造。
并且，在燒結(jié)工序中的致密化過程中，因?yàn)殡姌O保護(hù)層152通過彈性片84a而被加壓，所以在彈性片84a加壓到電極層的位置上的電極保護(hù)層152的致密性被提高。由此，能夠進(jìn)一步提高彈性片84a付近的電氣導(dǎo)通路徑的導(dǎo)電性。
并且，在本實(shí)施方式中，由于粘接工序兼作致密化工序，因此能夠使制造工序簡單化。
[0111]另外，在將多個(gè)燃料電池單電池16模塊化成單電池陣列之后執(zhí)行粘接劑涂布工序時(shí)，粘接劑涂布工序成為非常費(fèi)事的作業(yè)。然而，在本實(shí)施方式中，在模塊化工序之前，能夠相對于單體狀態(tài)的燃料電池單電池16而執(zhí)行粘接劑涂布工序及粘合劑干燥工序。因此，在本實(shí)施方式中，作業(yè)不費(fèi)事，并能夠使制造工序簡單化。
[0112]另外，在本實(shí)施方式中，雖然電極保護(hù)層152兼作粘接劑，但是不局限于此，也可以進(jìn)一步使用在電極保護(hù)層152之外的粘接劑而將彈性片84a更牢固地粘接在電極保護(hù)層152。使用其他的粘接劑是在利用電極保護(hù)層152而粘接功能不充分時(shí)或電極保護(hù)層152不具有粘接功能時(shí)有效。
[0113]下面，參照圖13對集電體的固定方法的第2實(shí)施例進(jìn)行說明。
如上述所述，在第I實(shí)施例中，雖然在將多個(gè)燃料電池單電池16模塊化成單電池陣列的模塊化工序之前，相對于各燃料電池單電池16執(zhí)行了粘接劑涂布工序及粘合劑干燥工序，但是也可以在模塊化工序之后相對于單電池陣列執(zhí)行粘接劑涂布工序及粘合劑干燥工序。
[0114]S卩，在第2實(shí)施例中，如圖13所示，以模塊化工序(步驟Sll)，粘接劑涂布工序(步驟S12)、粘合劑干燥工序(步驟S13)、集電體安裝工序(步驟S14)、粘接工序(步驟S15)的順序而被執(zhí)行。
根據(jù)這種構(gòu)成，由于可以與陶瓷粘接劑的加熱工序同時(shí)執(zhí)行粘合劑干燥工序，因此可以實(shí)現(xiàn)制造工序的縮短化及節(jié)能化。
[0115]下面，參照圖14及圖15對集電體的固定方法的第3實(shí)施例進(jìn)行說明。
在第3實(shí)施例中，首先將多個(gè)燃料電池單電池16如圖8那樣模塊化成單電池陣列(圖15的步驟S21)。
接下來，如圖14(a)所示，在電極層103a，103b的表面上涂布導(dǎo)電性粘接劑151 (圖15的步驟S22)。在該粘接劑涂布工序中，將膏狀粘接劑151更厚地涂布于電極層的表面。粘接劑151是由粘合劑成分151a及導(dǎo)電性固體粉末151b組成的，與圖10所示的實(shí)施例的粘接劑相同。
但是，優(yōu)選粘接劑151具有在涂布后可以停留在電極層上程度的粘性，以便能夠更厚地涂布。因此，在第3實(shí)施例中，作為粘接劑151也可以使用與圖10的實(shí)施例不同的導(dǎo)電性粘接劑。
[0116]接下來，如圖14(b)所示，將集電體82的各集電板83a_83e相對于單電池陣列而進(jìn)行對位(參照圖14(b)的假想線)，并將各集電板壓入于單電池陣列(圖15的步驟S23)。由此，各燃料電池單電池16被插入于對應(yīng)的安裝孔84。當(dāng)各集電板被壓入至規(guī)定位置時(shí)，安裝孔84的彈性片84a則位于燃料電池單電池16的電極層103a、103b的側(cè)方(參照圖14(b)的實(shí)線)。
[0117]燃料電池單電池16由陶瓷材料形成，從而難以以較高的尺寸精度形成。因此，在多個(gè)燃料電池單電池16之間，在長度、直徑、彎曲等上產(chǎn)生不齊。因此，即使相對于單電池陣列而對集電體82進(jìn)行對位，安裝孔84也有可能會(huì)相對于對應(yīng)的燃料電池單電池16而產(chǎn)生錯(cuò)位。因此，在集電體安裝工序(步驟S23)中，在將集電體82虛裝于單電池陣列時(shí)，一部分的彈性片84a有可能會(huì)不與電極層表面接觸。例如，圖14(b)的右側(cè)的彈性片84a與電極層表面接觸，而左側(cè)的彈性片84a不與電極層表面接觸。
[0118]因此，在粘接劑涂布工序(步驟S22)中，考慮到燃料電池單電池16的尺寸誤差，而在電極層表面更厚地涂布了粘接劑151。由此，在集電體安裝工序中，能夠使與電極層表面未接觸的彈性片84a成為埋入到粘接劑151內(nèi)的狀態(tài)或是至少與粘接劑151接觸的狀
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[0119]接下來，如圖14(c)所示，加熱粘接劑151而使粘合劑成分151a干燥(圖15的步驟S24)。該干燥工序與圖10(b)所關(guān)聯(lián)而進(jìn)行說明的干燥工序相同。
通過該干燥工序，圖14(c)右側(cè)的彈性片84a在與電極層表面接觸的狀態(tài)下，其一部分被由固體粉末151b組成的電極保護(hù)層152覆蓋且被固定于電極層。另一方面，雖然圖14(c)左側(cè)的彈性片84a未與電極層表面接觸，但是介由電極保護(hù)層152而被固定于電極層。
[0120]接下來，如圖14(d)所示，執(zhí)行粘接彈性片84a和電極保護(hù)層152的粘接工序(圖15的步驟S25)。該粘接工序與圖10(d)所關(guān)聯(lián)而進(jìn)行說明的干燥工序相同。
通過該粘接工序，彈性片84a被牢固地粘接于電極層。而且，由于圖14(d)右側(cè)的彈性片84a在與電極層表面接觸的狀態(tài)下通過電極保護(hù)層152而被粘接于電極層，因此通過與電極層直接的接觸而確保了導(dǎo)通。另一方面，雖然圖14(d)左側(cè)的彈性片84a未與電極層表面接觸，但是由于介由電極保護(hù)層152而被粘接于電極層，因此能夠介由具有導(dǎo)電性的電極保護(hù)層152而確保與電極層的導(dǎo)通。
[0121 ] 如此，在第3實(shí)施例中，即使在燃料電池單電池16的尺寸誤差比較大，且在集電體安裝工序?qū)嵤┖笠徊糠謴椥云?4a未與電極層接觸的情況下，也能夠相對于電極層切實(shí)地電連接所有的彈性片84a。
另外，在固體氧化物型燃料電池裝置I的運(yùn)行時(shí)，因?yàn)榧词褂捎诩婓w82被升溫至運(yùn)行溫度而集電體82的彈性片84a的彈力下降，通過粘接也防止了彈性片84a的相對于電極層的位移，所以能夠利用電極保護(hù)層152確保彈性片84a和電極層之間的導(dǎo)通。
[0122]下面，參照圖16及圖17對集電體的固定方法的第4實(shí)施例進(jìn)行說明。
在第4實(shí)施例中，首先將多個(gè)燃料電池單電池16如圖8那樣地模塊化成單電池陣列(圖17的步驟S31)。
接下來，如圖16(a)所示，將集電體82的各集電板83a-83e相對于單電池陣列而進(jìn)行對位(參照圖16(a)的假想線)，并相對于單電池陣列壓入各集電板(圖17的步驟S32)。由此，各燃料電池單電池16被插入于對應(yīng)的安裝孔84。當(dāng)各集電板被壓入至規(guī)定位置時(shí)，則安裝孔84的彈性片84a被彈性地卡合于燃料電池單電池16的電極層103a、103b (參照圖16 (a)的實(shí)線)。
[0123]接下來，如圖16(b)所示，在各彈性片84a和電極層103a、103b之間涂布粘接劑153 (圖17的步驟S33)，使粘接劑153固化，從而粘接彈性片84a和電極層(圖17的步驟S34)。
另外，粘接劑153也可以使用在實(shí)施例1中使用的導(dǎo)電性粘接劑，也可以使用其他的導(dǎo)電性粘接劑。此刻，在集電體安裝工序(步驟S32)實(shí)施后，即使假設(shè)一部分的彈性片84a未與電極層接觸，也能夠介由粘接劑153而確保導(dǎo)通。
另外，也可以使用沒有導(dǎo)電性的粘接劑作為粘接劑153。在這種情況下，在集電體安裝工序?qū)嵤┖?，至少針對與電極層接觸的彈性片84a，能夠在該彈性片84a和電極層之間確保導(dǎo)通。
[0124]另外，在本實(shí)施方式中，在固體氧化物型燃料電池裝置I運(yùn)行時(shí)，即使由于集電體82升溫至運(yùn)行溫度而集電體82的彈性片84a的彈力下降，也能夠利用粘接劑153確保彈性片84a和電極層之間的導(dǎo)通。
如上所述，由于燃料電池單電池16的尺寸誤差比較大，因此在集電體安裝工序(步驟S32)中，即使將集電板相對于單電池陣列而進(jìn)行對位，相對于安裝孔84，對應(yīng)的燃料電池單電池16也有可能會(huì)錯(cuò)位。因此，雖然需要用比較大的按壓力而相對于單電池陣列按壓集電板，但是如果勉強(qiáng)地按壓集電板，則露出的電極層103a、103b有可能會(huì)因彈性片84a而損傷(例如電極層的剝落等)。為了防止這種損傷，考慮用更薄的板材來形成集電體82，以便減小彈性片84a的彈力。然而，如果減小彈性力，在固體氧化物型燃料電池裝置I運(yùn)行時(shí)，且在集電體82被置在高溫下時(shí)，彈性片84a的彈力則進(jìn)一步下降，有可能會(huì)導(dǎo)致彈性片84a和電極層之間的接觸被失去。
[0125]于是，在第4實(shí)施例中，通過用粘接劑153固定彈性片84a和電極層，能夠防止彈性片84a從電極層位移，且防止高溫時(shí)的彈性片84a與電極層的非接觸。因此，可以使用具有彈力被較小設(shè)定的彈性片84a的集電體82，且能夠通過由更薄的板材形成集電體82來實(shí)現(xiàn)裝置的輕量化等以降低制造成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，固體氧化物型燃料電池裝置具備:單電池陣列，由在燃料電池模塊中收容的多個(gè)燃料電池單電池組成；及集電體，與在構(gòu)成所述單電池陣列的多個(gè)燃料電池單電池的端部上形成的電極電連接，其特征在于，具備: 在所述多個(gè)燃料電池單電池的端部形成的電極上分別形成導(dǎo)電性電極保護(hù)層的工序; 模塊化工序，利用所述多個(gè)燃料電池單電池形成所述單電池陣列； 及安裝工序，相對于所述單電池陣列安裝集電體，所述集電體是形成有用于分別插入所述多個(gè)燃料電池單電池的端部的多個(gè)安裝孔的金屬板，在各安裝孔設(shè)有多個(gè)彈性片，通過相對于所述單電池陣列按壓所述集電體而將對應(yīng)的燃料電池單電池的端部插入于所述集電體的各安裝孔，并通過所述彈性片的彈力而相對于所述單電池陣列安裝所述集電體， 所述電極保護(hù)層構(gòu)成為防止在所述安裝工序中因所述彈性片的接觸而所述電極損傷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，其特征在于， 在所述安裝工序之后， 還具備粘接所述彈性片和所述電極保護(hù)層的粘接工序。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，其特征在于，所述電極保護(hù)層具有粘接所述彈性片和所述電極的功能。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，其特征在于， 所述電極保護(hù)層是通過加熱來發(fā)揮粘接功能的， 所述固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法包括為了執(zhí)行規(guī)定的處理而加熱所述單電池陣列的加熱工序， 所述加熱工序兼作所述粘接工序的對所述電極保護(hù)層的加熱。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，其特征在于，所述電極保護(hù)層的粘接功能通過在因加熱而所述電極保護(hù)層的至少一部分具有流動(dòng)性之后進(jìn)行固化而被發(fā)揮。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，其特征在于， 所述電極保護(hù)層含有顆粒狀的導(dǎo)電性材料， 所述粘接工序是使所述顆粒狀的導(dǎo)電性材料燒結(jié)的工序。
【專利摘要】本發(fā)明提供固體氧化物型燃料電池裝置的制造方法，可防止燃料電池單電池的電極損壞，確保燃料電池單電池和集電體之間的電連接。具備：在形成于多個(gè)燃料電池單電池(16)的端部的電極上分別形成導(dǎo)電性電極保護(hù)層(152)的工序；模塊化工序，形成單電池陣列；及安裝工序，相對于單電池陣列安裝集電體(82)，集電體(82)是形成有用于分別插入多個(gè)燃料電池單電池(16)端部的多個(gè)安裝孔(84)的金屬板，在各安裝孔(84)設(shè)有多個(gè)彈性片(84a)，在集電體(82)的各安裝孔(84a)中插入對應(yīng)的燃料電池單電池(16)的端部，利用彈性片(84a)的彈力而相對于單電池陣列安裝集電體(82)，電極保護(hù)層(152)構(gòu)成為防止在安裝工序中因彈性片的接觸而損傷電極。
【IPC分類】H01M8/24, H01M8/12, H01M8/02
【公開號】CN104900899
【申請?zhí)枴緾N201510101173
【發(fā)明人】田中修平, 渡邉直樹, 井坂暢夫, 佐藤真樹, 星子琢也, 籾山大, 安藤茂, 岡本修, 端山潔, 古屋正紀(jì), 柿沼保夫
【申請人】Toto株式會(huì)社
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月6日
【公告號】EP2916379A1, US20150255825