[发明专利]燃料电池芯体、燃料电池芯单元、燃料电池芯组以及包括它们的燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于固体氧化物型燃料电池(SOFC)的燃料电池芯体、燃料电池芯单元、燃料电池芯组以及包含它们的燃料电池，更为具体来讲，涉及具有管状的燃料电池芯的燃料电池芯体、燃料电池芯单元、燃料电池芯组以及包含它们的燃料电池。

背景技术

以往，已知有具有管状燃料电池芯的燃料电池芯组(例如参照专利文献1以及2)。首先，参照图11说明专利文献1所记载的现有的燃料电池芯组的一例。图11是现有燃料电池芯组的概略剖视图。

如图11所示那样，专利文献1所记载的燃料电池芯组200的构造为，将圆筒形的燃料电池芯202彼此在相对于长度方向而言的横向上排列，由金属板104支承其两端部。该燃料电池芯组200的燃料电池芯202并联连接。

燃料电池芯202具有内侧电极层204、外侧电极层208和配置在它们之间的电解质层206。在燃料电池芯202的一个端部上设有插入到内侧电极层204的内侧的连接部件210。在燃料电池芯202的另一端部上设有与外侧电极层208的外侧嵌合的连接部件212。内侧电极层204或外侧电极层208与连接部件210、212通过焊接、熔射或滑配合连结在一起。而且，连接部件210、212与金属板104通过溶接、压接或者滑配合而连结在一起。

另外，专利文献2记载了中空六边形的燃料电池芯，该燃料电池芯的内侧电极在端部向长度方向露出。

专利文献1：日本特开2002-289249号公报(0028段以及图4)

专利文献2：日本特开平5-101842号公报(图1以及图6)

在专利文献1所公开的燃料电池芯组200中，将连接部件210安装在内侧电极204上较为困难，容易造成大的接触电阻。尤其是要将连接部件210安装在外径为1～10mm的燃料电池芯202的内侧电极204 上是困难的。

另外，燃料电池芯单体所能够产生的电压与其尺寸无关是固定的。因此，为了获得高的电压，需要将燃料电池芯串联地电连接起来。另一方面，为了获得大的电流，例如需要将燃料电池芯并联地电连接起来。串联或并联地电连接的燃料电池芯的数量因用途而有所不同，因而期望通过希望的电连接容易地组装燃料电池芯。在使用专利文献1所公开的燃料电池芯组200的燃料电池中，需要在将多个燃料电池芯202串联地电连接之后、再将组装好的燃料电池芯并联地电连接而组装燃料电池芯组200的工序，或者在将多个燃料电池芯202并联地电气组装起来而形成燃料电池芯组200之后、再将它们串联地电气组装起来的工序，从而组装燃料电池整体比较费时。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种容易从内侧电极层取出电力且容易串联和/或并联地电气组装燃料电池芯彼此的燃料电池芯体、燃料电池芯单元、燃料电池芯组以及包括它们的燃料电池。

为了达成上述目的，本发明的用于燃料电池的燃料电池芯单元特征在于，具有：燃料电池芯体，该燃料电池芯体具有管状的内侧电极层、管状的外侧电极层、配置在内侧电极层和外侧电极层之间的管状的电解质层、以及构成在内侧电极层的内侧的贯通流路；内侧电极端子，该内侧电极端子固定在燃料电池芯体的一个端部上且用于从内侧电极层取出电力；和外侧电极端子，该外侧电极端子固定在燃料电池芯体的另一端部上且用于从外侧电极层取出电力；燃料电池芯体在一个端部具有内侧电极露出周面，在所述内侧电极露出周面，内侧电极层相对于电解质层以及外侧电极层露出，并且，燃料电池芯体在一个端部的外周面上具有经由内侧电极露出周面而与内侧电极层电气地连通的内侧电极外周面，在另一端部的外周面上具有与外侧电极层电气地连通的外侧电极外周面，内侧电极端子配置成从外侧在整周范围内覆盖内侧电极外周面并与该内侧电极外周面电连接；外侧电极端子配置成从外侧在整周范围内覆盖外侧电极外周面并与该外侧电极外周面电连接：内侧电极端子以及外侧电极端子具有与贯通流路连通且与外部相通的连接流路。

在这样构成的燃料电池芯单元中，由于经由作为燃料电池芯体的外周面的内侧电极外周面从内侧电极端子取出内侧电极层的电力，所以，与现有的燃料电池芯相比更容易取出内侧电极层的电力。而且，由于在两侧配置了内侧电极端子以及外侧电极端子的燃料电池芯体为一个单位，所以能够容易地通过串联电连接和/或并联电连接的自由组合来组装燃料电池芯。

在本发明的燃料电池芯单元的实施方式中，优选的是，内侧电极端子与燃料电池芯体在内侧电极端子与燃料电池芯体的整周范围内由导电性的密封材料密封且固定，外侧电极端子与燃料电池芯体在外侧电极端子与燃料电池芯体的整周范围内由导电性的密封材料密封且固定。