[發明專利]燃料電池芯單元以及燃料電池芯組

有效

• 申請號: 201110229751.7
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN102306819A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 渡邊直樹;川上晃
• 申請（專利權）人: TOTO株式會社
• 主分類號: H01M8/12
• 分類號: H01M8/12;H01M2/30;H01M8/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平

本申請為在先申請(申請日：2007年9月13日，申請號：200780034385.1，發明名稱：燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包括它們的燃料電池)的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于固體氧化物型燃料電池(SOFC)的燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包含它們的燃料電池，更為具體來講，涉及具有管狀的燃料電池芯的燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包含它們的燃料電池。

背景技術

以往，已知有具有管狀燃料電池芯的燃料電池芯組(例如參照專利文獻1以及2)。首先，參照圖11說明專利文獻1所記載的現有的燃料電池芯組的一例。圖11是現有燃料電池芯組的概略剖視圖。

如圖11所示那樣，專利文獻1所記載的燃料電池芯組200的構造為，將圓筒形的燃料電池芯202彼此在相對于長度方向而言的橫向上排列，由金屬板104支承其兩端部。該燃料電池芯組200的燃料電池芯202并聯連接。

燃料電池芯202具有內側電極層204、外側電極層208和配置在它們之間的電解質層206。在燃料電池芯202的一個端部上設有插入到內側電極層204的內側的連接部件210。在燃料電池芯202的另一端部上設有與外側電極層208的外側嵌合的連接部件212。內側電極層204或外側電極層208與連接部件210、212通過焊接、熔射或滑配合連結在一起。而且，連接部件210、212與金屬板104通過溶接、壓接或者滑配合而連結在一起。

另外，專利文獻2記載了中空六邊形的燃料電池芯，該燃料電池芯的內側電極在端部向長度方向露出。

專利文獻1：日本特開2002-289249號公報(0028段以及圖4)

專利文獻2：日本特開平5-101842號公報(圖1以及圖6)

在專利文獻1所公開的燃料電池芯組200中，將連接部件210安裝在內側電極204上較為困難，容易造成大的接觸電阻。尤其是要將連接部件210安裝在外徑為1～10mm的燃料電池芯202的內側電極204上是困難的。

另外，燃料電池芯單體所能夠產生的電壓與其尺寸無關是固定的。因此，為了獲得高的電壓，需要將燃料電池芯串聯地電連接起來。另一方面，為了獲得大的電流，例如需要將燃料電池芯并聯地電連接起來。串聯或并聯地電連接的燃料電池芯的數量因用途而有所不同，因而期望通過希望的電連接容易地組裝燃料電池芯。在使用專利文獻1所公開的燃料電池芯組200的燃料電池中，需要在將多個燃料電池芯202串聯地電連接之后、再將組裝好的燃料電池芯并聯地電連接而組裝燃料電池芯組200的工序，或者在將多個燃料電池芯202并聯地電氣組裝起來而形成燃料電池芯組200之后、再將它們串聯地電氣組裝起來的工序，從而組裝燃料電池整體比較費時。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種容易從內側電極層取出電力且容易串聯和/或并聯地電氣組裝燃料電池芯彼此的燃料電池芯體、燃料電池芯單元、燃料電池芯組以及包括它們的燃料電池。

為了達成上述目的，本發明的用于燃料電池的燃料電池芯單元特征在于，具有：燃料電池芯體，該燃料電池芯體具有管狀的內側電極層、管狀的外側電極層、配置在內側電極層和外側電極層之間的管狀的電解質層、以及構成在內側電極層的內側的貫通流路；內側電極端子，該內側電極端子固定在燃料電池芯體的一個端部上且用于從內側電極層取出電力；和外側電極端子，該外側電極端子固定在燃料電池芯體的另一端部上且用于從外側電極層取出電力；燃料電池芯體在一個端部具有內側電極露出周面，在所述內側電極露出周面，內側電極層相對于電解質層以及外側電極層露出，并且，燃料電池芯體在一個端部的外周面上具有經由內側電極露出周面而與內側電極層電氣地連通的內側電極外周面，在另一端部的外周面上具有與外側電極層電氣地連通的外側電極外周面，內側電極端子配置成從外側在整周范圍內覆蓋內側電極外周面并與該內側電極外周面電連接；外側電極端子配置成從外側在整周范圍內覆蓋外側電極外周面并與該外側電極外周面電連接；內側電極端子以及外側電極端子具有與貫通流路連通且與外部相通的連接流路。

在這樣構成的燃料電池芯單元中，由于經由作為燃料電池芯體的外周面的內側電極外周面從內側電極端子取出內側電極層的電力，所以，與現有的燃料電池芯相比更容易取出內側電極層的電力。而且，由于管狀部分與孔嵌合，所以能夠容易地將多個燃料電池芯組裝在支撐板上，并能夠容易地形成一體的燃料電池芯組。