[發明專利]燃料電池的制備方法及燃料電池

有效

• 申請號: 201780060130.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN110121806B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 三原輝儀;橋本富仁
• 申請（專利權）人: 康奈可關精株式會社
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M8/1213;H01M8/1226;H01M4/90;H01M8/0247;H01M8/0254;B32B9/00;B32B37/00;C03C27/02
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

提供一種對于伴隨著啟動及停止的熱循環的反復具有高的耐久性的燃料電池的制備方法及燃料電池。具備一個以上的固體電解質層及多個電極的燃料電池的制備方法包括：層疊工序(步驟S1)，將固體電解質層和電極層疊而形成在固體電解質層的兩面配置有電極的層疊體；第一電壓施加工序(步驟S2)，夾著固體電解質層而相向的電極間施加第一極性的電壓；以及第二電壓施加工序(步驟S3)，夾著固體電解質層而相向的電極間施加與第一極性相反的第二極性的電壓。

技術領域

本發明涉及燃料電池的制備方法及燃料電池。

背景技術

以往，作為燃料電池，已知的有利用固體電解質的固體氧化物燃料電池(SolidOxide Fuel Cell，以下，也稱之為“SOFC”或“燃料電池”)。在固體氧化物燃料電池(SOFC)中，作為發電單元的燃料電池(以下，也稱之為“電池單元”)具有在固體電解質層的兩面設置有電極的結構。此外，為了獲得所期望的電壓或電流，還使用層疊了多個電池單元的燃料電池堆(以下，也稱之為“電池堆”)。

作為用于形成上述固體氧化物燃料電池(SOFC)中的固體電解質層的方法，使用濕法，其中將固體電解質材料的漿料涂敷于電極的表面并進行干燥之后，在高溫下進行燒成(例如，參照專利文獻1)。

(現有技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻：日本特開2013-65518號公報

發明內容

(發明所要解決的問題)

可是，固體氧化物燃料電池(SOFC)會受到由從啟動至停止為止的期間從常溫(例如，室溫)上升至發電時的溫度(例如，750℃～1000℃)并重新降至常溫的熱循環所引起的大的熱應力(heat stress)。

然而，在包括專利文獻1在內的利用濕法所形成的固體氧化物燃料電池(SOFC)中，因上述熱循環的反復而在固體電解質層中產生龜裂(crack)或在固體電解質層與電極之間的界面產生剝離，因此耐久性方面存在問題。

本發明是著眼于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種對于伴隨著啟動及停止的熱循環的反復具有高的耐久性的燃料電池的制備方法及燃料電池。

(解決問題所采用的措施)

為了解決上述問題，第一觀點的燃料電池的制備方法為制備包括一個以上的固體電解質層及多個電極的燃料電池的方法，其包括：層疊工序，將上述固體電解質層和上述電極層疊而形成在上述固體電解質層的兩面配置有上述電極的層疊體；第一電壓施加工序，在夾著上述固體電解質層而相向的電極之間施加第一極性的電壓；以及第二電壓施加工序，在夾著上述固體電解質層而相向的電極之間施加與上述第一極性相反的第二極性的電壓。

(發明的效果)

根據本發明，可獲得對于伴隨著啟動及停止的熱循環的反復具有高的耐久性的燃料電池。

附圖說明

圖1為本發明的燃料電池的制備方法的流程圖。

圖2為用于說明利用陽極接合法來接合固體電解質層與電極而形成電池單元的方法的圖。

圖3為示出具有支撐體及電極層的電極的圖。

圖4A為示出具有沖孔金屬板的支撐體的圖。

圖4B為示出僅在固體電解質層與電極層相接觸的部分具有沖孔金屬板的支撐體的圖。

圖4C為示出開口部中填充有多孔質材料的沖孔金屬板的圖。

圖5為示出接合體(電池單元)的圖。

圖6為示出利用了根據本發明而獲得的接合體(電池單元)的燃料電池的結構例的圖。