[发明专利]固体氧化物型燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物型燃料电池，其通过与燃料气体和氧化剂气体进行反应而发电。

背景技术

所谓燃料电池是指能够一边连续地进行来自外部的燃料供给和燃烧产物的排气，一边将燃料氧化时产生的化学能直接转换成电能的电池。燃料电池的种类按照电解质来分类，将电解质使用具有离子传导性的固体氧化物的燃料电池称为固体氧化物型燃料电池。作为该固体氧化物型燃料电池，例如，目前已知有专利文献1中记载的固体氧化物型燃料电池。

该专利文献1所记载的固体氧化物型燃料电池具备金属基板、和配置在该金属基板上的电池元件（燃料极、电解质和空气极），根据这种结构，由于基板由金属形成，所以能够提高燃料电池的强度。

另外，制造专利文献1所记载的燃料电池时，在金属基板上配置作为电池元件的材料的陶瓷，通过对其进行烧结来制造在金属基板上配置有电池元件的燃料电池。另外，有时在烧结后还对发生了氧化的金属基板进行还原处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2004－512651号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在如上所述的燃料电池中，在金属基板上配置陶瓷后，对其进行烧结的过程中，金属基板发生热膨胀，而陶瓷则因烧结而收缩，因两者的体积变化的差异，有时烧结后的燃料电池会产生翘曲，在翘曲较大的情况下，有时燃料电池还会破裂。另外，在对发生了氧化的金属基板进行还原处理的过程中，有时金属基板收缩，由此，燃料电池还会发生变形。

本发明是为了解决上述问题而开发的，目的在于提供一种防止了变形的固体氧化物型燃料电池。

用于解决课题的方法

本发明提供用于解决上述课题的固体氧化物型燃料电池，其特征在于，具备：可透过气体的由金属形成的支撑基板、配置在上述支撑基板的一个面的燃料极、配置在上述支撑基板的另一个面的背面层、配置在上述燃料极上的电解质和配置在上述电解质之上的空气极，上述燃料极和上述背面层含有金属和陶瓷。

根据这种结构，燃料极配置在支撑基板的一个面，与此相对，在另一个面也配置有同样的背面层，因此能够使烧结时的支撑基板的表面侧的体积变化和背面侧的体积变化均匀。由此，能够保持支撑基板的体积变化的平衡，能够防止固体氧化物型燃料电池的变形。

另外，在上述固体氧化物型燃料电池中，优选上述背面层的热膨胀率与上述支撑基板的热膨胀率的比率为20%以下。

另外，优选上述背面层的热膨胀率与上述燃料极的热膨胀率的比率为20%以下。

另外，优选上述支撑基板的厚度比上述背面层的厚度厚。

另外，优选上述燃料极和上述背面层含有相同的陶瓷。

另外，优选上述燃料极和上述背面层由相同的材料形成。

另外，优选上述支撑基板含有金属氧化物。

发明的效果

根据本发明，能够防止固体氧化物型燃料电池的变形。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的固体氧化物型燃料电池的（a）剖视图和（b）俯视图；

图2是另一个实施方式的固体氧化物型燃料电池的剖视图；

图3是说明固体氧化物型燃料电池的制造方法的图；

图4是又一个实施方式的固体氧化物型燃料电池的剖视图。

符号说明

1  固体氧化物型燃料电池

2  支撑基板

3  燃料极

4  电解质

5  中间层

6  空气极

7  背面层

10 贯通孔

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的一个实施方式的固体氧化物型燃料电池的（a）剖视图和（b）俯视图。如图1所示，该固体氧化物型燃料电池1（以下，称为“燃料电池1”）俯视时形成为圆形，具备金属制的平板状的支撑基板2、配置在支撑基板2的一个面（表面）的薄膜状的燃料极3、和以与该燃料极3相对的方式配置在支撑基板2的另一个面（背面）的薄膜状的背面层7，由燃料极3和背面层7夹着支撑基板2。另外，该燃料电池1具备配置在燃料极3的一个面（表面）的薄膜状的电解质4、配置在电解质4的一个面（表面）的薄膜状的中间层5、和配置在中间层5的一个面（表面）的薄膜状的空气极6。另外，在空气极6的表面（上表面）和背面层7的背面（下表面），可以配置用于汇集电流的集电体8。