導電部件、蓄電池組以及電化學組件、電化學裝置制造方法
【專利摘要】提供能夠利用覆蓋層覆蓋導電基體的凹槽的導電部件、蓄電池組以及電化學組件、電化學裝置。該導電部件包括由含有Cr的合金構(gòu)成的導電基體(41)、以及隔著氧化鉻(14)覆蓋該導電基體(41)的表面的覆蓋層(43)，導電基體(41)具有從表面朝向內(nèi)部延伸的凹槽(15)，在該凹槽(15)的內(nèi)部填埋有氧化鉻(14)，利用覆蓋層(43)覆蓋填埋在凹槽(15)內(nèi)的氧化鉻(14)的表面。
【專利說明】導電部件、蓄電池組以及電化學組件、電化學裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導電基體的表面被覆蓋層覆蓋的導電部件、蓄電池組以及電化學組件、電化學裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，公知有使用燃料氣體(含氫氣體)與含氧氣體(空氣等)作為新型能源、例如在600?1000°C的高溫下發(fā)電的固體氧化物式的燃料電池單體。并且，公知多個該燃料電池單體經(jīng)由集電部件以串聯(lián)的方式電連接而成的蓄電池組(例如，參照專利文獻I)。
[0003]在該專利文獻I中，由于集電部件需要耐熱性，因此，使用在由含Cr的合金構(gòu)成的集電基板的表面覆蓋用于減少Cr的擴散的覆蓋層的集電部件。集電基板以利用沖裁加工所產(chǎn)生的剪切力通過切斷等形成為規(guī)定形狀的方式被加工。然后，通過浸潰法、濺射法等將覆蓋層覆蓋在集電基板的表面上，由此構(gòu)成集電部件。
[0004]在先技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2005-339904號公報
[0007]然而，以往，在對集電基板進行沖裁加工時，存在因產(chǎn)生于集電基板的剪切力而產(chǎn)生從集電基板的側(cè)面朝向內(nèi)部延伸的凹槽(裂紋)的情況。該凹槽的開口大且深，導致難以在凹槽的內(nèi)表面整體形成覆蓋層，因此，在集電基板的表面的覆蓋層存在基于凹槽的開口部，擔心集電基板以該覆蓋層的開口部作為起點開始氧化，耐熱性逐漸降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]本發(fā)明的目的在于提供能夠利用覆蓋層覆蓋導電基體的凹槽的集電部件、蓄電池組以及電化學組件、電化學裝置。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的導電部件的特征在于，該導電部件包括由含有Cr的合金構(gòu)成的導電基體、以及隔著氧化鉻覆蓋該導電基體的表面的覆蓋層，所述導電基體具有從表面朝向內(nèi)部延伸的凹槽，在該凹槽的內(nèi)部填埋有所述氧化鉻，利用所述覆蓋層覆蓋填埋在所述凹槽內(nèi)的所述氧化鉻的表面。
[0012]本發(fā)明的蓄電池組的特征在于，該蓄電池組通過利用上述導電部件電連接多個電化學單電池而成。
[0013]另外，本發(fā)明的電化學組件的特征在于，該電化學組件通過將上述蓄電池組收納于收納容器內(nèi)而成。
[0014]此外，本發(fā)明的電化學裝置的特征在于，該電化學裝置通過將上述電化學組件、用于使該電化學組件工作的輔機收納于外裝殼體內(nèi)而構(gòu)成。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明的導電部件，導電基體的凹槽的內(nèi)部由氧化鉻填埋，填埋在該凹槽內(nèi)的氧化鉻的表面以及導電基體的表面由覆蓋層覆蓋。由此，能夠利用覆蓋層覆蓋導電基體的凹槽，能夠抑制由凹槽造成的耐熱性的降低。因此，通過將這樣的導電部件使用于蓄電池組、電化學組件以及電化學裝置，能夠提高長期可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是示出蓄電池組裝置的圖，(a)是側(cè)視圖，(b)是放大示出(a)的一部分的剖視圖。
[0018]圖2是截取示出圖1的燃料電池用集電部件的立體圖。
[0019]圖3的(a)是從A-A線觀察圖2所示的燃料電池用集電部件時的側(cè)視圖，(b)是圖2所示的燃料電池用集電部件的B-B線剖視圖。
[0020]圖4的(a)是放大示出圖3(b)所示的燃料電池用集電部件的集電片的放大剖視圖，(b)是(a)的C-C線剖視圖，(C)是放大示出(a)的凹槽部分的放大剖視圖，(d)是使沖裁壓力比(C)高而使凹槽的厚度變短的情況的放大剖視圖。
[0021]圖5是示出燃料電池用集電部件的制造工序的前半部分的說明圖。
[0022]圖6是示出燃料電池用集電部件的制造工序的后半部分的說明圖。
[0023]圖7是示出圖1所示的蓄電池組裝置中的燃料電池單體與燃料電池用集電部件的接合狀態(tài)的縱剖視圖。
[0024]圖8是分解示出將圖1所示的蓄電池組裝置收納于收納容器而成的燃料電池組件的外觀立體圖。
[0025]圖9是示出將圖8所示的燃料電池組件收納于外裝殼體而成的燃料電池裝置的立體圖。

【具體實施方式】
[0026]首先，使用圖1對具備燃料電池用集電部件作為導電部件的蓄電池組裝置進行說明。蓄電池組裝置I具有固體氧化物式的燃料電池單體3。該燃料電池單體3具備:導電性支承體7，其在內(nèi)部具有氣體流路12，并具有一對對置的主面而使整體看上去呈柱狀；以及發(fā)電部，其通過在該導電性支承體7的一方的主面上依次配置作為內(nèi)側(cè)電極層的燃料電極層8、固體電解質(zhì)層9以及作為外側(cè)電極層的氧電極層10而成。在導電性支承體7的另一方的主面配置中繼連接器11，構(gòu)成柱狀(中空平板狀)的燃料電池單體3。
[0027]并且，將多個這些燃料電池單體3排成一列，在鄰接的燃料電池單體3之間配置燃料電池用集電部件(導電部件)4 (以下，簡稱為集電部件4)，從而構(gòu)成將燃料電池單體3彼此以串聯(lián)的方式電連接而成的蓄電池組2。
[0028]燃料電池單體3與集電部件4通過導電性接合件13而接合，由此，經(jīng)由集電部件4將多個燃料電池單體3電接合以及機械接合，從而構(gòu)成蓄電池組2，詳情后述。
[0029]另外，也可以在中繼連接器11的外表面形成P型半導體層(未圖示)。通過經(jīng)由P型半導體層將集電部件4連接于中繼連接器11，由此兩者的接觸成為歐姆接觸，能夠減少電位下降。該P型半導體層也可以設(shè)置在氧電極層10的外表面。
[0030]構(gòu)成蓄電池組2的各燃料電池單體3的下端部通過玻璃等密封材料(未圖示)而固定于氣罐6，由此，能夠經(jīng)由設(shè)置在燃料電池單體3的內(nèi)部的氣體流路12將氣罐6的燃料氣體供給至燃料電池單體3的燃料電極層8。
[0031]在圖1所示的蓄電池組裝置I中，含氫氣體作為燃料氣體在燃料電池單體3的氣體流路12的內(nèi)部流動，并且，含氧氣體(空氣)在配置于燃料電池單體3的外偵M寺別是配置于燃料電池單體3之間的集電部件4的內(nèi)部空間流動。由此，從氣罐6向燃料電極層8供給燃料氣體，向氧電極層10供給含氧氣體，從而進行燃料電池單體3的發(fā)電。
[0032]蓄電池組裝置I構(gòu)成為以從燃料電池單體3的排列方向X的兩端隔著集電部件4夾持蓄電池組2的方式配置有能夠彈性變形的導電性的夾持部件5，該夾持部件5的下端部固定于氣罐6。夾持部件5具有:平板部5a，其設(shè)置為位于蓄電池組2的兩端；以及電流引出部5b，其呈沿著燃料電池單體3的排列方向X朝向外側(cè)延伸的形狀，用于引出因蓄電池組2(燃料電池單體3)的發(fā)電而產(chǎn)生的電流。
[0033]以下，對構(gòu)成圖1的燃料電池單體3的各部件進行說明。
[0034]燃料電極層8能夠使用一般公知的燃料電極層，能夠利用多孔質(zhì)的導電性陶瓷、例如固溶有稀土類元素氧化物的ZrO2 (稱作穩(wěn)定性氧化鋯)、Ni以及/或者N1構(gòu)成。
[0035]固體電解質(zhì)層9具有作為將電極之間的電子橋接的電解質(zhì)的功能，同時，為了防止燃料氣體與含氧氣體的泄漏而需要具有氣體切斷性，該固體電解質(zhì)層9由固溶有3?15摩爾％的稀土類元素(稀土類元素氧化物)的ZrO2構(gòu)成。此外，只要具有上述特性，也可以使用其他材料等構(gòu)成。
[0036]氧電極層10只要是一般使用的氧電極層即可，對其沒有特別限制，例如，能夠利用由所謂的八803型的鈣鈦礦型復合氧化物構(gòu)成的導電性陶瓷構(gòu)成。氧電極層10需要具有氣體穿透性，開孔率能夠設(shè)為20%以上、特別是30?50%的范圍。氧電極層10例如能夠使用在B位點存在Mn、Fe、Co等的錳酸鍶鑭(LaSrMnO3)、鐵酸鍶鑭(LaSrFeO3)、鈷酸鍶鑭(LaSrCoO3)等的至少一種。
[0037]中繼連接器11雖能夠由導電性陶瓷構(gòu)成，但由于與燃料氣體(含氫氣體)以及含氧氣體(空氣等)接觸，因此中繼連接器11需要具有耐還原性以及耐氧化性，能夠使用鉻酸鑭(LaCrO3)。為了防止在存在于導電性支承體7的多個氣體流路12中流通的燃料氣體、以及在導電性支承體7的外側(cè)流通的含氧氣體的泄漏，中繼連接器11必需采用致密材質(zhì)，優(yōu)選相對密度為93%以上、特別是95%以上。
[0038]為了使燃料氣體穿透至燃料電極層8，導電性支承體7需要是氣體穿透性的，此夕卜，為了經(jīng)由中繼連接器11進行集電，導電性支承體7需要是導電性的。因此，作為導電性支承體7，需要使用滿足所涉及的要求的材質(zhì)，例如，能夠使用導電性陶瓷、金屬陶瓷等。
[0039]需要說明的是，在制作燃料電池單體3的過程中，在通過與燃料電極層8或者固體電解質(zhì)層9同時燒制來制作導電性支承體7的情況下，能夠利用鐵系金屬成分與指定稀土類元素氧化物構(gòu)成導電性支承體7。另外，為了具備氣體穿透性，導電性支承體7的開孔率為30%以上、特別優(yōu)選35?50%的范圍，另外，導電性支承體7的導電率也可以設(shè)為50S/cm以上，也可以進一步設(shè)為300S/cm以上、440S/cm以上。
[0040]此外，作為P型半導體層(未圖示)，能夠例示由過渡金屬鈣鈦礦型氧化物構(gòu)成的層。具體而言，能夠使用與構(gòu)成中繼連接器11的鉻酸鑭相比電子傳導性較大的材料，例如，能夠使用由在B位點存在Mn、Fe、Co等的錳酸鍶鑭(LaSrMnO3)、鐵酸鍶鑭(LaSrFeO3)、鈷酸鍶鑭(LaSrC0O3)等的至少一種構(gòu)成的P型半導體陶瓷。這樣的P型半導體層的厚度一般優(yōu)選設(shè)為30?100 μ m的范圍。
[0041 ] 導電性接合件13接合燃料電池單體3與集電部件4，能夠使用導電性陶瓷等構(gòu)成。作為導電性陶瓷，能夠使用與構(gòu)成氧電極層10的導電性陶瓷相同的材料，若由與氧電極層10相同的成分構(gòu)成，則氧電極層10與導電性接合件13的接合強度增高，故而優(yōu)選。
[0042]具體而言，能夠使用LaSrCoFe03、LaSrMn03、LaSrCoO3等。既可以使用單一的材料制作這些材料，也可以組合兩種以上來制作導電性接合件13。
[0043]另外，導電性接合件I3既可以由粒徑不同的不同種類材料構(gòu)成，也可以由粒徑相同的不同種類材料構(gòu)成。此外，既可以由粒徑不同的同一材料構(gòu)成，也可以由粒徑相同的同一材料構(gòu)成。在使用不同粒徑的情況下，優(yōu)選將細粒的粒徑設(shè)為0.1?0.5 μ m,將粗粒的粒徑設(shè)為1.0?3.0 μ m。另外，在以相同的粒徑構(gòu)成導電性接合件13的情況下，優(yōu)選粒徑設(shè)為 0.5 ?3 μ m。
[0044]這樣，通過使用不同粒徑的材料制作導電性接合件13，粒徑大的粗粒能夠提高導電性接合件13的強度，并且粒徑小的細粒能夠提高導電性接合件13的燒結(jié)性。
[0045]接下來，使用圖2?圖4對集電部件4進行說明。圖2所示的集電部件4以如下部件作為一組單元:多個第一集電片4a，其與鄰接的一方的燃料電池單體3接合；多個第二集電片4b，其與鄰接的另一方的燃料電池單體3接合；第一連結(jié)部4c，其將多個第一集電片4a以及多個第二集電片4b的一端彼此連結(jié)起來；以及第二連結(jié)部4d，其將多個第一集電片4a以及多個第二集電片4b的另一端彼此連結(jié)起來。并且，多組所述單元通過利用導電性連結(jié)片4e沿燃料電池單體3的長邊方向連結(jié)而構(gòu)成。第一集電片4a以及第二集電片4b示出與燃料電池單體3接合的部位，這些部位成為通過燃料電池單體3而獲取電力的集電部4f。另外，在第一集電片4a與第二集電片4b之間設(shè)置供含氧氣體通過的空間。
[0046]在燃料電池單體3中，如上所述，燃料電極層8與氧電極層10隔著固體電解質(zhì)層9對置的部位成為進行發(fā)電的部位。因此，在高效地使在燃料電池單體3的發(fā)電部進行發(fā)電而得到的電流集電時，集電部件4的沿著燃料電池單體3的長邊方向的長度可以在燃料電池單體3中的氧電極層10的長邊方向上的長度以上。集電部件4的構(gòu)造不限定于此。
[0047]由于集電部件4在蓄電池組裝置I工作時暴露于高溫的氧化環(huán)境氣，因此，在集電基板(導電基體)41的表面整體形成有覆蓋層43，由此，能夠減少集電部件4的劣化。需要說明的是，在圖2、圖3(a)中，省略覆蓋層43，在圖4中，示出在集電基板41的表面整體形成有覆蓋層43的狀態(tài)，省略了表示集電基板41的剖面的斜線。
[0048]由于集電部件4需要具有耐熱性以及高溫的氧化性環(huán)境氣中的導電性，因此，集電基板41例如能夠由合金制作。特別是，由于集電部件4暴露于高溫的氧化環(huán)境氣，因此，集電基板41由以4?30質(zhì)量％的比例含有Cr的合金構(gòu)成。集電基板41例如能夠由Fe-Cr系的合金或N1-Cr系的合金等制作。集電基板41是高溫用(600?1000°C )的導電基體。
[0049]另外，為了減少集電基板41的Cr向燃料電池單體3擴散的情況，作為覆蓋層43，能夠使用Zn的氧化物、或者含有La以及Sr的鈣鈦礦型復合氧化物等。覆蓋層43只要能夠減少Cr的擴散即可，也可以采用上述材料以外的材料。
[0050]如圖3所不,第一集電片4a以及第二集電片4b具有:第一表面4g,其相對于燃料電池單體3的排列方向X以不同角度交叉；第二表面4h以及第三表面4i，其與燃料電池單體3的排列方向X平行地形成。換言之，第一集電片4a以及第二集電片4b具有與燃料電池單體3對置的第一表面4g、以及與第一表面4g的兩側(cè)相鄰的第二表面4h以及第三表面4i。該第二表面4h以及第三表面4i是集電基板41的側(cè)面。
[0051]并且，在第一集電片4a以及第二集電片4b的第二表面4h以及第三表面4i形成有多個凹槽15，在這些凹槽15內(nèi)填埋有氧化鉻14。換言之，在利用沖裁加工時的剪切力被切斷而沿厚度方向形成的面(側(cè)面)上形成有裂紋狀的凹槽15，在這些凹槽15內(nèi)填充有氧化鉻14。該氧化鉻14通過在進行集電基板41的熱處理時，將從集電基板41內(nèi)部向集電基板41的凹槽15的表面擴散的Cr氧化而形成。
[0052]如圖3(b)、圖4(c)所示，凹槽15以集電基板41的厚度方向(排列方向x)上的內(nèi)壁面抵接的程度而大致閉合，即便開口，也是厚度W窄的面狀的空間，凹槽15的內(nèi)部形成為尖端變細形狀，在凹槽15內(nèi)大致填滿氧化鉻14，凹槽15大致埋設(shè)有氧化鉻14。
[0053]利用圖4(c)進行說明，凹槽15在集電基板41的厚度方向的剖面(剖視集電基板41時)具備:凹部15a，其形成于集電基板41的側(cè)面?zhèn)鹊暮穸却螅灰约傲鸭y15b，其呈線狀從該凹部15a朝向集電基板41的內(nèi)部延伸，且厚度比凹部15a的厚度小，并且，填埋在凹部15a內(nèi)的氧化鉻14的表面凹陷，覆蓋層43的氧化鉻14 一側(cè)的面的一部分陷入該凹陷的部分中。覆蓋層43覆蓋凹部15a內(nèi)的氧化鉻14表面整體。
[0054]另外，如圖4(d)所示，氧化鉻14埋設(shè)在以對置的凹槽15的內(nèi)壁面抵接的程度而閉合的面狀的空間內(nèi)，在集電基板41的厚度方向的剖面中，存在多個氧化鉻14的塊看起來呈線狀斷續(xù)存在的情況。若在集電基板41的厚度方向的剖面觀察，則一個一個氧化鉻14的塊并非球狀，而是看起來呈橢圓狀或者棒狀。
[0055]通過使沖裁所帶來的加壓力比圖4(c)的情況大，能夠?qū)崿F(xiàn)圖4(d)的構(gòu)造。凹槽15內(nèi)的氧化鉻14構(gòu)成為在集電基板41的厚度方向的剖面中存在于形成在集電基板41的側(cè)面?zhèn)鹊陌疾?5a內(nèi)，并且從該凹部15a朝向集電基板41的內(nèi)部呈線狀斷續(xù)存在。填埋在凹部15a內(nèi)的氧化鉻14的表面凹陷，覆蓋層43的氧化鉻14 一側(cè)的面的一部分陷入該凹陷的部分。覆蓋層43覆蓋凹部15a內(nèi)的氧化鉻14表面整體。
[0056]朝向集電基板41的內(nèi)部呈線狀斷續(xù)存在指的是，直線狀或曲線狀均可，另外，以構(gòu)成凹槽15的內(nèi)壁面抵接的程度而大致閉合，在該大致閉合的部分中，看起來不存在氧化鉻14，且氧化鉻14的塊看起來斷續(xù)存在。
[0057]在距離集電基板41的側(cè)面20 μ m以上的內(nèi)部的凹槽15內(nèi)沒有配置構(gòu)成覆蓋層43的材料。即，在距離集電基板41的側(cè)面20 μ m以上的內(nèi)部的凹槽15內(nèi)存在有氧化鉻14，覆蓋層43覆蓋凹槽15的凹部15a內(nèi)的氧化鉻14的表面整體。需要說明的是，距離集電基板41的側(cè)面20 μ m以上的內(nèi)部指的是，在集電基板41的厚度方向的剖面中，距離將集電基板41的凹槽15的上下側(cè)面之間連結(jié)起來的直線20 μ m以上的內(nèi)部。
[0058]在圖4中，凹槽15從構(gòu)成集電基板41的側(cè)面的第二表面4h、第三表面4i朝向與第一表面4g相反的一側(cè)斜向設(shè)置。
[0059]凹槽15以5?30 μ m的深度(圖4(a)所示的L)從集電部4f的第二表面4h、第三表面4i朝向內(nèi)部設(shè)置，凹槽15的凹部15a閉合，或者即便開口，也設(shè)為I?5 μ m的厚度(開口寬度:圖4所示的W)。由此,如后所述,氧化鉻14容易填充,能夠利用覆蓋層43覆蓋集電基板41的凹槽15，能夠利用覆蓋層43無間隙地覆蓋集電基板41的表面整體。由此，能夠抑制從集電部件4的凹槽15開始的氧化，提高耐熱性。
[0060]由于集電基板41、氧化鉻14、覆蓋層43的熱膨脹系數(shù)依次變小，此外，由于在凹槽15內(nèi)也存在構(gòu)成氧化鉻14的材料，因此能夠抑制覆蓋層43從集電基板41剝離。
[0061]接下來，對集電部件4的制作方法進行說明。如圖5(a)所示，在具備下模19al與上模19bl的沖裁加工機的下模19al上載置一張呈矩形狀的厚度0.1?Imm的板狀的集電基板41。之后，通過使上模19bl下降而如圖5(b)所示那樣形成沿集電基板41的寬度方向延伸的狹縫。將形成狹縫的形狀的上模19bl插入到挖成狹縫部分的下模19al的孔內(nèi)，利用剪切力在集電基板41上形成狹縫。此時，如圖5(c)所示，有時利用剪切力在集電基板41的側(cè)面(第一集電片4a、第二集電片4b的第二表面4h、第三表面4i)斜向形成楔形的凹槽15。
[0062]并且，如圖6(d)所示，通過利用下模19a2與上模19b2夾持并按壓集電基板41的主面?zhèn)?，如圖6 (e)所示，楔形的凹槽15的開口部變窄，能夠形成厚度小的裂紋狀的凹槽15。SP，利用剪切力而形成的凹槽15具有:凹部15a，其是在集電基板41的側(cè)面?zhèn)染哂幸欢ê穸鹊拇箝_口 ；以及裂縫狀的裂紋15b，其厚度隨著從凹部15a朝向內(nèi)部側(cè)而比凹部15a小。此時，通過使用將集電基板41的角部壓圓的下模19a2與上模19b2進行加壓，能夠?qū)⒓娀?1的角部壓圓，能夠容易地在該部分形成覆蓋層43。
[0063]之后，例如在大氣中以500?1000°C對集電基板41進行0.5?5小時熱處理，在集電基板41的表面形成層狀的氧化鉻14，并且如圖6(f)所示，在凹槽15的內(nèi)表面析出氧化鉻14，凹槽15的內(nèi)部被氧化鉻14填埋。需要說明的是，能夠利用集電基板41的熱處理條件控制凹槽15內(nèi)的氧化鉻14的填充程度。即，若凹槽15的尺寸是相同的，通過提高熱處理溫度或者延長熱處理時間，能夠使鉻從集電基板41擴散至集電基板41表面，能夠生成大量的氧化鉻14，能夠在凹槽15內(nèi)填充氧化鉻14。
[0064]另外，通過調(diào)整圖6 (d)所示的、由下模19a2與上模19b2產(chǎn)生的加壓力，能夠調(diào)整凹槽15的厚度。即，能夠通過提高沖裁壓力來減小凹槽15的厚度，使凹槽15內(nèi)容易被氧化鉻14埋設(shè),例如，能夠形成圖4(d)所示的構(gòu)造。沖裁壓力例如能夠設(shè)為I?100kg/mm2。
[0065]通過控制下模19a2與上模19b2產(chǎn)生的加壓力，并控制熱處理條件，凹槽15內(nèi)不會由氧化鉻14完全埋設(shè)，能夠以從集電基板41的凹槽15的表面略微凹陷的方式形成氧化鉻14。在該方式中，構(gòu)成覆蓋層43的材料配置于氧化鉻14的凹陷處，能夠抑制覆蓋層43從集電基板41剝離。需要說明的是，通過控制下模19a2與上模19b2產(chǎn)生的加壓力，并控制熱處理條件，能夠?qū)⒀趸t14形成至與集電基板41的表面大致相同的位置，或者能夠以從集電基板41的表面略微凸出的方式形成氧化鉻14。
[0066]之后，如圖6(g)所示，例如通過濺射法在集電基板41表面(詳細地說是氧化鉻14的表面)、以及填埋在凹槽15中的氧化鉻14的表面形成覆蓋層43，由此能夠構(gòu)成集電部件4。
[0067]在凹槽15的開口部寬且淺的情況下，開口部的厚度不會因集電基板41的主面的加壓而進一步變小，由于開口部寬，因此，能夠通過濺射法等利用覆蓋層43覆蓋凹槽15內(nèi)的氧化鉻14。相反，在凹槽15的開口部寬且深的情況下，凹槽15的內(nèi)部側(cè)的厚度因沖裁而變小，凹槽15的內(nèi)部側(cè)填充氧化鉻14，凹槽15的開口部能夠通過濺射法等利用覆蓋層43覆蓋凹槽15內(nèi)的氧化鉻14。此外，在凹槽15的開口部窄的情況下，能夠利用覆蓋層43覆蓋凹槽15的開口部。
[0068]需要說明的是，圖5(c)、圖6(d)?(g)雖是剖視圖，但刪除了集電基板41、覆蓋層43中的斜線。另外，雖在集電基板41表面整體形成氧化鉻14，但在圖6(f)、(g)中，僅記載有凹槽15的氧化鉻14。
[0069]另外，在圖6(d)的工序中，如6(e)?(g)所示，能夠?qū)⒓娀?1的角部壓圓，能夠容易地在集電基板41的整周形成覆蓋層。
[0070]接下來，使用圖7對集電部件4與燃料電池單體3之間的基于導電性接合件13的接合狀態(tài)進行說明。
[0071]如圖7所示，集電部件4與燃料電池單體3經(jīng)由導電性接合件13而接合。換句話說，集電部件4與燃料電池單體3通過導電性接合件13而電連接且機械式連接。導電性接合件13設(shè)置為覆蓋集電部4f的第一表面4g、第二表面4h以及第三表面4i,位于第二表面4h以及第三表面4i的導電性接合件13設(shè)置為在其所分別接合的燃料電池單體3的一側(cè)較多。另外，也可以將導電性接合件13設(shè)置為通過覆蓋集電部件4的整周而完全覆蓋集電部4f。需要說明的是，在圖7中省略了覆蓋層43的記載。
[0072]S卩，在圖7中，導電性接合件13為了將燃料電池單體3與集電部件4接合起來而配置，在燃料電池單體3的氧電極層10側(cè)設(shè)置于氧電極層10的整面范圍內(nèi)。在燃料電池單體3的中繼連接器11側(cè)，導電性接合件13設(shè)置于中繼連接器11的整面范圍內(nèi)。需要說明的是，也可以僅在氧電極層10或中繼連接器11的一部分設(shè)置導電性接合件13來接合集電部件4與燃料電池單體3。
[0073]接下來，使用圖8對將蓄電池組裝置I收納于收納容器21內(nèi)而成的燃料電池組件20進行說明。
[0074]為了獲得在燃料電池單體3中使用的燃料氣體，圖8所示的燃料電池組件20通過在蓄電池組2的上方配置用于將天然氣或煤油等原燃料改性而生成燃料氣體的改性器22而構(gòu)成。并且，由改性器22生成的燃料氣體經(jīng)由氣體流通管23供給至氣罐6，經(jīng)由氣罐6供給至設(shè)置在燃料電池單體3的內(nèi)部的氣體流路12。
[0075]需要說明的是，在圖8中示出拆下收納容器21的一部分(前后面)，且向后方取出收納于內(nèi)部的蓄電池組裝置I以及改性器22后的狀態(tài)。這里，在圖8所示的燃料電池組件20中，能夠?qū)⑿铍姵亟M裝置I以滑動的方式收納于收納容器21內(nèi)。
[0076]另外，在圖8中，設(shè)置于收納容器21的內(nèi)部的含氧氣體導入部件24配置在與氣罐6并置的一對蓄電池組2之間，并且構(gòu)成為以含氧氣體與燃料氣體的流動相配合地在燃料電池單體3的側(cè)方從下端部側(cè)朝向上端部側(cè)流動的方式向燃料電池單體3的下端部側(cè)供給含氧氣體。并且，通過使從燃料電池單體3的氣體流路12排出、沒有使用于發(fā)電的剩余的燃料氣體(燃料廢氣)在燃料電池單體3的上端部的上方燃燒，能夠有效地使蓄電池組2的溫度上升，能夠加快蓄電池組裝置I的起動。另外，通過在燃料電池單體3的上端部的上方使從燃料電池單體3的氣體流路12排出且沒有使用于發(fā)電的燃料氣體燃燒，能夠?qū)ε渲迷谛铍姵亟M2的上方的改性器22進行加熱。由此，能夠在改性器22高效地進行改性反應。
[0077]接下來，使用圖9對將燃料電池組件20與用于使燃料電池組件20工作的輔機(未圖示)收納于外裝殼體而成的燃料電池裝置25進行說明。
[0078]圖9所示的燃料電池裝置25構(gòu)成為，利用分隔板28將由支柱26與外裝板27構(gòu)成的外裝殼體內(nèi)上下劃分，將其上方側(cè)作為收納上述的燃料電池組件20的組件收納室29，將下方側(cè)作為收納用于使燃料電池組件20工作的輔機的輔機收納室30。需要說明的是，省略收納于輔機收納室30的輔機。
[0079]另外，在分隔板28設(shè)置有用于使輔機收納室30的空氣向組件收納室29側(cè)流動的空氣流通口 31，在構(gòu)成組件收納室29的外裝板27的一部分設(shè)置有用于排出組件收納室29內(nèi)的空氣的排氣口 32。
[0080]以上，詳細說明了本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述的實施方式，能夠在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進行各種變更、改進等。
[0081]例如，在上述方式中，以蓄電池組裝置I的燃料電池用集電部件4作為本發(fā)明的導電部件進行了說明，但本發(fā)明的導電部件不限定為燃料電池用，也可以為在高溫的氧化性環(huán)境氣中使用的用途，例如能夠使用于氧傳感器用的導電部件。
[0082]另外，在上述方式中，對燃料電池單體、燃料電池組件以及燃料電池裝置進行了說明，但本發(fā)明不限定于此，也能夠應用于通過向電解電池付與水蒸氣與電壓而對水蒸氣(水)進行電解、由此生成氫與氧(O2)的電解電池(SOEC)、具備該電解電池的電解組件以及電解裝置。
[0083]附圖標記說明
[0084]1:蓄電池組裝置
[0085]2:蓄電池組
[0086]3:燃料電池單體
[0087]4:集電部件
[0088]6:氣罐
[0089]13:導電性接合件
[0090]14:氧化鉻
[0091]15:凹槽
[0092]15a:凹部
[0093]15b:裂紋
[0094]20:燃料電池組件
[0095]21:收納容器
[0096]25:燃料電池裝置
[0097]41:集電基板
[0098]43:覆蓋層
【權(quán)利要求】
1.一種導電部件，其特征在于， 該導電部件包括由含有Cr的合金構(gòu)成的導電基體、以及隔著氧化鉻覆蓋該導電基體的表面的覆蓋層，所述導電基體具有從表面朝向內(nèi)部延伸的凹槽，在該凹槽的內(nèi)部填埋有所述氧化鉻，利用所述覆蓋層覆蓋填埋在所述凹槽內(nèi)的所述氧化鉻的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導電部件，其特征在于， 在剖視所述導電基體時，所述導電部件具備存在于所述導電基體的表面?zhèn)鹊陌疾俊⒁约皬脑摪疾砍蛩鰧щ娀w的內(nèi)部呈線狀延伸的裂紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導電部件，其特征在于， 填埋在所述凹部內(nèi)的所述氧化鉻的表面凹陷，所述覆蓋層的所述氧化鉻一側(cè)的面的一部分陷入該凹陷的部分中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導電部件，其特征在于， 在剖視所述導電基體時，所述氧化鉻存在于所述導電基體的表面?zhèn)鹊陌疾績?nèi)，并且從該凹部朝向所述導電基體的內(nèi)部呈線狀斷續(xù)存在，填埋在所述凹部內(nèi)的所述氧化鉻的表面凹陷，所述覆蓋層的所述氧化鉻一側(cè)的面的一部分陷入該凹陷的部分中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的導電部件，其特征在于， 在距離所述導電基體的表面20μπι以上的內(nèi)部的所述凹槽內(nèi)，不存在構(gòu)成所述覆蓋層的材料。
6.一種蓄電池組，其特征在于， 該蓄電池組通過利用權(quán)利要求1?5中任一項所述的導電部件電連接多個電化學單電池而構(gòu)成。
7.一種電化學組件，其特征在于， 該電化學組件通過將權(quán)利要求6所述的蓄電池組收納于收納容器內(nèi)而構(gòu)成。
8.一種電化學裝置，其特征在于， 該電化學裝置通過將權(quán)利要求7所述的電化學組件、用于使該電化學組件工作的輔機收納于外裝殼體內(nèi)而構(gòu)成。
【文檔編號】H01M8/04GK104321917SQ201380023722
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】東昌彥 申請人:京瓷株式會社