[发明专利]电池单元、电池堆装置、模块及模块收纳装置

说明书

本公开的电池单元(1)具备第1电极层(3)、位于第1电极层(3)上且含有Zr的固体电解质层(4)、位于固体电解质层(4)上且包含Ce以外的稀土元素的含有CeO₂的中间层(7)、和位于中间层(7)上的第2电极层(5)，在固体电解质层(4)与中间层(7)的界面区域，具有Ce和Zr成为相同摩尔浓度的点。将Ce和Zr成为相同摩尔浓度的点作为基点时，从基点到固体电解质层(4)侧的3μm为止的范围中的Ce的平均摩尔浓度相对于Ce、Zr和稀土元素的合计为10摩尔％以下，或者该范围中的Zr的平均摩尔浓度相对于Ce、Zr和稀土元素的合计为70摩尔％以上，或者该范围中的Ce相对于Zr的摩尔浓度比为0.143以下。

技术领域

本公开涉及电池单元、电池堆装置、模块及模块收纳装置。

背景技术

近年来，作为下一代能源，提出了将多个燃料电池电池单元排列于歧管而成的电池堆装置，所述燃料电池电池单元为能够使用含氢气体等燃料气体和空气等含氧气体而得到电力的电池单元的1种。

作为这样的燃料电池电池单元，在导电性支承体上依次设置：含有固溶了Ni和稀土元素的ZrO₂而成的燃料极层；含有固溶了稀土元素的ZrO₂而成的固体电解质层；由含有Sr的钙钛矿型复合氧化物形成的空气极层。

例如，在专利文献1、2中提出在固体电解质层与空气极层之间设置有由固溶了除Ce以外的稀土元素的CeO₂形成的中间层的燃料电池电池单元。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－226653号公报

专利文献2：日本特开2008－226654号公报

发明内容

本公开的电池单元具备第1电极层、设置于该第1电极层的含有Zr的固体电解质层、设置于该固体电解质层上的包含除Ce以外的稀土元素的含有CeO₂的中间层、和设置于该中间层上的第2电极层，在前述固体电解质层与前述中间层的界面区域，具有前述Ce和前述Zr成为相同摩尔浓度的点。

本公开的电池堆装置具备电池堆，该电池堆具备多个上述的电池单元并将该多个电池单元电连接而成。

本公开的模块具备收纳容器、和收纳于该收纳容器内的上述的电池堆装置。

本公开的模块收纳装置是收纳有外装壳体、收纳于该外装壳体内的上述的模块、和用于进行该模块的运转的辅助机器。

附图说明

图1A为表示电池单元的一例的横截面图。

图1B是省略了图1A的一部分结构的仰视图。

图2是表示利用能量色散型X射线光谱对电池单元的中间层及固体电解质层进行定量分析的结果的一例的图表。

图3A是表示电池单元的一例的横截面图。

图3B是省略了图3A的一部分结构的仰视图。

图4是表示模块的一例的外观立体图。

图5是省略一部分结构来表示模块收纳装置的一例的分解立体图。

具体实施方式

(电池单元)

作为构成电池堆的电池单元的一例，对固体氧化物型的燃料电池电池单元进行说明。

图1A是表示电池单元的一例的横截面图。图1B是图1A的仰视图，省略电池单元1的空气极层等一部分结构来表示。需要说明的是，在这些附图中，放大表示电池单元1的各构成的一部分。