting portion 103 The flat tubular unit cell 200 is inserted.

연료극 접촉부(101)는 제1 집전체(270)와 동일하게 단일 부재로 형성될 수도 있고, 서로 이격된 두 개의 부재로 형성될 수도 있다. 일례로, 제1 집전체(270)가 지지부(210)의 제1 측면과 제1 공기극(235) 사이에 배치된 제1 집전부(271) 및 지지부(210)의 제2 측면과 제1 공기극(235) 사이에 배치된 제2 집전부(273)를 포함하는 경우, 연료극 접촉부(101)는 제1 집전부(271)와 접촉하는 제1 부재(101a) 및 제2 집전부(273)와 접촉하는 제2 부재(101b)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 집전부(271, 273)의 상면들이 각각 제1 방향(X)으로의 폭과 제2 방향(Y)으로의 길이를 갖는 직사각형 형상을 갖는 경우, 제1 및 제2 부재(101a, 101b)는 제1 및 제2 집전부(271, 273)의 상면들을 각각 커버하는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 부재(101a, 101b)는 제1 방향(X)으로 폭 및 제2 방향(Y)으로의 길이를 갖는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있고, 이 경우, 제1 및 제2 부재(101a, 101b)의 폭은 제1 및 제2 집전부(271, 273)의 폭과 동일하거나 이보다 큰 것이 바람직하며, 제1 및 제2 부재(101a, 101b)의 길이는 제1 및 제2 집전부(271, 273)의 길이보다 큰 것이 바람직하다. 다만, 제1 및 제2 부재(101a, 101b)는 제1 공기극(235)과 접촉하지 않을 정도의 폭을 가져야 하고, 지지부(210)의 제4 측면을 넘어 돌출되지 않을 정도의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 이와 달리, 제1 및 제2 부재(101a, 101b)의 폭 및 길이는 제1 및 제2 집전부(271, 273)의 폭 및 길이보다 작을 수도 있다. The anode contact portion 101 may be formed of a single member like the first current collector 270 or may be formed of two members spaced apart from each other. The first current collector 270 may be disposed between the second side of the first current collector 271 and the support 210 disposed between the first side of the support 210 and the first air electrode 235, The fuel electrode contacting portion 101 includes a first member 101a and a second current collecting portion 273 contacting the first current collecting portion 271 and a second current collecting portion 273 disposed between the first current collecting portion 271 and the second current collecting portion 273. [ And may include a second member 101b that is in contact therewith. When the upper surfaces of the first and second current collectors 271 and 273 have a rectangular shape having a width in the first direction X and a length in the second direction Y, 101a, and 101b may have a plate shape that covers upper surfaces of the first and second current collectors 271 and 273, respectively. Specifically, the first and second members 101a, 101b may have a rectangular plate shape having a width in the first direction X and a length in the second direction Y, The width of the two members 101a and 101b is preferably equal to or larger than the width of the first and second current collectors 271 and 273 and the lengths of the first and second members 101a and 101b are preferably equal to or greater than the widths of the first and second members 101a and 101b, It is preferable that the length of the second current collectors 271 and 273 is larger than the length of the second current collectors 271 and 273. The first and second members 101a and 101b should have a width that does not contact the first air electrode 235 and should have a length not protruding beyond the fourth side surface of the support member 210 desirable. Alternatively, the width and length of the first and second members 101a and 101b may be smaller than the width and length of the first and second current collectors 271 and 273.

공기극 접촉부(103)는 제2 공기극(255)에 대응하는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 공기극(255)이 제1 방향(X)으로의 폭 및 제2 방향(Y)으로의 길이를 갖는 직사각형 형상을 갖는 경우, 공기극 접촉부(103)는 제2 공기극(255)의 폭과 동일하거나 이보다 큰 폭과 제2 공기극(255)의 길이와 동일하거나 이보다 작은 길이를 갖는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 공기극 접촉부(103)의 폭은 제2 공기극(255)의 폭보다 작을 수도 있다. The air electrode contact portion 103 preferably has a shape corresponding to the second air electrode 255. For example, when the second air electrode 255 has a rectangular shape having a width in the first direction X and a length in the second direction Y, the air electrode contacting portion 103 is in contact with the second air electrode 255, The second air electrode 255 may have a rectangular plate shape having a width equal to or larger than the width of the second air electrode 255 and a length equal to or smaller than the length of the second air electrode 255. Alternatively, the width of the air electrode contact portion 103 may be smaller than the width of the second air electrode 255.

연결재(100)의 연료극 접촉부(101), 공기극 접촉부(103) 및 연결부(105)는 일체로 형성될 수 있다. 이와 달리, 연결재(100)의 연료극 접촉부(101), 공기극 접촉부(103) 및 연결부(105)는 각각 분리되어 있는 상태에서 별도의 부재에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 이러한 연결재(100)에 의해, 제1 전지부(230)의 제1 연료극(231)이 제2 전지부(250)의 제2 공기극(255)에 전기적으로 연결된다. 즉, 연결재(100)에 의해 제1 전지부(230)와 제2 전지부(250)가 직렬로 연결되는 것이다. The anode electrode contact portion 101, the cathode electrode contact portion 103, and the connection portion 105 of the connection member 100 may be integrally formed. Alternatively, the anode electrode contact portion 101, the cathode electrode contact portion 103, and the connection portion 105 of the connection member 100 may be electrically connected to each other by a separate member in a state in which they are separated from each other. The first fuel electrode 231 of the first battery 230 is electrically connected to the second air electrode 255 of the second battery 250 by the coupling member 100. That is, the first battery 230 and the second battery 250 are connected in series by the coupling member 100.

도 3a는 공기극 접촉부의 표면 구성을 나타내는 평면도이고, 도 3b 및 도 3c는 도 3a에 도시된 라인 A-A'을 따라 절단한 단면도들이다. 3A is a plan view showing the surface configuration of the air electrode contact portion, and Figs. 3B and 3C are cross-sectional views taken along the line A-A 'shown in Fig. 3A.

도 1, 도 2, 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 제1 공기극(231) 또는 제2 공기극(255)과 접촉하는 연결재(100)의 공기극 접촉부(103)에는 다수의 돌기(10) 및/또는 리세스(20)가 형성되는 것이 바람직하다. 연결재(100)가 제2 공기극(255)과 밀착하여 접촉되는 경우, 연결재(100)는 산소가 제2 공기극(255)으로 공급되는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 제2 공기극(255)과 접촉하는 연결재(100)의 공기극 접촉부(103)에 돌기(10) 및/또는 리세스(20)를 형성하면, 제2 공기극(255)과 공기극 접촉부(103) 사이로 공기가 이동할 수 있는 유로가 형성되므로, 제2 공기극(255)에 산소가 효과적으로 공급될 수 있다. Referring to FIGS. 1, 2, 3A, and 3C, a plurality of protrusions 10 and / or protrusions 10 are formed on an air electrode contact portion 103 of a connection member 100 that contacts the first air electrode 231 or the second air electrode 255, Or the recess 20 is formed. When the connection member 100 is in intimate contact with the second air electrode 255, the connection member 100 may prevent oxygen from being supplied to the second air electrode 255. When the protrusion 10 and / or the recess 20 are formed in the air electrode contacting portion 103 of the connecting member 100 in contact with the second air electrode 255, the second air electrode 255 and the air electrode contacting portion 103, The second air electrode 255 can be effectively supplied with oxygen.

연결재(100)의 공기극 접촉부(103)가 인접하는 평관형 단전지들의 제1 및 제2 공기극 사이에 배치되어 이들 모두와 접촉하는 경우, 상기 돌기(10) 및/또는 리세스는(20) 공기극 접촉부(103)의 양면에 형성될 수 있다. When the air electrode contact portion 103 of the connector 100 is disposed between and contacted with the first and second air electrodes of the adjacent flat tubular unit cells, the protrusion 10 and / And may be formed on both sides of the contact portion 103.

도 3a, 도 3b 및 도 3c에는 반구 형상의 돌기(10) 및 리세스(20)가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 돌기(10) 및 리세스(20)는 다각기둥, 다각뿔, 타원기둥, 타원뿔 또는 이들이 조합된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도 3a, 도 3b 및 도 3c에는 도트 형상의 돌기(10) 및 리세스(20)가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 돌기(10) 및 리세스(20)는 길게 연장된 직선 또는 곡선 등의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 돌기(10) 및 리세스(20)는 연결재(100)의 공기극 접촉부와 공기극 사이에 공기가 이동할 수 있는 유로를 형성할 수만 있다면, 다양한 형태로 변형될 수 있다. 3a, 3b and 3c, hemispherical protrusions 10 and recesses 20 are shown, but not limited thereto, the protrusions 10 and recesses 20 may be polygonal, polygonal, Pillars, cones, or a combination thereof. 3 (a), 3 (b) and 3 (c), dot-shaped protrusions 10 and recesses 20 are shown, but not limited thereto, the protrusions 10 and recesses 20 may be elongated straight lines Or a curved line. That is, the protrusions 10 and the recesses 20 can be modified into various shapes as long as they can form a flow path through which air can move between the air electrode contacting portions of the connecting member 100 and the air electrode.

또한, 도 3b에 도시된 바와 같이 돌기(10)와 리세스(20)가 서로 연결되도록 형성될 수도 있으나, 도 3c에 도시된 바와 같이 돌기(10)와 리세스(20)가 서로 이격되도록 형성될 수도 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 공기극 접촉부에는 돌기(10) 및 리세스(20) 중 하나만이 형성될 수도 있다. 3B, the protrusion 10 and the recess 20 may be formed so as to be connected to each other. However, as shown in FIG. 3C, when the protrusion 10 and the recess 20 are formed to be spaced apart from each other . Further, although not shown, only one of the projection 10 and the recess 20 may be formed in the air electrode contact portion.

도 4a는 도 1 및 도 2에 도시된 연결재를 이용하여 적층된 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 제1 연결재의 사시도이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 제2 연결재의 사시도이고, 도 4d는 도 4a에 도시된 제3 연결재의 사시도이며, 도 4e는 도 4a에 도시된 제4 연결재의 사시도이다. 도 5는 도 4a에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다. FIG. 4A is a perspective view showing a stacked solid oxide fuel cell stacked structure using the connecting material shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 4B is a perspective view of the first connecting material shown in FIG. 4A, 4D is a perspective view of the third linking member shown in FIG. 4A, and FIG. 4E is a perspective view of the fourth linking member shown in FIG. 4A. 5 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. 4A.

도 1, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d 및 도 4e를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 복수의 평관형 단전지들(200, 300, 400) 및 연결재(100)를 포함한다. Referring to FIGS. 1, 4A, 4B, 4C, 4D, and 4E, the solid oxide fuel cell stack according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of flat tubular unit cells 200, And a connecting member 100.

최외곽에 배치된 평관형 단전지들(300, 400)을 제외한 복수의 평관형 단전지들(200) 각각은 도 1을 참조하여 설명한 평관형 단전지와 동일한 구성을 갖는다. 즉, 최외곽에 배치된 평관형 단전지들(300, 400)의 제외한 복수의 평관형 단전지들(200) 각각은 지지부(210), 지지부(210)의 상하부에 각각 형성되고 서로 독립된 제1 및 제2 전지부(230, 250), 제1 집전체(미도시) 및 제2 집전체(미도시)를 포함한다. 복수의 평관형 단전지들(200)은 제3 방향(Z)을 따라 적층된다. 각각의 평관형 단전지(200)는 하부로부터 제1 전지부(230), 지지부(210) 및 제2 전지부(250) 순으로 배열되도록 배치된다. Each of the plurality of flat tubular unit cells 200 excluding the flat tubular unit cells 300 and 400 disposed at the outermost portion has the same configuration as the flat tubular unit cell described with reference to FIG. That is, each of the plurality of flat tubular unit cells 200 except for the flat tubular unit cells 300 and 400 disposed at the outermost portion is formed at the upper and lower portions of the support unit 210 and the support unit 210, And a first current collector (not shown) and a second current collector (not shown). A plurality of flat tubular unit cells (200) are stacked along the third direction (Z). Each of the flat tubular unit cells 200 is arranged so as to be arranged from the bottom in the order of the first battery unit 230, the support unit 210, and the second battery unit 250.

연결재(100)는 제1 연결재(110) 및 제2 연결재(120)를 포함하고, 복수의 평관형 단전지들(200, 300, 400)의 제1 전지부들(230) 및 제2 전지부들(250)을 전기적으로 연결한다. 제1 연결재(110)와 제2 연결재(120)는 서로 좌우 대칭적인 구조를 가지고, 제1 연결재(110)와 제2 연결재(120) 중 하나는 도 1 및 도 2를 참조하며 설명한 연결재와 동일한 구성을 갖는다. The connection member 100 includes a first connection member 110 and a second connection member 120 and is connected to the first cell units 230 and the second cell units 220 of the plurality of flat tubular cells 200, 250 are electrically connected. The first connecting member 110 and the second connecting member 120 are symmetrical with respect to each other and one of the first connecting member 110 and the second connecting member 120 is the same as the connecting member described with reference to FIGS. .

구체적으로, 최외곽에 배치된 평관형 단전지들(300, 400)을 제외한 복수의 평관형 단전지들(200) 중 연속적으로 적층된 제1 내지 제4 평관형 단전지들(200)에 있어서, 제1 연결재(110)는 제1 평관형 단전지(200)의 제2 집전체(290)와 제2 평관형 단전지의 제1 집전체(270)와 접촉하는 제1 연료극 접촉부(111), 제2 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 제3 평관형 단전지의 제1 공기극(231)과 접촉하는 제1 공기극 접촉부(113) 및 제2 평관형 단전지의 지지부(210)의 제3 측면 위에 배치되고 제1 연료극 접촉부(111)와 제1 공기극 접촉부(113)를 연결하는 제1 연결부(115)를 포함한다. 제2 연결재(120)는 제2 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 제3 평관형 단전지의 제1 집전체(270)와 접촉하는 제2 연료극 접촉부(121), 제3 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 제4 평관형 단전지의 제1 공기극(235)과 접촉하는 제2 공기극 접촉부(123) 및 제2 평관형 단전지의 지지부(210)의 제3 측면과 대향하는 제3 평관형 단전지의 지지부(210)의 제4 측면 상에 배치되고 제2 연료극 접촉부(121)와 제2 공기극 접촉부(123)를 연결하는 제2 연결부(125)를 포함한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 연결재(110, 120)는 교대로 배치될 수 있다. Specifically, in the first through fourth flat tubular unit cells 200, which are continuously stacked, of the plurality of flat tubular unit cells 200 excluding the flat tubular unit cells 300 and 400 disposed at the outermost portions, The first connection member 110 includes a first anode electrode contact portion 111 which contacts the second current collector 290 of the first flat tubular unit cell 200 and the first current collector 270 of the second flat tubular unit cell, A first air electrode contact portion 113 contacting the second air electrode 255 of the second flat tubular unit cell and the first air electrode 231 of the third flat tubular unit cell and a support portion 210 of the second tubular unit cell, And a first connection part 115 which is disposed on the third side of the first fuel electrode contact part 111 and connects the first fuel electrode contact part 111 and the first air electrode contact part 113. The second connecting member 120 includes a second anode electrode contacting portion 121 contacting the second current collector 290 of the second flat tubular unit cell and the first current collector 270 of the third flat tubular unit cell, A second air electrode contacting portion 123 contacting the second air electrode 255 of the tubular unit cell and the first air electrode 235 of the fourth flat tubular unit cell and a third side And a second connection portion 125 disposed on a fourth side of the support portion 210 of the third flat tubular unit cell facing the first anode contact portion 121 and the second anode contact portion 123 and connecting the second anode contact portion 121 and the second air electrode contact portion 123. As shown in FIG. 4A, the first and second connectors 110 and 120 may be arranged alternately.

최외곽에 배치된 평관형 단전지들(300, 400) 중, 최상부에 배치된 평관형 단전지(300)에는 제2 공기극이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 최상부에 배치된 평관형 단전지(300)는 제1 전지부만을 구비하고, 제2 전지부를 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 연결재(100)는 최상부 평관형 단전지(300)의 제1 연료극을 외부와 연결하기 위한 제3 연결재(130)를 더 포함할 수 있다. 제3 연결재(130)는 제1 연결재(110)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 구체적으로, 제3 연결재(130)는 최상부 평관형 단전지(300)의 제1 집전체와 최상부 평관형 단전지(300)에 인접한 평관형 단전지(200)의 제2 집전체 사이에 배치된 제3 연료극 접촉부(131), 최상부 평관형 단전지(300)의 상부에 배치되어 외부와 연결되는 제1 외부 접촉부(133) 및 최상부 평관형 단전지(300) 지지부의 제3 측면 상에 배치되고 제3 연료극 접촉부(131)와 제1 외부 접촉부(133)를 전기적으로 연결하는 제3 연결부(135)를 포함할 수 있다. 제3 연결재(130)의 제3 연료극 접촉부(131), 제1 외부 접촉부(133) 및 제3 연결부(135)는 제1 연결재(110)의 제1 연료극 접촉부(111), 제1 공기극 접촉부(113) 및 제1 연결부(115)와 동일하게 구성될 수 있다. 이와 달리, 제3 연결재(130)의 제1 외부 접촉부(133)는 제1 연결재(110)의 제1 공기극 접촉부(113)와 다른 구성을 가질 수도 있다. 예를 들면, 제1 외부 접촉부(133)의 폭은 제1 공기극 접촉부(113)의 폭보다 크거나 작을 수 있으며, 제1 외부 접촉부(133)의 길이 역시 제1 공기극 접촉부(113)의 길이보다 크거나 작을 수 있다. 또한, 제3 연결재(130)는 적층되는 평관형 단전지들의 개수에 따라 제2 연결재(120)와 유사한 구성을 가질 수도 있다. The second air electrode may not be formed in the flat tubular unit cell 300 disposed at the top of the flat tubular unit cells 300 and 400 disposed at the outermost portion. That is, the flat tubular unit battery 300 disposed at the uppermost portion includes only the first battery unit, and may not include the second battery unit. In this case, the coupling member 100 may further include a third coupling member 130 for coupling the first fuel electrode of the uppermost flat tubular unit cell 300 to the outside. The third connecting member 130 may have a configuration similar to that of the first connecting member 110. Specifically, the third connecting member 130 is disposed between the first collector of the uppermost flat tubular unit cell 300 and the second current collector of the flat tubular unit cell 200 adjacent to the uppermost tubular unit cell 300 The third anode electrode contact portion 131 is disposed on the third side of the uppermost tubular single cell 300 and the first external contact portion 133 and the uppermost tubular single cell 300 support portion which are disposed on the upper side and connected to the outside And a third connection part 135 for electrically connecting the third anode contact part 131 and the first external contact part 133. [ The third fuel electrode contact portion 131, the first external contact portion 133 and the third connection portion 135 of the third connection member 130 are electrically connected to the first fuel electrode contact portion 111 of the first connection member 110, 113 and the first connection part 115 of the first embodiment. The first external contact portion 133 of the third connection member 130 may have a different configuration from the first air electrode contact portion 113 of the first connection member 110. [ For example, the width of the first external contact portion 133 may be larger or smaller than the width of the first air electrode contact portion 113, and the length of the first external contact portion 133 may be longer than the length of the first air electrode contact portion 113 May be larger or smaller. The third connection member 130 may have a configuration similar to that of the second connection member 120 according to the number of flat tubular unit cells stacked.

최외곽에 배치된 평관형 단전지들(300, 400) 중, 최하부에 배치된 평관형 단전지(400)에는 제1 공기극이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 최하부에 배치된 평관형 단전지(400)는 제2 전지부만을 구비하고, 제1 전지부를 구비하지 않을 수 있다. 이 경우, 연결재(100)는 최하부 평관형 단전지(400)의 제2 공기극을 외부와 연결하기 위한 제4 연결재(140)를 더 포함할 수 있다. 제4 연결재(140)는 최하부 평관형 단전지(400)의 제2 공기극과 최하부 평관형 단전지(400)에 인접한 평관형 단전지(200)의 제1 공기극 사이에 배치되는 제4 공기극 접촉부(141), 최하부 평관형 단전지(400)의 하부에 배치되어 외부와 연결되는 제2 외부 접촉부(143) 및 최하부 평관형 단전지(400) 지지부의 제3 또는 제4 측면 상에 배치되어 제4 공기극 접촉부(141)와 제2 외부 접촉부(143)를 전기적으로 연결하는 제4 연결부(145)를 포함할 수 있다. 제4 연결재(140)의 제4 공기극 접촉부(141) 및 제4 연결부(145)는 제1 또는 제2 연결재(110, 120)의 공기극 접촉부(113, 123) 및 연결부(115, 125)와 동일하게 구성될 수 있다. 제2 외부 접촉부(145)는 제1 및 제2 연결재(110, 120)의 연료극 접촉부(111, 121)와 유사하게 복수의 부재로 구성될 수도 있으나, 도 4e에 도시된 바와 같이 단일 부재로 형성될 수도 있다. 도 4e에는 직사각형 플레이트 형상의 제2 외부 접촉부(145)가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 외부 접촉부(145)의 형상은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제2 외부 접촉부(145)는 최하부 평관형 단전지(400)를 가로질러 외부로 돌출되게 형성될 수도 있다. The first air electrode may not be formed in the flat tubular unit cell 400 disposed at the lowermost one of the flat tubular unit cells 300 and 400 arranged at the outermost portion. That is, the flat tubular unit battery 400 disposed at the lowermost part has only the second battery unit, and may not include the first battery unit. In this case, the coupling member 100 may further include a fourth coupling member 140 for coupling the second air electrode of the lowermost flat tubular unit cell 400 to the outside. The fourth connector 140 is disposed between the second air electrode of the lowermost flat tubular unit cell 400 and the fourth air electrode contact portion (not shown) disposed between the first air electrode of the flat tubular unit cell 200 adjacent to the lowermost tubular unit cell 400 A second external contact portion 143 disposed on the lower portion of the lowermost flat tubular unit cell 400 and connected to the outside, and a third external contact portion 143 disposed on the third or fourth side of the lowermost tubular unit cell 400, And a fourth connection part 145 for electrically connecting the air electrode contact part 141 and the second external contact part 143. The fourth air electrode contacting portion 141 and the fourth connecting portion 145 of the fourth connecting member 140 are identical to the air electrode contacting portions 113 and 123 and the connecting portions 115 and 125 of the first or second connecting members 110 and 120 Lt; / RTI > The second external contact portion 145 may be formed of a plurality of members similar to the anode electrode contacting portions 111 and 121 of the first and second connecting members 110 and 120 but may be formed as a single member as shown in FIG. . 4E shows a second external contact portion 145 in the form of a rectangular plate, but the present invention is not limited thereto, and the shape of the second external contact portion 145 may be variously changed as needed. Also, the second external contact 145 may be formed so as to protrude outwardly across the lowermost flat tubular unit cell 400.

이와 달리, 최상부 평관형 단전지(300) 및 최하부 평관형 단전지(400)에도 제1 및 제2 전지부를 모두 형성할 수 있다. 이 경우, 연결재(100)는 제1 및 제2 연결재(110, 120) 외에 최상부 평관형 단전지(300)의 제2 연료극을 외부와 연결하기 위한 별도의 제5 연결재(미도시) 및 최하부 평관형 단전지(400)의 제1 공기극을 외부와 연결하기 위한 별도의 제6 연결재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 제5 연결재로는 후술될 도 10 및 도 11b에 도시된 연결재가 이용될 수 있고, 제6 연결재로는 최하부 평관형 단전지(400)의 제1 공기극과 접촉하는 직사각형 플레이트 형상의 연결재가 이용될 수 있다. Alternatively, both the top flat tubular unit cell 300 and the lowermost flat tubular unit cell 400 may be formed with both the first and second battery units. In this case, the connecting member 100 has a separate fifth connecting member (not shown) for connecting the second fuel electrode of the uppermost flat tubular unit cell 300 to the outside in addition to the first and second connecting members 110 and 120, And a sixth connector (not shown) for connecting the first air electrode of the tubular unit cell 400 to the outside. 10 and 11B, which will be described later, may be used as the fifth connecting member, and a connecting member such as a rectangular plate-like connecting member, which is in contact with the first air electrode of the lowermost flat type single cell 400, Can be used.

도 5를 참조하면, 도 4a에 도시된 바와 같이 복수의 평관형 단전지들(200, 300, 400)을 연결재(100)를 이용하여 전기적으로 연결하면, 제1 전지부들 및 제2 전지부들은 도 5에 도시된 회로도와 같이 서로 연결된다. 도 5에 있어서, 제1 및 제2 전지부들 각각이 생성하는 전압 및 내부 저항을 각각 'V' 및 'r'로 나타내었고, 제1 및 제2 전지부들 각각은 동일한 전압을 생성하고, 동일한 내부 저항을 갖는 것으로 가정하였다. Referring to FIG. 5, when the plurality of flat tubular unit cells 200, 300, and 400 are electrically connected to each other using the connecting material 100 as shown in FIG. 4A, the first and second battery units And are connected to each other like the circuit diagram shown in Fig. In FIG. 5, the voltage and the internal resistance generated by the first and second battery units are respectively represented by 'V' and 'r', and each of the first and second battery units generates the same voltage, Resistance.

실시예Example 2 2

도 6a는 본 발명의 실시예 2에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 사시도이고, 도 6b는 도 6a에 도시된 제7 및 제8 연결재의 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다. FIG. 6A is a perspective view of a solid oxide fuel cell stack according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 6B is a perspective view of the seventh and eighth connecting members shown in FIG. 6A, and FIG. Is an equivalent circuit diagram of a battery stack structure.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 두 개의 열로 적층된 복수의 평관형 단전지(200, 300, 400, 500, 600, 700) 및 이들을 전기적으로 연결하는 연결재(100)를 포함한다. 6A and 6B, the solid oxide fuel cell stack according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of flat tubular cells 200, 300, 400, 500, 600, 700 stacked in two rows, And a connection member 100 for electrically connecting.

연결재(100)는 도전성 물질로 형성된다. 예를 들면, 연결재(100)는 도전성 세라믹 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 연결재(100)에 사용될 수 있는 금속은 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸계, 크로퍼(crofer) 등을 포함할 수 있다.The connection member 100 is formed of a conductive material. For example, the coupling member 100 may be made of a conductive ceramic or a metal. The metal that can be used for the connection member 100 may include platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), stainless steel, crofer, and the like.

평관형 단전지들(200, 300, 400, 500, 600, 700)이 적층된 각각의 열은 도 4a에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물과 동일한 방식으로 적층되어 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 대한 설명으로 대신한다. 또한, 각각의 열을 적층함에 있어서 적용되는 제1, 제2, 제3 및 제4 연결재(110, 120, 130, 140) 역시 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 도시된 제1, 제2, 제3 및 제4 연결재들과 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명도 역시 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 대한 설명으로 대신한다. Each row in which the flat tubular single cells 200, 300, 400, 500, 600, and 700 are stacked is stacked in the same manner as the solid oxide fuel cell stack structure shown in FIG. 4A, 4a, 4b, 4c and 4d. Also, the first, second, third and fourth connecting members 110, 120, 130 and 140, which are applied in the lamination of the respective rows, Second, third, and fourth connecting members. Therefore, a detailed description thereof will also be given with reference to FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D.

연결재(100)는 제1, 제2, 제3 및 제4 연결재(110, 120, 130, 140) 외에, 각각의 열의 최상부에 배치된 제3 연결재들(130)을 서로 연결하기 위한 제7 연결재(150) 및 각각의 열의 최하부에 배치된 제4 연결재들(140)을 서로 연결하기 위한 제8 연결재(160)를 더 포함할 수 있다. The connecting member 100 includes a first connecting member 110 for connecting the third connecting members 130 disposed at the uppermost portion of the respective columns, And an eighth connecting member 160 for connecting the first connecting members 150 and the fourth connecting members 140 disposed at the lowermost portions of the respective columns.

제7 연결재(150)는 제3 연결재들(130)의 제1 외부 접촉부들(133)의 상부면들과 접촉하는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 일례로, 제7 연결재(150)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 외부 접촉부들(133)의 상부면들을 덮는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이와 달리, 제7 연결재(150)는 제1 외부 접촉부들(133)의 상부면들의 일부만을 덮도록 형성될 수도 있으며, 직사각형 플레이트가 아닌 다른 형상으로 변형이 가능하다. The seventh linking member 150 may have a plate shape contacting the upper surfaces of the first external contacts 133 of the third linking members 130. [ For example, the seventh linking member 150 may have a rectangular plate shape covering upper surfaces of the first external contacts 133 as shown in Figs. 6A and 6B. Alternatively, the seventh linking member 150 may be formed to cover only a part of the upper surfaces of the first external contacts 133, and may be deformed into a shape other than a rectangular plate.

제8 연결재(160)는 제4 연결재들(140)의 제2 외부 접촉부들(143)의 상면면들과 접촉하는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 일례로, 제8 연결재(160)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 제7 연결재(150)와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 이와 달리, 제8 연결재(160)는 제7 연결재(150)와 다른 구성을 가질 수도 있다. The eighth connecting member 160 may have a plate shape contacting the upper surfaces of the second external contacts 143 of the fourth connecting members 140. For example, the eighth connector 160 may have the same or similar configuration as the seventh connector 150 as shown in Figs. 6A and 6B. Alternatively, the eighth connecting member 160 may have a different configuration from the seventh connecting member 150. [

도 7을 참조하면, 도 6에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 도 4a에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물 2개를 병렬 연결한 것과 동일한 회로 구성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 도 7에 있어서, 제1 및 제2 전지부들 각각이 생성하는 전압 및 내부 저항을 각각 'V' 및 'r'로 나타내었고, 제1 및 제2 전지부들 각각은 동일한 전압을 생성하고, 동일한 내부 저항을 갖는 것으로 가정하였다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. 6 has the same circuit configuration as the two solid oxide fuel cell stacks shown in FIG. 4A are connected in parallel. In FIG. 7, the voltage and the internal resistance generated by the first and second battery units are respectively represented by 'V' and 'r', and the first and second battery units generate the same voltage, Resistance.

실시예Example 3 3

도 8a는 본 발명의 실시예 3에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 제1 연결재를 도시한 사시도이고, 도 8c는 도 8a에 도시된 제2 연결재를 도시한 사시도이고, 도 8d는 도 8a에 도시된 제3 연결재의 사시도이며, 도 8e는 도 8a에 도시된 제4 연결재의 사시도이다. 도 9는 도 8a에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다. FIG. 8A is a perspective view showing a solid oxide fuel cell stack according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 8B is a perspective view showing the first connector shown in FIG. 8A, FIG. 8C is a cross- FIG. 8D is a perspective view of the third linking member shown in FIG. 8A, and FIG. 8E is a perspective view of the fourth linking member shown in FIG. 8A. FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. 8A. FIG.

도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d 및 도 8e를 참조하면, 본 실시예에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 두 개의 열로 적층된 복수의 평관형 단전지(200, 300, 400, 500, 600, 700) 및 이들을 전기적으로 연결하는 연결재(100)를 포함한다. 8A, 8B, 8C, 8D and 8E, the solid oxide fuel cell stack according to the present embodiment includes a plurality of flat tubular unit cells 200, 300, 400, 500, 600, and 700, and a connection member 100 that electrically connects the two electrodes.

연결재(100)는 도전성 물질로 형성된다. 예를 들면, 연결재(100)는 도전성 세라믹 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 연결재(100)에 사용될 수 있는 금속은 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸계, 크로퍼(crofer) 등을 포함할 수 있다. The connection member 100 is formed of a conductive material. For example, the coupling member 100 may be made of a conductive ceramic or a metal. The metal that can be used for the connection member 100 may include platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), stainless steel, crofer, and the like.

연결재(100)는 제1 연결재(110) 및 제2 연결재(120)를 포함한다. 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 연결재(110, 120)의 공기극 접촉부(113, 123) 및 연료극 접촉부(111, 121) 사이에 제1 열의 평관형 단전지(200) 하나와 제2 열의 평관형 단전지(500) 하나, 즉 두 개의 평관형 단전지(200, 500)가 배치된다는 것을 제외하고는, 제1 및 제2 연결재(110, 120)의 구성은 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 제1 및 제2 연결재와 동일하다. 따라서, 도 8a, 도 8b 및 도 8c에 도시된 제1 및 제2 연결재(110, 120)의 구체적인 설명은 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 제1 및 제2 연결재의 설명으로서 대신하고, 이하에서는 이들 사이의 차이점에 대해서만 설명한다. The connecting member 100 includes a first connecting member 110 and a second connecting member 120. The flat tubular unit cell 200 of the first row is disposed between the cathode electrode contacts 113 and 123 and the anode electrode contacts 111 and 121 of the first and second connectors 110 and 120 as shown in FIGS. The structure of the first and second connecting members 110 and 120 is the same as that of the first and second connecting members 110 and 120 except that one flat tubular single cell 500 and two flat tubular single cells 200 and 500 are disposed. 4B, and 4C, respectively. Therefore, a detailed description of the first and second connectors 110 and 120 shown in Figs. 8A, 8B, and 8C is given as a description of the first and second connectors shown in Figs. 4A, 4B, and 4C , And only differences between them will be described below.

제1 열에서 연속하여 적층된 제1 내지 제4 평관형 단전지들(200) 및 제2 열에서 연속하여 적층되고 제1 열의 제1 내지 제4 평관형 단전지들(200)과 동일한 높이에 배치되는 제5 내지 제8 평관형 단전지들(500)에 있어서, 제1 연결재(110)의 제1 연료극 접촉부(111)는 제1 및 제5 평관형 단전지의 제2 집전체들과 제2 및 제6 평관형 단전지들의 제1 집전체들 사이에 배치되어 이들 모두와 접촉하고, 제1 연결재(110)의 제1 공기극 접촉부(113)는 제2 및 제6 평관형 단전지들의 제2 공기극들과 제3 및 제7 평관형 단전지들의 제1 공기극들 사이에 배치되어 이들 모두와 접촉하며, 제1 연결재(110)의 제1 연결부(115)는 제2 평관형 단전지 지지부의 제3 측면 상에 배치되어 제1 연료극 접촉부(111)와 제1 공기극 접촉부(115)를 전기적으로 연결한다. 제2 연결재(120)의 제2 연료극 접촉부(121)는 제2 및 제6 평관형 단전지들의 제2 집전체들과 제3 및 제7 평관형 단전지들의 제1 집전체들 사이에 배치되어 이들 모두와 접촉하고, 제2 연결재(120)의 제2 공기극 접촉부(123)는 제3 및 제7 평관형 단전지들의 제2 공기극들과 제4 및 제8 평관형 단전지들의 제1 공기극들 사이에 배치되어 이들 모두와 접촉하며, 제2 연결재(120)의 제2 연결부(125)는 제7 평관형 단전지 지지부의 제4 측면 상에 배치되어 제2 연료극 접촉부(121)와 제2 공기극 접촉부(123)를 전기적으로 연결한다. The first through fourth flat tubular single cells 200 are successively stacked in the first column and the first through fourth flat tubular single cells 200 stacked successively in the second column and at the same height as the first through fourth flat tubular single cells 200 of the first row In the fifth through eighth flat tubular single cells 500 to be arranged, the first anode electrode contact portion 111 of the first connector 110 is connected to the second current collectors of the first and fifth flat tubular single cells, The first and second cathode electrode contact portions 113 and 113 of the first and second connection members 110 and 110 are disposed between the first current collectors of the first and second flat tubular single cells 1 and 2 and the first current collectors of the sixth flat tubular single cells, 2 air cathodes and the first air electrodes of the third and seventh flat tubular unit cells, and the first connecting portion 115 of the first connecting member 110 is connected to the second air electrode of the second flat tubular unit cell supporting portion And is electrically connected to the first anode electrode contact portion 111 and the first anode electrode contact portion 115 by being disposed on the third side. The second anode electrode contacting portion 121 of the second connecting member 120 is disposed between the second current collectors of the second and sixth flat tubular single cells and the first current collectors of the third and seventh tubular single cells And the second air electrode contacting portion 123 of the second connecting member 120 contacts both the second air electrodes of the third and seventh flat tubular single cells and the first air electrodes of the fourth and eighth flat tubular single cells 120. [ And the second connection portion 125 of the second connection member 120 is disposed on the fourth side surface of the seventh flat tubular single cell supporting portion so that the second fuel electrode contacting portion 121 and the second air electrode The contact portion 123 is electrically connected.

최외곽 평관형 단전지들(300, 400, 600, 700) 중 최상부 평관형 단전지들(300, 600)에는 제2 전극부가 형성되지 않을 수 있고, 최하부 평관형 단전지들(400, 700)에는 제1 전극부가 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 연결재(100)는 최상부 평관형 단전지들(300, 600)의 제1 연료극을 외부와 연결하기 위한 제3 연결재(130) 및 최하부 평관형 단전지들(400, 700)의 제2 공기극을 외부와 연결하기 위한 제4 연결재(140)를 더 포함할 수 있다. The second electrode unit may not be formed on the top flat tubular single cells 300 and 600 among the outermost flat tubular single cells 300, 400, 600, and 700, and the lowermost flat tubular single cells 400 and 700, The first electrode portion may not be formed. In this case, the coupling member 100 includes a third connecting member 130 for connecting the first anode of the top flat tubular single cells 300 and 600 to the outside, and a second connecting member 130 for connecting the second anode of the lowermost flat tubular single cells 400 and 700, And a fourth connector 140 for connecting the air electrode to the outside.

제3 연결재(130)는 제1 연결재(110)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 구체적으로, 제3 연결재(130)는 최상부 평관형 단전지들(300, 600)의 제1 집전체들와 최상부 평관형 단전지들(300, 600)에 인접한 평관형 단전지들(200, 500)의 제2 집전체들 사이에 배치된 제3 연료극 접촉부(131), 최상부 평관형 단전지들(300, 600)의 상부에 배치되어 외부와 연결되는 제1 외부 접촉부(133) 및 제1 열에 배치된 최상부 평관형 단전지(300)의 지지부의 제3 측면 상에 배치되고 제3 연료극 접촉부(131)와 제1 외부 접촉부(133)를 전기적으로 연결하는 제3 연결부(135)를 포함할 수 있다. 제3 연결재(133)의 제3 연료극 접촉부(131), 제1 외부 접촉부(133) 및 제3 연결부(135)는 제1 연결재(100)의 제1 연료극 접촉부(111), 제1 공기극 접촉부(113) 및 제1 연결부(115)와 동일하게 구성될 수 있다. 이와 달리, 제3 연결재(130)의 제1 외부 접촉부(133)는 제1 연결재(110)의 제1 공기극 접촉부(113)와 다른 구성을 가질 수도 있다. 예를 들면, 제1 외부 접촉부(133)의 폭은 제1 공기극 접촉부(113)의 폭보다 크거나 작을 수 있으며, 제1 외부 접촉부(133)의 길이 역시 제1 공기극 접촉부(113)의 길이보다 크거나 작을 수 있다. 또한, 제3 연결재(130)는 적층되는 평관형 단전지들의 개수에 따라 제2 연결재(120)와 유사한 구성을 가질 수도 있다. The third connecting member 130 may have a configuration similar to that of the first connecting member 110. Specifically, the third connection member 130 includes flat tubular unit cells 200 and 500 adjacent to the first current collectors of the top flat tubular unit cells 300 and 600 and the top flat tubular unit cells 300 and 600, A first external contact portion 133 disposed on an upper portion of the top flat tubular unit cells 300 and 600 and connected to the outside, and a second external contact portion 133 disposed in the first column, And a third connection portion 135 disposed on the third side of the support portion of the uppermost flat tubular single cell 300 and electrically connecting the third anode electrode contact portion 131 and the first external contact portion 133 . The third fuel electrode contacting portion 131, the first external contacting portion 133 and the third connecting portion 135 of the third connecting member 133 are connected to the first fuel electrode contacting portion 111 of the first connecting material 100, 113 and the first connection part 115 of the first embodiment. The first external contact portion 133 of the third connection member 130 may have a different configuration from the first air electrode contact portion 113 of the first connection member 110. [ For example, the width of the first external contact portion 133 may be larger or smaller than the width of the first air electrode contact portion 113, and the length of the first external contact portion 133 may be longer than the length of the first air electrode contact portion 113 May be larger or smaller. The third connection member 130 may have a configuration similar to that of the second connection member 120 according to the number of flat tubular unit cells stacked.

제4 연결재(140)는 최하부 평관형 단전지들(400, 700)의 제2 공기극과 최하부 평관형 단전지들(400, 700)에 인접한 평관형 단전지들(200, 500)의 제1 공기극 사이에 배치되는 제4 공기극 접촉부(141), 최하부 평관형 단전지들(400, 700)의 하부에 배치되어 외부와 연결되는 제2 외부 접촉부(143) 및 제1 열의 최하부 평관형 단전지(400)의 지지부의 제3 측면 또는 제2 열의 최하부 평관형 단전지(700)의 지지부의 제4 측면 상에 배치되어 제4 공기극 접촉부(141)와 제2 외부 접촉부(143)를 전기적으로 연결하는 제4 연결부(145)를 포함할 수 있다. 제4 연결재(140)의 제4 공기극 접촉부(141) 및 제4 연결부(145)는 제1 또는 제2 연결재(110, 120)의 공기극 접촉부(113, 123) 및 연결부(115, 125)와 동일하게 구성될 수 있다. 제2 외부 접촉부(143)는 제1 및 제2 연결재(110, 120)의 연료극 접촉부(111, 121)와 유사하게 복수의 부재로 구성될 수도 있으나, 도 8e에 도시된 바와 같이 단일 부재로 형성될 수도 있다. 도 4e에는 직사각형 플레이트 형상의 제2 외부 접촉부(143)가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 외부 접촉부(143)의 형상은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제2 외부 접촉부(143)는 최하부 평관형 단전지들(400, 700)을 가로질러 외부로 돌출되게 형성될 수도 있다. The fourth connecting member 140 is connected to the first air electrode of the flat tubular unit cells 200 and 500 adjacent to the second air electrode and the lowermost tubular unit cells 400 and 700 of the lowermost flat tubular single cells 400 and 700, A second external contact portion 143 disposed under the lowermost flat tubular single cells 400 and 700 and connected to the outside and a lowermost flat tubular single cell 400 of the first row, (Not shown) disposed on the third side of the supporting portion of the lowermost flat tubular unit cell 700 of the second row or the fourth side of the supporting portion of the lowermost flat tubular unit battery 700 of the second row and electrically connecting the fourth air electrode contacting portion 141 and the second external contacting portion 143 4 connection portion 145. [ The fourth air electrode contacting portion 141 and the fourth connecting portion 145 of the fourth connecting member 140 are identical to the air electrode contacting portions 113 and 123 and the connecting portions 115 and 125 of the first or second connecting members 110 and 120 Lt; / RTI > The second external contact portion 143 may be formed of a plurality of members similar to the anode contact portions 111 and 121 of the first and second connecting members 110 and 120. However, . 4E shows a second external contact 143 in the form of a rectangular plate, but the present invention is not limited thereto, and the shape of the second external contact 143 can be variously changed as needed. Also, the second external contact 143 may be formed so as to protrude outward across the lowermost flat type single cells 400, 700.

도 9를 참조하면, 도 8a에 도시된 바와 같이 복수의 평관형 단전지들을 연결재(100)를 이용하여 전기적으로 연결하면, 제1 전지부들 및 제2 전지부들은 도 9에 도시된 회로도와 같이 서로 연결된다. 도 9에 있어서, 제1 및 제2 전지부들 각각이 생성하는 전압 및 내부 저항을 각각 'V' 및 'r'로 나타내었고, 제1 및 제2 전지부들 각각은 동일한 전압을 생성하고, 동일한 내부 저항을 갖는 것으로 가정하였다.Referring to FIG. 9, when the plurality of flat tubular unit cells are electrically connected to each other using the connector 100 as shown in FIG. 8A, the first battery units and the second battery units may be formed as shown in the circuit diagram of FIG. 9 Respectively. In FIG. 9, the voltage and the internal resistance generated by the first and second battery units are respectively represented by 'V' and 'r', and the first and second battery units generate the same voltage, Resistance.

실시예Example 4 4

도 10은 본 발명의 실시예 4에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이고, 도 11a는 도 10에 도시된 제1 및 제2 연결재의 사시도이며, 도 11b는 도 10에 도시된 제3 연결재의 사시도이다. 그리고, 도 12는 도 10에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다. FIG. 10 is a perspective view showing a solid oxide fuel cell stack according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 11A is a perspective view of the first and second connecting members shown in FIG. 10, and FIG. 11B is a cross- 3 is a perspective view of the connector. 12 is an equivalent circuit diagram of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG.

도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 본 발명의 실시예 4에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 복수의 평관형 단전지들(200) 및 연결재(100)를 포함한다. 10, 11A, and 11B, the solid oxide fuel cell stack according to the fourth embodiment of the present invention includes a plurality of flat tubular unit cells 200 and a connecting member 100.

복수의 평관형 단전지들(200) 각각은 도 1에 도시된 평관형 단전지와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이에 대한 구체적인 설명은 도 1에 대한 설명으로 대신한다. 복수의 평관형 단전지들(200)은 제3 방향(Z)을 따라 적층되고, 각각의 평관형 단전지(200)는 하부로부터 제1 전지부(230), 지지부(210) 및 제2 전지부(250) 순으로 배열되도록 배치된다. Each of the plurality of flat tubular unit cells 200 has the same configuration as the flat tubular unit cell shown in FIG. Therefore, a detailed description thereof will be omitted with reference to FIG. The plurality of flat tubular unit cells 200 are stacked along the third direction Z and each flat tubular unit cell 200 includes a first battery unit 230, a support unit 210, And 250 are arranged in this order.

연결재(100)는 일렬로 배열된 평관형 단전지들(200)의 제1 전지부들(230) 및 제2 전지부들(250)을 전기적으로 연결한다. 연결재(100)는 도전성 물질로 형성된다. 예를 들면, 연결재(100)는 도전성 세라믹 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 연결재(100)에 사용될 수 있는 금속은 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸계, 크로퍼(crofer) 등을 포함할 수 있다. 연결재(100)는 제1 연결재(110), 제2 연결재(120) 및 제3 연결재(130)를 포함한다. The connecting member 100 electrically connects the first battery units 230 and the second battery units 250 of the flat tubular unit cells 200 arranged in a line. The connection member 100 is formed of a conductive material. For example, the coupling member 100 may be made of a conductive ceramic or a metal. The metal that can be used for the connection member 100 may include platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), stainless steel, crofer, and the like. The connection member 100 includes a first connection member 110, a second connection member 120, and a third connection member 130.

연속적으로 배열된 제1 및 제2 평관형 단전지(200)에 있어서, 제1 연결재(110)는 제1 평관형 단전지의 제1 집전체(270)와 접촉하는 제1 연료극 접촉부(111), 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235) 사이에 배치되고 제2 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 접촉하는 제1 공기극 접촉부(113) 및 제1 평관형 단전지의 지지부(210)의 제3 측면 상에 배치되고 제1 연료극 접촉부(111)와 제1 공기극 접촉부(113)를 연결하는 제1 연결부(115)를 포함한다. In the first and second flat tubular unit cells 200 arranged in series, the first coupling member 110 includes a first anode electrode contact portion 111 which contacts the first current collector 270 of the first flat tubular unit cell, , A first air electrode (255) disposed between the second air electrode (255) of the first flat tubular unit cell and the first air electrode (235) of the second flat tubular unit cell and in contact with the second air electrode A first connection portion 115 which is disposed on the third side of the cathode electrode contact portion 113 and the support portion 210 of the first flat tubular unit cell and connects the first anode electrode contact portion 111 and the first air electrode contact portion 113 .

제2 연결재(120)는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 제2 평관형 단전지의 제1 집전체(270) 사이에 배치되고, 제2 평관형 단전지의 제1 집전체(270)와 접촉하는 제2 연료극 접촉부(121), 제2 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 접촉하는 제2 공기극 접촉부(123) 및 제2 연료극 접촉부(121)와 제2 공기극 접촉부(123)를 연결하는 제2 연결부(125)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 제2 연결부(125)는 제3 평관형 단전지의 지지부의 제3 측면 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 연결재(120)는 제1 연결재(110)와 실질적으로 동일한 구성을 갖게 된다. 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 연결부(120)는 제3 평관형 단전지의 지지부(210)의 제3 측면에 대향하는 제3 평관형 단전지의 지지부(210)의 제4 측면 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 연결재(110)와 제2 연결재(120)가 교대로 배치된다. 그리고, 이 경우, 제1 및 제2 연결재(110, 120)는 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여 설명한 제1 및 제2 연결재와 동일 또는 유사한 구성을 가지므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다. The second connection member 120 is disposed between the second current collector 290 of the first flat tubular unit cell and the first current collector 270 of the second flat tubular unit cell, A second anode electrode contact portion 123 and a second anode electrode contact portion 121 which are in contact with the current collector 270 and in contact with the second air electrode 255 of the second flat tubular single cell, And a second connection part 125 for connecting the air electrode contact part 123. In an embodiment of the present invention, the second connection portion 125 may be disposed on the third side of the support portion of the third flat tubular single cell. In this case, the second connecting member 120 has substantially the same configuration as the first connecting member 110. Alternatively, in another embodiment of the present invention, the second connection portion 120 may be disposed on the fourth side of the support portion 210 of the third flat tubular single cell opposite to the third side of the support portion 210 of the third flat tubular single cell. As shown in FIG. In this case, the first connector 110 and the second connector 120 are arranged alternately. In this case, since the first and second coupling members 110 and 120 have the same or similar construction as the first and second coupling members described with reference to FIGS. 4A, 4B and 4C, a further description thereof will be omitted do.

제3 연결재(130)는 제1 평관형 단전지와 제2 평관형 단전지 사이에 배치되고, 제1 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235)을 전기적으로 연결한다. 예를 들면, 제3 연결재(130)는 베이스부(131) 및 단차부(133)를 포함할 수 있다. 베이스부(131)는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 상기 제2 연료극 접촉부(121) 사이에 배치되어 제1 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 접촉하고, 제2 연결재(120)의 제2 연료극 접촉부(121)와 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과는 이격된다. 단차부(133)는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235) 사이에 배치되 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235)과 접촉하며, 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 제2 연결재(120)의 제2 연료극 접촉부(121)와는 이격된다. The third connection member 130 is disposed between the first flat tubular unit cell and the second flat tubular unit cell, and the second current collector 290 of the first flat tubular unit cell and the first air electrode (235). For example, the third connecting member 130 may include a base portion 131 and a stepped portion 133. The base portion 131 is disposed between the second current collector 290 of the first flat tubular unit cell and the second anode electrode contact portion 121 and is in contact with the second current collector 290 of the first flat tubular unit cell , The second anode electrode contacting portion (121) of the second connecting member (120) and the second air electrode of the first flat tubular unit cell are separated from each other. The stepped portion 133 is disposed between the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell and the first air electrode 235 of the second flat tubular unit cell and is connected to the first air electrode 235 of the second flat tubular unit cell, And the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell and the second anode electrode contact portion 121 of the second connection member 120 are separated from each other.

본 발명의 일 실시예에서, 평관형 단전지의 집전체가 공기극을 사이에 두고 서로 이격된 제1 집전부 및 제2 집전부를 포함하는 경우, 제3 연결재의 베이스부(131)는 베이스 플레이트(131a), 제1 집전부와 접촉하는 제1 베이스부(131b) 및 제2 집전부와 접촉하는 제2 베이스부(131c)를 포함할 수 있다. In the embodiment of the present invention, when the collector of the flat tubular unit cell includes the first current collecting part and the second current collecting part spaced from each other with the air electrode interposed therebetween, the base part 131 of the third connecting material, A first base portion 131b contacting the first current collector portion, and a second base portion 131c contacting the second current collector portion.

베이스 플레이트(131a)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 베이스 플레이트(131a)는 제1 방향(X)으로의 길이 및 제2 방향(Y)으로의 폭을 가지는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 베이스 플레이트(131a)의 길이는 제1 평관형 단전지의 제2 집전체(290)의 제1 집전부로부터 제2 집전부에 이르는 거리와 동일하거나 이보다 클 수 있고, 베이스 플레이트(131a)의 폭은 제1 평관형 단전지의 제2 방향(Y)으로의 폭보다 작고, 제1 및 제2 집전부의 제2 방향(Y)으로의 길이보다 크거나 같을 수 있다. 이와 달리, 베이스 플레이트(131a)의 폭은 제1 및 제2 집전부의 길이보다 작을 수도 있다. The base plate 131a may have various shapes. For example, the base plate 131a may have a rectangular plate shape having a length in the first direction X and a width in the second direction Y. [ The length of the base plate 131a may be equal to or greater than the distance from the first current collector to the second current collector of the second current collector 290 of the first flat tubular unit cell, May be smaller than the width of the first flat tubular unit cell in the second direction (Y), and may be equal to or greater than the length of the first and second current collectors in the second direction (Y). Alternatively, the width of the base plate 131a may be smaller than the length of the first and second current collectors.

제1 베이스부(131b) 및 제2 베이스부(131c)는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)을 사이에 두고 서로 이격되도록 베이스 플레이트(131a)의 하면으로부터 돌출되어 형성된다. 제1 베이스부(131b)는 상기 제1 집전부와 접촉하고, 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과는 이격된다. 제2 베이스부(131c)는 상기 제2 집전부와 접촉하고, 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과는 이격된다. 그리고, 베이스 플레이트(231a)의 하면은 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 일정 간격만큼 이격된다. 즉, 베이스부(131)는 제2 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 접촉하고, 제2 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과는 접촉하지 않는다. The first base portion 131b and the second base portion 131c protrude from the lower surface of the base plate 131a so as to be spaced apart from each other with the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell interposed therebetween. The first base portion 131b is in contact with the first current collector and is spaced apart from the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell. The second base portion 131c is in contact with the second current collector and is spaced apart from the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell. The lower surface of the base plate 231a is spaced apart from the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell by a predetermined distance. That is, the base portion 131 contacts the second current collector 290 of the second flat tubular unit cell, and does not contact the second air electrode 255 of the second flat tubular unit cell.

단차부(133)는 베이스 플레이트(131a)의 상면으로부터 돌출되도록 형성되어 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235)과 접촉한다. 단차부(133)는 제2 평관형 단전지의 제1 집전체(270)와는 접촉하지 않는다. 단차부(133) 상면은 베이스 플레이트(131a)의 상면과 단차를 형성하도록 베이스 플레이트(131a)의 상면보다 높은 위치에 배치된다. 이와 같이 구성함으로써, 단차부(133)는 제1 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과는 접촉하지 않으면서, 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235)과는 접촉할 수 있다. 또한, 단차부(133)가 제2 평관형 단전지의 제1 공기극(235)과 접촉하더라도, 베이스 플레이트(131a)는 제2 평관형 단전지의 제1 집전체(270)와 접촉하는 제1 또는 제2 연결재(110, 120)의 연료극 접촉부(111, 121)와 접촉하지 않을 수 있다. The stepped portion 133 protrudes from the upper surface of the base plate 131a and contacts the first air electrode 235 of the second flat tubular unit cell. The step 133 does not contact the first current collector 270 of the second flat tubular unit cell. The upper surface of the stepped portion 133 is disposed at a position higher than the upper surface of the base plate 131a so as to form a step with the upper surface of the base plate 131a. With this configuration, the stepped portion 133 can be in contact with the first air electrode 235 of the second flat tubular unit cell without contacting the second air electrode 255 of the first flat tubular unit cell . In addition, even if the step 133 contacts the first air electrode 235 of the second flat tubular unit cell, the base plate 131a is in contact with the first current collector 270 of the second flat tubular unit cell, Or the fuel electrode contact portions 111 and 121 of the second connection members 110 and 120, respectively.

도 10 및 도 11b에는 직육면체 형상을 갖는 단차부(133), 제1 베이스부(131b) 및 제2 베이스부(131c)가 도시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 단차부(133), 제1 베이스부(131b) 및 제2 베이스부(131c)는 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 제3 연결재(130)의 베이스 플레이트(131a), 제1 베이스부(131b), 제2 베이스부(131b) 및 단차부(133)는 일체로 형성될 수 있다. 10 and 11B illustrate a stepped portion 133 having a rectangular parallelepiped shape, a first base portion 131b and a second base portion 131c. However, the present invention is not limited thereto, The base portion 131b and the second base portion 131c may be deformed into various shapes. The base plate 131a, the first base 131b, the second base 131b and the step 133 of the third link 130 may be integrally formed.

최외곽에 배치된 평관형 단전지들(200) 중, 최상부 평관형 단전지(200)의 상부에 배치된 제3 연결재(130)는 외부와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 달리, 최상부 평관형 단전지(200)의 상부에 제3 연결재(130)를 배치하지 않을 수도 있으며, 이 경우, 최상부 평관형 단전지(200)의 제2 집전체(290)를 직접 또는 다른 부재를 이용하여 외부와 전기적으로 연결할 수도 있다. Among the flat tubular single cells 200 disposed at the outermost periphery, the third connecting member 130 disposed on the top of the top flat tubular unit cell 200 may be electrically connected to the outside. Alternatively, the third connecting member 130 may not be disposed on the uppermost flat tubular unit cell 200. In this case, the second current collector 290 of the uppermost tubular unit cell 200 may be directly connected to another Or may be electrically connected to the outside using a member.

최외곽에 배치된 평관형 단전지들 중, 최하부 평관형 단전지(200)의 제1 공기극(235)은 직접 또는 다른 부재를 통하여 외부와 연결될 수 있다. The first air electrode 235 of the lowermost flat tubular unit cell 200 among the flat tubular single cells disposed at the outermost portion may be connected to the outside through the direct or another member.

도 12를 참조하면, 도 10에 도시된 바와 같이 적층된 고체산화물 연료전지 적층 구조물에서는 복수의 평관형 단전지들에 형성된 제1 전지부들 및 제2 전지부들을 모두 직렬로 연결된다. 도 12에 있어서, 제1 및 제2 전지부들 각각이 생성하는 전압 및 내부 저항을 각각 'V' 및 'r'로 나타내었고, 제1 및 제2 전지부들 각각은 동일한 전압을 생성하고, 동일한 내부 저항을 갖는 것으로 가정하였다Referring to FIG. 12, in the stacked solid oxide fuel cell stack, as shown in FIG. 10, the first cell units and the second cell units formed in the plurality of flat tubular unit cells are connected in series. 12, the voltage and the internal resistance generated by the first and second battery units are respectively represented by 'V' and 'r', and each of the first and second battery units generates the same voltage, It is assumed that it has resistance

실시예Example 5 5

도 13은 본 발명의 실시예 5에 따른 고체산화물 연료전지를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13에 도시된 제1 연결재의 사시도이며, 도 15는 도 13에 도시된 제2 연결재의 사시도이다. FIG. 13 is a perspective view illustrating a solid oxide fuel cell according to a fifth embodiment of the present invention, FIG. 14 is a perspective view of the first connection member shown in FIG. 13, and FIG. 15 is a perspective view of the second connection member shown in FIG. 13 .

도 13, 도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예 5에 따른 고체산화물 연료전지는 평관형 단전지(200) 및 연결재(100)를 포함한다. Referring to FIGS. 13, 14 and 15, the solid oxide fuel cell according to the fifth embodiment of the present invention includes a flat tubular unit cell 200 and a connecting member 100.

평관형 단전지(200)는 도 1을 참조하여 설명한 평관형 단전지와 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. Since the flat tubular unit cell 200 has the same configuration as the flat tubular unit cell described with reference to FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

연결재(100)는 평관형 단전지(200)의 제1 전지부(230)와 제2 전지부(250)를 병렬로 연결한다. 연결재(100)는 제1 전지부(230)의 제1 공기극(235)과 제2 전지부(250)의 제2 공기극(255)을 전기적으로 연결하는 제1 연결재(110) 및 제1 전지부(230)의 제1 연료극(231)과 제2 전지부(250)의 제2 연료극(251)을 전기적으로 연결하는 제2 연결재(130)를 포함한다. The connection member 100 connects the first battery unit 230 and the second battery unit 250 of the flat tubular unit battery 200 in parallel. The connection member 100 includes a first connection member 110 for electrically connecting the first air electrode 235 of the first battery unit 230 to the second air electrode 255 of the second battery unit 250, And a second connection member 130 for electrically connecting the first fuel electrode 231 of the second electrode unit 230 and the second fuel electrode 251 of the second electrode unit 250.

제1 연결재(110)는 제1 전지부(230)의 제1 공기극(235)과 접촉하는 제1 공기극 접촉부(111), 제2 전지부(250)의 제2 공기극(255)과 접촉하는 제2 공기극 접촉부(113) 및 지지부(210)의 제3 측면 상에 배치되고, 제1 공기극 접촉부(111)와 제2 공기극 접촉부(113)를 연결하는 제1 연결부(115)를 포함할 수 있다. The first connection member 110 includes a first air electrode contact portion 111 in contact with the first air electrode 235 of the first electrode unit 230 and a second air electrode contact portion 111 in contact with the second air electrode 255 of the second electrode unit 250. And a first connection part 115 which is disposed on the third side surfaces of the first and second air electrode contact parts 113 and 210 and connects the first air electrode contact part 111 and the second air electrode contact part 113. [

제1 연결부(115)는 지지부(210)의 제3 측면을 따라 제1 방향(X)으로 연장된다. 제1 및 제2 공기극 접촉부(111, 113)는 제1 연결부(115)로부터 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 및 제2 공기극 접촉부(111, 113) 사이에는 평관형 단전지(200)가 삽입된다. 제1 공기극 접촉부(111)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 제1 공기극 접촉부(111)는 제2 방향(Y)으로의 길이 및 제1 방향(X)으로의 폭을 가지는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 공기극 접촉부(111)의 길이는 평관형 단전지(200)의 제2 방향(Y)으로의 폭보다 작거나 같은 것이 바람직하다. 즉, 지지부(210)의 제3 측면 상에 배치된 제1 연결부(115)로부터 연장되는 제1 공기극 접촉부(111)가 지지부(210)의 제4 측면을 넘어 돌출되지 않는 것이 바람직하다. 제1 공기극 접촉부(111)의 폭은 제1 공기극(235)의 제1 방향(X)으로의 폭보다 크거나 같을 수 있다. 이와 달리, 제1 공기극 접촉부(111)의 폭은 상기 제1 공기극(235)의 폭보다 작을 수도 있다. 제2 공기극 접촉부(113)는 제1 공기극 접촉부(11)와 동일 또는 유사한 구성을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다. The first connection part 115 extends in the first direction X along the third side of the support part 210. [ The first and second air electrode contacting portions 111 and 113 extend from the first connecting portion 115 in the second direction Y and the flat tubular unit battery 200 (200) extends between the first and second air electrode contacting portions 111 and 113. Is inserted. The first cathode electrode contact portion 111 may have various shapes. For example, the first cathode electrode contact portion 111 may have a rectangular plate shape having a length in the second direction Y and a width in the first direction X. [ In this case, it is preferable that the length of the first air electrode contact portion 111 is smaller than or equal to the width of the flat tubular unit cell 200 in the second direction Y. That is, it is preferable that the first air electrode contact portion 111 extending from the first connection portion 115 disposed on the third side of the support portion 210 does not protrude beyond the fourth side of the support portion 210. The width of the first air electrode contact portion 111 may be greater than or equal to the width of the first air electrode 235 in the first direction X. [ Alternatively, the width of the first air electrode contact portion 111 may be smaller than the width of the first air electrode 235. Since the second air electrode contact portion 113 has the same or similar structure as the first air electrode contact portion 11, a detailed description thereof will be omitted.

제2 연결재(130)는 평관형 단전지(200)의 제1 집전체(270)와 접촉하는 제1 연료극 접촉부(131), 평관형 단전지(200)의 제2 집전체(290)와 접촉하는 제2 연료극 접촉부(133) 및 지지부(210)의 제4 측면 상에 배치되고, 제1 연료극 접촉부(131)와 제2 연료극 접촉부(133)를 연결하는 제2 연결부(135)를 포함할 수 있다. The second connection member 130 includes a first anode electrode contact portion 131 that contacts the first current collector 270 of the flat tubular unit cell 200 and a second anode electrode contact portion 131 that contacts the second current collector 290 of the flat tubular unit cell 200. [ And a second connecting portion 135 that is disposed on the fourth side of the second anode electrode contacting portion 133 and the supporting portion 210 and connects the first anode electrode contacting portion 131 and the second anode electrode contacting portion 133 have.

제2 연결부(135)는 지지부(210)의 제4 측면을 따라 제1 방향(X)으로 연장된다. 제1 및 제2 연료극 접촉부(131, 133)는 제2 연결부(135)로부터 제2 방향(Y)으로 연장되며, 제1 및 제2 연료극 접촉부(131, 133) 사이에는 평관형 단전지(200)가 삽입된다. The second connection portion 135 extends in the first direction X along the fourth side of the support portion 210. The first and second anode electrode contacting portions 131 and 133 extend from the second connecting portion 135 in the second direction Y and are connected between the first and second anode electrode contacting portions 131 and 133 by a flat tubular unit cell 200 Is inserted.

평관형 단전지(200)의 제1 및 제2 집전체(270, 290)가 각각 공기극(235, 255)을 사이에 두고 서로 이격된 제1 집전부(271, 291) 및 제2 집전부(273, 293)를 포함하는 경우, 제1 및 제2 연료극 접촉부(131, 133)는 각각 제1 집전부(271, 291)와 접촉하는 제1 부재(131a, 133a) 및 제2 집전부(273, 293)와 접촉하는 제2 부재(131b, 133b)를 포함할 수 있다.The first and second current collectors 270 and 290 of the flat tubular unit cell 200 are connected to the first current collectors 271 and 291 and the second current collector The first and the second fuel electrode contacts 131 and 133 are connected to the first and second current collectors 271 and 271 and the first and second current collectors 273 and 273, And 293, respectively, of the first member 131b and the second member 133b.

구체적으로, 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)는 제2 연결부(135)로부터 제2 방향(Y)으로 연장되고, 제1 연결재(110)의 제1 공기극 접촉부(111)를 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 즉, 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)는 제1 공기극(235) 및 제1 연결재(110)의 제1 공기극 접촉부(111)와 접촉하지 않는다. 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)는 제2 방향(Y)으로의 길이 및 제1 방향(X)으로의 폭을 가지는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)의 길이는 평관형 단전지(200)의 제2 방향(Y)으로의 폭보다 작은 것이 바람직하다. 즉, 지지부(210)의 제4 측면 상에 배치된 제2 연결부(135)로부터 연장된 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)가 지지부(210)의 제3 측면을 넘어 외부로 돌출되지 않는 것이 바람직하다. 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)의 폭은 제1 집전체(270)의 제1 및 제2 집전부(270a, 270b)의 제1 방향(X)으로의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하다. 제2 연료극 접촉부(133)의 제1 및 제2 부재(133a, 133b)는 제1 연료극 접촉부(131)의 제1 및 제2 부재(131a, 131b)와 동일 또는 유사한 형상을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. Specifically, the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contacting portion 131 extend from the second connecting portion 135 in the second direction Y, And are disposed apart from each other with the contact portion 111 interposed therebetween. That is, the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contacting portion 131 do not contact the first air electrode 235 and the first cathode electrode contacting portion 111 of the first connecting member 110. The first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contacting portion 131 may have various shapes. For example, the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contact portion 131 may have a rectangular plate shape having a length in the second direction Y and a width in the first direction X have. In this case, it is preferable that the length of the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contacting portion 131 is smaller than the width of the flat tubular single cell 200 in the second direction Y. That is, the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contact portion 131 extending from the second connection portion 135 disposed on the fourth side of the support portion 210 are connected to the third It is preferable not to protrude outward beyond the side surface. The widths of the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contacting portion 131 are set such that the widths of the first and second current collectors 270a and 270b in the first direction X Is preferably equal to or greater than the width of The first and second members 133a and 133b of the second anode electrode contact portion 133 have the same or similar shape as the first and second members 131a and 131b of the first anode electrode contact portion 131, A detailed description thereof will be omitted.

도 16은 도 13 내지 도 15에 도시된 연결재를 이용하여 평관한 단전지를 적층한 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 분해 사시도이고, 도 17은 도 16에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물의 등가 회로도이다. FIG. 16 is an exploded perspective view showing a solid oxide fuel cell stacked structure in which a flat unit cell is stacked using the connecting material shown in FIGS. 13 to 15, FIG. 17 is an equivalent perspective view of the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. Circuit diagram.

도 16을 참조하면, 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 복수의 평관형 단전지들(200) 및 연결재(100)를 포함한다. Referring to FIG. 16, the solid oxide fuel cell stack includes a plurality of flat tubular unit cells 200 and a connecting member 100.

복수의 평관형 단전지들(200)은 제3 방향(Z)을 따라 일렬로 배열된다. 복수의 평관형 단전지들(200) 각각은 하부로부터 제1 전지부(230), 지지부(210) 및 제2 전지부(250) 순으로 배열되도록 배치된다. A plurality of flat tubular unit cells (200) are arranged in a line along the third direction (Z). Each of the plurality of flat tubular single cells 200 is arranged to be arranged from the bottom in the order of the first battery 230, the support 210 and the second battery 250.

연결재(100)는 복수의 평관형 단전지들(200)의 제1 공기극들(235) 및 제2 공기극들(255)에 전기적으로 연결되는 제1 연결재(110) 및 복수의 평관형 단전지들(200)의 제1 연료극들(231) 및 제2 연료극들(151)에 전기적으로 연결되는 제2 연결재(130)를 포함한다. The connecting member 100 includes a first connecting member 110 electrically connected to the first air electrodes 235 and the second air electrodes 255 of the plurality of flat tubular unit cells 200, (130) electrically connected to the first fuel electrodes (231) and the second fuel electrodes (151) of the first fuel electrode (200).

제1 연결재(110)는 평관형 단전지들(200)의 지지부(210)의 제3 측면들 상부에 배치된 제1 연결부(111) 및 서로 이격된 상태에서 제1 연결부(111)로부터 제2 방향(Y)으로 연장된 다수의 공기극 접촉부들(113)을 포함할 수 있다. 각각의 공기극 접촉부(113)는 인접한 평관형 단전지들(200)의 제1 공기극(235)과 제2 공기극(255) 사이에 배치되어 이들과 접촉한다. 공기극 접촉부들(113) 각각의 형상은 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한 제1 또는 제2 공기극 접촉부의 형상과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 제1 연결부(111)와 다수의 공기극 접촉부들(113)은 일체로 형성될 수 있다. The first connection member 110 includes a first connection portion 111 disposed on the third side surfaces of the support portion 210 of the flat tubular unit cells 200 and a second connection portion 111 extending from the first connection portion 111 in a spaced- And a plurality of cathode electrode contacts 113 extending in the Y direction. Each of the air electrode contacting portions 113 is disposed between and contacts with the first air electrode 235 and the second air electrode 255 of the adjacent flat tubular unit cells 200. The shape of each of the air electrode contacting portions 113 is the same as or similar to the shape of the first or second air electrode contacting portion described with reference to FIGS. 13 and 14, and thus a detailed description thereof will be omitted. The first connection portion 111 and the plurality of air electrode contact portions 113 may be integrally formed.

제2 연결재(130)는 평관형 단전지들(200)의 지지부(210)의 제3 측면들에 대향하는 제4 측면들 상부에 배치된 제2 연결부(131) 및 서로 이격된 상태에서 제2 연결부(131)로부터 제2 방향(Y)으로 연장된 다수의 연료극 접촉부들(133)을 포함할 수 있다. 각각의 연료극 접촉부(133)는 인접한 평관형 단전지들(200)의 제1 집전체(270)와 제2 집전체(270) 사이에 배치되어 이들과 접촉한다. The second connection member 130 includes a second connection portion 131 disposed on the fourth side surfaces opposite to the third side surfaces of the support portion 210 of the flat tubular unit cells 200, And a plurality of fuel electrode contacting portions 133 extending from the connecting portion 131 in the second direction Y. [ Each of the anode electrode contacting portions 133 is disposed between the first current collector 270 and the second current collector 270 of the adjacent flat tubular unit cells 200 and contacts them.

평관형 단전지들(200)의 제1 집전체(270)가 제1 공기극(235)을 사이에 두고 서로 이격된 2개의 집전부(271, 273)로 구성되고, 평관형 단전지들(200)의 제2 집전체(290)가 제2 공기극(255)을 사이에 두고 서로 이격된 2개의 집전부(291, 293)로 구성된 경우, 각각의 연료극 접촉부(133) 역시 제1 및 제2 공기극(235, 255)을 사이에 두고 서로 이격되어 있고, 두 개의 집전부와 각각 접촉하는 두개의 부재로 구성될 수 있다. 연료극 접촉부들(133) 각각의 형상은 도 13 및 도 15를 참조하여 설명한 제1 또는 제2 연료극 접촉부와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 제2 연결부(131)와 다수의 연료극 접촉부들(133)은 일체로 형성될 수 있다. The first current collector 270 of the flat tubular single cells 200 is composed of two current collectors 271 and 273 spaced apart from each other with the first air electrode 235 interposed therebetween and the flat tubular single cells 200 The second current collectors 290 of the first and second current collectors 291 and 292 are composed of two current collectors 291 and 293 spaced apart from each other with the second air electrode 255 interposed therebetween, And two members that are spaced apart from each other with a space therebetween, and which are in contact with the two current collectors, respectively. The shape of each of the anode electrode contacting portions 133 is the same as that of the first or second anode electrode contacting portion described with reference to FIGS. 13 and 15, and a detailed description thereof will be omitted. The second connection portion 131 and the plurality of fuel electrode contact portions 133 may be integrally formed.

도 17을 참조하면, 도 16에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물에 있어서, 복수의 평관형 단전지들(200)에 형성된 제1 전지부들(230) 및 제2 전지부들(250)은 연결재(100)에 의해 모두 병렬로 연결된다. 도 17에 있어서, 제1 및 제2 전지부들 각각이 생성하는 전압 및 내부 저항을 각각 'V' 및 'r'로 나타내었고, 제1 및 제2 전지부들 각각은 동일한 전압을 생성하고, 동일한 내부 저항을 갖는 것으로 가정하였다Referring to FIG. 17, in the solid oxide fuel cell stack shown in FIG. 16, the first battery units 230 and the second battery units 250 formed in the plurality of flat tubular unit cells 200 are connected to the connecting member 100) connected in parallel. In FIG. 17, the voltage and the internal resistance generated by the first and second battery units are respectively represented by 'V' and 'r', and the first and second battery units generate the same voltage, It is assumed that it has resistance

실시예Example 6 6

도 18은 본 발명의 실시예 6에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 도시한 사시도이고, 도 19는 도 18에 도시된 연결 플레이트를 도시한 사시도이다. 도 20은 도 18에 도시된 제1 연결부의 사시도이고, 도 21은 도 18에 도시된 제2 연결부의 사시도이다. FIG. 18 is a perspective view showing a solid oxide fuel cell stack according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a perspective view showing the connection plate shown in FIG. FIG. 20 is a perspective view of the first connection portion shown in FIG. 18, and FIG. 21 is a perspective view of the second connection portion shown in FIG.

도 18, 도 19, 도 20 및 도 21을 참조하면, 본 발명의 실시예 6에 따른 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 복수의 평관형 단전지들(200) 및 연결재(100)를 포함한다. 18, 19, 20, and 21, the solid oxide fuel cell stack according to the sixth embodiment of the present invention includes a plurality of flat tubular unit cells 200 and a connecting member 100.

복수의 평관형 단전지(200) 각각은 도 1을 참조하여 설명한 평관형 단전지와 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 복수의 평관형 단전지들(200)은 제3 방향을 따라 일렬로 배열된다. 복수의 평관형 단전지들(200) 각각은 하부로부터 제1 전지부(230), 지지부(210) 및 제2 전지부(250) 순으로 배열되도록 배치된다. Each of the plurality of flat tubular unit cells 200 has the same configuration as that of the flat tubular unit battery described with reference to FIG. 1, so that a detailed description thereof will be omitted. The plurality of flat tubular single cells 200 are arranged in a line along the third direction. Each of the plurality of flat tubular single cells 200 is arranged to be arranged from the bottom in the order of the first battery 230, the support 210 and the second battery 250.

연결재(100)는 도전성 물질로 형성된다. 예를 들면, 연결재(100)는 도전성 세라믹 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 연결재(100)에 사용될 수 있는 금속은 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 스테인레스 스틸계, 크로퍼(crofer) 등을 포함할 수 있다. 연결재(100)는 다수의 연결 플레이트들(110), 제1 연결부(120) 및 제2 연결부(130)를 포함한다. The connection member 100 is formed of a conductive material. For example, the coupling member 100 may be made of a conductive ceramic or a metal. The metal that can be used for the connection member 100 may include platinum (Pt), silver (Ag), nickel (Ni), stainless steel, crofer, and the like. The connecting member 100 includes a plurality of connecting plates 110, a first connecting portion 120, and a second connecting portion 130.

연결 플레이트들(110) 각각은 절연 플레이트(111), 절연 플레이트(111) 상에 형성된 공기극 접촉부(113) 및 공기극 접촉부(113)와 이격되도록 절연 플레이트(111) 상에 형성된 연료극 접촉부(115)를 포함한다. 절연 플레이트(111)는 절연 물질로 형성된다. 예들 들면, 절연 플레이트(111)는 절연 세라믹 물질로 형성될 수 있다. 공기극 접촉부(113) 및 연료극 접촉부(115)는 절연 플레이트(111) 상에 도전성 물질을 코팅하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 공기극 접촉부(113) 및 연료극 접촉부(115)는 절연 플레이트(111)의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 공기극 접촉부(113) 및 연료극 접촉부(115)는 절연 플레이트(111)의 상면, 하면 및 서로 대향하는 2개의 측면을 따라 연속적으로 형성될 수 있다. Each of the connection plates 110 includes an insulation plate 111, an air electrode contact portion 113 formed on the insulation plate 111 and an anode electrode contact portion 115 formed on the insulation plate 111 so as to be spaced apart from the air electrode contact portion 113 . The insulating plate 111 is formed of an insulating material. For example, the insulating plate 111 may be formed of an insulating ceramic material. The cathode electrode contact portion 113 and the anode electrode contact portion 115 may be formed by coating a conductive material on the insulating plate 111. For example, the cathode electrode contact portion 113 and the anode electrode contact portion 115 may be formed to surround a part of the insulating plate 111. [ That is, the cathode electrode contact portion 113 and the anode electrode contact portion 115 may be continuously formed along the upper surface, the lower surface, and two mutually facing side surfaces of the insulating plate 111.

연결 플레이트들(110)은 인접한 평관형 단전지들(200) 사이, 최상부 평관형 단전지(200)의 상부 및 최하부 평관형 단전지(200)의 하부에 배치된다. 인접한 평관형 단전지들(200) 사이에 배치된 각각의 연결 플레이트(110)에 있어서, 연료극 접촉부(115)는 하부 평관형 단전지의 제2 집전체(290)와 상부 평관형 단전지의 제1 집전체(270) 사이에 배치되어 이들과 접촉하고, 공기극 접촉부(113)는 하부 평관형 단전지의 제2 공기극(255)과 상부 평관형 단전지의 제1 공기극(235) 사이에 배치되어 이들과 접촉한다. The connection plates 110 are disposed between the adjacent flat tubular unit cells 200, the top of the top flat tubular unit cell 200, and the bottom of the bottom tubular unit cell 200. In each connecting plate 110 disposed between the adjacent flat tubular unit cells 200, the anode electrode contacting portion 115 is formed by the second current collector 290 of the lower flat tubular single cell, And the cathode electrode contacting portion 113 is disposed between the second air electrode 255 of the lower flat tubular unit cell and the first air electrode 235 of the upper flat tubular unit cell And contacts them.

최상부 평관형 단전지(300)의 상부에 배치된 연결 플레이트(110)에 있어서, 연료극 접촉부(115)는 최상부 평관형 단전지(200)의 제2 집전체(290)과 접촉하고, 공기극 접촉부(113)는 최상부 평관형 단전지(200)의 제2 공기극(255)과 접촉한다. 최하부 평관형 단전지(200)의 하부에 배치된 연결 플레이트(110)에 있어서, 연료극 접촉부(115)는 최하부 평관형 단전지(200)의 제1 집전체(270)와 접촉하고, 공기극 접촉부(113)는 최하부 평관형 단전지(200)의 제1 공기극(235)과 접촉한다. The anode electrode contacting portion 115 is in contact with the second current collector 290 of the top flat tubular unit cell 200 and the cathode electrode contacting portion 115 113 are in contact with the second air electrode 255 of the uppermost flat tubular unit cell 200. The fuel electrode contacting portion 115 is in contact with the first current collector 270 of the lowermost flat tubular unit cell 200 and the cathode electrode contacting portion 115 113 are in contact with the first air electrode 235 of the lowermost flat tubular unit cell 200.

공기가 이동할 수 있는 유로를 형성하기 위하여, 평관형 단전지들(200)의 제1 또는 제2 공기극(235, 255)과 접촉하는 연결 플레이트(110) 각각의 공기극 접촉부(113)에는 돌기 및/또는 리세스가 형성될 수 있다. 상기 돌기 및 리세스는 절연 기판(111)의 표면에 돌기 및/또는 리세스를 형성한 후, 그 위에 전도성 물질로 균일하게 코팅함으로써 형성될 수 있다. 돌기 및 리세스의 구성은 도 3a, 도 3b, 도 3c를 참조하여 설명한 돌기 및 리세스와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The air electrode contact portion 113 of each of the connection plates 110 contacting the first or second air electrodes 235 and 255 of the flat tubular unit cells 200 is provided with projections and / Or a recess may be formed. The protrusions and recesses may be formed by forming protrusions and / or recesses on the surface of the insulating substrate 111, and then uniformly coating them with a conductive material thereon. The protrusions and recesses are the same as or similar to the protrusions and recesses described with reference to FIGS. 3A, 3B, and 3C, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

공기극 접촉부(113) 및 연료극 접촉부(115)가 감싸는 방향, 즉 제2 방향(Y)으로의 연결 플레이트(110)의 폭은 이에 대응하는 평관형 단전지(200) 각각의 폭보다 크거나 같게 형성된다. 따라서, 연결 플레이트(110)의 측면들에 형성된 공기극 접촉부(113) 및 연료극 접촉부(115)는 평관형 단전지들(200)의 측면들보다 돌출하게 된다. The width of the connection plate 110 in the direction of wrapping the cathode electrode contact portion 113 and the anode electrode contact portion 115 in the second direction Y is formed to be equal to or greater than the width of each of the corresponding flat tubular unit cells 200 do. Therefore, the cathode electrode contact portion 113 and the anode electrode contact portion 115 formed on the side surfaces of the connection plate 110 protrude from the side surfaces of the flat tubular unit cells 200.

제1 연결부(120)는 평관형 단전지들(200)의 측면들보다 돌출되고, 연결 플레이트(110)의 측면들에 형성된 공기극 접촉부들(113)과 접촉한다. 예를 들면, 제1 연결부(120)는 평관형 단전지들(200)의 측면들보다 돌출되고 연결 플레이트들(110)의 제1 측면들에 형성된 공기극 접촉부들(113)과 접촉하는 제1 부재(121), 연결 플레이트들(110)의 제1 측면들에 대향하는 제2 측면들에 형성된 공기극 접촉부(113)와 접촉하는 제2 부재(123) 및 최하부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113) 하부에 배치되어 이와 접촉하고, 제1 부재(123)와 제2 부재(125)를 전기적으로 연결하는 제3 부재(125)를 포함할 수 있다. The first connection part 120 protrudes from the side surfaces of the flat tubular unit cells 200 and contacts the air electrode contact parts 113 formed on the side surfaces of the connection plate 110. For example, the first connection portion 120 may include a first member that protrudes from the side surfaces of the flat tubular unit cells 200 and contacts the air electrode contact portions 113 formed on the first side surfaces of the connection plates 110, A second member 123 contacting the air electrode contact portion 113 formed on the second side faces of the first side faces of the connection plates 110 and the air electrode contact portion 113 of the lowermost connection plate 110 And a third member 125 disposed below and in contact with the first member 123 and electrically connecting the first member 123 and the second member 125. [

구체적으로, 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)는 최하부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)를 덮고, 최하부 연결 플레이트(110)의 연료극 접촉부(115)와 이격되게 배치된다. 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)는 제1 방향(X)으로의 폭 및 제2 방향(Y)으로의 길이를 가지는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)의 폭은 최하부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)의 제1 방향(X)으로의 폭보다 크거나 같을 수 있다. 이와 달리, 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)의 폭은 최하부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)의 제1 방향(X)으로의 폭보다 작을 수도 있다. 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)의 길이는 최하부 연결 플레이트(110)의 제2 방향(Y)으로의 폭보다 크거나 같은 것이 바람직하다. Specifically, the third member 125 of the first connection portion 120 covers the air electrode contact portion 113 of the lowermost connection plate 110 and is disposed apart from the fuel electrode contact portion 115 of the lowermost connection plate 110. The third member 125 of the first connection part 120 may have various shapes. For example, the third member 125 of the first connection part 120 may have a rectangular plate shape having a width in the first direction X and a length in the second direction Y. The width of the third member 125 of the first connection portion 120 may be greater than or equal to the width of the air electrode contact portion 113 of the lowermost connection plate 110 in the first direction X. [ The width of the third member 125 of the first connection portion 120 may be smaller than the width of the air electrode contact portion 113 of the lowermost connection plate 110 in the first direction X. [ The length of the third member 125 of the first connection part 120 is preferably equal to or greater than the width of the lowermost connection plate 110 in the second direction Y. [

제1 연결부(120)의 제1 부재(121)는 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)로부터 연결플레이트들(110)의 제1 측면을 따라 제3 방향(Z)으로 연장된다. 제1 연결부(120)의 제1 부재(121)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 제1 연결부(120)의 제1 부재(120)는 제1 방향(X)으로의 폭 및 제3 방향(Z)으로의 길이를 가지는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다. 제1 연결부(120)의 제1 부재(121)의 폭은 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)의 폭과 동일할 수 있다. 이와 달리, 제1 연결부(120)의 제1 부재(121)의 폭은 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)의 폭보다 크거나 작을 수도 있다. 제1 연결부(120)의 제1 부재(121)의 길이는 연결 플레이트(110)에 형성된 공기극 접촉부(113)와 모두 접촉하면서, 최상부 평관형 단전지(200)의 상부에 배치되는 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)와는 접촉하지 않을 정도의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 제1 연결부(120)의 제2 부재(123)는 제1 연결부(120)의 제3 부재(125)로부터 연결 플레이트들(110)의 제2 측면을 따라 제3 방향(Z)으로 연장된다는 것을 제외하고는, 제1 연결부(120)의 제1 부재(121)와 동일하게 구성되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. The first member 121 of the first connection part 120 extends in the third direction Z along the first side of the connection plates 110 from the third member 125 of the first connection part 120. The first member 121 of the first connection part 120 may have various shapes. For example, the first member 120 of the first connection part 120 may have a rectangular plate shape having a width in the first direction X and a length in the third direction Z. The width of the first member 121 of the first connection part 120 may be the same as the width of the third member 125 of the first connection part 120. [ The width of the first member 121 of the first connection portion 120 may be larger or smaller than the width of the third member 125 of the first connection portion 120. [ The length of the first member 121 of the first connection part 120 is in contact with the air electrode contact part 113 formed on the connection plate 110 and the second connection part 130 do not contact with the sixth member 135 of the second member 130. The second member 123 of the first connection part 120 extends from the third member 125 of the first connection part 120 in the third direction Z along the second side of the connection plates 110 The first member 121 of the first connection portion 120 is the same as that of the first member 121, so a detailed description thereof will be omitted.

제2 연결부(130)는 평관형 단전지들(200)의 측면들보다 돌출되고 연결 플레이트(110)의 측면들에 형성된 연료극 접촉부들(115)과 접촉한다. 예를 들면, 제2 연결부(130)는 평관형 단전지들(200)의 측면들보다 돌출된 연결 플레이트들(110)의 제1 측면들에 형성된 연료극 접촉부들(115)과 접촉하는 제4 부재(131), 연결 플레이트들(110)의 제2 측면들에 형성된 연료극 접촉부(115)와 접촉하는 제5 부재(133) 및 최상부 연결 플레이트(110)의 연료극 접촉부(115)와 접촉하고 제4 부재(131)와 제5 부재(133)를 연결하는 제6 부재(135)를 포함할 수 있다. 평관형 단전지(200)의 제1 및 제2 집전체(270, 290)가 공기극(235, 255)을 사이에 두고 분리된 두 개의 집전부로 구성된 경우, 연결 플레이트(110)의 연료극 접촉부(115) 역시 공기극 접촉부(113)를 사이에 두고 서로 이격된 두 개의 부재로 구성될 수 있다. 또한, 연결 플레이트(110)의 연료극 접촉부(115)와 접촉하는 제2 연결부(130)의 제4 및 제5 부재(131, 133) 역시 연료극 접촉부(115)의 두개의 부재와 각각 접촉하는 두 개의 부재(131a, 131b, 133a, 133b)로 구성될 수 있다. The second connection part 130 protrudes from the side surfaces of the flat tubular unit cells 200 and contacts the anode electrode contact parts 115 formed on the side surfaces of the connection plate 110. For example, the second connection part 130 may include a fourth member that contacts the anode electrode contact parts 115 formed on the first side surfaces of the connection plates 110 protruding from the side surfaces of the flat tubular unit cells 200, The first member 133 contacting the anode electrode contact portion 115 formed on the second side surfaces of the connecting plate 110 and the anode electrode contacting portion 115 of the uppermost connecting plate 110, And a sixth member 135 connecting the first member 131 and the fifth member 133 to each other. When the first and second current collectors 270 and 290 of the flat tubular unit cell 200 are composed of two current collectors separated with the air electrodes 235 and 255 interposed therebetween, 115 may also be composed of two members spaced apart from each other with the air electrode contact portion 113 interposed therebetween. The fourth and fifth members 131 and 133 of the second connection portion 130 which are in contact with the fuel electrode contact portion 115 of the connection plate 110 are also connected to the two members of the fuel electrode contact portion 115, Members 131a, 131b, 133a, and 133b.

구체적으로, 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)는 최상부 연결플레이트(110)의 상부에 배치되어 최상부 연결 플레이트(110)의 연료극 접촉부(115)와 접촉한다. 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)는 최상부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)와 접촉하지 않아야 하고, 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)가 최상부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)와 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)는 최상부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)와 이격되도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)가 최상부 연결 플레이트(110)의 공기극 접촉부(113)와 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 최상부 연결 플레이트(100)의 상부면에는 공기극 접촉부(113)를 형성하지 않을 수도 있다.Specifically, the sixth member 135 of the second connection part 130 is disposed on the uppermost connection plate 110 and contacts the fuel electrode contact part 115 of the uppermost connection plate 110. The sixth member 135 of the second connection portion 130 should not contact the air electrode contact portion 113 of the uppermost connection plate 110 and the sixth member 135 of the second connection portion 130 should be in contact with the uppermost connection plate The sixth member 135 of the second connection part 130 may be formed to be spaced apart from the air electrode contact part 113 of the uppermost connection plate 110 in order to prevent the contact part 113 from contacting with the air electrode contact part 113 of the uppermost connection part 110. In order to prevent the sixth member 135 of the second connection portion 130 from contacting the air electrode contact portion 113 of the uppermost connection plate 110, the upper surface of the uppermost connection plate 100 may be provided with the air electrode contact portion 113 may not be formed.

제2 연결부(130)의 제4 부재(131)는 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)로부터 연결 플레이트들(110)의 제1 측면을 따라 제3 방향(Z)으로 연장되고, 제1 연결부(120)의 제1 부재(121)의 사이에 두고 서로 이격된 두 개의 부재(131a, 131b)를 포함할 수 있다. 제2 연결부(130)의 제5 부재(133)는 제2 연결부(130)의 제6 부재(135)로부터 연결 플레이트들(110)의 제2 측면을 따라 제3 방향(Z)으로 연장되고, 제1 연결부(120)의 제2 부재(123)의 사이에 두고 서로 이격된 두 개의 부재(133a, 133b)를 포함할 수 있다. The fourth member 131 of the second connection unit 130 extends from the sixth member 135 of the second connection unit 130 along the first side of the connection plates 110 in the third direction Z, And may include two members 131a and 131b disposed between the first members 121 of the first connection unit 120 and spaced apart from each other. The fifth member 133 of the second connection part 130 extends from the sixth member 135 of the second connection part 130 in the third direction Z along the second side of the connection plates 110, And two members 133a and 133b positioned between the second members 123 of the first connection part 120 and spaced apart from each other.

도 18에 도시된 고체산화물 연료전지 적층 구조물은 도 17에 도시된 회로도와 동일하게 연결된다. The solid oxide fuel cell stack shown in Fig. 18 is connected in the same way as the circuit diagram shown in Fig.

본 발명의 실시예들에 따르면, 서로 독립된 제1 전지부와 제2 전지부를 구비하는 평관형 단전지들을 적층하고, 이들을 연결재를 이용하여 연결하여 고체산화물 연료전지 적층 구조물을 형성함으로써, 높은 밀도의 전류 및/또는 고전압을 생성할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the flat tubular unit cells having the first battery unit and the second battery unit, which are independent of each other, are stacked and connected to each other using the connecting material to form the solid oxide fuel cell stack, Current and / or high voltage.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100, 110, 120: 연결재 200, 300, 400: 평관형 단전지
210: 지지부 211: 유로
230: 제1 전극부 250: 제2 전극부
270: 제1 집전체 290: 제2 집전체
100, 110, 120: connecting material 200, 300, 400: flat tubular single cell
210: support part 211:
230: first electrode unit 250: second electrode unit
270: 1st collection 290: 2nd collection

Claims (16)

삭제delete 유로를 구비하는 지지부; 상기 지지부의 하부에 배치된 제1 연료극, 제1 연료극 하부에 배치된 제1 전해질 및 제1 전해질 하부에 배치된 제1 공기극을 구비하는 제1 전지부; 및 상기 지지부의 상부에 배치되고 상기 제1 연료극과 이격된 제2 연료극, 상기 제2 연료극 상부에 배치된 제2 전해질 및 상기 제2 전해질 상부에 배치되고 상기 제1 공기극과 이격된 제2 공기극을 구비하는 제2 전지부를 각각 포함하는 복수의 평관형 단전지들; 및
상기 복수의 평관형 단전지들의 상기 제1 전지부들과 상기 제2 전지부들을 전기적으로 연결하는 연결재를 포함하고,
상기 복수의 평관형 단전지들 각각은
상기 제1 전해질의 개구부를 통해 노출되는 상기 제1 연료극과 접촉하고, 상기 제1 공기극과 이격된 제1 집전체; 및
상기 제2 전해질의 개구부를 통해 노출되는 상기 제2 연료극과 접촉하고, 상기 제2 공기극과 이격된 제2 집전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
A support having a flow path; A first fuel electrode disposed at a lower portion of the support portion, a first electrolyte disposed at a lower portion of the first fuel electrode, and a first air electrode disposed at a lower portion of the first electrolyte; A second fuel electrode disposed on the upper portion of the support portion and spaced apart from the first fuel electrode, a second electrolyte disposed on the second fuel electrode, and a second air electrode disposed on the second electrolyte and spaced apart from the first air electrode, A plurality of flat tubular unit cells each including a second battery unit provided therein; And
And a connection member electrically connecting the first battery units of the plurality of flat tubular unit cells to the second battery units,
Each of the plurality of flat tubular single cells
A first current collector which is in contact with the first fuel electrode exposed through the opening of the first electrolyte and is spaced apart from the first air electrode; And
And a second current collector which is in contact with the second fuel electrode exposed through the opening of the second electrolyte and is spaced apart from the second air electrode.
제2항에 있어서, 상기 복수의 평관형 단전지들은 연속적으로 적층된 제1 및 제2 평관형 단전지들을 포함하고,
상기 연결재는 상기 제1 평관형 단전지의 제1 집전체에 전기적으로 연결되는 제1 연료극 접촉부; 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극 사이에 배치되고, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극에 전기적으로 연결되는 제1 공기극 접촉부; 및 상기 제1 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 상기 제1 연료극 접촉부와 상기 제1 공기극 접촉부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 구비하는 제1 연결재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
3. The apparatus of claim 2, wherein the plurality of flat tubular type cells include first and second flat tubular type sub-
Wherein the connecting member comprises: a first anode electrode contact portion electrically connected to a first current collector of the first flat tubular unit cell; A second air electrode of the first flat tubular unit cell and a second air electrode of the second tubular unit cell are arranged between the second air electrode of the first tubular unit cell and the first air electrode of the second tubular unit cell, A first air electrode contact portion electrically connected to the air electrode; And a first connection member disposed on a first side of the first flat tubular unit cell and having a first connection portion for electrically connecting the first anode electrode contact portion and the first air electrode contact portion, Oxide fuel cell stack.
제3항에 있어서, 상기 연결재는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체 사이에 배치되고 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체에 전기적으로 연결되는 제2 연료극 접촉부; 상기 제2 평관형 단전지의 제2 공기극에 전기적으로 연결되는 제2 공기극 접촉부; 및 상기 제1 평관형 단전지의 제1 측면과 대향하는 상기 제2 평관형 단전지의 제2 측면 상에 배치되고, 상기 제2 연료극 접촉부와 상기 제2 공기극 접촉부를 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 포함하는 제2 연결재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물. 4. The battery pack according to claim 3, wherein the connecting member is disposed between a second current collector of the first flat tubular unit cell and a first current collector of the second tubular single cell, And a second anode electrode contact electrically connected to the first current collector of the second flat tubular unit cell; A second air electrode contact portion electrically connected to the second air electrode of the second tubular unit cell; And a second connection portion which is disposed on a second side of the second tubular unit cell facing the first side of the first tubular type single cell and electrically connects the second anode electrode contact portion and the second air electrode contact portion, And a second connection member including the first connection member and the second connection member. 제4항에 있어서, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 각각 접촉하는 상기 제1 공기극 접촉부에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성되어 있고,
상기 제2 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하는 상기 제2 공기극 접촉부에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
5. The battery pack according to claim 4, wherein a plurality of protrusions or recesses are formed in the first air electrode contact portion which is in contact with the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second flat tubular unit cell,
And a plurality of protrusions or recesses are formed in the second air electrode contacting portion that is in contact with the second air electrode of the second flat tubular unit cell.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 평관형 단전지들 각각의 제1 집전체는 상기 제1 공기극을 사이에 두고 서로 이격된 제1 집전부 및 제2 집전부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 평관형 단전지들 각각의 제2 집전체는 상기 제2 공기극을 사이에 두고 서로 이격된 제3 집전부 및 제4 집전부를 포함하고,
상기 제1 연료극 접촉부는 상기 제1 평관형 단전지의 제1 집전체의 제1 집전부와 접촉하는 제1 부재 및 상기 제1 평관형 단전지의 제1 집전체의 제2 집전부와 접촉하는 제2 부재를 포함하며,
상기 제2 연료극 접촉부는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체의 제1 집전부 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체의 제1 집전부와 접촉하는 제3 부재 및 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체의 제2 집전부 및 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체의 제2 집전부와 접촉하는 제4 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
5. The battery pack according to claim 4, wherein the first current collectors of the first and second flat tubular single cells each include a first current collector and a second current collector spaced apart from each other with the first air electrode therebetween,
The second current collectors of the first and second flat tubular single cells each include a third current collector and a fourth current collector spaced apart from each other with the second air electrode therebetween,
Wherein the first fuel electrode contact portion is in contact with a first member in contact with the first current collector of the first current collector of the first flat tubular single cell and a second current collector of the first current collector of the first flat tubular single cell And a second member,
The second fuel electrode contacting portion includes a third member contacting the first current collecting portion of the second current collector of the first flat tubular unit cell and the first current collecting portion of the first current collector of the second flat tubular single cell, And a fourth member that is in contact with the second current collector of the second current collector of the single-tubular unit cell and the second current collector of the second current collector of the first flat tubular unit cell. Laminated structure.
제2항에 있어서, 상기 복수의 평관형 단전지들은 연속적으로 적층된 제1 및 제2 평관형 단전지들을 포함하고,
상기 연결재는
상기 제1 평관형 단전지의 제1 집전체와 전기적으로 연결되는 제1 연료극 접촉부; 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극 사이에 배치되고, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하는 제1 공기극 접촉부; 및 상기 제1 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 상기 제1 연료극 접촉부와 상기 제1 공기극 접촉부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 제1 연결재;
상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체 사이에 배치되고, 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉하는 제2 연료극 접촉부; 상기 제2 평관형 단전지의 제2 공기극에 전기적으로 연결되는 제2 공기극 접촉부; 및 상기 제1 평관형 단전지의 제1 측면에 인접한 상기 제2 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고, 상기 제2 연료극 접촉부와 상기 제2 공기극 접촉부를 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 포함하는 제2 연결재; 및
상기 제1 평관형 단전지와 상기 제2 평관형 단전지 사이에 배치되고, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극을 전기적으로 연결시키는 제3 연결재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
3. The apparatus of claim 2, wherein the plurality of flat tubular type cells include first and second flat tubular type sub-
The connecting member
A first fuel electrode contact portion electrically connected to a first current collector of the first tubular single cell; A first air electrode contact disposed between the second air electrode of the first tubular unit cell and the first air electrode of the second tubular unit cell and in contact with the second air electrode of the first tubular unit cell; And a first connecting member disposed on a first side of the first tubular unit cell and including a first connecting portion electrically connecting the first anode electrode contacting portion and the first cathode contacting portion;
A second anode electrode contact portion disposed between the second current collector of the first tubular type single cell and the first current collector of the second tubular type single cell and in contact with the first current collector of the second tubular type single cell; A second air electrode contact portion electrically connected to the second air electrode of the second tubular unit cell; And a second connecting portion disposed on a first side of the second tubular unit cell adjacent to the first side of the first tubular unit cell and electrically connecting the second anode electrode contact portion and the second air electrode contact portion, A second coupling member comprising; And
A first flat tubular unit cell and a second flat tubular unit cell, wherein the first flat tubular unit cell and the second flat tubular unit cell are electrically connected to each other, 3 < / RTI > linking material.
제7항에 있어서, 상기 제3 연결재는
상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 상기 제2 연료극 접촉부 사이에 배치되고, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 접촉하며, 상기 제2 연료극 접촉부 및 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 이격된 베이스부; 및
상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극 사이에 배치되고, 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하며, 상기 제1 평관형 단전지의 제1 공기극 및 상기 제2 연료극 접촉부와 이격된 단차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
8. The connector according to claim 7, wherein the third connector
And a second fuel electrode contact portion which is disposed between the second current collector and the second fuel electrode contact portion of the first tubular type single cell and contacts the second current collector of the first tubular type single cell, A base portion spaced apart from the second air electrode of the unit cell; And
And a second air electrode of the second tubular unit cell is disposed between the second air electrode of the first tubular unit cell and the first air electrode of the second tubular unit cell and is in contact with the first air electrode of the second tubular unit cell, And a stepped portion that is spaced apart from the first anode electrode and the second anode electrode contacting portion of the solid oxide fuel cell stack structure.
제8항에 있어서, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하는 상기 제1 연결재의 제1 공기극 접촉부, 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하는 상기 제3 연결재의 단차부 및 상기 제2 평관형 단전지의 상기 제2 공기극과 접촉하는 상기 제2 연결재의 제2 공기극 접촉부에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.9. The battery pack according to claim 8, further comprising: a first air electrode contact portion of the first connecting member that contacts the second air electrode of the first flat tubular unit cell, a second air electrode contacting portion of the third connecting member, And a plurality of protrusions or recesses are formed in the second air electrode contacting portion of the second connecting member in contact with the second air electrode of the second flat tubular unit cell. 제2항에 있어서, 상기 연결재는
상기 복수의 평관형 단전지들 중 제1 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉하는 제1 연료극 접촉부; 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체와 접촉하는 제2 연료극 접촉부; 및 상기 제1 평관형 단전지의 제1 측면 상에 배치되고 상기 제1 및 제2 연료극 접촉부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 구비하는 제1 연결재; 및
상기 제1 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하는 제1 공기극 접촉부; 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하는 제2 공기극 접촉부; 및 상기 제1 측면에 대향하는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 측면 상에 배치되고 상기 제1 및 제2 공기극 접촉부를 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 구비하는 제2 연결재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
The connector according to claim 2,
A first anode electrode contact portion in contact with a first current collector of the first flat tubular single cell among the plurality of flat tubular single cells; A second anode electrode contact portion contacting the second current collector of the first tubular single cell; And a first connecting member disposed on a first side of the first tubular unit cell and having a first connecting portion for electrically connecting the first and second anode electrode contacts; And
A first air electrode contact portion contacting the first air electrode of the first tubular single cell; A second air electrode contact portion contacting the second air electrode of the first tubular single cell; And a second connecting member disposed on a second side of the first flat tubular unit cell facing the first side and having a second connecting portion for electrically connecting the first and second air electrode contacting portions Wherein the solid oxide fuel cell stack structure is made of the same material as the solid oxide fuel cell stack structure.
제10항에 있어서, 상기 제1 연결재는 상기 복수의 평관형 단전지 중 상기 제1 평관형 단전지에 인접한 제2 평관형 단전지의 제2 집전체와 접촉하고 상기 제1 연결부에 전기적으로 연결된 제3 연료극 접촉부를 더 포함하고,
상기 제2 연결재는 상기 제2 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하고 상기 제2 연결부에 전기적으로 연결된 제3 공기극 접촉부를 더 포함하며,
상기 제2 연료극 접촉부는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉하고, 상기 제2 공기극 접촉부는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
11. The battery module according to claim 10, wherein the first connecting member is in contact with a second current collector of a second flat tubular single cell adjacent to the first flat tubular single cell among the plurality of flat tubular single cells and is electrically connected to the first connecting unit Further comprising a third anode electrode contact portion,
The second connecting member further comprises a third air electrode contact portion which is in contact with the second air electrode of the second flat tubular single cell and is electrically connected to the second connecting portion,
Wherein the second anode electrode contact portion is in contact with the second current collector of the first flat tubular single cell and the first current collector of the second tubular type single cell and the second air electrode contact portion contacts the first current collector of the first flat tubular single cell 2 air electrode and the first air electrode of the second flat tubular unit cell.
제11항에 있어서, 상기 제1 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하는 상기 제1 공기극 접촉부, 상기 제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하는 상기 제2 공기극 접촉부 및 상기 제2 평관형 단전지의 제2 공기극과 접촉하는 상기 제3 공기극 접촉부에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.12. The battery pack according to claim 11, wherein the first air electrode contact portion, the second air electrode of the first flat tubular unit cell and the first air electrode of the second tubular unit cell, which are in contact with the first air electrode of the first flat tubular unit cell, Wherein a plurality of protrusions or recesses are formed in the third air electrode contacting portion which is in contact with the second air electrode contacting portion and the second air electrode contacting portion of the second flat tubular unit cell which are in contact with each other. 제2항에 있어서, 상기 연결재는
절연 플레이트, 상기 절연 플레이트 상에 형성된 공기극 접촉부 및 상기 절연 플레이트 상에 상기 공기극 접촉부와 이격되도록 형성된 연료극 접촉부를 각각 포함하고, 상기 복수의 평관형 단전지들 중 인접한 평관형 단전지들 사이에 배치되는 다수의 연결 플레이트들;
상기 다수의 연결 플레이트들의 공기극 접촉부들을 전기적으로 연결하는 제1 연결부; 및
상기 다수의 연결 플레이트들의 연료극 접촉부들을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
The connector according to claim 2,
An insulating plate, an air electrode contact portion formed on the insulating plate, and an anode electrode contact portion formed on the insulating plate so as to be spaced apart from the air electrode contacting portion, and disposed between the adjacent flat tubular single cells of the plurality of flat tubular single cells A plurality of connection plates;
A first connection part for electrically connecting the air electrode contact parts of the plurality of connection plates; And
And a second connection part for electrically connecting the fuel electrode contacts of the plurality of connection plates.
제13항에 있어서, 상기 공기극 접촉부는 상기 복수의 평관형 단전지들 중 제1 평관형 단전지의 제2 공기극 및 상기 제1 평관형 단전지에 인접한 제2 평관형 단전지의 제1 공기극과 접촉하고,
상기 연료극 접촉부는 상기 제1 평관형 단전지의 제2 집전체 및 상기 제2 평관형 단전지의 제1 집전체와 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.
14. The method as claimed in claim 13, wherein the air electrode contact portion comprises a second air electrode of the first flat tubular unit cell and a first air electrode of the second flat tubular unit cell adjacent to the first flat tubular unit cell, Contact,
Wherein the anode electrode contact portion is in contact with the second current collector of the first flat tubular single cell and the first current collector of the second tubular single cell.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연결부는 상기 절연 플레이트의 마주보는 측면들에 형성된 상기 공기극 접촉부 및 상기 연료극 접촉부와 각각 접촉하는 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물. 15. The solid oxide fuel cell stack structure according to claim 14, wherein the first and second connection portions are in contact with the cathode electrode contact portion and the anode electrode contact portion, respectively, formed on opposite sides of the insulating plate. 제14항에 있어서, 상기 공기극 접촉부에는 다수의 돌기 또는 리세스가 형성된 것을 특징으로 하는 고체산화물 연료전지 적층 구조물.15. The solid oxide fuel cell stack structure according to claim 14, wherein a plurality of protrusions or recesses are formed in the air electrode contacting portion.
KR1020100048908A 2010-05-26 2010-05-26 Solid oxide fuel-cell stacking structure KR101769830B1 (en)

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