[發明專利]電化學電池堆

有效

• 申請號: 201880002022.8
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN110915044B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 大森誠
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: H01M8/1253
• 分類號: H01M8/1253;H01M8/12
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

固體電解質層(120)具有：上游部位(120a)，其位于在燃料極(110)與第一隔板(200a)之間的燃料流路(110S)中流動的燃料氣體的流通方向(FG)的上游側；以及下游部位(120b)，其位于流通方向(FG)的下游側。上游部位(120a)包含：與燃料極側表面(120S)相距3μm以內的第一區域(a1)；以及設置在第一區域(a1)上的第二區域(a2)。第一區域(a1)的拉曼光譜中的正方晶系氧化鋯相對于立方晶系氧化鋯的強度比例(R1)大于第二區域(a2)的拉曼光譜中的正方晶系氧化鋯相對于立方晶系氧化鋯的強度比例(R2)。

技術領域

本發明涉及電化學電池堆。

背景技術

以往，作為電化學電池堆的一種，已知多個燃料電池單電池和多個隔板交替層疊而得到的、具有所謂的平板堆結構的燃料電池堆(例如參見專利文獻1)。

各燃料電池單電池具有：燃料極、空氣極、以及配置在燃料極與空氣極之間的固體電解質層。配置于燃料電池單電池的一方側的隔板與燃料極之間的空間為燃料流路。在燃料電池運轉時，燃料氣體(例如氫氣)在燃料流路中流動。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015－115181號公報

發明內容

但是，在燃料流路的上游側，燃料氣體的預熱不充分，因此，導致對固體電解質層中的燃料氣體的流通方向的上游側的部位施加熱應力，固體電解質層有可能受損。

像這樣的固體電解質層的損傷不僅在首次開始運轉電化學電池堆時發生，并且，在暫時停止運轉后再次開始運轉時也可能發生。

本發明是鑒于上述的狀況而實施的，其目的在于，提供一種能夠抑制固體電解質層受損的電化學電池堆。

本發明所涉及的電化學電池堆具備：第一隔板；第二隔板；以及電化學電池，該電化學電池配置在第一隔板與第二隔板之間。電化學電池具有：燃料極；空氣極；以及固體電解質層，該固體電解質層以氧化鋯系材料為主成分，且配置在燃料極與空氣極之間。固體電解質層具有：上游部位，該上游部位位于在燃料極與第一隔板之間的燃料流路中流動的燃料氣體的流通方向的上游側；以及下游部位，該下游部位位于流通方向的下游側。上游部位包含：與燃料極側表面相距3μm以內的第一區域；以及設置在第一區域上的第二區域。第一區域的拉曼光譜中的正方晶系氧化鋯相對于立方晶系氧化鋯的強度比例大于第二區域的拉曼光譜中的正方晶系氧化鋯相對于立方晶系氧化鋯的強度比例。

根據本發明，能夠提供一種可以抑制固體電解質層受損的電化學電池堆。

附圖說明

圖1是燃料電池堆的立體圖。

圖2是燃料電池堆的截面圖。

圖3是圖2的放大圖。

圖4是單電池的立體圖。

具體實施方式

(燃料電池堆10)

圖1是燃料電池堆10的立體圖。圖2是燃料電池堆10的截面圖。圖3是圖2的局部放大圖。

燃料電池堆10具有多個燃料電池單電池(以下，簡稱為“單電池”。)100和多個隔板200交替層疊得到的、所謂的“平板堆結構”。

1.單電池100

如圖3所示，單電池100具備：燃料極110、固體電解質層120、以及空氣極130。單電池100的平面形狀沒有特別限制，例如可以為邊長10～300mm的正方形。單電池100的厚度沒有特別限制，例如可以為110～2100μm。