本发明专利技术的电池单元具备：支承基板，其为具有第一主面和与该第一主面相反侧的第二主面的平板状且具有纵长方向的柱状，且在内部具有气体流路；以及多个元件部，其被相互分离地配置在第一主面上及第二主面上，且至少层叠有燃料极、固体电解质和空气极。电池单元具有与气体流路相比位于上述第一主面侧的第一部位和与上述气体流路相比位于上述第二主面侧的第二部位。第一部位与第二部位的结构为非对称。二部位。第一部位与第二部位的结构为非对称。二部位。第一部位与第二部位的结构为非对称。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池单元及电池单元堆装置
[0001]本专利技术涉及燃料电池单元及电池单元堆装置。
技术介绍
[0002]以往，已知下述的燃料电池单元，其具备“气体流路被设置于内部且不具有电子传导性的多孔质的支承基板”、“分别设置于支承基板的表面中的相互分离的多个位置、且燃料极、固体电解质及空气极层叠而成的多个发电元件部”、和“分别设置于1组或多组相邻的发电元件部之间、且将相邻的发电元件部的一个燃料极与另一个空气极进行电连接的、1个或多个电连接部”(例如，参照专利文献1)。以下，有时将燃料电池单元简单称为电池单元。这样的构成也被称作“横条纹型”。通过使燃料气体由该电池单元内部的气体流路的一端导入，使包含氧的气体由该电池单元外部的一端流入，从而能够进行发电。
[0003]电池单元堆装置具备歧管、和多个电池单元即电池单元堆(例如，参照专利文献2)。各电池单元以从歧管向上方延伸的方式被歧管支承。经由歧管对各电池单元的各气体流路分配气体。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2012-38718号公报
[0007]专利文献2：日本特开2017-201601号公报
技术实现思路
[0008]本专利技术的电池单元具备：支承基板，其为具有第一主面和与该第一主面相反侧的第二主面的平板状且具有纵长方向的柱状，且在内部具有气体流路；和多个元件部，其被相互分离地配置在上述第一主面上和上述第二主面上，且至少层叠有燃料极、固体电解质和空气极。本专利技术的电池单元具有与上述气体流路相比位于上述第一主面侧的第一部位和与上述气体流路相比位于上述第二主面侧的第二部位，上述第一部位与上述第二部位的结构为非对称。
附图说明
[0009]图1A是示出电池单元的一例的立体图。
[0010]图1B是示出在凹部内埋设有燃料极、互连器的状态的一例的俯视图。
[0011]图2是图1A所示的电池单元的截面图的一例。
[0012]图3是用于说明图1A所示的燃料电池单元的工作状态的一例的图。
[0013]图4是图1A所示的电池单元的截面图的一例。
[0014]图5是示出图1A的支承基板的一例的立体图。
[0015]图6A是图5的截面图。
[0016]图6B是示出图6A的在第一凹部内形成有各层的状态的一例的截面图。
[0017]图7是示出电池单元的一例的立体图。
[0018]图8是电池单元堆装置的一例的示意说明图。
具体实施方式
[0019]以下，针对本专利技术的电池单元，以燃料电池单元为例进行说明。
[0020](燃料电池单元)
[0021]图1A示出本实施方式的燃料电池单元1。电池单元1在沿x轴方向具有纵长方向的柱状且平板状的支承基板10的上下面各面上，在纵长方向上隔开规定间隔地排列有被串联地电连接的多个形状相同的发电元件部A。支承基板10的上下面为相互平行的两侧的主面(平面)。图1A中示出在一个主面具有4个发电元件部A的例子。将一个主面设为第一主面，将另一个主面设为第二主面。该电池单元1为所谓的“横条纹型”。
[0022]从上方观察该电池单元1时的形状例如为纵长方向的边长为5cm～50cm且与纵长方向正交的宽度方向即y轴方向的长度为1cm～10cm的长方形。该电池单元1的厚度为1mm～5mm。以下，一边参照图1A、以及该电池单元1的图1A所示的电池单元1的纵长方向上的截面图即图2，一边对该电池单元1的详细情况进行说明。
[0023]图2是图1A所示的燃料电池单元1的纵长方向上的截面图的一部分。换言之，是沿着气体流路11的截面图的一部分。
[0024]支承基板10是不具有电子传导性即绝缘性的、包含多孔质材料的柱状且平板状的烧成体。在支承基板10的内部，在宽度方向上隔开规定间隔地设置有沿纵长方向延伸的多个贯通孔、即气体流路11。图2所示的支承基板10具有6个气体流路11。将暴露于在支承基板10的内部流动的气体的表面作为气体流路壁W。
[0025]本实施方式中，支承基板10在主面的多个位置分别具有第一凹部12。各第一凹部12是被由支承基板10的材料形成的底壁、与遍布整周地由支承基板10的材料形成且在周向上闭合的侧壁所划定的长方体状凹陷。在周向上闭合的侧壁是沿着纵长方向的2个侧壁与沿着宽度方向的2个侧壁。图2中的下侧的主面为第一主面101，上侧的主面为第二主面102。
[0026]支承基板10包含“过渡金属氧化物或过渡金属”和绝缘性陶瓷。作为“过渡金属氧化物或过渡金属”，可以为NiO(氧化镍)或Ni(镍)。过渡金属能够作为促进燃料气体的改性反应的催化剂、即烃系气体的改性催化剂来发挥作用。
[0027]绝缘性陶瓷可以为MgO(氧化镁)或“MgAl2O4(镁铝尖晶石)与MgO(氧化镁)的混合物”。另外，作为绝缘性陶瓷，可以使用CSZ(氧化钙稳定化氧化锆)、YSZ(氧化钇稳定化氧化锆，有时也称作8YSZ)、Y2O3(氧化钇)。
[0028]通过支承基板10包含“过渡金属氧化物或过渡金属”，从而包含改性前的残存气体成分的气体通过上述催化剂作用而能够促进改性前的残存气体成分的改性。而且，通过支承基板10包含绝缘性陶瓷，从而能够确保支承基板10的绝缘性。其结果，能够确保相邻的燃料极间的绝缘性。
[0029]支承基板10的厚度可以为1mm～5mm。以下，使该结构成为大致上下对称，为了简化说明，仅针对支承基板10的上表面侧的构成进行说明。对于支承基板10的下面侧而言，虽然一部分形状不同，但也具有类似的构成。
[0030]如图2所示那样，在位于支承基板10的第二主面102的各第一凹部12内填充埋设有
燃料极集电部21的整体。因此，各燃料极集电部21为长方体状。在各燃料极集电部21的上表面即外侧面有第二凹部21a。如图1B所示那样，各第二凹部21a是被由燃料极集电部21的材料形成的底壁、与在周向上闭合的侧壁所划定的长方体状凹陷。在周向上闭合的侧壁之中，沿着纵长方向即x轴方向的2个侧壁为支承基板10的一部分，沿着宽度方向即y轴方向的2个侧壁为燃料极集电部21的一部分。
[0031]各第二凹部21a中填充埋设有燃料极活性部22。各燃料极活性部22为长方体状。燃料极20包含燃料极集电部21和燃料极活性部22。燃料极20、即、燃料极集电部21和燃料极活性部22是具有电子传导性的多孔质烧成体。各燃料极活性部22的沿着宽度方向即y轴方向的2个侧面和底面在第二凹部21a内与燃料极集电部21接触。
[0032]在各燃料极集电部21的上表面即外侧面的除了第二凹部21a以外的部分有第三凹部21b。各第三凹部21b是被作为燃料极集电部21的底壁、与在周向上闭合的侧壁所划定的长方体状凹陷。在周向上闭合的侧壁之中，沿着纵长方向即x轴方向的2个侧壁为支承基板10的一部分，沿着宽度方向即y轴方向的2个侧壁为燃料极集电部21的一部分。
[0033]在各第三凹部21b中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池单元，其具备：支承基板，所述支承基板为具有第一主面和与该第一主面相反侧的第二主面的平板状且具有纵长方向的柱状，且在内部具有气体流路；以及多个元件部，所述多个元件部被相互分离地配置在所述第一主面上及所述第二主面上，且至少层叠有燃料极、固体电解质和空气极，所述电池单元具有与所述气体流路相比位于所述第一主面侧的第一部位、和与所述气体流路相比位于所述第二主面侧的第二部位，所述第一部位与所述第二部位的结构为非对称。2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，在所述支承基板的沿着所述气体流路的截面视图中，所述第二部位的气体流路壁的全长小于所述第一部位的气体流路壁的全长。3.根据权利要求2所述的电池单元，其中，在所述截面视图中，所述第一部位的所述气体流路壁为波状。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池单元，其中，在所述支承基板的沿着所述气体流路的截面视图中，所述第二部位的各所述元件部中的所述燃料极与所述固体电解质的界面的长度之和小于所述第一部位的各所述元件部中的所述燃料极与所述固体电解质的界面的长度之和。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池单元，其中，所述第二部位中的所述支承基板的气孔率低于所述第一部位中的所述支承基板的气孔率。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池单元，其中，所述支承基板的从所述气体流路起...
【专利技术属性】
技术研发人员：新地崇大，内林溪，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：
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