[發明專利]電池單元、電池堆裝置、模塊以及模塊收納裝置

有效

• 申請號: 201480046714.4
• 申請日: 2014-08-30
• 公開（公告）號: CN105474444B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 西原雅人;川上將史
• 申請（專利權）人: 京瓷株式會社
• 主分類號: H01M8/1213
• 分類號: H01M8/1213;H01M8/1226;H01M8/0217
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及電池單元、電池堆裝置、模塊以及模塊收納裝置。

背景技術

近年來，作為下一代能源，提出了各種各樣的燃料電池裝置，所述燃料電池裝置中將多個固體氧化物型燃料電池單元(以下，有時簡稱燃料電池單元)串聯電連接而成的電池堆裝置容納于收納容器內。

這樣的燃料電池裝置的燃料電池單元具備含有Ni的導電性支承體，該導電性支承體具有相互平行的一對主面，并且在內部具有用于使燃料氣體流通的燃料氣體通路。并且，提出了如下燃料電池單元，其是在該導電性支承體的第1主面上依次層疊燃料極層、固體電解質層、氧極層，并在第2主面上層疊連接體層而成的(例如，參照專利文獻1)。

該專利文獻1的燃料電池單元中，以圍成中空平板狀的導電性支承體的周圍的方式形成的致密的由氧化鋯構成的固體電解質層的兩端部、與致密的由鉻酸鑭構成的連接體層的兩端部接合而構成。

即，按照如下方式構成：以固體電解質層與連接體層氣密地圍成導電性支承體的周圍，在導電性支承體的內部通過的燃料氣體不會從以固體電解質層與連接體層形成的致密的筒狀體向外部漏出。

為了防止這樣的致密的筒狀體中的裂紋，以往，已知燃料電池單元的寬度方向的兩端部沿厚度方向鼓起的、所謂鐵啞鈴形狀的燃料電池單元(例如，參照專利文獻2)。

該專利文獻2中，公開了一種燃料電池單元，其為具有平坦部的寬度方向的兩側沿厚度方向鼓起的端部的形狀，將與平坦部對應的導電性支承體、內側電極層、固體電解質層的厚度分別設為L1、M1、N1，將與端部對應的導電性支承體、內側電極層、固體電解質層的厚度分別設為L2、M2、N2時，1.01≤(L2+M2+N2)/(L1+M1+N1)≤1.3的關系成立。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-84716號公報

專利文獻2：日本特開2011-204505號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，在以往的專利文獻1、2所示燃料電池單元中，由于多孔質的支承體的強度低，因此需要減小支承體的開口氣孔率以提高強度。為此，需要提高制作燃料電池單元時的燒制溫度，但是若提高燒制溫度，則存在燃料電池單元的還原時的變形量變大的問題。

本發明的目的在于提供在燒制溫度低的情況下，也能減小支承體的開口氣孔率的電池單元、電池堆裝置、模塊以及模塊收納裝置。

用于解決問題的手段

本發明的電池單元的特征在于，其是在多孔質的支承體上依次配置有多孔質的第1電極層、由陶瓷構成的致密質的固體電解質層以及多孔質的第2電極層，并且所述支承體內的Na量為30×10^-6質量％以下。

另外，本發明的電池單元的特征在于，在成為第1電極層的多孔質的支承體上依次配置有由陶瓷構成的致密質的固體電解質層以及多孔質的第2電極層，并且所述支承體內的Na量為30×10^-6質量％以下。

本發明的電池堆裝置的特征在于，其是具備多個上述的電池單元，并且將該多個電池單元電連接而成的。

本發明的模塊的特征在于，其是在收納容器內收納上述的電池堆裝置而成的。

本發明的模塊收納裝置的特征在于，其是在外部安裝殼內收納上述的模塊和用于使該模塊工作的輔助設備而成的。

發明效果

本發明的電池單元中，由于支承體的Na量為30×10^-6質量％以下，因此即使在燒制溫度低的情況下也能使開口氣孔率降低，能夠提高支承體的強度，降低電池單元中的裂紋產生。通過使用這樣的電池單元，能夠提高在電池堆裝置、模塊以及模塊收納裝置中的長期可靠性。

附圖說明

圖1表示燃料電池單元的第1方式，(a)為橫截面圖，(b)為從氧極層側觀察(a)的側視圖。

圖2是表示在支承體的Na量為50×10^-6質量％的情況下，(a)燒制溫度與還原變形量的關系、(b)燒制溫度與開口氣孔率的關系的圖表。

圖3是表示燒制溫度1500℃時的支承體的Na量與開口氣孔率的關系的圖表。

圖4是表示燃料極層成為支承體的燃料電池單元的第2方式的橫截面圖。

圖5表示燃料電池單元的第3方式，(a)為立體圖，(b)為從氧極層側觀察(a)的側視圖。

圖6的(a)(b)分別是表示燃料電池單元的第4方式、第5方式的截面立體圖。