燃料电池的电池堆制造技术

提供一种接合体，其具备分流器(200)和玻璃部(300)。玻璃部(300)包括：自分流器(200)的表面(200S)起算5μm以内的界面区域(300a)、以及自分流器(200)的表面(200S)起算超过5μm的内部区域(300b)。界面区域(300a)及内部区域(300b)分别包括：在截面视图中具有3以上的纵横尺寸比的棒状晶体粒子。界面区域(300a)中包含的棒状晶体粒子的平均取向角度为：60度以上120度以下。内部区域(300b)中包含的棒状晶体粒子的取向角度的标准偏差大于界面区域(300a)中包含的棒状晶体粒子的取向角度的标准偏差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池的电池堆
本专利技术涉及一种燃料电池的电池堆(cellstack)。
技术介绍
以往的燃料电池的电池堆具备：燃料电池单电池(电池单格cell)、由金属构成的分流器、以及由结晶化玻璃构成的玻璃部(参见专利文献1)。分流器具有供燃料电池单电池插入的贯通孔。玻璃部将燃料电池单电池和分流器接合。玻璃部划分出分流器的内部空间(例如被供给燃料气体的空间)和外部空间(例如被供给空气的空间)，由此可以防止燃料气体和空气的混合。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005－100687号公报
技术实现思路
在电池堆工作时，在玻璃部产生：分流器的热膨胀及热收缩所伴随的热应力，因此，容易在玻璃部中的与分流器之间的界面附近发生开裂。如果该开裂因热应力而进一步生长，则有可能形成将分流器的内部空间和外部空间连接起来的通路，从而导致燃料气体和空气混合到一起。本专利技术的目的在于，提供能够抑制玻璃部发生开裂的接合体。本专利技术所涉及的接合体具备：第一被接合部件、以及与第一被接合部件的表面接合的玻璃部。玻璃部包括：自第一被接合部件的表面起算5μm以内的界面区域、以及自第一被接合部件的表面起算超过5μm的内部区域。界面区域及内部区域分别包括：在截面视图中具有3以上的纵横尺寸比的棒状晶体粒子。界面区域中包含的棒状晶体粒子的平均取向角度为60度以上120度以下。内部区域中包含的棒状晶体粒子的取向角度的标准偏差大于界面区域中包含的棒状晶体粒子的取向角度的标准偏差。专利技术效果根据本专利技术，可以提供能够抑制玻璃部发生开裂的接合体。附图说明图1是本专利技术的实施方式所涉及的电池堆的整体立体图。图2是燃料电池的整体立体图。图3是分流器的整体立体图。图4是燃料电池及分流器的局部放大截面图。图5是利用扫描型电子显微镜观察接合体的截面而得到的背散射电子图像。具体实施方式＜电池堆的构成＞参照附图，对本实施方式所涉及的电池堆1的构成进行说明。图1是电池堆1的整体立体图。图2是燃料电池单电池100的整体立体图。图3是分流器200的整体立体图。图4是燃料电池单电池100及分流器200的局部放大截面图。电池堆1为固体氧化物型燃料电池(SOFC；SolidOxideFuelCell)用的结构体。此外，本实施方式中，如图1所示，设定了x、y、z座标系。电池堆1具备：多个燃料电池单电池100、分流器200、以及玻璃部300。分流器200和玻璃部300构成本专利技术所涉及的“接合体”。本专利技术所涉及的“接合体”可以包括燃料电池单电池100。＜燃料电池单电池＞如图1所示，各燃料电池单电池100设置于分流器200。燃料电池单电池100彼此空开间隔地排列。如图2及图4所示，在燃料电池单电池100的x轴方向(长度方向)上燃料气体所流入的那一侧的基端部10a借助玻璃部300而与分流器200接合。燃料电池单电池100为本专利技术所涉及的“第二被接合部件”的一例。在燃料电池单电池100的x轴方向上燃料气体被排出的那一侧的前端部10b为自由端。如图2所示，燃料电池单电池100实质上形成为平板状。燃料电池单电池100的长度方向、宽度方向及厚度方向分别与x轴方向、y轴方向及z轴方向相对应。燃料电池单电池100的x轴方向的长度L1没有特别限制，可以设定为50mm以上500mm以下的范围内。燃料电池单电池100的y轴方向的长度L2没有特别限制，可以设定为10mm以上100mm以下的范围内。燃料电池单电池100的z轴方向的长度L3没有特别限制，可以设定为1mm以上5mm以下的范围内。各燃料电池单电池100具有：多个发电元件部A、支撑基板10、以及密封膜20。各发电元件部A具有：燃料极、固体电解质膜、以及空气极。各发电元件部A为：将燃料极、固体电解质膜以及空气极依次层叠而得到的层叠烧成体。此处，燃料极由例如NiO(氧化镍)和YSZ(8YSZ；三氧化二钇稳定二氧化锆)构成。固体电解质膜由例如YSZ(8YSZ；三氧化二钇稳定二氧化锆)构成。空气极由例如LSCF＝(La、Sr)(Co、Fe)O3(镧锶钴铁酸盐)构成。多个发电元件部A设置于支撑基板10。多个发电元件部A串联电连接。发电元件部A的个数没有特别限制。支撑基板10为：由不具有电子传导性的多孔质的材料构成的烧成体。支撑基板10由例如CSZ(氧化钙稳定二氧化锆)构成。支撑基板10支撑发电元件部A。具体而言，在支撑基板10的两个主面，在x轴方向上空开规定的间隔地设置有多个发电元件部A。在支撑基板10的内部形成有多个燃料气体流路11。各燃料气体流路11在x轴方向上延伸。各燃料气体流路11贯穿支撑基板10。各燃料气体流路11在y轴方向(宽度方向)上空开规定的间隔地形成。密封膜20覆盖支撑基板10的外表面。密封膜20可以由致密质材料构成。作为致密质材料，例如可以举出YSZ、ScSZ、玻璃、尖晶石氧化物等。密封膜20可以由与各发电元件部A的固体电解质膜相同的材料构成。在这种情况下，密封膜20可以与各发电元件部A的固体电解质膜一体地形成。＜分流器＞分流器200为：本专利技术所涉及的“第一被接合部件”及“金属部件”的一例。分流器200为：用于向多个燃料电池单电池100分别供给燃料气体的中空体。如图3及图4所示，分流器200实质上为长方体状。分流器200中，高度方向、宽度方向及长度方向与x轴方向、y轴方向及z轴方向相对应。如图3及图4所示，分流器200具有基部210和支撑板220。基部210由金属材料(例如不锈钢等)构成。基部210具有底部和包围底部的侧壁。通过底部和侧壁而形成朝向上方呈开口的开口部。支撑板220由金属材料(例如不锈钢等)构成。支撑板220配置于基部210上。具体而言，支撑板220配置于基部210的侧壁的前端部，且将基部210的开口部封堵。这样，通过支撑板220将基部210的开口部封堵，而在分流器200中形成内部空间S1(参照图4)。向该内部空间S1导入燃料气体。燃料气体经由导入管230而从外部向内部空间S1导入。导入管230由金属材料(例如不锈钢等)构成。导入管230与分流器200的支撑板220接合。如图3及图4所示，分流器200支撑各燃料电池单电池100。具体而言，分流器200的支撑板220具有多个贯通孔221。各贯通孔221形成于支撑板220，以使得分流器200的外侧(外部空间)和内部空间S1连通。更具体而言，如图4所示，各贯通孔221在x轴方向(高度方向)上贯穿支撑板220。如图3所示，各贯通孔221在z轴方向(长度方向)上空开规定的间隔地形成，并且，在y轴方向(宽度方向)上也空开规定的间隔地形成。如图4所示，在各贯通孔221配置有各燃料电池单电池100。详细而言，在各贯通孔221插入有各燃料电池单电池100的基端部10a，以使得各燃料电池单电池100的燃料气体流路11与内部空间S1连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合体，其中，具备：/n第一被接合部件；以及/n玻璃部，该玻璃部与所述第一被接合部件的表面接合，/n所述玻璃部包括：自所述第一被接合部件的表面起算5μm以内的界面区域、以及自所述第一被接合部件的表面起算超过5μm的内部区域，/n所述界面区域及所述内部区域分别包括：在截面视图中具有3以上的纵横尺寸比的棒状晶体粒子，/n所述界面区域中包含的棒状晶体粒子的平均取向角度为：60度以上120度以下，/n所述内部区域中包含的棒状晶体粒子的取向角度的标准偏差大于所述界面区域中包含的棒状晶体粒子的取向角度的标准偏差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181227 JP 2018-245474;20190308 JP 2019-0428601.一种接合体，其中，具备：
第一被接合部件；以及
玻璃部，该玻璃部与所述第一被接合部件的表面接合，
所述玻璃部包括：自所述第一被接合部件的表面起算5μm以内的界面区域、以及自所述第一被接合部件的表面起算超过5μm的内部区域，
所述界面区域及所述内部区域分别包括：在截面视图中具有3以上的纵横尺寸比的棒状晶体粒子，...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺泽玄太，福森圣斗，田中裕己，龙崇，大森诚，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP