[发明专利]燃料电池堆和燃料电池堆的制造方法

说明书

提高密封构件对于燃料室或者空气室的密封性。燃料电池堆包括多个发电单位并利用多个连结构件相连结。各发电单位包括单元电池和通过被其他的两个构件夹持而将燃料室和空气室中的一者密封的密封构件。至少1个发电单位所包含的密封构件的与其他的两个构件中的任一者相对的表面的表面粗糙度Ra为3.0μm以下。

技术领域

利用本说明书公开的技术涉及一种燃料电池堆。

背景技术

固体氧化物型燃料电池(以下也称作“SOFC”)通常以包括在规定的方向(以下也称作“排列方向”)上排列配置的多个发电单位的燃料电池堆的形态进行使用。燃料电池堆利用沿着上述排列方向延伸的多个连结构件(例如螺栓)相连结。

发电单位是发电的最小单位，其具备包括电解质层以及隔着电解质层在上述排列方向上彼此相对的空气极和燃料极的单元电池。发电单位还具备密封构件，该密封构件用于密封面向空气极的空气室(例如参照专利文献1)。密封构件是形成有构成空气室的通孔的框架形状的构件，其例如由云母形成。通过密封构件在上述排列方向上被其他的两个构件夹持，从而密封空气室。通过使用密封构件，从而利用比较简单且低成本的结构实现了空气室的密封。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－210423号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述以往的技术中，存在无法利用密封构件充分地抑制自空气室的气体泄漏、不能获得充分的密封性这样的问题。若得不到充分的密封性，则例如由于高温的气体泄漏而导致热利用效率下降，燃料电池堆的总体效率下降，因此并不理想。另外，该问题并不限于发电单位具备用于密封空气室的密封构件的结构，对于发电单位具备用于密封面向燃料极的燃料室的密封构件的结构也是共同的问题。此外，该问题并不限于SOFC，对于其他类型的燃料电池也是共同的问题。

在本说明书中，公开了能够解决上述问题的技术。

用于解决问题的方案

本说明书所公开的技术例如能够作为以下的方式来实现。

(1)本说明书所公开的燃料电池堆包括在第1方向上排列配置的多个发电单位和沿着所述第1方向延伸的多个连结构件，该燃料电池堆利用所述多个连结构件相连结，该燃料电池堆的特征在于，各所述发电单位包括：单元电池，其包含电解质层以及隔着所述电解质层在所述第1方向上彼此相对的空气极和燃料极；以及密封构件，其形成有构成面向所述燃料极的燃料室和面向所述空气极的空气室中的一者的通孔，该密封构件通过在所述第1方向上被其他的两个构件夹持而将所述燃料室和所述空气室中的所述一者密封，至少1个所述发电单位所包含的所述密封构件的与所述其他的两个构件中的任一者相对的表面的表面粗糙度Ra为3.0μm以下。采用该燃料电池堆，能够抑制密封构件的表面粗糙度Ra的值，能够有效地抑制气体通过密封构件的表面从燃料室或者空气室泄漏，能够提高密封构件的气密性。

(2)也可以构成为，在上述燃料电池堆中，其特征在于，至少1个所述发电单位所包含的所述密封构件的与所述其他的两个构件中的任一者相对的表面的波纹度Pa的标准偏差为0.2以下。采用该燃料电池堆，能够抑制密封构件的波纹度Pa的偏差，能够更有效地抑制气体通过密封构件的表面从燃料室或者空气室泄漏，能够进一步提高密封构件的气密性。

(3)也可以构成为，在上述燃料电池堆中，其特征在于，所述密封构件的与所述其他的两个构件中的任一者相对的表面的波纹度Pa的平均值为1.4μm以下。采用该燃料电池堆，能够抑制密封构件的波纹度Pa的值，能够更有效地抑制气体通过密封构件的表面从燃料室或者空气室泄漏，能够进一步提高密封构件的气密性。