[發(fā)明專利]燃料電池芯單元以及燃料電池芯組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110229751.7
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN102306819A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 渡邊直樹;川上晃
• 申請（專利權(quán)）人: TOTO株式會社
• 主分類號: H01M8/12
• 分類號: H01M8/12;H01M2/30;H01M8/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平

本申請為在先申請(申請日：2007年9月13日，申請?zhí)枺?00780034385.1，發(fā)明名稱：燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包括它們的燃料電池)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于固體氧化物型燃料電池(SOFC)的燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包含它們的燃料電池，更為具體來講，涉及具有管狀的燃料電池芯的燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包含它們的燃料電池。

背景技術(shù)

以往，已知有具有管狀燃料電池芯的燃料電池芯組(例如參照專利文獻1以及2)。首先，參照圖11說明專利文獻1所記載的現(xiàn)有的燃料電池芯組的一例。圖11是現(xiàn)有燃料電池芯組的概略剖視圖。

如圖11所示那樣，專利文獻1所記載的燃料電池芯組200的構(gòu)造為，將圓筒形的燃料電池芯202彼此在相對于長度方向而言的橫向上排列，由金屬板104支承其兩端部。該燃料電池芯組200的燃料電池芯202并聯(lián)連接。

燃料電池芯202具有內(nèi)側(cè)電極層204、外側(cè)電極層208和配置在它們之間的電解質(zhì)層206。在燃料電池芯202的一個端部上設(shè)有插入到內(nèi)側(cè)電極層204的內(nèi)側(cè)的連接部件210。在燃料電池芯202的另一端部上設(shè)有與外側(cè)電極層208的外側(cè)嵌合的連接部件212。內(nèi)側(cè)電極層204或外側(cè)電極層208與連接部件210、212通過焊接、熔射或滑配合連結(jié)在一起。而且，連接部件210、212與金屬板104通過溶接、壓接或者滑配合而連結(jié)在一起。

另外，專利文獻2記載了中空六邊形的燃料電池芯，該燃料電池芯的內(nèi)側(cè)電極在端部向長度方向露出。

專利文獻1：日本特開2002-289249號公報(0028段以及圖4)

專利文獻2：日本特開平5-101842號公報(圖1以及圖6)

在專利文獻1所公開的燃料電池芯組200中，將連接部件210安裝在內(nèi)側(cè)電極204上較為困難，容易造成大的接觸電阻。尤其是要將連接部件210安裝在外徑為1～10mm的燃料電池芯202的內(nèi)側(cè)電極204上是困難的。

另外，燃料電池芯單體所能夠產(chǎn)生的電壓與其尺寸無關(guān)是固定的。因此，為了獲得高的電壓，需要將燃料電池芯串聯(lián)地電連接起來。另一方面，為了獲得大的電流，例如需要將燃料電池芯并聯(lián)地電連接起來。串聯(lián)或并聯(lián)地電連接的燃料電池芯的數(shù)量因用途而有所不同，因而期望通過希望的電連接容易地組裝燃料電池芯。在使用專利文獻1所公開的燃料電池芯組200的燃料電池中，需要在將多個燃料電池芯202串聯(lián)地電連接之后、再將組裝好的燃料電池芯并聯(lián)地電連接而組裝燃料電池芯組200的工序，或者在將多個燃料電池芯202并聯(lián)地電氣組裝起來而形成燃料電池芯組200之后、再將它們串聯(lián)地電氣組裝起來的工序，從而組裝燃料電池整體比較費時。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種容易從內(nèi)側(cè)電極層取出電力且容易串聯(lián)和/或并聯(lián)地電氣組裝燃料電池芯彼此的燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包括它們的燃料電池。

為了達成上述目的，本發(fā)明的用于燃料電池的燃料電池芯單元特征在于，具有：燃料電池芯體，該燃料電池芯體具有管狀的內(nèi)側(cè)電極層、管狀的外側(cè)電極層、配置在內(nèi)側(cè)電極層和外側(cè)電極層之間的管狀的電解質(zhì)層、以及構(gòu)成在內(nèi)側(cè)電極層的內(nèi)側(cè)的貫通流路；內(nèi)側(cè)電極端子，該內(nèi)側(cè)電極端子固定在燃料電池芯體的一個端部上且用于從內(nèi)側(cè)電極層取出電力；和外側(cè)電極端子，該外側(cè)電極端子固定在燃料電池芯體的另一端部上且用于從外側(cè)電極層取出電力；燃料電池芯體在一個端部具有內(nèi)側(cè)電極露出周面，在所述內(nèi)側(cè)電極露出周面，內(nèi)側(cè)電極層相對于電解質(zhì)層以及外側(cè)電極層露出，并且，燃料電池芯體在一個端部的外周面上具有經(jīng)由內(nèi)側(cè)電極露出周面而與內(nèi)側(cè)電極層電氣地連通的內(nèi)側(cè)電極外周面，在另一端部的外周面上具有與外側(cè)電極層電氣地連通的外側(cè)電極外周面，內(nèi)側(cè)電極端子配置成從外側(cè)在整周范圍內(nèi)覆蓋內(nèi)側(cè)電極外周面并與該內(nèi)側(cè)電極外周面電連接；外側(cè)電極端子配置成從外側(cè)在整周范圍內(nèi)覆蓋外側(cè)電極外周面并與該外側(cè)電極外周面電連接；內(nèi)側(cè)電極端子以及外側(cè)電極端子具有與貫通流路連通且與外部相通的連接流路。

在這樣構(gòu)成的燃料電池芯單元中，由于經(jīng)由作為燃料電池芯體的外周面的內(nèi)側(cè)電極外周面從內(nèi)側(cè)電極端子取出內(nèi)側(cè)電極層的電力，所以，與現(xiàn)有的燃料電池芯相比更容易取出內(nèi)側(cè)電極層的電力。而且，由于管狀部分與孔嵌合，所以能夠容易地將多個燃料電池芯組裝在支撐板上，并能夠容易地形成一體的燃料電池芯組。