[发明专利]固体氧化物燃料电池和互连器

说明书

技术领域

本发明涉及包括固体电解质体的固体氧化物燃料电池，还涉及用于这种固体氧化物燃料电池的互连器（inter-connector）。

背景技术

已知一种使用固体电解质（固体氧化物）的固体氧化物燃料电池堆（以下也可称作“SOFC”）。该SOFC是通过堆叠燃料电池单元主体（层叠体）构成的，燃料电池单元主体（层叠体）包括分别设置在诸如板状固体电解质体的相反侧的阳极和阴极。当燃料气体供给到阳极并且空气供给到阴极时，燃料通过固体电解质体与包含在空气中的氧气发生化学反应，由此产生电力。

在上述SOFC中，为了在燃料电池单元主体之间建立电导通，使用与阳极和阴极接触的集电体（current collector）。已提出关于这种集电体的技术（参见专利文献1）。在提出的技术中，在具有弹性的金属板上形成多个凸部，金属板的凸部与阳极或阴极接触，以建立电导通。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开第2001-68132号公报。

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1的技术涉及如下可能性：当金属板归因于SOFC的热循环而损失弹性时或当燃料电池单元主体归因于热循环而变形时，削弱了电导通的可靠性。

此外，通常借助于蚀刻来在金属板上的形成凸部，这种方法会因为蚀刻时间等使生产成本增加。因此，期望通过诸如锻造、冲压加工等除了蚀刻以外的方法形成凸部。

同时，如果借助于冲压加工在金属板上形成凸部，归因于冲压加工完成后的反冲，凸部的平坦性恶化，并且凸部可能只局部地与燃料电池单元主体接触（局部接触）。这种局部接触减小了凸部和燃料电池单元主体之间的接触面积，由此接触阻抗可能增加。此外，应力集中在燃料电池单元主体的局部面积，由此，燃料电池单元主体可能断裂。

此外，在冲压时，金属板可能扭曲（破裂），导致气体泄漏，或者固体氧化物燃料电池可能归因于凸部的局部接触而断裂。即，不一定能够在确保凸部之间的气体流路的同时容易地跟随燃料电池单元主体的变形。

已做出本发明用以解决上述问题，本发明的目标是提供一种固体氧化物燃料电池和互连器，该固体氧化物燃料电池和互连器能够容易地大规模生产，并且即使在燃料电池单元主体变形时，也能够在燃料电池单元主体的电极与互连器接触的位置容易地保持电导通。

用于解决问题的方案

（1）根据本发明的一个模式的固体氧化物燃料电池包括燃料电池单元主体，其具有阴极层、由氧化物形成的固体电解质层以及阳极层，所述燃料电池单元主体具有发电功能；以及互连器，其具有基部和从所述基部朝向所述燃料电池单元主体突出并且电连接到所述燃料电池单元主体的多个突出部，所述互连器是由金属材料一体形成的，其中各所述突出部具有由均包含直线的一对线部和一对曲线部组成的轮廓，所述一对线部彼此并列地布置，所述一对曲线部连接所述一对线部的两端；以及在沿着连接所述一对线部的中心的直线截取的并且与所述一对线部垂直的截面中，各所述突出部的截面具有第一区域、一对第二区域和一对第三区域，所述第一区域的曲率半径为1mm～70mm，所述一对第二区域的第一端连接到所述第一区域的两端并且所述一对第二区域的曲率半径为0.1mm～0.5mm，所述一对第三区域将所述一对第二区域的第二端连接到所述基部。

该模式的互连器具有基部和从基部朝向燃料电池单元主体突出并且电连接到燃料电池单元主体的多个突出部。各突出部的截面具有第一区域、一对第二区域和一对第三区域，第一区域的曲率半径为1mm～70mm，一对第二区域的第一端连接到第一区域的两端并且第二区域的曲率半径为0.1mm～0.5mm，一对第三区域将第二区域的第二端连接到基部。由于各突出部的截面具有曲率半径为1mm～70mm的区域等，变得能够防止燃料电池单元主体的断裂并且确保电连接，否则，突出部在制造或发电期间将引起燃料电池单元主体的断裂。