[发明专利]固体氧化物型燃料电池用的电解质片、固体氧化物型燃料电池用的电解质片的制造方法以及固体氧化物型燃料电池用的单体电池

说明书

本发明的固体氧化物型燃料电池用的电解质片(10)的厚度为200μm以下，具有至少1个贯通厚度方向的贯通孔(10h)，从厚度方向观察的平面视图中，同一个贯通孔(10h)中的半径的最小值Rmin与最大值Rmax的比Rmin/Rmax为0.99～1.00。

技术领域

本发明涉及固体氧化物型燃料电池用的电解质片、固体氧化物型燃料电池用的电解质片的制造方法和固体氧化物型燃料电池用的单体电池。

背景技术

固体氧化物型燃料电池(SOFC)为通过燃料极：H₂+O^2-→H₂O+2e^-、空气极：(1/2)O₂+2e^-→O^2-的反应而提取电能的装置。SOFC通常可以重叠多个单体电池，作为层叠结构而使用，该单体电池是在由以氧化锆为主的陶瓷板状体形成的电解质片上设置燃料极和空气极而成的。

SOFC用的电解质片中，为了确保气体流路，有时会形成贯通厚度方向的贯通孔。

例如，专利文献1中，公开了用作SOFC用的电解质片的陶瓷板状体的制造方法。专利文献1所述的制造方法中，对于将未烧结板状体与树脂片或树脂层进行交替层叠、压接而成的未烧结层叠体，利用钻头形成贯通孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2018-199256号公报

发明内容

由于电解质片中形成的贯通孔的形状、侧面的粗糙度，气体的流速、滞留状况会发生变化，存在引起燃料电池的发电效率的降低、电解质片的强度的降低的风险。因此，贯通孔的尺寸和位置精度这样的加工精度是对于电解质片而言非常重要的要素。

然而，未烧结板状体会因煅烧而收缩，因此，存在收缩前后贯通孔的形状变化的风险。因此，对于未烧结板状体，难以加工成作为目的的贯通孔的尺寸、形状。

另外，也有考虑对于煅烧后的电解质片，通过Leutor、钻头等的加工来调节贯通孔的尺寸、形状的方法，但是由陶瓷板状体形成的薄的电解质片在加工时容易破裂，难以加工成期望的贯通孔的尺寸、形状。

本发明正是为了解决上述的问题而进行的，其目的在于提供一种具有贯通孔且强度高的SOFC用的电解质片。而且，本发明的目的在于提供一种上述电解质片的制造方法，以及一种具备上述电解质片的SOFC用的单体电池。

本发明的SOFC用的电解质片的厚度为200μm以下，具有贯通厚度方向的至少1个贯通孔，从上述厚度方向观察的平面视图中，同一个上述贯通孔中的半径的最小值Rmin与最大值Rmax的比Rmin/Rmax为0.99～1.00。

本发明的SOFC用的电解质片的制造方法具备如下工序：将包含陶瓷材料粉末的未烧结板状体和包含树脂粉末的树脂层进行加压，从而制作未烧结体的工序，其中，上述未烧结板状体是使多个陶瓷生片以铸造方向正交地层叠而成的；形成至少1个在层叠方向上贯通上述未烧结体的、未烧结体贯通孔的工序；切削上述未烧结体贯通孔的侧面的工序；以及，煅烧上述未烧结体的工序，用于烧尽上述树脂层且使上述未烧结板状体烧结而制成具有贯通孔的陶瓷板状体。

本发明的SOFC用的单体电池具备燃料极、空气极、配置在上述燃料极和上述空气极之间的电解质片，上述电解质片为本发明的电解质片。

根据本发明，可以提供一种具有贯通孔且强度高的SOFC用的电解质片。

附图说明

图1为示意性地表示本发明的SOFC用的电解质片的一个例子的平面图。

图2为图1所示的电解质片的II-II线剖面图。