[发明专利]燃料电池单元和燃料电池堆

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池单元以及一种将多个该燃料电池单元层叠并固定而成的燃料电池堆，对于该燃料电池单元而言，在电解质层的两个表面设有两个电极，向一个电极(以下称为燃料电极。)供给燃料气体并且向另一个电极(以下称为空气电极。)供给氧化剂气体，从而进行发电。

背景技术

以往，例如专利文献1中所记载的那样，存在一种燃料电池单元，其包括：一对互连器；单元主体，其位于该互连器之间，并在电解质的一个表面上形成有空气电极，在电解质的另一个表面上形成有燃料电极；以及集电构件，其配置于空气电极与互连器之间而将空气电极和互连器之间电连接，或者配置于燃料电极与互连器之间而将燃料电极和互连器之间电连接。

该燃料电池单元的集电构件是如下这样的构件：构造成自平板状的集电板切起爪状的弹性构件，例如借助导电性糊剂使集电板的平坦面与互连器相接合，并且使切起的弹性构件的顶端在该弹性构件自身的弹性的作用下与单元主体相接触，从而建立电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－266533号公报

发明内容

发明要解决的问题

如现有技术那样，存在如下情况：对于在具有导电性的弹性构件的弹性的作用下与单元主体接触的集电构件来说，由于长期的使用所导致的塑性变形、发电时的高温所导致的具有导电性的弹性构件的强度降低、甚至具有导电性的弹性构件受到蠕变变形的影响等因素，而导致无法得到用于实现规定的电连接的接触力。于是，在这样的情况下，具有导电性的弹性构件可能无法跟随由温度循环、燃料压力、空气压力的变化等导致的单元主体的变形，从而可能导致接触不稳定，导致空气电极与互连器之间的电连接或者燃料电极与互连器之间的电连接不稳定。

而且，在导致上述的弹性构件的用于实现电连接的接触力降低的主要原因多重复杂时，有时该弹性构件的本应接触于单元主体的部分反倒接触于互连器侧。另一方面，由于集电构件的平坦面接合于互连器，因而集电构件由与互连器(导电性糊剂)之间的接合性优异的材料形成的情况较多。因此，若弹性构件在发电时的高温环境下与互连器(导电性糊剂)侧接触，则有时弹性构件会因烧结而接合于互连器侧。如此一来，由于该弹性构件与互连器成为一体，因此可能导致该弹性构件与单元主体的接触变得困难，导致空气电极与互连器之间的电连接或者燃料电极与互连器之间的电连接不稳定。

另一方面，为了如上述那样将集电板的平坦面接合于互连器，以往在二者之间夹设有例如导电性糊剂，因此，也存在与此相应地引起成本变高的问题。

本发明鉴于上述情况而做成，其目的在于提供即使在长期的使用之后也能够维持良好的电连接性的燃料电池单元和燃料电池堆。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，如技术方案1所述，本发明提供一种燃料电池单元，该燃料电池单元包括：

一对互连器；

单元主体，其位于所述互连器之间，并在电解质的一侧的表面上形成有空气电极，在电解质的另一侧的表面上形成有燃料电极；以及

集电构件，其配置于所述空气电极和所述燃料电极中的至少一者与所述互连器之间，并将所述空气电极和/或所述燃料电极与所述互连器电连接，其中，

所述集电构件由连接器抵接部、单元主体抵接部以及连接部连续地形成，该连接器抵接部抵接于所述互连器，该单元主体抵接部抵接于所述单元主体，该连接部将所述连接器抵接部和所述单元主体抵接部连接起来并被弯曲成大致180度，并且，将所述连接器抵接部的抵接于所述互连器的那一侧的表面作为外侧面，在该外侧面形成有细微的凹凸(表面粗糙度的十点平均粗糙度Rz≥4μm)，

而且，在所述单元主体和所述互连器之间，且是在彼此相对的所述连接器抵接部和所述单元主体抵接部之间配置有间隔件。

而且，如技术方案2所述，本发明提供一种根据技术方案1所述的燃料电池单元，其中，所述集电构件是由利用电解镀制法形成的金属箔所形成的。

而且，如技术方案3所述，本发明提供一种根据技术方案1或2所述的燃料电池单元，其中，所述集电构件的厚度为15μm～100μm。