(57)【要約】【課題】高い発電性能を有する燃料電池及びその製造方法並びにその製造に用いられる塗布装置を提供する。【解決手段】基体管１０３の外周面上に燃料極１０９と固体電解質膜１１１と空気極１１３とを備えるセル１０５が基体管１０３の円周方向に形成され、複数のセル１０５が基体管１０３の長手方向に沿って配列され、隣接するセル１０５の間にセル１０５同士を電気的に直列に接続するインターコネクタ１０７が形成されているセルスタック１０１を有する燃料電池であって、空気極１１３の長手方向の端部でインターコネクタ１０７に接触する部分の厚さが、空気極１１３の長手方向の中央部における厚さよりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体管の外周面上に燃料極と固体電解質膜と空気極とを備えるセルが前記基体管の円周方向に形成され、複数の前記セルが前記基体管の長手方向に沿って配列され、隣接する前記セルの間に前記セル同士を電気的に直列に接続するインターコネクタが形成されているセルスタックを有する燃料電池であって、
前記空気極の前記長手方向の端部で前記インターコネクタに接触する部分の厚さが、前記空気極の前記長手方向の中央部における厚さよりも大きい燃料電池。
【請求項２】
前記端部における前記空気極の厚さが、前記中央部における前記空気極の厚さの１倍より大きく１．５倍以下である請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記空気極の前記長手方向の端部が急峻な傾斜を有する請求項１に記載の燃料電池。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料電池の製造に用いられる塗布装置であって、
軸周りに回転可能に取り付けられた前記基体管の外周面と対向する位置に設けられた開口部を有し、前記開口部から空気極用スラリーを吐出して、前記燃料極、前記固体電解質膜、及び前記インターコネクタ上の所定の位置に空気極用スラリーを塗布するディスペンサを備え、
前記ディスペンサは、前記長手方向の端部で前記インターコネクタに接触する部分の厚さが、前記長手方向の中央部における厚さよりも大きくなるように、前記空気極用スラリーを塗布する塗布装置。
【請求項５】
前記ディスペンサに対応して設けられ、前記開口部の位置を可変とする開口位置調整部と、
前記基体管の軸線方向における所定の塗布位置において、前記基体管を回転させたときの前記外周面の変位量を取得する変位量取得部と、
前記変位量と軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報を記憶する記憶部と、
前記空気極用スラリーを塗布するときに、前記記憶部に記憶されている調整情報に基づいて、前記基体管の外周面と前記開口部との距離が一定となるように、前記基体管の回転に連動して前記開口位置調整部を制御する制御部と
を具備する請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけて複数の前記塗布位置が設定され、
各前記塗布位置に対応して前記ディスペンサがそれぞれ配置され、
前記制御部は、前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記ディスペンサに対応する前記開口位置調整部を制御する請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけてＮ個の前記塗布位置が設定され、
１またはＭ（Ｍ＜Ｎ）個の前記ディスペンサが、前記基体管の軸線方向にスライドすることで、Ｎ個の前記塗布位置に順次配置され、
前記制御部は、前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記ディスペンサに対応する前記開口位置調整部を制御する請求項５に記載の塗布装置。
【請求項８】
基体管の外周面上に燃料極と固体電解質膜と空気極とを備えるセルが前記基体管の円周方向に形成され、複数の前記セルが前記基体管の長手方向に沿って配列され、隣接する前記セルの間に前記セル同士を電気的に直列に接続するインターコネクタが形成されているセルスタックを有する燃料電池の製造方法であって、
前記基体管を円周方向に回転させながら前記基体管の外周面上に前記空気極を構成する空気極用スラリーをディスペンサの開口部から吐出して、前記燃料極、前記固体電解質膜及び前記インターコネクタ上の所定位置に空気極用スラリーを塗布する塗布工程と、
前記空気極用スラリーが塗布された前記基体管を焼成する焼成工程と
を有し、
前記塗布工程は、前記長手方向の端部で前記インターコネクタに接触する部分の厚さが、前記長手方向の中央部における厚さよりも大きくなるように、前記空気極用スラリーを塗布する燃料電池の製造方法。
【請求項９】
前記端部における厚さが、前記中央部における厚さの１倍より大きく１．５倍以下となるように、前記空気極用スラリーが吐出される請求項８に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１０】
前記長手方向の端部が急峻な傾斜を有するように、前記空気極用スラリーが塗布される請求項８に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１１】
前記塗布工程は、
前記基体管の軸線方向における所定の塗布位置において、前記基体管を回転させたときの前記基体管の外周面の変位量を取得する工程と、
前記変位量と軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報を作成する工程と、
前記空気極用スラリーを塗布するときに、前記調整情報に基づいて、前記基体管の外周面と前記開口部との距離が一定となるように、前記基体管の回転に連動して前記開口部の位置を調整する工程と
を有する請求項８に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１２】
前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけて複数の前記塗布位置を設定する工程と、
各前記塗布位置に対応して前記ディスペンサをそれぞれ配置する工程と、
前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記開口部と前記基体管の外周面との距離を調整する工程と
を有する請求項１１に記載の燃料電池の製造方法。
【請求項１３】
前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけてＮ個の前記塗布位置を設定する工程と、
１またはＭ（Ｍ＜Ｎ）個の前記ディスペンサを、前記基体管の軸線方向にスライドすることで、Ｎ個の前記塗布位置に順次配置する工程と、
前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記ディスペンサの開口部と前記基体管の外周面との距離を調整する工程と
を有する請求項１１に記載の燃料電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体管上に複数のセルが形成された円筒型の燃料電池及びその製造方法並びにその製造に用いられる塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ：以下「ＳＯＦＣ」と呼ぶ）は、電解質としてジルコニアセラミックスなどのセラミックスが用いられ、都市ガス、天然ガス、石油、メタノール、石炭ガス化ガスなどを燃料として運転される燃料電池である。ＳＯＦＣの一つとして、円筒型の燃料電池が知られている。円筒型の燃料電池は、発電室の内部に複数のセルスタックを収容する。１つのセルスタックは、基体管の円周方向に、燃料極、固体電解質膜、空気極を積層させたセルが複数形成される。複数のセルは、基体管の軸方向に配列され、隣り合うセル同士がインターコネクタで電気的に直列に接続される。
【０００３】
上記の円筒型の燃料電池の作製では、まず燃料極、固体電解質膜及びインターコネクタが基体管上に形成される。その後、燃料極、固体電解質膜及びインターコネクタは、基体管とともに共焼結される。共焼結後の固体電解質膜上に空気極が形成される。
【０００４】
共焼結された後の基体管表面は、燃料極等が形成されているために凹凸となっている。また基体管が長手方向で撓んでいる場合がある。そこで特許文献１では、スクリーン印刷に替えてディスペンサを用いて空気極を形成することにより、凹凸状となっている基体管上に均一の膜厚で空気極を形成させている。また、ディスペンサは吐出位置が微調整可能であり、成膜精度を向上させることができる。
【０００５】
また、従来、塗布材を塗布する方法として、例えば、特許文献２、３に開示される方法が知られている。特許文献２には、抵抗器、コンデンサ、トランジスタ等のチップ化した電子部品をプリント基板上の所定位置に仮固定する場合に、基板の反り、波打ち、段差などを考慮して、接着剤を基板上に塗布する技術が開示されている。具体的には、特許文献２には、接着剤が吐出される塗布ヘッド部にレーザ式変位センサなどの非接触の距離センサを取り付け、この距離センサによって計測される距離を塗布ヘッドの昇降量にフィードバックさせることにより、安定したプリント基板への接着剤塗布などの装着操作を行うことが開示されている。
特許文献３には、レーザ式変位センサ等の非接触の距離センサに代えて、接触式の安価な距離センサを用いて、接着剤の塗布を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１７５３０５号公報
【特許文献２】特開平３−９１９９８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６７３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法で形成された空気極は、同文献の図６に図示されているように、基体管長手方向の両端部がなだらかな傾斜を有している。空気極の端部ではインターコネクタとの接続部分に近づくにつれて空気極の膜厚が薄くなっている。空気極の膜厚が薄い部分は導電率が低いことから、結果的に導電経路が細くなりインターコネクタとの接続抵抗が大きくなってしまう。このような空気極形状は、発電性能を下げる原因となっていた。
【０００８】
特許文献１の形状の空気極でインターコネクタとの十分な導電経路を確保しようとすると、１つのセルを大きくする必要が生じるので、発電に寄与することができる有効発電面積が低下することに繋がる。このため、１つのセルスタックでの発電量を増大させるのには限界がある。
【０００９】
また、上記空気極の形成工程では、円筒状のセルスタックの外表面に間隔をあけて縞状に空気極用スラリーを塗布する。このとき、セルスタックは、例えば、１ｍ以上の長尺体であることから自重により中心部に撓みが生ずる。さらに、空気極用スラリーの塗布は、セルスタックを軸周りに回転させながら行われるため、回転による軸変位も生ずることとなる。
【００１０】
従来は、このような軸変位に対応できるよう、多少離れた場所から空気極用スラリーを外周面に吹き付けることによって塗布していた。しかしながら、吹き付けによる空気極用スラリーの塗布は、空気極用スラリーが所望の膜厚に到達するまでに相当な時間を要し、また、吹き付けによる機械の摩耗から機械を構成する部品の交換頻度が多くなり、コストが高くなるという問題があった。
このような問題は、ＳＯＦＣに限らず、回転している円筒部材の外周面に対して塗布材を塗布する場合に少なからず発生する問題であった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高い発電性能を有する燃料電池及びその製造方法並びにその製造に用いられる塗布装置を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、軸周りに回転する円筒部材（例えば、基体管）に対して、低コストで、効率的に、安定した品質で、塗布材を塗布することのできる塗布装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、基体管の外周面上に燃料極と固体電解質膜と空気極とを備えるセルが前記基体管の円周方向に形成され、複数の前記セルが前記基体管の長手方向に沿って配列され、隣接する前記セルの間に前記セル同士を電気的に直列に接続するインターコネクタが形成されているセルスタックを有する燃料電池であって、前記空気極の前記長手方向の端部で前記インターコネクタに接触する部分の厚さが、前記空気極の前記長手方向の中央部における厚さよりも大きい燃料電池である。
【００１４】
第１の態様において、前記端部における前記空気極の厚さが、前記中央部における前記空気極の厚さの１倍より大きく１．５倍以下であることが好ましい。
【００１５】
第１の態様において、前記空気極の前記長手方向の端部が急峻な傾斜を有することが好ましい。
【００１６】
本発明の第２の態様は、上記燃料電池の製造に用いられる塗布装置であって、軸周りに回転可能に取り付けられた前記基体管の外周面と対向する位置に設けられた開口部を有し、前記開口部から空気極用スラリーを吐出して、前記燃料極、前記固体電解質膜、及び前記インターコネクタ上の所定の位置に空気極用スラリーを塗布するディスペンサを備え、前記ディスペンサは、前記長手方向の端部で前記インターコネクタに接触する部分の厚さが、前記長手方向の中央部における厚さよりも大きくなるように、前記空気極用スラリーを塗布する塗布装置である。
【００１７】
上記塗布装置は、前記ディスペンサに対応して設けられ、前記開口部の位置を可変とする開口位置調整部と、前記基体管の軸線方向における所定の塗布位置において、前記基体管を回転させたときの前記外周面の変位量を取得する変位量取得部と、前記変位量と軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報を記憶する記憶部と、前記空気極用スラリーを塗布するときに、前記記憶部に記憶されている調整情報に基づいて、前記基体管の外周面と前記開口部との距離が一定となるように、前記基体管の回転に連動して前記開口位置調整部を制御する制御部とを更に備えていてもよい。
【００１８】
上記塗布装置によれば、軸周りに回転する基体管の外周面と対向する位置にディスペンサの開口部が設けられ、開口部から塗布材が吐出されることにより、基体管の外周面に塗布材が塗布される。ディスペンサには、開口部の位置を可変とする開口位置調整部が設けられている。空気極用スラリーの塗布に先駆けて、変位量取得部により基体管を回転させたときの外周面の変位量が取得され、この変位量と軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報が作成され、記憶部に格納される。空気極用スラリーを塗布する際には、制御部により、記憶部に記憶されている調整情報に基づいて、基体管の外周面と開口部との距離が一定となるように、基体管の回転に連動して開口位置調整部が制御される。これにより、基体管が自重により撓んだり、回転により外周面の位置が変化したりする場合であっても、外周面と開口部との間の距離が略一定に保たれ、基体管の外周面に、ほぼ一定の幅で塗布材を塗布することが可能となる。また、本態様によれば、ある幅を持つ空気極用スラリーを開口部から吐出させて塗布するので、空気極用スラリーを吹き付ける従来の手法に比べて、塗布に要する時間を短縮することが可能となる。さらに、空気極用スラリーを吹き付ける場合と比べて機械の摩耗も少ないため、部品の交換頻度も低下し、低コスト化を図ることが可能となる。
【００１９】
上記塗布装置において、前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけて複数の前記塗布位置が設定され、各前記塗布位置に対応して前記ディスペンサがそれぞれ配置され、前記制御部は、前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記ディスペンサに対応する前記開口位置調整部を制御することとしてもよい。
【００２０】
上記塗布装置によれば、基体管の軸線方向に設定された各塗布位置に対応してディスペンサがそれぞれ配置されるので、効率的に塗布することができる。
【００２１】
上記塗布装置において、前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけてＮ個の前記塗布位置が設定され、１またはＭ（Ｍ＜Ｎ）個の前記ディスペンサが、前記基体管の軸線方向にスライドすることで、Ｎ個の前記塗布位置に順次配置され、前記制御部は、前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記ディスペンサに対応する前記開口位置調整部を制御することとしてもよい。
【００２２】
上記塗布装置によれば、１またはＭ個のディスペンサを基体管の軸線方向にスライドさせて各塗布位置に空気極用スラリーを塗布していくので、少ないディスペンサの設置台数で空気極用スラリーを塗布することができる。これにより、低コスト化を図ることができる。
【００２３】
上記塗布装置において、前記変位量取得部は、各前記ディスペンサに設けられていてもよい。
【００２４】
ディスペンサに変位量取得部が設けられているので、塗布位置における変位量を容易にかつ効率的に測定することが可能となる。また、開口部を所定の塗布位置に配置した状態で、基体管を回転させて外周面の変位量を行うことが可能となる。これにより、計測時と塗布時とで開口部の位置が変わらないので、開口部の位置がずれることによる誤差を低減することができる。
【００２５】
本発明の第３態様は、基体管の外周面上に燃料極と固体電解質膜と空気極とを備えるセルが前記基体管の円周方向に形成され、複数の前記セルが前記基体管の長手方向に沿って配列され、隣接する前記セルの間に前記セル同士を電気的に直列に接続するインターコネクタが形成されているセルスタックを有する燃料電池の製造方法であって、前記基体管を円周方向に回転させながら前記基体管の外周面上に前記空気極を構成する空気極用スラリーをディスペンサの開口部から吐出して、前記燃料極、前記固体電解質膜及び前記インターコネクタ上の所定位置に空気極用スラリーを塗布する塗布工程と、前記空気極用スラリーが塗布された前記基体管を焼成する焼成工程とを有し、前記塗布工程は、前記長手方向の端部で前記インターコネクタに接触する部分の厚さが、前記長手方向の中央部における厚さよりも大きくなるように、前記空気極用スラリーを塗布する燃料電池の製造方法である。
【００２６】
上記燃料電池の製造方法において、前記端部における厚さが、前記中央部における厚さの１倍より大きく１．５倍以下となるように、前記空気極用スラリーが吐出されることとしてもよい。
【００２７】
上記燃料電池の製造方法において、前記長手方向の端部が急峻な傾斜を有するように、前記空気極用スラリーが塗布されることとしてもよい。
【００２８】
上記燃料電池の製造方法によれば、インターコネクタとの接触部分で空気極を厚く形成しているため、接触部分の全域で空気極の導電率が一定であることから、導電経路が太くなって接続抵抗が低減し、セルスタックの導電性が向上する。一方で、空気極中央部での膜厚をインターコネクタとの接触部分と比べて薄くしているために、酸化性ガスの透過しやすくなり、固体電解質膜での反応が促進される。この結果、本発明では燃料電池の発電性能を向上させることが可能である。
【００２９】
上記燃料電池の製造方法において、前記塗布工程は、前記基体管の軸線方向における所定の塗布位置において、前記基体管を回転させたときの前記基体管の外周面の変位量を取得する工程と、前記変位量と軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報を作成する工程と、前記空気極用スラリーを塗布するときに、前記調整情報に基づいて、前記基体管の外周面と前記開口部との距離が一定となるように、前記基体管の回転に連動して前記開口部の位置を調整する工程とを有していてもよい。
【００３０】
上記燃料電池の製造方法は、前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけて複数の前記塗布位置を設定する工程と、各前記塗布位置に対応して前記ディスペンサをそれぞれ配置する工程と、前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記開口部と前記基体管の外周面との距離を調整する工程とを有していてもよい。
【００３１】
上記燃料電池の製造方法は、前記基体管の軸線方向に沿って互いに間隔をあけてＮ個の前記塗布位置を設定する工程と、１またはＭ（Ｍ＜Ｎ）個の前記ディスペンサを、前記基体管の軸線方向にスライドすることで、Ｎ個の前記塗布位置に順次配置する工程と、前記塗布位置毎に用意された前記調整情報に基づいて、各前記ディスペンサの開口部と前記基体管の外周面との距離を調整する工程とを有することとしてもよい。
【００３２】
本発明の例示としての他の態様は、軸線周りに回転可能に取り付けられた円筒部材の外周面と対向する位置に設けられた開口部を有し、該開口部から塗布材を吐出して、前記円筒部材の外周面に塗布材を塗布する塗布部と、前記塗布部に対応して設けられ、前記開口部の位置を可変とする開口位置調整部と、前記円筒部材の軸線方向における所定の塗布位置において、前記円筒部材を回転させたときの前記外周面の変位量を取得する変位量取得部と、前記変位量と前記軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報を記憶する記憶部と、前記塗布材を塗布するときに、前記記憶部に記憶されている調整情報に基づいて、前記円筒部材の外周面と前記開口部との距離が一定となるように、前記円筒部材の回転に連動して前記開口位置調整部を制御する制御部とを具備する塗布装置である。
【００３３】
上記態様によれば、軸周りに回転する円筒部材の外周面と対向する位置に塗布部の開口部が設けられ、開口部から塗布材が吐出されることにより、円筒部材の外周面に塗布材が塗布される。塗布部には、開口部の位置を可変とする開口位置調整部が設けられている。塗布材の塗布に先駆けて、変位量取得部により円筒部材を回転させたときの外周面の変位量が取得され、この変位量と軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報が作成され、記憶部に格納される。塗布材を塗布する際には、制御部により、記憶部に記憶されている調整情報に基づいて、円筒部材の外周面と開口部との距離が一定となるように、円筒部材の回転に連動して開口位置調整部が制御される。これにより、円筒部材が自重により撓んだり、回転により外周面の位置が変化したりする場合であっても、外周面と開口部との間の距離が一定に保たれ、円筒部材の外周面に、ほぼ一定の幅で塗布材を塗布することが可能となる。また、本態様によれば、ある幅を持つ塗布材を開口部から吐出させて塗布材を塗布するので、塗布材を吹き付ける従来の手法に比べて、塗布に要する時間を短縮することが可能となる。さらに、塗布材を吹き付ける場合と比べて機械の摩耗も少ないため、部品の交換頻度も低下し、低コスト化を図ることが可能となる。
【００３４】
本発明の例示としての他の態様は、軸線周りに回転する円筒部材の外周面と対向する位置に、塗布部の開口部を配置し、該開口部から塗布材を吐出することで、前記円筒部材の外周面に塗布材を塗布する塗布方法であって、前記円筒部材の軸線方向における所定の塗布位置において、前記円筒部材を回転させたときの前記円筒部材の外周面の変位量を取得する工程と、前記変位量と前記軸周りの回転角度とが関連付けられた調整情報を作成する工程と、前記塗布材を塗布するときに、前記調整情報に基づいて、前記円筒部材の外周面と開口部との距離が一定となるように、前記円筒部材の回転に連動して前記開口部の位置を調整する工程とを有する塗布方法である。
【００３５】
上記の他の態様によれば、軸周りに回転する円筒部材に対して、低コストで、効率的に、安定した品質で、塗布材を塗布することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、空気極とインターコネクタとの接触抵抗が改善されており、固体電解質膜で反応が促進されるため、高い発電性能を有する燃料電池とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る円筒型の燃料電池のセルスタックの部分断面図である。
【図２】平滑面上に本発明の空気極のみが形成された場合の断面概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料電池の製造方法を示したフローチャートである。
【図４】基体管上に形成された本発明の一実施形態に係る空気極の断面形状の計測結果である。
【図５】比較例の空気極端部の断面形状のＳＥＭ写真である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る塗布装置の全体概略構成を示した図である。
【図７】ディスペンサ及びその周辺を拡大して示した拡大概略図である。
【図８】一例としてのディスペンサのノズルの縦断面概略図である。
【図９】開口部の開口形状の一例を示した図である。
【図１０】焼結体の回転による外周面の変位について説明するための図である。
【図１１】制御装置による開口部と外周面との距離に係る制御について説明するための図である。
【図１２】開口部と外周面との距離と空気極用スラリーの塗布面の幅との関係について説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る塗布装置の全体概略構成を示した図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る塗布装置について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下においては、説明の便宜上、紙面を基準として「上」及び「下」の表現を用いて各構成要素の位置関係を特定するが、鉛直方向に対して必ずしもこの限りである必要はない。例えば、紙面における上方向が鉛直方向における下方向に対応してもよい。また、紙面における上下方向が鉛直方向に直行する水平方向に対応してもよい。
【００３９】
以下、本発明の一実施形態に係る燃料電池及びその製造方法について説明し、その後、本発明の塗布装置に係る各実施形態について説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態に係る円筒型の燃料電池のセルスタックの部分断面図である。円筒型の燃料電池は、発電室内に本実施形態のセルスタック１０１を複数本収容したものである。
セルスタック１０１は、円筒形状の基体管１０３と、基体管１０３の外周面に複数形成された燃料電池セル１０５と、隣り合う燃料電池セル１０５の間に形成されたインターコネクタ１０７とを有する。燃料電池セル１０５は、燃料極１０９と固体電解質膜１１１と空気極１１３とが積層して形成されている。また、セルスタック１０１は、基体管１０３の外周面に形成された複数の燃料電池セル１０５の内、基体管１０３の軸方向において最も端に形成された燃料電池セル１０５の空気極１１３に、インターコネクタ１０７を介して電気的に接続されたリード膜１１５を有する。燃料電池セル１０５、インターコネクタ１０７、リード膜１１５は、いずれも基体管１０３の外周面に周方向全周にわたり帯状に形成されている。
【００４１】
燃料電池セル１０５の一方端部（図１において、燃料電池セル１０５の紙面右側の端部）Ａで、燃料極１０９上に固体電解質膜１１１が形成され、固体電解質膜１１１上にインターコネクタ１０７が形成される。燃料電池セル１０５の他方端部（図１において、燃料電池セル１０５の紙面左側の端部）Ｂで、インターコネクタ１０７は、一つの燃料電池セル１０５の固体電解質膜１１１と接触するとともに、同一の燃料電池セル１０５の燃料極１０９と接触する。
【００４２】
基体管１０３は、多孔質材料からなり、例えば、ＣａＯ安定化ＺｒＯ２（ＣＳＺ）、又はＹ２Ｏ３安定化ＺｒＯ2（ＹＳＺ）、又はＭｇＡｌ２Ｏ４とされる。この基体管１０３は、燃料電池セル１０５とインターコネクタ１０７とリード膜１１５とを支持すると共に、基体管１０３の内周面に供給される燃料ガスを基体管１０３の細孔を介して基体管１０３の外周面に形成される燃料極１０９に拡散させるものである。
【００４３】
燃料極１０９は、Ｎｉとジルコニア系電解質材料との複合材の酸化物で構成され、例えば、Ｎｉ／ＹＳＺが用いられる。この場合、燃料極１０９は、燃料極１０９の成分であるＮｉが燃料ガスに対して触媒作用を有する。この触媒作用は、基体管１０３を介して供給された燃料ガス、例えば、メタン（ＣＨ４）と水蒸気との混合ガスを反応させ、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）に改質するものである。また、燃料極１０９は、改質により得られる水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）と、固体電解質膜１１１を介して供給される酸素イオン（Ｏ２−）とを固体電解質膜１１１との界面付近において電気化学的に反応させて水（Ｈ２Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を生成するものである。なお、燃料電池セル１０５は、この時、酸素イオンから放出される電子によって発電する。
【００４４】
固体電解質膜１１１は、ガスを通しにくい気密性と、高温で高い酸素イオン導電性とを有するＹＳＺが主として用いられる。この固体電解質膜１１１は、空気極で生成される酸素イオン（Ｏ２−）を燃料極に移動させるものである。
【００４５】
空気極１１３は、例えば、ＬａＳｒＭｎＯ３系酸化物、又はＬａＣｏＯ３系酸化物で構成される。この空気極１１３は、固体電解質膜１１１との界面付近において、供給される空気等の酸化性ガス中の酸素を解離させて酸素イオン（Ｏ２−）を生成するものである。
【００４６】
本実施形態において、空気極１１３の基体管１０３側に空気極反応層が形成されていても良い。空気極反応層は、空気極と固体電解質膜との密着層としての役割や、電気化学反応を更に促進させる役割を果たす。空気極反応層は例えばＳｍがドーピングされたＣｅＯ２で構成される。
【００４７】
インターコネクタ１０７は、ＳｒＴｉＯ３系などのＭ１−ｘＬｘＴｉＯ３（Ｍはアルカリ土類金属元素、Ｌはランタノイド元素）で表される導電性ペロブスカイト型酸化物から構成され、燃料ガスと酸化性ガスとが混合しないように緻密な膜となっている。また、インターコネクタ１０７は、酸化雰囲気と還元雰囲気との両雰囲気下で安定した電気導電性を有する。このインターコネクタ１０７は、隣り合う燃料電池セル１０５において、一方の燃料電池セル１０５の空気極１１３と他方の燃料電池セル１０５の燃料極１０９とを電気的に接続し、隣り合う燃料電池セル１０５同士を直列に接続するものである。リード膜１１５は、電子伝導性を有すること、及びセルスタック１０１を構成する他の材料との熱膨張係数が近いことが必要であることから、Ｎｉ／ＹＳＺ等のＮｉとジルコニア系電解質材料との複合材で構成されている。このリード膜１１５は、インターコネクタにより直列に接続される複数の燃料電池セル１０５で発電された直流電力をセルスタック１０１の端部付近まで導出すものである。
【００４８】
図２は、平滑面１０３ａ上に本実施形態の空気極１１３のみを基体管の円周方向に形成した場合に、空気極を基体管長手方向に切り取ったときの断面概略図である。図２における平滑面１０３ａは基体管１０３に何も塗布していない状態の平滑面である。
【００４９】
本実施形態の空気極１１３は、中央部において空気極１１３表面が平坦である。中央部では空気極１１３は１０００μｍ以上３０００μｍ以下であり、従前の燃料電池における空気極の設計膜厚の下限値と同程度の膜厚が確保されている。
なお、空気極反応層を設ける場合は、空気極反応層と空気極との合計膜厚が、空気極中央部において上記範囲の膜厚が確保されている。
【００５０】
本実施形態の空気極１１３は、基体管１０３長手方向における空気極１１３の両端部で厚くなっている。すなわち、インターコネクタ１０７と接触する部分における空気極１１３の膜厚は、基体管１０３長手方向の空気極１１３の中央部（燃料極１０９及び固体電解質膜１１１上に積層され、燃料電池セル１０５を構成している部分）における膜厚よりも厚い。
空気極１１３の中央部での膜厚をｄ０、インターコネクタ１０７と接触する部分での空気極１１３の膜厚をｄ１とすると、１．０＜ｄ１／ｄ０≦１．５となるように空気極１１３が形成される。ｄ１／ｄ０＞１．５であると、空気極のインターコネクタと接触する部分を含む端部が剥離しやすくなるので好ましくない。
【００５１】
また、基体管１０３長手方向の空気極１１３の両端部において、空気極１１３は急峻な傾斜を有している。具体的に、空気極１１３の末端位置と当該末端位置に近接して空気極１１３が最も厚くなる位置との距離をＬと定義し、当該末端位置に近接した位置での空気極１１３の最大膜厚をＨと定義した場合に、Ｈ／Ｌが２．０以上１０．０以下である。Ｈ／Ｌが２未満のときは膜厚が薄いため、インターコネクタとの接触部分の電流通過断面積が小さくなり、通過抵抗が大きくなるので不適切である。また、Ｈ／Ｌが１０を超えると、空気極端部で急峻な構造になるため空気極で破損を生じ易いとともに、このような急峻な形状に製造するも難しくなり不適である。
【００５２】
本実施形態の燃料電池の製造方法について図３を参照して説明する。
（スラリーの印刷）
まず、基体管１０３を押出成形法により管状に成形し、乾燥させる（ＳＡ１）。基体管１０３の外径は、直径１２ｍｍ〜３７ｍｍとすると良い。基体管１０３の全長は、例えば、約１ｍ〜２ｍとされている。
【００５３】
次に、スクリーン印刷法により燃料極用スラリーまたはリード膜用スラリーを基体管１０３の外周面上に印刷する（ＳＡ２）。本実施形態では燃料極用スラリーを印刷したものとして、以降の工程を説明する。燃料極用スラリーは、ＮｉＯとイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）との混合粉末にスキージオイルなどのビヒクルを添加し、３本ローラにより混合して調製する。燃料極用スラリーは、少なくとも基体管１０３の一端部側において、基体管１０３の端部が露出するよう端部を内側にずらして印刷するとよい。
【００５４】
次に、スクリーン印刷法により固体電解質用スラリーを燃料極用スラリーの上に印刷する（ＳＡ３）。固体電解質用スラリーは、ＹＳＺ粉末にスキージオイルなどのビヒクルを添加し、３本ローラにより混合して調製する。固体電解質用スラリーは、少なくとも基体管１０３の一端部側において、燃料極用スラリーが露出するよう端部を内側にずらして印刷すると良い。
【００５５】
次に、スクリーン印刷法によりインターコネクタ用スラリーを、上記で露出させた燃料極用スラリーの上に、該露出させた燃料極用スラリーを完全に覆うよう印刷する（ＳＡ４）。インターコネクタ用スラリーは、固体電解質用スラリーと隣接している。また、基体管１０３上において、隣接する発電セルが電気的に直列接続されるようインターコネクタ用スラリーを適所に印刷する。インターコネクタ用スラリーは、ランタンをドープしたチタン酸ストロンチウム（Ｓｒ１−ｘＬａｘＴｉＯ３）粉末にスキージオイルなどのビヒクルを添加し、３本ローラにより混合して調製する。
【００５６】
（焼成）
燃料極用スラリー、固体電解質用スラリー、及びインターコネクタ用スラリーを印刷した基体管１０３を大気中で共焼成する（ＳＡ５）。例えば、基体管１０３を吊下げた状態で電気炉に入れ行われる。焼結温度は、具体的に１３５０℃〜１４５０℃とされる。理由として、１３５０℃未満の場合は電解質、インターコネクタが焼結されず、気密性が損なわれる可能性があり、１４５０℃を超える場合は燃料極、基体管の緻密化が進み、ガス透過性が損なわれ、発電性能が低下する可能性があるからである。これにより、基体管１０３上に燃料極１０９、固体電解質膜１１１、及びインターコネクタ１０７が形成される。
【００５７】
（空気極用スラリーの塗布）
次に、焼結体の所定位置に空気極用スラリーを塗布する（ＳＡ６）。空気極用スラリーが、共焼結後の基体管１０３上（または、空気極反応層上）の所定位置に塗布される。空気極中央部での厚さが１０００μｍ以上３０００μｍ以下になるように塗布量が調整される。
なお、空気極用スラリーの塗布に関する詳細は後述する。空気極用スラリーは、例えばＬａＳｒＭｎＯ３粉末にスキージオイルなどのビヒクルを添加したものを混合したものが用いられる。
空気極反応層を設ける場合は、空気極反応層の材料を含むスラリーが作製される。空気極反応層用スラリーが、共焼結後の基体管１０３上の所定位置にスクリーン印刷により塗布される。空気極反応層の厚さが１０〜１００μｍになるように塗布量が調整される。なお、上述したように、空気極反応層を設ける場合は、中央部での空気極反応層及び空気極の合計膜厚が１０００μｍ以上３０００μｍ以下になるように塗布量が調整される。
【００５８】
（焼成）
空気極用スラリーを塗布した焼結体を、吊下げ大気中にて焼成する（ＳＡ７）。焼成は、例えば電気炉を用いて行われる。焼結温度は、具体的に１１００℃〜１２５０℃である。ここでの焼結温度は、基体管〜インターコネクタを形成した後の共焼結温度よりも低温である。本実施形態では、焼結前後で空気極形状にほぼ変化はない。
上記の工程を経ることにより、図１に示したような円筒形のセルスタック１０１が製造される。
【００５９】
図４は、基体管上に形成された空気極の断面形状の計測結果である。空気極用スラリー粘度は２．０〜１０．０Ｐａ・ｓとし、塗布後に１０００〜１６００℃で空気極を焼結した。図４は、レーザ寸法測定器を用いて取得した。
本実施形態の方法により、端部の傾斜が急峻（Ｈ／Ｌ＝７）であり、ｄ１／ｄ０が１．１である空気極が形成されている。
【００６０】
このように、インターコネクタ１０７と接触する部分で空気極１１３を厚く形成すると、端部が厚く電流通過断面積が増加する。さらに、端部の傾斜が急峻になることで接触部分の電流通過断面積がインターコネクタ接触領域全体で拡大する。このため、導電経路の抵抗が低下する。また、インターコネクタ１０７と空気極１１３との接触面積が大きくなることは、インターコネクタ１０７と空気極１１３との接着強度が上昇することに繋がり、セルスタックの強度が向上する。
【００６１】
一方で、空気極１１３中央部では従来の燃料電池の場合と同程度の膜厚としている。断面が矩形の空気極を形成した場合よりも酸化ガスが透過しやすい上、使用されるスラリー量を削減することができる。
【００６２】
比較例として特許文献１に記載されるディスペンサを用いて平滑な基体管上に空気極用スラリーを塗布した。具体的に、図５は、空気極を略円形の開口を有するノズルを用いて、空気極用スラリーを液滴状に吐出して空気極を形成した。図５は、比較例の空気極端部の断面形状のＳＥＭ写真である。
比較例では、端部の傾斜がＨ／Ｌ＝１．１であり、端部が緩やかな傾斜を有する空気極が形成されている。このような形状では、空気極の端部では膜厚が薄い部分の領域が多くなり、特に大電流で発電させた場合には、導電経路の抵抗増加を発生しやすい。
【００６３】
〔第１実施形態〕
次に、上記空気極用スラリーの塗布工程（図３のステップＳＡ６）で用いられる塗布装置について、図面を参照して詳しく説明する。
図６は、本発明の第１実施形態に係る塗布装置１０の全体概略構成を示した図である。図６に示すように、塗布装置１０は、長尺状（例えば、約１ｍから２ｍ）の円筒部材である焼結体１１を軸線周りに回転させる駆動部１２、焼結体１１の軸線方向において間隔をあけて設定されている塗布位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３・・・Ｘｎに対応してそれぞれ配置され、焼結体１１の外周面に所定幅となるように空気極用スラリー（塗布材）を塗布するディスペンサ２０−１〜２０−ｎ（以下、全てのディスペンサを示すときは単に符号「２０」を付し、各ディスペンサを示すときは符号「２０−１」、「２０−２」等を付す。）を備えている。
【００６４】
各ディスペンサ２０−１〜２０−ｎは、焼結体１１の軸線方向に沿って移動可能に設けられている。これにより、例えば、各焼結体１１に応じて設定される塗布位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３・・・Ｘｎに円滑に対応することが可能となる。
焼結体１１は中空部材であり、中空部分にシャフト１３が挿入される。焼結体１１はＯリング等の固定部材１４によりシャフト１３に固定される。シャフト１３が不図示のワークホルダに取り付けられ、駆動部１２によってシャフト１３が駆動されることにより、焼結体１１はシャフト１３とともにシャフト１３の軸線周りに回転する。
【００６５】
図７はディスペンサ２０及びその周辺を拡大して示した拡大概略図である。図７に示すように、ディスペンサ２０は、例えば、焼結体１１の外周面と対向する位置に設けられた開口部２１を有するノズル２２、空気極用スラリーを収容する容器２３、容器２３に収容されている空気極用スラリーを加圧してノズル２２に押し出す加圧部（図示略）等を備えている。
ディスペンサ２０において、加圧部によって容器２３内に収容されている空気極用スラリーが押し出され、ノズル２２の先端に設けられた開口部２１から吐出されることにより、焼結体１１の外周面に空気極用スラリーＡが塗布される。なお、ディスペンサ２０の構成はこの例に限定されず、開口部２１から空気極用スラリーＡを吐出して、焼結体１１の外周面に塗布できる構成であればよい。例えば、図８に示すような形状とされていてもよい。
【００６６】
開口部２１は、例えば、図９に示すように矩形のスリット形状とされている。
開口部２１の長辺の長さは、空気極１１３の基体管１０３長手方向の幅と略同一である。なお、開口部２１の開口形状は図９に示される形状に限定されない。
【００６７】
図７に示すように、ディスペンサ２０には、開口部２１の位置を上下方向に移動可能とする昇降装置（開口位置調整部）３０が設けられている。昇降装置３０は、例えば、ディスペンサ２０を支持するとともに、ベース３２に対して昇降可能に取り付けられた移動部材（例えば、スライダー）３１と、移動部材３１を上下動させる昇降駆動装置３５とを備えている。昇降駆動装置３５は、例えば、上下方向に伸びるボールねじと、ボールねじに螺合して回転可能にかつ位置を固定されて移動部材に設けられたナットと、ボールねじを回転させる電動モータ（エンコーダ付サーボモータ）等（いずれも不図示）から構成される。なお、昇降装置３０の構成については、上記構成に限定されず、公知の機構を適宜採用することが可能である。
【００６８】
昇降駆動装置３５は、制御装置４０によって制御される。例えば、昇降駆動装置３５が備えるサーボモータの回転が制御装置４０によって制御されることにより、移動部材３１を上下方向の所望の位置に移動させることができ、ひいては開口部２１を上下方向における所望の位置に移動させることが可能となる。具体的には、制御装置４０は、後述する調整情報に基づいて、開口部２１と外周面との間、より具体的には、開口部２１に仮想的に設けられた基準面と外周面との間の距離Ｄが一定となるように、昇降駆動装置３５を制御する。
【００６９】
ディスペンサ２０には、非接触で焼結体１１の外周面の変位量を取得する変位量取得部２５が設けられている。変位量取得部２５は、例えば、変位センサであってもよく、あるいは、距離センサの検出信号を演算処理することで変位量を得るような構成であってもよい。すなわち、最終的に、変位量が取得されればよく、その計測方法等については特に限定されない。
【００７０】
次に、上記構成を備える塗布装置１０による空気極用スラリーの塗布工程の手順について説明する。
まず、燃料極１０９、固体電解質膜１１１、及びインターコネクタ１０７までが外周面に製膜された焼結体１１の中空部分にシャフト１３を挿入してワークフォルダ（不図示）に固定し、上記駆動部１２による軸回転が可能な状態とする。このとき、基体管１０３は、長手方向が略水平となるようにワークホルダ（不図示）に取付けられる。
【００７１】
続いて、焼結体１１の外周面において、固体電解質膜１１１及びインターコネクタ１０７の上部に空気極用スラリーが塗布されるように、塗布位置Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｎを設定する。このとき、固体電解質膜１１１の端部及びインターコネクタ１０７の端部が多少露出するよう塗布位置を設定するとよい。このように、焼結体１１を塗布装置１０にセットした状態で各塗布位置Ｘ１〜Ｘｎを設定することで、適切な位置に空気極用スラリーを塗布することが可能となる。これは、空気極用スラリーを塗布する工程の前工程である焼成工程（図３のＳＡ５参照）を経ることにより、基体管１０３の外周面上に形成された燃料極１０９、固体電解質膜１１１、及びインターコネクタ１０７の位置に収縮率の違いによる微妙なずれが生ずるからである。
【００７２】
続いて、各ディスペンサ２０−１〜２０−ｎを焼結体１１の軸線方向にスライドさせることにより、設定した各塗布位置Ｘ１〜Ｘｎに対応する位置に各ディスペンサ２０を設置する。このとき、開口部２１の長辺が焼結体１１の長手方向に略平行になるようにノズル２２の先端が配置される。
次に、駆動部１２を駆動させることにより焼結体１１を回転させ、各ディスペンサ２０−１〜２０−ｎに取り付けられた変位量取得部２５によって各ディスペンサ２０−１〜２０−ｎにおける焼結体１１の外周面の変位量を得る。変位量は、例えば、回転前の状態を基準とし、その基準面からの変位量を計測することが一例として挙げられる。
【００７３】
例えば、図１０に例示するように、焼結体１１がある回転角にある場合には外周面はαの状態となり、また、焼結体１１がある回転角にある場合には外周面はβの状態となる。このように、回転によって焼結体１１の外周面の位置が変位し、また、その変位量は塗布位置Ｘ１〜Ｘｎに応じて異なることとなる。
【００７４】
変位量取得部２５によって取得された変位量は、対応するディスペンサ２０に対応して設けられた制御装置４０に出力される。また、各ディスペンサ２０に設けられた制御装置４０は、例えば、駆動部１２を制御する制御装置（図示略）から回転角度に関する情報を取得する。そして、変位量取得部２５から入力された変位量と駆動部１２の制御装置から入力される回転角度とを関連付けて調整情報を作成する。この調整情報は、制御装置４０内の記憶部（図示略）に一時的に格納され、後続の空気極用スラリー塗布の際の昇降駆動装置３５の制御において参照される。ここで、調整情報は回転角度と変位量とが関連付けられたテーブルとして用意されてもよいし、連続的な関数等によって表されるものであってもよい。
【００７５】
このようにして、各塗布位置Ｘ１〜Ｘｎにおける調整情報が得られると、実際に空気極用スラリーの塗布が実施される。具体的には、駆動部１２によってシャフト１３の回転が開始されることにより焼結体１１が軸線周りに回転する（例えば、２秒で１回転程度の速度で回転する）。この状態で、各ディスペンサ２０−１〜２０−ｎが作動し、空気極用スラリーがノズル２２先端に向かって連続的に搬送され、ノズル２２先端の開口部２１から鉛直方向下側に向かって吐出される。これにより、塗布位置Ｘ１〜Ｘｎの焼結体１１の外周面に対して、所定幅及び所定の膜厚の空気極用スラリーが塗布される。
【００７６】
このとき、制御装置４０が調整情報に基づいて焼結体１１の回転に同期して昇降駆動装置３５を制御する。具体的には、昇降体１１の回転角度に対応する変位量を調整情報から読み出し、この変位量がゼロになるように昇降駆動装置３５を制御する。これにより、図１１に示すように、各ディスペンサ２０−１〜２０−ｎにおいて、それぞれの開口部２１と焼結体１１の外周面との間の距離Ｄを一定に保つように、開口部２１の位置が昇降駆動装置３５によって調整されることとなる。
【００７７】
ここで、図１２に示すように、距離Ｄによって、外周面に塗布される空気極用スラリーの幅が変わる。すなわち、外周面がＰ２の位置にあった場合には、塗布面の幅はｄ２となり、外周面がＰ２よりも開口部２１に近いＰ１の位置にあった場合には、塗布幅はｄ１（＞ｄ２）となる。したがって、外周面と開口部２１との距離Ｄの値は、外周面に塗布する空気極用スラリーの幅に基づいて予め最適な距離を求めておき、その距離で一定となるように、制御装置４０によって制御される。本実施形態では、例えば、距離Ｄは２ｍｍに設定されている。
【００７８】
更に、空気極用スラリーの粘度と押し出し速度が調整されて、スリット中央部分に比べてスリット両端部分の掃出し量が若干多くなるように空気極用スラリーが吐出される。このため、図１及び図２に示すように中央部で膜厚が小さく、両端部で膜厚が大きくなる。所望の空気極膜厚が得られ、かつ、塗布直後に空気極用スラリーの形状が変化しないように、空気極用スラリーの粘度、及び、ノズル先端と塗布位置の基体管とのクリアランスが適切に調整される。ディスペンサは、継ぎ目部分でスラリーが重複塗布されて空気極が厚くならないように、空気極１１３の塗布を行う。
【００７９】
このようにして、焼結体１１が１回転あるいは数回転することにより、焼結体１１の塗布位置Ｘ１〜Ｘｎに帯状の空気極用スラリーが塗布されると、ディスペンサ２０によるスラリーの吐出が停止され、駆動部１２によるシャフト（焼結体）の回転が停止され、空気極用スラリーの塗布工程が終了する。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態に係る塗布装置及び塗布方法によれば、焼結体１１が自重により撓んだり、回転により外周面の位置が変化したりする場合であっても、外周面と開口部２１との間の距離を一定に保つことができる。これにより、焼結体１１の外周面に、ほぼ一定の幅で空気極用スラリーを塗布することが可能となる。また、図７及び図９に示すように、幅をもつ空気極用スラリーを開口部２１から吐出させて外周面に塗布するので、空気極用スラリーを吹き付けて塗布する場合に比べて、塗布に要する時間を短縮することが可能となる（例えば、１／２０の時間に短縮することが可能となる。）。さらに、空気極用スラリーを吹き付ける場合と比べて機械の摩耗も少ないため、部品の交換頻度も低下し、低コスト化を図ることが可能となる。
【００８１】
〔第２実施形態〕
上記第１実施形態においては、各塗布位置Ｘ１〜Ｘｎに対してそれぞれディスペンサ２０を配置することとしたが、これに限られず、例えば、図１３に示すように、１または複数のディスペンサ２０を焼結体１１の軸線方向にスライドさせることにより、それぞれの塗布位置に対して順次空気極用スラリーを塗布することとしてもよい。図１３では、３台のディスペンサ２０−１、２０−２、２０−３を軸線方向にスライドさせる場合を例示している。このように、ディスペンサ２０の台数を少なくすることで、低コスト化を図ることが可能となる。
【００８２】
〔第３実施形態〕
上記第１実施形態では、各ディスペンサ２０に変位量取得部２５を設けていたが、これに代えて、図１４に示すように、１または複数の変位量取得部２５をディスペンサ２０とは別個に設け、ディスペンサ２０による塗布を行う前に、変位量取得部２５を各塗布位置Ｘ１〜Ｘｎにスライドさせて配置させ、各塗布位置Ｘ１〜Ｘｎにおける変位量を計測することとしてもよい。この場合、変位量取得部２５の設置台数を削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。
【００８３】
なお、上記で説明した空気極の塗布装置及び塗布方法は、燃料極１０９、固体電解質膜１１１、インターコネクタ１０７、及び、空気極反応層の形成にも適用することができる。スクリーン印刷に替えて各実施形態に係る塗布装置及び塗布方法を用いれば、塗布形状の精度が安定する。また、位置精度が向上して無効面積を低減させることが可能となるので有利である。更に、上述の各実施形態に係る塗布装置及び塗布方法は、ＳＯＦＣに限定されることなく、回転する円筒部材の外周面に対して塗布材を塗布する場合に広く適用することが可能である。
【００８４】
本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、例えば、上述した各実施形態を部分的または全体的に組み合わせる等して、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  塗布装置
１１  焼結体
１２  駆動部
１３  シャフト
２０（２０−１、２０−２、２０−３、２０−ｎ）  ディスペンサ
２１  開口部
２２  ノズル
２３  容器
３０  昇降装置
３１  移動部材
３２  ベース
３５  昇降駆動装置
４０  制御装置
１０１  セルスタック
１０３  基体管
１０５  燃料電池セル
１０７  インターコネクタ
１０９  燃料極
１１１  固体電解質膜
１１３  空気極
１１５  リード膜
Ａ  空気極用スラリー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図４】
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【図５】
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