JPH07320757A - Solid electrolytic fuel cell interconnector, and its manufacture - Google Patents
Solid electrolytic fuel cell interconnector, and its manufactureInfo
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- JPH07320757A JPH07320757A JP6127166A JP12716694A JPH07320757A JP H07320757 A JPH07320757 A JP H07320757A JP 6127166 A JP6127166 A JP 6127166A JP 12716694 A JP12716694 A JP 12716694A JP H07320757 A JPH07320757 A JP H07320757A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、固体電解質燃料電池の
インターコネクター及びその製造方法に関する。特に
は、高導電性（低抵抗）のインターコネクター、及び、
そのようなインターコネクターを低コストかつ大面積の
膜として形成できる量産性に優れた製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid electrolyte fuel cell interconnector and a method for producing the same. In particular, a highly conductive (low resistance) interconnector, and
The present invention relates to a manufacturing method which can form such an interconnector as a film having a large area at a low cost and is excellent in mass productivity.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体電解質燃料電池（以下ＳＯＦＣと言
う）には、多層構造の燃料極−固体電解質−空気極−イ
ンターコネクターで構成される発電セルを有するタイプ
のものがある。ＳＯＦＣセルの各層は、一般的に、セラ
ミックスや金属の薄膜（厚さ数μm 〜数百μm ）であ
り、各種材質の膜を、基体上に順次形成していく方法に
よってセルが製造される。このように形成されたＳＯＦ
Ｃセルの空気電極側に酸素（空気）を流し、燃料電極側
にガス燃料（Ｈ2 、ＣＯ等）を流してやると、このセル
内でＯ2 -イオンが移動して化学的燃焼が起り、空気電極
と燃料電極の間に電位が生じ発電が行われる。2. Description of the Related Art A solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as SOFC) is of a type having a power generation cell composed of a multi-layer fuel electrode-solid electrolyte-air electrode-interconnector. Each layer of the SOFC cell is generally a thin film of ceramic or metal (thickness of several μm to several hundreds of μm), and the cell is manufactured by a method of sequentially forming films of various materials on a substrate. SOF formed in this way
When oxygen (air) is caused to flow to the air electrode side of the C cell and gas fuel (H 2 , CO, etc.) is caused to flow to the fuel electrode side, O 2 − ions move in this cell and chemical combustion occurs, An electric potential is generated between the air electrode and the fuel electrode to generate electricity.
【０００３】ＳＯＦＣの発電効率を高めるためには、セ
ル自身の内部抵抗を下げる必要がある。セルの内部抵抗
には、固体電解質膜の抵抗や電極表面におけるイオン化
反応に伴う抵抗、電極材・インタコネクタ等のオーム抵
抗、及び、各膜間の接触抵抗が含まれる。このうち、各
膜間の接触抵抗を低くするには、各膜間のミクロ的密着
性を上げる必要がある。In order to increase the power generation efficiency of SOFC, it is necessary to reduce the internal resistance of the cell itself. The internal resistance of the cell includes the resistance of the solid electrolyte membrane, the resistance associated with the ionization reaction on the electrode surface, the ohmic resistance of the electrode material / interconnector, and the contact resistance between the respective membranes. Among these, in order to reduce the contact resistance between the films, it is necessary to increase the microscopic adhesion between the films.
【０００４】上記空気極上にインターコネクターを形成
する技術としては次のようなものが提案されている。 （１）プラズマ溶射法（特開昭６３−８１７６８）：こ
の方法は、以下の各工程からなる。 １． 基体管上に酸素極を固着する工程 ２． この基体管の円周上の相対する位置にそれぞれ溶
射ガンを配置し、これらの溶射ガンによりインコネクタ
を酸素極の円周方向の対称な位置にそれぞれ固着する工
程 ３． このインコネクタの一部及び前記酸素極に電解質
材を固着する工程 ４． この電解質剤上に燃料極を固着する工程 ５． 前記電解質材上に前記燃料極と同一材料の保持材
を固着する工程The following techniques have been proposed as a technique for forming an interconnector on the air electrode. (1) Plasma spraying method (JP-A-63-81768): This method comprises the following steps. 1. Step of fixing oxygen electrode on substrate tube 1. 2. A step of disposing thermal spraying guns at opposite positions on the circumference of the substrate tube, and fixing the in-connectors to the symmetrical positions in the circumferential direction of the oxygen electrode by these thermal spraying guns. 3. A step of fixing an electrolyte material to a part of the in-connector and the oxygen electrode. 4. Step of fixing fuel electrode on this electrolyte agent Step of fixing a holding material made of the same material as the fuel electrode on the electrolyte material
【０００５】（２）含浸法（特開昭６３−１１９１６
１）：この方法は、多孔質セラミックス管に導電性の金
属を含浸して，インターコネクター（集電リード）を形
成することを特徴とする。(2) Impregnation method (Japanese Patent Laid-Open No. 63-11916)
1): This method is characterized in that a porous ceramic tube is impregnated with a conductive metal to form an interconnector (current collecting lead).
【０００６】（３）シート成形法（特開平２−２０７４
５６）：この方法においては、電池を形成する固体電解
質膜１、酸素側電極膜２、燃料側電極膜３は、グリーン
シート状態の３枚の薄膜を積層し、その他の構成材と同
時に焼成することで構成されている。(3) Sheet molding method (JP-A-2-2074)
56): In this method, the solid electrolyte membrane 1, the oxygen-side electrode membrane 2, and the fuel-side electrode membrane 3 that form the battery are formed by laminating three thin films in a green sheet state and firing them at the same time as other constituent materials. It consists of:
【０００７】（４）ＣＶＤ・ＥＶＤ法（特開昭６１−１
５３２８０）：この方法においては、酸素源を含む第一
反応剤が基材物質中の小孔部を透過し、基材の他面側の
ハロゲン化金属ガスと反応して、基材上に金属酸化物の
膜を形成する。反応生成物である金属酸化物が基材上で
成長するにつれて、化学的な蒸着（ＣＶＤ）により、反
応生成物が基材中の複数の小孔部を密に閉め切る。酸素
源から成長途上の酸化物層を介する酸素の移動が起こる
ので、塗膜は電気化学的蒸着（ＥＶＤ）により成長を続
ける。(4) CVD / EVD method (JP-A-61-1)
53280): In this method, the first reactant containing an oxygen source permeates through the small holes in the base material and reacts with the metal halide gas on the other side of the base material to form a metal on the base material. Form an oxide film. As the reaction product metal oxide grows on the substrate, chemical vapor deposition (CVD) causes the reaction product to close up a plurality of small pores in the substrate. The coating continues to grow by Electrochemical Vapor Deposition (EVD) as oxygen is transferred from the oxygen source through the growing oxide layer.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来提案されて
いる技術には次のような問題がある。 （１） プラズマ溶射法：同法による膜は、基本的にポ
ーラス（多孔質）である。そのため、固体電解質膜と電
極膜との密着性に劣り、したがって、固体電解質と電極
間の接触抵抗が大きい。また、溶射法では、ガス不透過
性の緻密な膜を形成するためには、膜厚が必要となる。The above-mentioned conventionally proposed techniques have the following problems. (1) Plasma spraying method: The film formed by this method is basically porous. Therefore, the adhesion between the solid electrolyte membrane and the electrode membrane is poor, and therefore the contact resistance between the solid electrolyte and the electrode is large. Further, in the thermal spraying method, a film thickness is necessary to form a dense gas-impermeable film.
【０００９】（２）含浸法：焼結助剤成分が基材と反応
して、インタコネクタ中の助剤が失われ、その結果イン
タコネクタが多孔質となるため、緻密で低電気抵抗の膜
の形成は困難である。(2) Impregnation method: The sintering aid component reacts with the base material, and the aid in the interconnector is lost. As a result, the interconnector becomes porous, so that a dense and low electric resistance film is formed. Is difficult to form.
【００１０】（３）シート成形法：グリーンシートの膜
厚が厚くなる（最低でも約３００μm ）のと、シートと
基板との接合（密着性）に問題がある。(3) Sheet forming method: When the thickness of the green sheet becomes thicker (at least about 300 μm), there is a problem in bonding (adhesion) between the sheet and the substrate.
【００１１】（４） ＣＶＤ・ＥＶＤ法：この方法は、
密着性の良い薄膜を形成するのに適している。しかし、
成膜を大気と遮断された特殊な雰囲気・物理条件下で行
う必要があるため、高価な装置を必要とする。大型の部
材用には、当然その部材を収容可能な大型の装置を必要
とする。そのため、大形部材への膜付が困難で、かつ生
産性も低く、高コストである。また、ＣＶＤ・ＥＶＤ法
では、形成する膜の材料の組成が限定される。(4) CVD / EVD method:
It is suitable for forming a thin film with good adhesion. But,
Since it is necessary to form the film in a special atmosphere / physical condition that is shielded from the atmosphere, an expensive device is required. For a large member, a large device capable of accommodating the member is naturally required. Therefore, it is difficult to attach a film to a large member, the productivity is low, and the cost is high. Further, in the CVD / EVD method, the composition of the material of the film to be formed is limited.
【００１２】本発明は、高導電性（低抵抗）のインター
コネクター、及び、そのようなインターコネクターを低
コストかつ大面積の膜として形成できる量産性に優れた
製造方法を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a highly conductive (low resistance) interconnector, and a manufacturing method excellent in mass productivity capable of forming such an interconnector as a film of low cost and large area. To do.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の固体電解質燃料電池インターコネクター
は、Ｌａ−Ｓｒ−Ｍｎ系ペロブスカイト型酸化物からな
る空気極上に形成された固体電解質燃料電池インターコ
ネクターであって；Ｌａ1-x Ｍx+y ＭｎＯ3 （ＭはＣ
ａ、Ｍｇ、Ｓｒの１種以上、０．０５≦ｘ≦０．５、０
≦ｙ≦０．１）からなる、上記空気極表面上に形成され
た第１層と、Ｌａ1-x Ｍx+y ＣｒＯ3 （ＭはＣａ、Ｍ
ｇ、Ｓｒの１種以上、０．０５≦ｘ≦０．５、０≦ｙ≦
０．１）からなる、上記第１層上に形成された第２層
と、を具備することを特徴とする。In order to solve the above problems, a solid electrolyte fuel cell interconnector of the present invention is a solid electrolyte fuel cell interconnect formed on an air electrode made of a La-Sr-Mn-based perovskite oxide. A connector; La 1-x M x + y MnO 3 (M is C
a, Mg, Sr, 1 or more, 0.05 ≦ x ≦ 0.5, 0
≦ y ≦ 0.1) formed on the surface of the air electrode, and La 1-x M x + y CrO 3 (M is Ca, M
one or more of g and Sr, 0.05 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦
0.1) and a second layer formed on the first layer.
【００１４】[0014]
【作用】本発明のＬａ−Ｓｒ−Ｍｎ系ペロブスカイト型
酸化物には、ＬａＳｒＭｎＯ3の他、Ｌａ1-a Ｓｒa Ｍ
ｎ1-b ＡｂＯ3 （ＡはＣｕ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｇの一以上）等が含まれる。ま
た、Ｌａ−Ｓｒ−Ｃｏ系ペロブスカイトも本発明の対象
となる。[Action] to La-Sr-Mn perovskite oxide of the present invention, other LaSrMnO 3, La 1-a Sr a M
n 1-b AbO 3 (A is Cu, Zn, Ni, Fe, Co,
One or more of Cr, Al, Ti, Mg) and the like are included. Further, La-Sr-Co-based perovskite is also an object of the present invention.
【００１５】第１層のＬａ1-x Ｍx+y ＭｎＯ3 及び第２
層のＬａ1-x Ｍx+y ＣｒＯ3 のＭがＣａ、Ｍｇ、Ｓｒの
１種以上とした理由は、これらの元素を付加することに
より、各層の導電性を向上させ、発電セルの発電性能を
上げることができるからである。La 1-x M x + y MnO 3 of the first layer and the second layer
The reason that M of La 1-x M x + y CrO 3 in the layers is one or more of Ca, Mg, and Sr is that the conductivity of each layer is improved by adding these elements, and the power generation of the power generation cell is improved. This is because the performance can be improved.
【００１６】ここで、ｘ、ｙの値の範囲は、０．０５≦
ｘ≦０．５、０≦ｙ≦０．１に限定される。その理由
は、ｘがこの範囲外に有る時は、材料の電導性が低下
し、ｙがこの範囲外にある時は、材料の耐久性が低下す
る（Ｃａ系の第２相が生成し、これが発電中に分解し、
材料が脆化する）ためである。Here, the range of the values of x and y is 0.05 ≦.
It is limited to x ≦ 0.5 and 0 ≦ y ≦ 0.1. The reason is that when x is out of this range, the electrical conductivity of the material is reduced, and when y is out of this range, the durability of the material is reduced (a Ca-based second phase is generated, This decomposes during power generation,
This is because the material becomes brittle).
【００１７】本発明の固体電解質燃料電池インターコネ
クターの第１態様の製造方法は上記第１層を、多孔性の
層として、上記空気極上に形成する工程と、上記第２層
を、上記多孔性第１層の上にスラリーコートする工程と
を含み；このスラリーコートに用いるスラリーの粘度を
１〜４８０cps に調整し、加圧下又は真空下においてス
ラリーコートすることを特徴とする。In the method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to the first aspect of the present invention, the step of forming the first layer as a porous layer on the air electrode and the second layer with the porous layer are provided. A step of slurry coating on the first layer; the viscosity of the slurry used for this slurry coating is adjusted to 1 to 480 cps, and the slurry coating is performed under pressure or under vacuum.
【００１８】ここで、第１層を多孔性とする理由は、第
２層との機械的密着性（凹凸）を高めるためである。多
孔性第１層の形成方法としては、例えば、スラリーコー
ト法やシート積層法あるいは溶射法を採用できる。Here, the reason why the first layer is made porous is to enhance mechanical adhesion (unevenness) with the second layer. As a method of forming the porous first layer, for example, a slurry coating method, a sheet laminating method, or a thermal spraying method can be adopted.
【００１９】上記多孔性第１層は、孔径０．０５〜１０
μm 、さらには０．１〜１．０μm、のオープンポアを
含むものが好ましい。その理由は孔径が０．０５μm 以
下の場合は、この上部に成膜されるコート層との密着性
が乏しく（凸凹効果が小さい為）、また１０μm 以上の
時は、コート層の原材粒子が多孔性第一層の孔中に没落
し、コート層のち密性が低下するためである。The porous first layer has a pore size of 0.05 to 10
Those containing open pores of .mu.m, more preferably 0.1 to 1.0 .mu.m are preferable. The reason is that when the pore size is 0.05 μm or less, the adhesion to the coating layer formed on this is poor (because the effect of unevenness is small), and when it is 10 μm or more, the raw material particles of the coating layer are This is because the porous layer falls into the pores of the first layer, and the denseness of the coat layer decreases.
【００２０】上記第２層のスラリーコートに際しては、
スラリーの粉末重量、バインダー、分散剤等を調整する
ことにより、スラリーの粘度を、１〜４８０cps 、さら
には１〜１００cps 、とすることが好ましい。そして、
このような低粘度スラリーを、第１層上に加圧下または
真空下においてスラリーコートすることが好ましい。そ
の理由は、両層の機械的密着性を高めることができるか
らである。When coating the second layer slurry,
By adjusting the powder weight of the slurry, the binder, the dispersant, etc., it is preferable that the viscosity of the slurry is 1 to 480 cps, and further 1 to 100 cps. And
It is preferable to slurry-coat such a low-viscosity slurry on the first layer under pressure or under vacuum. The reason is that the mechanical adhesion of both layers can be enhanced.
【００２１】本発明の固体電解質燃料電池インターコネ
クターの第２態様の製造方法は、上記第１層を、粘度１
〜４８０cps のスラリーを用いて加圧下または真空下に
おいてスラリーコートする工程と、上記第２層をスラリ
ーコートする工程と、を含むことを特徴とする。In the method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to the second aspect of the present invention, the first layer has a viscosity of 1
It is characterized by including a step of slurry-coating using a slurry of 480 cps under pressure or a vacuum, and a step of slurry-coating the second layer.
【００２２】この態様の方法においては、第１層を気孔
の無い緻密な層とすることができる。この態様の第１層
スラリーコート工程は、第１態様の方法の第２層スラリ
ーコート工程と同様にして行うことができる。スラリー
粘度は、特に好ましくは、１００〜３００cps である。In the method of this aspect, the first layer can be a dense layer having no pores. The first layer slurry coating step of this aspect can be performed in the same manner as the second layer slurry coating step of the method of the first aspect. The slurry viscosity is particularly preferably 100 to 300 cps.
【００２３】第２態様の第２層スラリーコート工程は、
特に低粘度のスラリーを使用することのない一般的な方
法でよい。The second layer slurry coating step of the second aspect is
A general method that does not use a slurry having a particularly low viscosity may be used.
【００２４】本発明の固体電解質燃料電池インターコネ
クターの第３態様の製造方法は、上記第１層を、粘度１
〜４８０cps のスラリーを用いて加圧下または真空下に
おいてスラリーコートする工程と、上記第２層を、シー
ト接着焼成方式にて形成する工程と、を含むことを特徴
とする。ここで、シート接着焼成方式に用いるグリーン
シートの厚さは、極力薄くする（最低２００μm 以下）
ことが好ましい。In the method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to the third aspect of the present invention, the first layer has a viscosity of 1
It is characterized by including a step of slurry-coating using a slurry of 480 cps under pressure or vacuum, and a step of forming the second layer by a sheet adhesion firing method. Here, the thickness of the green sheet used for the sheet bonding firing method should be as thin as possible (at least 200 μm or less).
It is preferable.
【００２５】この第３態様においては、第１層が緻密な
ため、シート接着焼成方式であっても、シートが焼成後
に多孔化するような現象が起こるようなことがなく、良
好なインタコネクタを形成できる。グリーンシートの厚
さを薄くする理由は電気抵抗を減少し、発電性能を向上
するためである。In the third aspect, since the first layer is dense, the phenomenon that the sheet becomes porous after firing does not occur even in the sheet bonding firing method, and a good interconnector is provided. Can be formed. The reason for reducing the thickness of the green sheet is to reduce electric resistance and improve power generation performance.
【００２６】スラリーコート後の乾燥は、どの様な方法
でも良いが、乾燥中のクラックを防ぐため、徐々に乾燥
させることが望ましい。Any method may be used for drying after the slurry coating, but it is desirable to gradually dry it in order to prevent cracks during drying.
【００２７】[0027]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例１ （１）空気極：ＬａＳｒＭｎＯ3 からなる空気極基板
（円筒形、外径１２mm、内径８mm、長さ１００mm）を準
備した。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Example 1 (1) Air electrode: An air electrode substrate (cylindrical, outer diameter 12 mm, inner diameter 8 mm, length 100 mm) made of LaSrMnO 3 was prepared.
【００２８】（２）インターコネクター第一層塗膜用ス
ラリー調整：Ｌａ0.6 Ｃａ0.41ＭｎＯ3 の粉末（平均粒
径２μm ）６０重量部と、有機溶剤（α・テルピネオー
ル、エチルアルコール）１００重量部、バインダー（エ
チルセルロース）６重量部、分散剤（ポリオキシエタレ
ンアルキルリン酸エステル）１重量部、消泡剤（ソルビ
タンセスキオレエート）１重量部と、を混合した後、十
分攪拌して第一層塗膜用スラリーを調整した。(2) Preparation of slurry for first layer coating of interconnector: 60 parts by weight of powder of La 0.6 Ca 0.41 MnO 3 (average particle size 2 μm) and 100 parts by weight of organic solvent (α / terpineol, ethyl alcohol), After mixing 6 parts by weight of a binder (ethyl cellulose), 1 part by weight of a dispersant (polyoxyetalene alkyl phosphate), and 1 part by weight of a defoaming agent (sorbitan sesquioleate), the mixture was sufficiently stirred to form the first layer. A coating slurry was prepared.
【００２９】（３）インターコネクター第二層塗膜用ス
ラリー調整：Ｌａ0.6 Ｃａ0.41ＣｒＯ3 の粉末（粒径１
μm ）４０重量部と有機溶剤（α・テルピネオール、エ
チルアルコール）１００重量部、バインダー（エチルセ
ルロース）４重量部、分散剤（ポリオキシエタレンアル
キルリン酸エステル）１重量部、消泡剤（ソルビタンセ
スキオレエーテ）１重量部とを混合した後、十分攪拌し
て第二層塗膜用スラリーを調整した。このスラリーの粘
度は１４０cps であった。(3) Preparation of slurry for second layer coating of interconnector: La 0.6 Ca 0.41 CrO 3 powder (particle size 1
μm) 40 parts by weight, organic solvent (α / terpineol, ethyl alcohol) 100 parts by weight, binder (ethyl cellulose) 4 parts by weight, dispersant (polyoxyetalene alkyl phosphate) 1 part by weight, antifoaming agent (sorbitan sesqui) Oleate) was mixed with 1 part by weight and then sufficiently stirred to prepare a second layer coating slurry. The viscosity of this slurry was 140 cps.
【００３０】（４）塗膜：上記のように調整した第一層
塗膜用スラリーを、空気極表面上に、大気中において、
スラリーコート法により塗布した。塗膜厚は８０μm で
あった。この第一層塗膜を乾燥した後、さらにその上
に、上記のように調整した第二層塗膜用スラリーを、ス
ラリーコート法により塗布した。この第二層塗膜厚は６
０μm であった。なお、各層用塗膜の厚さは、任意の厚
さとできるが、厚２０〜５００μm が一般的である。(4) Coating film: The slurry for the first layer coating film prepared as described above was placed on the surface of the air electrode in the atmosphere.
It was applied by a slurry coating method. The coating thickness was 80 μm. After drying the first layer coating film, the slurry for the second layer coating film prepared as described above was further applied thereon by a slurry coating method. This second layer coating thickness is 6
It was 0 μm. The thickness of the coating film for each layer can be any thickness, but the thickness is generally 20 to 500 μm.
【００３１】（５）乾燥、焼成：上記のように塗膜した
基板を乾燥（室温で１hr、次に６０℃で２hr）し、焼成
（１３５０℃×４hr）した。焼成後の第一層は多孔質
（オープンポア径０．２μｍ）であった。(5) Drying and firing: The substrate coated as described above was dried (1 hour at room temperature, then 2 hours at 60 ° C.) and fired (1350 ° C. × 4 hours). The first layer after firing was porous (open pore diameter 0.2 μm).
【００３２】（６）性能試験：得られた基板を用いて、
酸化剤に空気、燃料に加湿水素を用い、１０００℃にて
発電試験を行った。その結果出力密度として０．４５Ｗ
／cm2 の性能があることを確認した。(6) Performance test: Using the obtained substrate,
A power generation test was performed at 1000 ° C. using air as an oxidant and humidified hydrogen as a fuel. As a result, the output density is 0.45W
It was confirmed that there was a performance of / cm 2 .
【００３３】実施例２ （１）空気極：ＬａＳｒＭｎＯ3 からなる空気極基板
（円筒形、外径１２mm、内径８mm、長さ１００mm）を準
備した。 Example 2 (1) Air electrode: An air electrode substrate (cylindrical, outer diameter 12 mm, inner diameter 8 mm, length 100 mm) made of LaSrMnO 3 was prepared.
【００３４】（２）インターコネクター第一層塗膜用ス
ラリー調整：Ｌａ0.8 Ｃａ0.2 ＭｎＯ3 の粉末（平均粒
径２μm ）６０重量部と、有機溶剤（α・テルピネオー
ル、エチルアルコール）１００重量部、バインダー（エ
チルセルロース）８重量部、分散剤（ポリオキシエタレ
ンアルキルリン酸エステル）１重量部、消泡剤（ソルビ
タンセスキオレエート）１重量部と、を混合した後、十
分攪拌して第一層塗膜用スラリーを調整した。このスラ
リーの粘度は１７０cps であった。(2) Preparation of slurry for first layer coating of interconnector: 60 parts by weight of powder of La 0.8 Ca 0.2 MnO 3 (average particle size 2 μm), 100 parts by weight of organic solvent (α / terpineol, ethyl alcohol), After mixing 8 parts by weight of a binder (ethyl cellulose), 1 part by weight of a dispersant (polyoxyethalene alkyl phosphate), and 1 part by weight of a defoaming agent (sorbitan sesquioleate), the mixture was sufficiently stirred to form the first layer. A coating slurry was prepared. The viscosity of this slurry was 170 cps.
【００３５】（３）インターコネクター第二層用グリー
ンシート調整：Ｌａ0.75Ｃａ0.25ＣｒＯ3 の粉末（粉径
約１μm ）、５００重量部、バインダー（メチルセルロ
ース）５５重量部、水５０重量部を混合し、混錬機を用
いて十分に混練した。次に押出し成形機を用いて厚み３
００μm のグリーンシートを作成した。作成したグリー
ンシートを保管する時には、乾燥クラック防止のため、
湿度８０％、室温にて保管する。(3) Preparation of green sheet for second layer of interconnector: 500 parts by weight of powder of La 0.75 Ca 0.25 CrO 3 (powder diameter of about 1 μm), 55 parts by weight of binder (methyl cellulose), 50 parts by weight of water were mixed. , Was sufficiently kneaded using a kneader. Next, using an extrusion molding machine, a thickness of 3
A green sheet of 00 μm was prepared. When storing the created green sheet, to prevent dry cracks,
Store at 80% humidity and room temperature.
【００３６】（４）塗膜及びインターコネクター第二層
用グリーンシート接着：上記のように調整した第一層塗
膜用スラリーを、空気極表面上に、大気下において、ス
ラリーコート法により塗布した。塗膜厚は１２０μm で
あった。この第一層塗膜を乾燥した後、さらにその上
に、上記のように調整したグリーンシートを接着した。
接着時にはグリーンシートを１００〜１０００gr/cm2の
圧力で第一層塗膜体に圧着することが望ましい。もし、
グリーンシートが幾分乾燥している場合は、グリーンシ
ートの接着面に対し、たとえば水をスプレーするなどし
て加湿することで、接着性が向上する。(4) Adhesion of coating film and green sheet for interconnector second layer: The slurry for coating film of the first layer prepared as described above was applied on the surface of the air electrode by the slurry coating method in the atmosphere. . The coating thickness was 120 μm. After drying this first layer coating film, the green sheet prepared as described above was further adhered onto it.
At the time of adhesion, it is desirable to press the green sheet to the first-layer coating body under a pressure of 100 to 1000 gr / cm 2 . if,
When the green sheet is slightly dried, the adhesiveness is improved by, for example, spraying water onto the adhesive surface of the green sheet to humidify it.
【００３７】（５）乾燥、焼成：上記のように塗膜した
基板を乾燥（室温で、２hr、 次に６０℃で４hr）し、焼
成（１３５０℃×４hr）した。(5) Drying and firing: The substrate coated as described above was dried (room temperature for 2 hours, then 60 ° C. for 4 hours) and fired (1350 ° C. × 4 hours).
【００３８】（６）性能試験：得られた基板を用いて発
電試験を行った。酸化剤として酸素、燃料に加湿水素を
用いて１０００℃にて行った。その結果、出力密度が
０．７３ｗ／cm2 の性能があることを確認した。(6) Performance test: A power generation test was conducted using the obtained substrate. Oxygen was used as an oxidant and humidified hydrogen was used as a fuel at 1000 ° C. As a result, it was confirmed that the output density had a performance of 0.73 w / cm 2 .
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
固体電解質燃料電池インターコネクター及びその製造方
法は以下の効果を発揮する。 空気極とインターコネクターとの密着性に優れ、高
導電性のインターコネクター構造を提供できる。 上記のようなインターコネクター構造を、低コス
トで量産できる。As is clear from the above description, the solid electrolyte fuel cell interconnector of the present invention and the method for producing the same exhibit the following effects. It is possible to provide a highly conductive interconnector structure with excellent adhesion between the air electrode and the interconnector. The interconnector structure as described above can be mass-produced at low cost.
Claims (6)
スカイト型酸化物からなる空気極上に形成された固体電
解質燃料電池インターコネクターであって；Ｌａ1-x Ｍ
x+y ＭｎＯ3 （ＭはＣａ、Ｍｇ、Ｓｒの１種以上、０．
０５≦ｘ≦０．５、０≦ｙ≦０．１）からなる、上記空
気極表面上に形成された第１層と、 Ｌａ1-x Ｍx+y ＣｒＯ3 （ＭはＣａ、Ｍｇ、Ｓｒの１種
以上、０．０５≦ｘ≦０．５、０≦ｙ≦０．１）からな
る、上記第１層表面上に形成された第２層と、 を具備することを特徴とする固体電解質燃料電池インタ
ーコネクター。1. A solid electrolyte fuel cell interconnector formed on an air electrode comprising a La—Sr—Mn (or Co) -based perovskite oxide; La 1-x M
x + y MnO 3 (M is one or more of Ca, Mg, and Sr, 0.
05 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.1) formed on the surface of the air electrode, and La 1-x M x + y CrO 3 (M is Ca, Mg, A second layer formed on the surface of the first layer, which is composed of one or more kinds of Sr, 0.05 ≦ x ≦ 0.5, and 0 ≦ y ≦ 0.1). Solid electrolyte fuel cell interconnector.
空気極上に形成する工程と、上記第２層を、上記多孔性
第１層の上にスラリーコートする工程と、を含み；この
スラリーコートに用いるスラリーの粘度を１〜４８０cp
s に調整し、 加圧下又は真空下においてスラリーコートすることを特
徴とする請求項１の固体電解質燃料電池インターコネク
ターの製造方法。2. A step of forming the first layer as a porous layer on the air electrode, and a step of slurry-coating the second layer on the porous first layer; The viscosity of the slurry used for this slurry coating is 1 to 480 cp
2. The method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to claim 1, wherein the slurry coating is performed under a pressure or a vacuum.
μのオープンポアを含む請求項２記載の固体電解質燃料
電池インターコネクターの製造方法。3. The porous first layer has a pore size of 0.05 to 10
The method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to claim 2, which comprises μ open pores.
ラリーを用いて加圧下または真空下においてスラリーコ
ートする工程と、 上記第２層をスラリーコートする工程と、を含むことを
特徴とする請求項１の固体電解質燃料電池インターコネ
クターの製造方法。4. A step of slurry-coating the first layer with a slurry having a viscosity of 1 to 480 cps under pressure or under a vacuum, and a step of slurry-coating the second layer. A method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to claim 1.
ラリーを用いて加圧下または真空下においてスラリーコ
ートする工程と、 上記第２層を、シート接着焼成方式にて形成する工程
と、を含むことを特徴とする請求項１の固体電解質燃料
電池インターコネクターの製造方法。5. A step of slurry-coating the first layer with a slurry having a viscosity of 1 to 480 cps under pressure or under a vacuum, and a step of forming the second layer by a sheet bonding firing method. The method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to claim 1, comprising:
ンシート厚が２００μm 以下である請求項５記載の固体
電解質燃料電池インターコネクターの製造方法。6. The method for producing a solid electrolyte fuel cell interconnector according to claim 5, wherein the thickness of the green sheet used in the sheet bonding and firing method is 200 μm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6127166A JPH07320757A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Solid electrolytic fuel cell interconnector, and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6127166A JPH07320757A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Solid electrolytic fuel cell interconnector, and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320757A true JPH07320757A (en) | 1995-12-08 |
Family
ID=14953292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6127166A Pending JPH07320757A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Solid electrolytic fuel cell interconnector, and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07320757A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001229934A (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Toto Ltd | Method of producing solid electrolyte fuel cell |
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-
1994
- 1994-05-18 JP JP6127166A patent/JPH07320757A/en active Pending
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