电池单元、电池堆装置、模块及模块收容装置制造方法及图纸

电池单元具备元件部，该元件部具有燃料极、固体电解质层、空气极、以及中间层。中间层位于固体电解质层与空气极之间。俯视时的空气极的端部处的空隙率比空气极的中央部处的空隙率大。隙率大。隙率大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池单元、电池堆装置、模块及模块收容装置


[0001]本公开涉及电池单元、电池堆装置、模块及模块收容装置。

技术介绍

[0002]近年来，作为下一代能源，提出了各种具有多个燃料电池单元的燃料电池堆装置。燃料电池单元是能够使用含氢气体等燃料气体和空气等含氧气体来获得电力的电池单元的1种。
[0003]在该燃料电池堆装置中，例如在燃料电池单元内的元件部中，有时在固体电解质层与空气极之间设置中间层(参照专利文献1)。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2015
‑
35416号公报

技术实现思路

[0007]实施方式的一个方案的电池单元具备元件部，该元件部具有燃料极、固体电解质层、空气极、以及中间层。中间层位于固体电解质层与空气极之间。俯视时的空气极的端部处的空隙率比空气极的中央部处的空隙率大。
[0008]另外，本公开的电池堆装置具有电池堆，该电池堆具备多个上述所记载的电池单元。
[0009]另外，本公开的模块具备上述所记载的电池堆装置和收纳电池堆装置的收纳容器。
[0010]另外，本公开的模块收容装置具备上述所记载的模块、用于进行模块的运转的辅机、以及收容模块及辅机的外装壳体。
附图说明
[0011]图1A是示出第一实施方式的电池单元的一例的横剖视图。
[0012]图1B是从内嵌连接器侧观察第一实施方式的电池单元的一例而得到的侧视图。
[0013]图2A是示出第一实施方式的电池堆装置的一例的立体图。
[0014]图2B是图2A所示的X
‑
X线的剖视图。
[0015]图2C是示出第一实施方式的电池堆装置的一例的俯视图。
[0016]图3是从空气极侧观察第一实施方式的变形例的电池单元的一例而得到的侧视图。
[0017]图4是用于说明第一实施方式的空气极的端部及中央部的图。
[0018]图5是示出第一实施方式的电池单元的一例的放大横剖视图。
[0019]图6是示出第一实施方式的模块的一例的外观立体图。
[0020]图7是简要地示出第一实施方式的模块收容装置的一例的分解立体图。
[0021]图8是从空气极侧观察第一实施方式的变形例的电池单元的一例而得到的侧视图。
[0022]图9是从空气极侧观察第一实施方式的变形例的电池单元的另一例而得到的侧视图。
[0023]图10是简要地示出第二实施方式的电池单元的剖视图。
[0024]图11是示出第二实施方式的电池单元的一例的立体图。
[0025]图12是示出第二实施方式的电池单元的一例的剖视图。
[0026]图13A是从空气极侧观察第二实施方式的电池单元而得到的侧视图。
[0027]图13B是从空气极侧观察第二实施方式的变形例的电池单元而得到的侧视图。
具体实施方式
[0028]以下，参照附图，对本申请所公开的电池单元、电池堆装置、模块及模块收容装置的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本专利技术并不被以下所示的实施方式限定。
[0029]另外，附图是示意性的，需要留意各要素的尺寸的关系、各要素的比率等存在与现实不同的情况。并且，在附图的彼此间，也存在包含彼此的尺寸的关系、比率等不同的部分的情况。
[0030][第一实施方式][0031]<电池单元的结构>
[0032]首先，参照图1A及图1B，作为第一实施方式的电池单元，使用固体氧化物型的燃料电池单元的例子进行说明。
[0033]图1A是示出第一实施方式的电池单元1的一例的横剖视图，图1B是从内嵌连接器侧观察的第一实施方式的电池单元1的一例而得到的侧视图。需要说明的是，图1A及图1B将电池单元1的各结构的一部分放大而示出。
[0034]在图1A及图1B所示的例子中，电池单元1为中空平板型，且为细长的板状。如图1B所示，从侧面观察电池单元1的整体而得到的形状例如是长度方向L的边的长度为5cm～50cm、且与该长度方向L正交的宽度方向W的长度为1cm～10cm的长方形。该电池单元1的整体的厚度方向T的厚度例如为1mm～5mm。
[0035]如图1A所示，电池单元1具备导电性的支承基板2、元件部3以及内嵌连接器4。支承基板2是具有一对对置的平坦面n1、n2以及将该平坦面n1、n2连接的一对圆弧状的侧面m的柱状。
[0036]元件部3位于支承基板2的平坦面n1上。该元件部3具有燃料极5、固体电解质层6、中间层7和空气极8。另外，在图1A所示的例子中，内嵌连接器4位于电池单元1的平坦面n2上。另外，电池单元1也可以在中间层7与空气极8之间具备后述的第二中间层9。
[0037]另外，如图1B所示，内嵌连接器4也可以延伸到电池单元1的上端及下端。在电池单元1的下端部，内嵌连接器4及固体电解质层6在表面露出。需要说明的是，如图1A所示，在电池单元1的一对圆弧状的侧面m处的表面，固体电解质层6露出。内嵌连接器4也可以不延伸到电池单元1的下端。电池单元1也可以在下端与内嵌连接器4之间的区域具备后述的加强层23。
[0038]以下，对构成电池单元1的各构成构件进行说明。
[0039]支承基板2在内部具有供气体流动的气体流路2a。图1A所示的支承基板2的例子具有六个气体流路2a。支承基板2具有透气性，且使在气体流路2a流动的燃料气体透过到燃料极5。支承基板2也可以具有导电性。具有导电性的支承基板2将在元件部3产生的电集电于内嵌连接器4。
[0040]支承基板2的材料例如包含铁族金属成分及无机氧化物。例如，铁族金属成分可以是Ni(镍)和/或NiO。无机氧化物例如也可以是特定的稀土类元素氧化物。
[0041]燃料极5的材料能够使用通常公知的材料。燃料极5也可以使用多孔质的导电性陶瓷、例如包含固溶有氧化钙、氧化镁、或稀土类元素氧化物的ZrO2以及Ni和/或NiO的陶瓷等。作为该稀土类元素氧化物，例如使用Y2O3等。也有时将固溶有氧化钙、氧化镁、或稀土类元素氧化物的ZrO2称为稳定化氧化锆。稳定化氧化锆也包含部分稳定化氧化锆。
[0042]固体电解质层6为电解质，且进行燃料极5与空气极8之间的离子的桥接。同时，固体电解质层6具有气体阻断性，使燃料气体与含氧气体的泄漏难以产生。
[0043]固体电解质层6的材料例如也可以是固溶有3摩尔％～15摩尔％的稀土类元素氧化物的ZrO2。作为该稀土类元素氧化物，例如使用Y2O3等。需要说明的是，只要具有上述特性，则固体电解质层6的材料也可以使用其他材料等。
[0044]中间层7具有作为扩散抑制层的功能。中间层7通过使后述的空气极8所包含的Sr(锶)难以扩散到固体电解质层6，从而使SrZrO3的电阻层形成于该固体电解质层6。
[0045]中间层7的材料只要是通常用于Sr的扩散抑制层的材料，就没有特别限制。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，其中，所述电池单元具备元件部，所述元件部具有燃料极、固体电解质层、空气极、以及位于所述固体电解质层与所述空气极之间的中间层，俯视时的所述空气极的端部处的空隙率比所述空气极的中央部处的空隙率大。2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，位于与燃料气体流动的第一方向交叉的第二方向的端部的所述空气极的空隙率比位于所述第二方向的中央部的所述空气极的空隙率大。3.根据权利要求1或2所述的电池单元，其中，位于燃料气体流动的第一方向的两端部的所述空气极的空隙率比位于所述第一方向的中央部的所述空气极的空隙率大。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单元，其中，所述中间层包括含有Ce且不含有Zr的第一中间层、以及位...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩本隆幸，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：