(57)【要約】 【課題】 ガスのクロスリークが生じる可能性がほとんどない固体電解質型燃料電池を提供する。【解決手段】  ガス透過孔２ａを有する金属製セル基板２及び一対の電極層３，４間に電解質層５を挟み込んで形成した電池要素６を具備し、金属製セル基板２のガス透過孔２ａ上に位置させた電池要素６の一方の電極層３を電解質層５で覆って成るセル７を備え、電池要素６の電解質層５上に位置する他方の電極層４を除く領域のうちの少なくとも金属製セル基板２のガス不透過部分２ｂに、電池要素６が位置する側の面の略全体を覆う電気絶縁層８を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス透過孔を有する金属製セル基板及び一対の電極層間に電解質層を挟み込んで形成した電池要素を具備し、上記金属製セル基板のガス透過孔上に位置させた電池要素の一方の電極層を電解質層で覆って成るセルを備えた固体電解質型燃料電池において、
上記電池要素の電解質層上に位置する他方の電極層を除く領域のうちの少なくとも金属製セル基板のガス不透過部分に、電池要素が位置する側の面の略全体を覆う電気絶縁層を設けたことを特徴とする固体電解質型燃料電池。
【請求項２】
電池要素の電解質よりもクラックを生じやすい電気絶縁性材料から成る絶縁犠牲層を電気絶縁層とした請求項１に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項３】
金属製セル基板のガス不透過部分における電池要素が位置する表面の略全体に電気絶縁層を積層させてある積層した請求項１又は２に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項４】
金属製セル基板のガス不透過部分における電池要素が位置する表面の略全体に電気絶縁層を埋め込んである請求項１又は２に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項５】
電気絶縁層を多孔質材料から成るものとした請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項６】
電気絶縁層の内部に分散して空隙が存在している請求項５に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項７】
電気絶縁層を電池要素の電解質層に用いた材料と同じ材料から成るものとした請求項５に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項８】
電気絶縁層の内部にクラック発生の起点として機能する応力分散材を混在させてある請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項９】
応力分散材をＳｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｂの化合物とした請求項８に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項１０】
電気絶縁層は、金属製セル基板の表面を酸化又は窒化して形成した絶縁層である請求項４に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項１１】
複数のセルを配置して成るスタック用セル板を備え、このスタック用セル板に電気絶縁層を設けた請求項１〜１０のいずれか一つの項に記載の固体電解質型燃料電池。
【請求項１２】
請求項１〜１２のいずれか一つの項に記載の固体電解質型燃料電池を積層して成る固体電解質型燃料電池のスタック構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極で固体電解質を挟持する構成を電池要素として有する固体電解質型燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体電解質型燃料電池としては、例えば、電気導電性の金属基板及び一対の電極層間に電解質層を挟み込んで形成した電池要素を具備して、この電池要素を金属基板上に積層して成るセルを備えたものがあり、この固体電解質型燃料電池では、電池要素の電解質層上に位置する一方の電極層の集電体と電気導電性の金属基板との電気的短絡を防止するために、電解質層で金属基板の表面全体を覆うようにしている、すなわち、一方の電極層の集電体が設けられる範囲を覆うようにしている。  
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６３４４２９０Ｂ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の固体電解質型燃料電池では、一方の電極層と他方の電極層との電気的短絡を防止することはできるものの、セルを積層してスタック構造体を形成するプロセス過程において金属基板にかかる応力や、スタック運転中の熱サイクルによって生じる金属基板への応力や、集電体との接触により生じる応力によって、緻密な構造が要求される電解質層にクラックなどの破損が生じる可能性があり、このような場合には、金属基板の一面に形成された電解質層に生じたクラックが電極層間に挟み込まれた発電反応を司る部位にまで伝播して、ガスがクロスリークする恐れがあり、その結果、性能の低下を招き兼ねないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたものであり、ガスのクロスリークが生じる懸念をほとんど払拭することができる固体電解質型燃料電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ガス透過孔を有する金属製セル基板及び一対の電極層間に電解質層を挟み込んで形成した電池要素を具備し、上記金属製セル基板のガス透過孔上に位置させた電池要素の一方の電極層を電解質層で覆って成るセルを備えた固体電解質型燃料電池において、上記電池要素の電解質層上に位置する他方の電極層を除く領域のうちの少なくとも金属製セル基板のガス不透過部分に、電池要素が位置する側の面の略全体を覆う電気絶縁層を設けた構成としたことを特徴としており、この固体電解質型燃料電池の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の固体電解質型燃料電池によれば、上記した構成としているので、電解質層の電極層間に挟み込まれた部位にまでクラックが伝播するのを防ぐことができ、その結果、ガスのクロスリークが生じる懸念を払拭することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に示すように、本発明の固体電解質型燃料電池１は、ガス透過孔２ａを有する金属製セル基板２及び一対の電極層（燃料極層３及び空気極層４）間に電解質層５を挟み込んで形成した電池要素６を具備して、金属製セル基板２のガス透過孔２ａ上に位置させた電池要素６の一対の電極層３，４のうちのいずれか一方の電極層（図示例では燃料極層３）を電解質層５で覆って成るセル７を複数備えており、金属製セル基板２の電池要素６が形成されていない部分はガス不透過部分２ｂとなっている。そして、電池要素６の電解質層５上に位置する他方の電極層（図示例では空気極層４）を除く領域のうちの少なくとも金属製セル基板２のガス不透過部分２ｂに、電池要素６が位置する側の面の略全体を覆う電気絶縁層８を設けている。
【０００９】
ここで、電解質層５と金属製セル基板２との間に位置する燃料極層３が電解質層５によって完全に被覆されていなければ、燃料極層３に供給される燃料ガスが燃料極層３内を透過して空気と混合することになってしまうため、ガス不透過性の電解質層５で一方の電極層３（あるいは他方の電極層４）を完全に被覆する必要がある。
【００１０】
なお、金属製セル基板２としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｌのうちの少なくともいずれか一つの元素を含む金属又は合金が用いられる。合金としては、例えば、インコネルやハステロイ、ステンレスやインバーなどがある。
【００１１】
また、本発明の固体電解質型燃料電池１において、電気絶縁層８は、電池要素６の電解質５よりもクラックを生じやすい電気絶縁性材料から成る絶縁犠牲層とすることが望ましい。
【００１２】
この際、「電解質層５よりもクラックを生じやすい」とは、絶縁犠牲層としての電気絶縁層８を形成した直後から、クラックが生じていてもよいし、多孔質体のように変形しやすい形態でも差し支えない。また、絶縁犠牲層としての電気絶縁層８を形成した直後にクラックが生じていなくても、例えば、クラックの起点となり得る紛体を電気絶縁層８内に分散しておいて、僅かな応力で紛体の周辺にクラックを生じさせるようにしても構わない。
【００１３】
ここで、金属製セル基板２から電気絶縁層８が剥離すると、電極層４及びこれの集電体と金属製セル基板２との電気絶縁性が確保できなくなるため、絶縁犠牲層において、クラックなどが発生することは構わないが、金属製セル基板２から剥離してはならない。
【００１４】
また、電気絶縁層８が、スタック構造体を形成するプロセス過程で金属製セル基板２にかかる応力やスタック運転中に生じる応力を受けてたとしても組成変形しない強固な層であるならば、電解質層５への影響はなく、有効な絶縁層として考えることができるが、強固な層や膜は応力が強く、図２に示すように、金属製セル基板２に電気絶縁層８を形成しただけで金属製セル基板２自体が反ることがあるため、脆弱な膜の方が金属製セル基板２が反らず好適であると考えられる。
【００１５】
電気絶縁層８が緻密であるとき、金属製セル基板２に電気絶縁層８が与える応力は強く、図２に示すように、金属製セル基板２が反ったりうねったりすることがある。金属製セル基板２の変形は、電解質層５の破損に通じることがあるのに加えて、スタック構造体を形成する際の外周部におけるガスシールの作業性及び信頼性に大きく影響する。
【００１６】
上記固体電解質型燃料電池１において、金属製セル基板２に応力がかかった場合、金属製セル基板２を被覆する電気絶縁層８にクラックが生じることで、金属製セル基板２にかかる応力が開放され、電解質層５へかかる応力や歪みが小さくなって、電解質層５の破損を防ぐことが可能である。
【００１７】
そして、金属製セル基板２に形成される絶縁層（絶縁犠牲層）８は応力が低い構造であり、絶縁層（絶縁犠牲層）８を形成することによって、金属製セル基板２の反りやうねりを無くすないしは軽減することができ、スタック構造体を形成する際の金属製セル基板２の外周部におけるガスシールが容易になって、ガスシール性の信頼性も向上する。
【００１８】
さらに、本発明の固体電解質型燃料電池１において、金属製セル基板２のガス不透過部分２ｂにおける電池要素６が位置する表面の略全体に電気絶縁層８を積層させた構成とすることができる。
【００１９】
つまり、金属製セル基板２の表面の電解質層５が形成されていない箇所のみに電気絶縁層８を積層する構造であり、図１に示すように、電解質層５と絶縁層８とを互いに接触させたり、図３に示すように、集電体が金属製セル基板２に接触しない程度に電解質層５と絶縁層８との間に隙間Ｓａを残したりすることができる。
【００２０】
この場合、電気絶縁層８が電解質層５の表面の一部を覆う構成としてもよく、図４に示すように、上部の電極層４と絶縁層８とを互いに接触させたり、図５に示すように上部の電極層４と絶縁層８との間に隙間Ｓｂを残したりすることができるほか、電気絶縁層８が上部の電極層４の表面の一部を覆う構成としてもよく、図６に示すように、電気絶縁層８が上部の電極層４の表面の一部を覆ったり、図７に示すように、電気絶縁層８の端部に上部の電極層４が被さるようにしたりしてもよい。
【００２１】
このような固体電解質型燃料電池１において、セル７を積層してスタック構造体を形成するプロセス過程で金属製セル基板２にかかる応力やスタック運転中の熱サイクルによって生じる金属製セル基板２への応力や集電体との接触によって生じる応力により、電気絶縁層８にクラックなどの破損が生じても、このクラックが電解質層５に伝播することがなく、ガスのクロスリークを抑制することができる。そして、金属製セル基板２に応力が生じた場合に、電気絶縁層８にクラック発生などの応力開放機能を持たせることで、より一層確実に電解質層５（セル部）の破損を抑制することができる。
【００２２】
さらにまた、本発明の固体電解質型燃料電池１において、金属製セル基板２のガス不透過部分２ｂにおける電池要素６が位置する表面の略全体に電気絶縁層８を埋め込んだ構成とすることができる。
【００２３】
つまり、電気絶縁層８を金属製セル基板２の表面に新たに追加するのではなく、金属製セル基板２の表面を含む表層部分を電気絶縁層８とする構造であり、この際、絶縁層８が破損すると、下部の電極層３から絶縁層８へガスが透過してクロスリークしてしまうため、絶縁層８と下部の電極層３とが接触するのを避ける必要がある。
【００２４】
なお、図８及び図９に示すように、絶縁層８と電解質層５とが互いに接触していたり、図１０に示すように、集電体が金属製セル基板２に接触しない程度に絶縁層８と電解質層５との間に隙間を残したりすることができるほか、絶縁層８と電解質層５とが接している場合において、図１１に示すように、電気絶縁層８の端部に上部の電極層４が被さるようにしてもよい。
【００２５】
上記のように成すことで、金属製セル基板２の表面に新たに絶縁層８を加えたり、金属製セル基板２自体に絶縁層を形成したりすることがないため、絶縁層８の剥離が生じにくいものとなる。
【００２６】
さらにまた、本発明の固体電解質型燃料電池１において、電気絶縁層８を内部構造が緻密ではない多孔質材料から成るものとすることができ、図１２に示すように、粒界の結合力が低くそして脆い構造の多孔質材料や、図１３に示すように、電極層３，４のようなガス透過性を呈する構造の多孔質材料や、図１４に示すように、層内に空孔８ａが２次元的に分散して存在する構造の多孔質材料や、図１５に示すように、層内に空孔８ａが３次元的に分散して存在する構造の多孔質材料から成るものとすることができる。
【００２７】
このように成すことで、上述したとおり、絶縁膜の形成による金属製セル基板２への応力が小さくなって、金属製セル基板２の反りやうねりを抑えることができ、スタック構造体を形成する際の金属製セル基板２の外周部におけるガスシールを確実に行うことができる。
【００２８】
この場合、電気絶縁層８を電池要素６の電解質層５に用いた材料（好ましくは、ジルコニア系の電解質材料）と同じ材料から成るものとすることができ、このように、電気絶縁層８を電解質層５と同様に緻密ではない構造にすることで、絶縁犠牲層としての効果を示すことができる。
【００２９】
ここで、電気絶縁層８は、電解質層５をスパッタ条件（基板加熱＋バイアス）で形成した後、スパッタ条件（低温、バイアスなし）で形成する。このスパッタ条件（低温、バイアスなし）で形成したスパッタＹＳＺ膜は、図１２に示したように、柱状構造を示し、柱と柱の間には空隙が生じている、又は非常に脆弱であるため、好適な絶縁層８として機能する。
【００３０】
このように、電気絶縁層８を電解質層５と同じ材料を用いて形成することで、使用する材料種を増やすことなく設計することができる。
【００３１】
さらにまた、本発明の固体電解質型燃料電池１において、電気絶縁層８の内部にクラック発生の起点として機能する応力分散材を混在させた構成とすることができる。ここで、応力分散材は、それ自体が非常に強固でありクラックは生じないが、応力分散材自体が強固であるが故に、応力分散材の周囲にクラックが発生するように機能する。この応力分散材の形状は、ビーズのように球状でもよいし、ウィスカーのような針状や板状のような形状でもよい。
【００３２】
このような構成と成すことで、応力分散材の周囲にクラックを生じさせることができ、その結果、金属製セル基板２に生じた応力を開放することができる。
【００３３】
さらにまた、本発明の固体電解質型燃料電池１において、応力分散材をＳｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｂの化合物とすることができ、例えば、図１６に示すように、ＳｉＯ２  やＢＮの粒子が分散されたセラミックス製のコーティング材や、図１７に示すように、針状のＹＳＺ材が分散されたセラミクッス製のコーティング材があげられる。
【００３４】
さらにまた、本発明の固体電解質型燃料電池１において、金属製セル基板２の表面を酸化又は窒化して形成した絶縁層を電気絶縁層８とすることができ、酸化又は窒化される部位は、金属製セル基板２の最表層を含む表面部分である。
【００３５】
さらにまた、本発明の固体電解質型燃料電池１において、図１８に示すように、複数のセル７を配置して成るスタック用セル板１０を備え、このスタック用セル板１０に電気絶縁層８を設けた構成とすることができ、本発明において、上記固体電解質型燃料電池１を積層することで、固体電解質型燃料電池１のスタック構造体１５を形成することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３７】
［実施例１］
図１に示すように、金属製セル基板２としてφ３０ｍｍ、厚さ１００μｍのインコネル６２５を使用した。
【００３８】
そして、上記インコネル６２５製の金属製セル基板２上に、高温スパッタ（基板加熱３００℃）により、ＮｉＯ−ＹＳＺ層を燃料極層３として形成した。
【００３９】
次に、上記ＮｉＯ−ＹＳＺ層を完全に覆うように、ＮｉＯ−ＹＳＺ層上に、基板加熱及びバイアス印加スパッタ（基板加熱７００℃、印加バイアス２５Ｖ）によりＹＳＺ膜５を形成する。
【００４０】
次いで、電解質層５としてのＹＳＺ層上に、高温スパッタ（基板加熱３００℃）により、サマリウム−ストロンチウム−コバルト酸化物（（Ｓｍ０．５，Ｓｒ０．５）ＣｏＯ３  ）を空気極層４として形成した。
【００４１】
さらに、ＹＳＺ電解質層５が形成されていないインコネル基板２上に、室温スパッタによりＹＳＺ膜（電気絶縁層）８を形成する。このようにして室温スパッタによって成膜されたＹＳＺ膜８は、図１２に示すように、柱状に成膜され、粒界に隙間があるような膜構造となる。
【００４２】
上記電池要素６を金属製セル基板２に形成した後、ＹＳＺ成膜裏面に、中心よりφ２０ｍｍの範囲に対してφ５００μｍ径３００個のパターンを形成したマスク層を形成し、化学的微細孔エッチング手法を用いて、低部に複数の微細孔が形成されたφ５００μｍの凹部（ガス透過孔）２ａを多数形成する。
【００４３】
上記、微細孔エッチングで用いる化学的エッチング処理は、例えば、プリント基板の製造プロセスにおいて、配線と樹脂との密着力を向上させるために配線の表面を粗化する目的で用いられる表面粗化剤（例えば、メックニッケルラフナー１８７０）を用いることができる。
【００４４】
［実施例２］
図５に示すように、金属製セル基板２としてφ３０ｍｍ、厚さ１００μｍのフェライト系ＳＵＳを使用した。
【００４５】
そして、このフェライト系ＳＵＳから成る金属製セル基板２上に、エアロゾルデポジッション法を用いて、中心からφ２６ｍｍの範囲に８ＹＳＺ電解質層５を形成する。このエアロゾルデポジッション法では、平均粒径が０．２μｍのＹＳＺ原料粉末を用い、ゾル化室を１５０ｒｐｍで振動させながら、Ｈｅガスを８Ｌ／ｍｉｎで吹き込んで、成膜チャンバー内のノズルへ搬送する。
【００４６】
次に、ＹＳＺ膜を成膜した金属製セル基板２の表裏にエッチングマスク用の光硬化樹脂層を形成し、ＹＳＺ成膜裏面には、中心よりφ２０ｍｍの範囲に対してφ５００μｍ径３００個のパターンを形成したマスク層を形成した。塩化鉄系の公知のエッチャントを用いて、金属製セル基板２をエッチングし、発電可能な多孔部（セル部分）を形成した。
【００４７】
次いで、電解質層５の上面に、エアロゾルデポジッション法を用いてランタン−ガリウム−コバルト酸化物（（Ｌａ０．８  Ｓｒ０．２）ＣｏＯ３  ）を空気極層４として成膜した。原料粉平均粒径は０．５μｍ、ゾル化室の振動１５９ｒｐｍ、Ｈｅガスの吹き込み量８Ｌ／ｍｉｎ、チャンバー内真空度は１．５Ｔｏｒｒとし、膜厚６μｍで成膜した。続いて、金属製セル基板２の裏面の多孔部に公知のスパッタ法を用いて、Ｎｉ−ＹＳＺサーメット層を燃料極層３として１μｍ形成して、セル７を得た。
【００４８】
さらに、金属製セル基板２上の電解質層５が形成されていないエリア、及び、空気極層４が形成されていないエリアに対して、添加セラミックス微粉を混入したポリチタノカルボルシランポリマーをバインダー成分とする塗料をスプレー塗布し、８０℃の乾燥に続いて３７０℃で焼成して、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ系非晶質セラミックス層を２０μｍ形成し、電気絶縁層８とした。
【００４９】
［実施例３］
図８に示すように、金属製セル基板２としてφ３０ｍｍ、厚さ１００μｍのフェライト系ＳＵＳを使用した。
【００５０】
そして、このフェライト系ＳＵＳから成る金属製セル基板２上に、エアロゾルデポジッション法を用いて、中心からφ２６ｍｍの範囲に８ＹＳＺ電解質層５を形成する。このエアロゾルデポジッション法では、平均粒径が０．２μｍのＹＳＺ原料粉末を用い、ゾル化室を１５０ｒｐｍで振動させながら、Ｈｅガスを８Ｌ／ｍｉｎで吹き込んで、成膜チャンバー内のノズルへ搬送する。
【００５１】
次に、ＹＳＺ膜を成膜した金属製セル基板２の表裏にエッチングマスク用の光硬化樹脂層を形成し、ＹＳＺ成膜裏面には、中心よりφ２０ｍｍの範囲に対してφ５００μｍ径３００個のパターンを形成したマスク層を形成した。塩化鉄系の公知のエッチャントを用いて、金属製セル基板２をエッチングし、発電可能な多孔部（セル部分）を形成した。
【００５２】
次いで、電解質層５の上面に、エアロゾルデポジッション法を用いてランタン−ガリウム−コバルト酸化物（（Ｌａ０．８  Ｓｒ０．２）ＣｏＯ３  ）を空気極層４として成膜した。原料粉平均粒径は０．５μｍ、ゾル化室の振動１５９ｒｐｍ、Ｈｅガスの吹き込み量８Ｌ／ｍｉｎ、チャンバー内真空度は１．５Ｔｏｒｒとし、膜厚６μｍで成膜した。続いて、金属製セル基板２の裏面の多孔部に公知のスパッタ法を用いて、Ｎｉ−ＹＳＺサーメット層を燃料極層３として１μｍ形成して、セル７を得た。
【００５３】
さらに、金属製セル基板２上の電解質層５が形成されていないフェライト系ＳＵＳが剥き出しのエリアに対し、リン酸鉄被膜コーティングを形成するためのパーカ処理を施し、絶縁層８とした。
【００５４】
［実施例４］
図６に示すように、φ３０ｍｍ、厚さ２００μｍのインコネル６２５製の金属製セル基板２の内側φ２０ｍｍの範囲に、化学的エッチングを用いてφ５００μｍの貫通穴を５００個形成し、金属製セル基板２として用いた。
【００５５】
次いで、上記インコネル６２５製の金属製セル基板２上のφ２５ｍｍの範囲に、Ｎｉ＋ＳＤＣペーストをスクリーン印刷により塗布し、１０％水素（Ａｒベース）雰囲気中１１００℃で焼成した。このとき、燃料極層３としてのＮｉ＋ＳＤＣ層は、金属製セル基板２の貫通穴が形成されていない箇所で、およそ１００μｍであった。
【００５６】
次に、インコネル６２５製の金属製セル基板２のＮｉ＋ＳＤＣ層の上に薄膜電池要素６中の電解質層５として、膜厚８μｍのＹＳＺ層を金属製セル基板２の加熱（７００℃）及びバイアス印加のスパッタ（印加バイアス２５Ｖ）により得た。
【００５７】
そして、ＹＳＺ膜の上に薄膜電池要素６中の空気極層４として、気孔率３０％、膜厚４０μｍのＳＳＣ層を金属製セル基板２の加熱スパッタ（基板温度３００℃）により形成し、セル７を得た。
【００５８】
さらに、インコネル６２５製の金属製セル基板２上の電解質層５が形成されず、インコネル基板２が剥き出しになっているエリア、及び、空気極層４を除く電解質層５の上に、図１７に示すように、針状の形態をしたＹＳＺが体積密度７０％含まれたガラスフリット入りペーストをスプレー塗布し、８００℃で焼成して、電気絶縁層８を得た。このとき、電気絶縁層８は、空気極層４の一部にかかっていても差し支えない。
【００５９】
［実施例５］
図１８に示すように、外径φ１２５ｍｍ、内径φ４０ｍｍ、厚さ１００μｍのフェライト系ＳＵＳ製のドーナツ状薄板に、φ２６ｍｍの貫通穴９ｂを化学的エッチングにより、８箇所形成し、次いで、φ２６ｍｍの貫通穴９ｂの周囲幅５ｍｍの範囲にプレス加工による段差９ｃを形成して、セル支持用金属薄板９を得た。
【００６０】
なお、ドーナツ状薄板のφ２６ｍｍの貫通穴９ｂの周囲に形成した段差９ｃは、全てセル支持用金属薄板９の同じ側に形成するのではなく、隣り合う貫通穴９ｂに形成される段差９ｃが互い違いの方向に成るようにして形成してある。また、段差９ｃの部分は、厚みを１００μｍから８０μｍまで薄くしてある。
【００６１】
上記、セル支持用金属薄板９と図１に示したセル７とをＹＡＧレーザを用いて溶接する。なお、表面側に凸となるように段差９ｃが形成されている箇所では、図１８（ｄ）に示すように、セル支持用金属薄板９の裏面側とセル７の表面側が接合され、裏面側に凸と成るように段差９ｃが形成されている箇所では、図１８（ｃ）に示すように、セル支持用金属薄板９の表面側とセル７の裏面側が接合される。
【００６２】
続いて、上記セル配置用セル板９の表面（空気極層側の面）で、フェライト系ＳＵＳが剥き出しになっている部分、及び、インコネル６２５製の金属製セル基板２が剥き出しになっている部分に対し、実施例２と同様に、添加セラミックス微粉を混入したポリチタノカルボルシランポリマーをバインダー成分とする塗料をスプレー塗布し、８０℃の乾燥に続いて３７０℃で焼成して、Ｔｉ−Ｓｉ−Ｃ−Ｏ系非晶質セラミックス層を２０μｍ形成し、電気絶縁層８とした。
【００６３】
このとき、スタック構造体１５を形成をするために、セル配置用セル板９の外周部と内周部の一部は、図１８に示すように、別の部材と接合する必要がある部位については、絶縁層８は形成せず、金属製セル基板２を剥き出しの状態で保持する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の固体電解質型燃料電池の一実施例を示す断面説明図である。（実施例１）
【図２】固体電解質型燃料電池において金属製セル基板に変形が生じた状態を示す平面説明図（ａ）及び断面説明図（ｂ）である。
【図３】本発明の固体電解質型燃料電池の他の実施例を示す断面説明図（ａ）及び平面説明図（ｂ）である。
【図４】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。
【図５】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。（実施例２）
【図６】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。（実施例４）
【図７】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。
【図８】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。（実施例３）
【図９】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。
【図１０】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。
【図１１】本発明の固体電解質型燃料電池のさらに他の実施例を示す断面説明図である。
【図１２】粒界の結合力が低くそして脆い構造の多孔質材料のＳＥＭ写真である。
【図１３】ガス透過性を呈する構造の多孔質材料のＳＥＭ写真である。
【図１４】絶縁層内に空孔が２次元的に分散して存在する構造の多孔質材料の組織断面説明図である。
【図１５】絶縁層内に空孔が３次元的に分散して存在する構造の多孔質材料の組織断面説明図である。
【図１６】ＢＮの粒子が分散されたセラミックス製のコーティング材の組織断面説明図である。
【図１７】針状のＹＳＺ材が分散されたセラミクッス製のコーティング材の組織断面説明図である。
【図１８】本発明の固体電解質型燃料電池のスタック構造体の一実施例を示す断面説明図（ａ），固体電解質型燃料電池の平面説明図（ｂ），図１８（ｂ）におけるＡ−Ａ線に基づく断面説明図（ｃ）及び図１８（ｂ）におけるＢ−Ｂ線に基づく断面説明図（ｄ）である。（実施例５）
【符号の説明】
【００６５】
１   固体電解質型燃料電池
２   金属製セル基板
２ａ   ガス透過孔
２ｂ ガス不透過部分
３   燃料極層（電極層）
４   空気極層（電極層）
５   電解質層
６   電池要素
７   セル
８   電気絶縁層
１０ スタック用セル板
１５ 固体電解質型燃料電池のスタック構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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