特許 6476341 セルスタック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6476341

(24)【登録日】2019年2月8日

(45)【発行日】2019年2月27日

(54)【発明の名称】セルスタック

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/2465 20160101AFI20190218BHJP

   H01M 8/0228 20160101ALI20190218BHJP

   H01M 8/0215 20160101ALI20190218BHJP

   H01M 8/0208 20160101ALI20190218BHJP

   H01M 8/12 20160101ALN20190218BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/2465

   H01M8/0228

   H01M8/0215

   H01M8/0208

   !H01M8/12 101

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-189229(P2018-189229)

(22)【出願日】2018年10月4日

【審査請求日】2018年10月4日

(31)【優先権主張番号】特願2018-111684(P2018-111684)

(32)【優先日】2018年6月12日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】中村 俊之

(72)【発明者】

【氏名】田中 裕己

(72)【発明者】

【氏名】大森 誠

【審査官】 菊地 リチャード平八郎

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６１８８１８１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１７２４５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平３−１１９６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−９８１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ８／２４

Ｈ０１Ｍ ８／１２

Ｈ０１Ｍ ８／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配列方向に並べられた複数の電気化学セルと、
前記複数の電気化学セルそれぞれと電気的に接続される複数の集電部材と、
を備え、
前記複数の電気化学セルは、前記配列方向中央部に位置する中央部電気化学セルと、前記配列方向端部に位置する端部電気化学セルとを含み、
前記複数の集電部材のそれぞれは、クロムを含有する合金材料によって構成される基材と、前記基材の表面の少なくとも一部を覆うコーティング膜と、前記基材から前記コーティング膜が剥離することを抑制する剥離抑制部とを有し、
前記複数の集電部材のうち前記中央部電気化学セルと電気的に接続された集電部材が有する前記剥離抑制部の数は、前記複数の集電部材のうち前記端部電気化学セルと電気的に接続された集電部材が有する前記剥離抑制部の数より多い、
セルスタック。

【請求項2】

前記剥離抑制部は、前記基材の表面に形成された凹部内に配置され、クロムより平衡酸素圧の低い元素の酸化物を含有するアンカー部である、
請求項１に記載のセルスタック。

【請求項3】

前記コーティング膜は、前記基材の表面に形成された凹部内に埋設され、前記凹部の開口でくびれている埋設部を有し、
前記剥離抑制部は、前記埋設部である、
請求項１に記載のセルスタック。

【請求項4】

前記基材は、前記基材と前記コーティング膜との界面から３０μｍ以内の界面領域に形成され、前記基材の断面における円相当径が０．５μｍ以上２０μｍ以下の気孔を有し、
前記剥離抑制部は、前記気孔である、
請求項１に記載のセルスタック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セルスタックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気化学セルの一種である複数の燃料電池と、各燃料電池に接続される複数の集電部材とを備えるセルスタックが知られている。

【0003】

特許文献１では、Ｆｅ−Ｃｒ系合金やＮｉ−Ｃｒ系合金などによって構成される基材からＣｒが揮発することを抑制するために、基材をコーティング膜で覆った集電部材が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１３／１７２４５１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、通常、複数の燃料電池のうち配列方向中央部に位置する中央部燃料電池は、配列方向端部に位置する端部燃料電池よりも高温になるため、中央部燃料電池に接続される集電部材は、端部燃料電池に接続される集電部材より高温になる。従って、中央部燃料電池に接続される集電部材では、端部燃料電池に接続される集電部材に比べて、基材とコーティング膜との熱膨張係数が異なることに起因する熱応力が大きくなりやすい。そのため、中央部燃料電池に接続される集電部材では、端部燃料電池に接続される集電部材に比べて、コーティング膜が剥離しやすい。

【0006】

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、コーティング膜の剥離を抑制可能なセルスタックを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るセルスタックは、配列方向に並べられた複数の電気化学セルと、複数の電気化学セルそれぞれと電気的に接続される複数の集電部材とを備える。複数の電気化学セルは、配列方向中央部に位置する中央部電気化学セルと、配列方向端部に位置する端部電気化学セルとを含む。複数の集電部材のそれぞれは、クロムを含有する合金材料によって構成される基材と、基材の表面の少なくとも一部を覆うコーティング膜と、基材からコーティング膜が剥離することを抑制する剥離抑制部とを有する。複数の集電部材のうち中央部電気化学セルと電気的に接続された集電部材が有する剥離抑制部の数は、複数の集電部材のうち端部電気化学セルと電気的に接続された集電部材が有する剥離抑制部の数より多い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、コーティング膜の剥離を抑制可能なセルスタックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るセルスタック装置の側面図

【図2】第１実施形態に係るセルスタック装置の上面図

【図3】図２に示す集電部材をＸ方向から見た図

【図4】剥離抑制部の具体例１を示す断面図

【図5】剥離抑制部の具体例２を示す断面図

【図6】剥離抑制部の具体例３を示す断面図

【図7】第２実施形態に係るセルスタックの断面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

１．第１実施形態
（セルスタック装置１０の構成）
図１は、第１実施形態に係るセルスタック装置１０の側面図である。図２は、第１実施形態に係るセルスタック装置１０の上面図である。セルスタック装置１０は、セルスタック１１と、マニホールド１２とを備える。

【0011】

セルスタック１１は、複数の燃料電池１と、複数の集電部材２とを有する。

【0012】

複数の燃料電池１は、配列方向に沿って一列に並べられる。各燃料電池１は、略平行に配置される。各燃料電池１の基端部は、マニホールド１２に固定される。各燃料電池１の先端部は、自由端である。このように、各燃料電池１は、マニホールド１２によって片持ち状態で支持される。各燃料電池１は、いわゆる縦縞型の固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）である。

【0013】

複数の燃料電池１は、中央部燃料電池１ａ（中央部電気化学セルの一例）と、中央部燃料電池１ａの配列方向両側に配置された端部燃料電池１ｂ，１ｂ（端部電気化学セルの一例）とを含む。

【0014】

中央部燃料電池１ａは、複数の燃料電池１のうち配列方向中央部に配置された燃料電池１である。具体的には、複数の燃料電池１の配列方向中央を中心として、配列方向における全長の１／３程度の領域に配置された燃料電池１を、中央部燃料電池１ａとすることができる。図１に示すように、本実施形態では、９個の燃料電池１が中央部燃料電池１ａとされているが、中央部燃料電池１ａの個数は、複数の燃料電池１の全長と各燃料電池１のサイズに応じて適宜変更できる。

【0015】

端部燃料電池１ｂ，１ｂは、配列方向において中央部燃料電池１ａの両側に配置される。端部燃料電池１ｂ，１ｂは、複数の燃料電池１のうち配列方向端部に配置された燃料電池１である。具体的には、複数の燃料電池１の配列方向両端から全長の１／３程度までの領域に配置された燃料電池１を、端部燃料電池１ｂとすることができる。図１に示すように、本実施形態では、９個の中央部燃料電池１ａの両側に配置された８個の燃料電池１が端部燃料電池１ｂとされているが、端部燃料電池１ｂの個数は、複数の燃料電池１の全長と各燃料電池１のサイズに応じて適宜変更できる。

【0016】

なお、中央部燃料電池１ａと端部燃料電池１ｂとの間には、中央部燃料電池１ａと端部燃料電池１ｂの両方に属さない燃料電池１が配置されていてもよい。

【0017】

各燃料電池１は、一対の主面を有する板状に形成される。隣接する２つの燃料電池１は、各燃料電池１の主面同士が対向するように配置される。隣接する２つの燃料電池１それぞれの主面の間には、酸化剤ガス（例えば、空気）が流れる空間が形成される。酸化剤ガスは、隣接する２つの燃料電池１間において、燃料電池１の配列方向に略垂直な流通方向に沿って流れる。本実施形態において、酸化剤ガスの流通方向は、セルスタック１１の側面視において、マニホールド１２から離れる方向である。隣接する２つの燃料電池１間には集電部材２が配置されているため、酸化剤ガスは、集電部材２の隙間を縫うように流れる。

【0018】

ここで、端部燃料電池１ｂは、配列方向端部に配置されており、各燃料電池１から放出されるジュール熱や反応熱が放出されやすいのに対して、中央部燃料電池１ａは、両側に端部燃料電池１ｂが配置されており、各燃料電池１から放出されるジュール熱や反応熱によって加熱されやすい。従って、中央部燃料電池１ａと電気的に接続される集電部材２は、端部燃料電池１ｂと電気的に接続される集電部材２より高温になるため、中央部燃料電池１ａと電気的に接続される集電部材２には大きな熱応力が生じやすい。そこで、本実施形態では、中央部燃料電池１ａと電気的に接続される集電部材２を保護するように構成されている。集電部材２の構成については後述する。

【0019】

（燃料電池１の構成）
各燃料電池１は、支持体４、燃料極５、固体電解質６、空気極７、及びインターコネクタ８を有する。

【0020】

支持体４は、板状に形成される。支持体４の内部には、燃料ガス（例えば、水素）が流れるガス流路９が形成される。ガス流路９は、燃料電池１の長手方向に沿って形成される。本実施形態において、燃料電池１の長手方向は、２つの燃料電池１間を流れる酸化剤ガスの流通方向と略平行である。ガス流路９の一端はマニホールド１２内に開口し、ガス流路９の他端は開放されている。燃料ガスは、マニホールド１２からガス流路９の一端に流入し、残燃料ガスは、ガス流路９の他端から外部に放出される。本実施形態では、円柱状のガス流路９が６本設けられているが、ガス流路９の形状及び本数は適宜変更可能である。支持体４は、燃料ガスを燃料極５に供給するためのガス透過性と、インターコネクタ８を介した集電のための導電性とを有している。支持体４は、例えば導電性セラミックスやサーメット等によって構成することができる。

【0021】

燃料極５は、内側電極層である。燃料極５は、支持体４上に形成される。燃料極５の両端は、インターコネクタ８の両端に接続される。燃料極５は、周知の電気化学セル用燃料極に使用される多孔質の導電性セラミックス材料によって構成することができる。多孔質の導電性セラミックスとしては、例えば希土類元素が固溶したＺｒＯ_２（安定化ジルコニア）とＮｉ及び／又はＮｉＯとを用いることができる。

【0022】

固体電解質６は、燃料極５上に形成される。固体電解質６の両端は、インターコネクタ８の両端に接続される。固体電解質１９は、酸化剤ガスと燃料ガスとの混合を防止するためのガス遮断性を有している。固体電解質１９は、例えば３〜１５モル％の希土類元素が固溶したＺｒＯ_２によって構成することができる。

【0023】

空気極７は、外側電極層である。空気極７は、固体電解質６上に形成される。空気極７は、は、一方の集電部材２に接続される。空気極７の両端は、インターコネクタ８の両端に接続される。空気極７は、周知の電気化学セル用酸素極に使用される多孔質の導電性セラミックス材料によって構成することができる。多孔質の導電性セラミックスとしては、例えばＡＢＯ_３型のペロブスカイト型酸化物を用いることができ、ＢサイトにＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏなどが導入されたるランタンマンガナイト（ＬａＳｒＭｎＯ_３）、ランタンフェライト（ＬａＳｒＦｅＯ_３）、ランタンコバルタイト（ＬａＳｒＣｏＯ_３）などが挙げられる。

【0024】

インターコネクタ８は、支持体４上に形成される。インターコネクタ８は、他方の集電部材２に接続される。インターコネクタ８は、緻密質の導電性セラミックス材料によって構成することができる。緻密質の導電性セラミックス材料としては、例えばランタンクロマイト（ＬａＣｒＯ_３）を用いることができる。インターコネクタ８の相対密度は、９３％以上であることが好ましい。

【0025】

（集電部材２の構成）
集電部材２は、導電性接合材１３を介して、燃料電池１と電気的に接続される。導電性接合材１３は、導電性セラミックス材料などによって構成することができる。導電性セラミックス材料としては、後述する空気極２０の構成材料と同様、ＬＳＣＦ（（Ｌａ,Ｓｒ）（Ｃｏ,Ｆｅ）Ｏ_３：ランタンストロンチウムコバルトフェライト）、ＬＳＦ（（Ｌａ,Ｓｒ）ＦｅＯ_３：ランタンストロンチウムフェライト）、ＬＳＣ（（Ｌａ,Ｓｒ）ＣｏＯ_３：ランタンストロンチウムコバルタイト）、ＬＮＦ（Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ_３：ランタンニッケルフェライト）、ＬＳＭ（（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３：ランタンストロンチウムマンガネート）などから選択される少なくとも１種を用いることができるが、これに限られるものではない。

【0026】

集電部材２は、複数の第１接続部ａ１、複数の第２接続部ａ２、第１連結部ｂ１、及び第２連結部ｂ２を有する。

【0027】

各第１接続部ａ１と各第２接続部ａ２とは、酸化剤ガスの流通方向において交互に配置される。各第１接続部ａ１は、導電性接合材１３を介して、隣接する２つの燃料電池１のうち一方の燃料電池１に接続される。具体的には、集電部材２は、導電性接合材１３を介して、隣接する２つの燃料電池１のうち一方の燃料電池１のインターコネクタ８に接続される。各第１接続部ａ１は、燃料電池１の幅方向に沿って延びる板状又は棒状の部材である。燃料電池１の幅方向とは、燃料電池１の配列方向及び長手方向に直交する方向である。各第２接続部ａ２は、導電性接合材１３を介して、隣接する２つの燃料電池１のうち他方の燃料電池１に接続される。具体的には、集電部材２は、導電性接合材１３を介して、隣接する２つの燃料電池１のうち他方の燃料電池１の空気極７に接続される。各第２接続部ａ２は、燃料電池１の幅方向に沿って延びる板状又は棒状の部材である。

【0028】

第１連結部ｂ１は、酸化剤ガスの流通方向に沿って配置される。第１連結部ｂ１は、酸化剤ガスの流通方向において、各第１接続部ａ１の一端部と各第２接続部ａ２の一端部とに交互に接続される。第２連結部ｂ２は、酸化剤ガスの流通方向に沿って配置される。第２連結部ｂ２は、酸化剤ガスの流通方向において、各第１接続部ａ１の他端部と各第２接続部ａ２の他端部とに交互に接続される。

【0029】

図３は、集電部材２の表面に垂直な断面図である。図３に示される構成は、第１接続部ａ１、第２接続部ａ２、第１連結部ｂ１、及び第２連結部ｂ２の全体に共通する構成である。図３に示すように、集電部材２は、基材２１０及びコーティング膜２２０によって構成される。

【0030】

基材２１０は、板状に形成される。基材２１０は、平板状であってもよいし、曲板状であってもよい。基材２１０の厚みは特に制限されないが、例えば０．１〜２．０ｍｍとすることができる。

【0031】

基材２１０は、Ｃｒ（クロム）を含有する合金材料によって構成される。このような金属材料としては、Ｆｅ−Ｃｒ系合金鋼（ステンレス鋼など）やＮｉ−Ｃｒ系合金鋼などを用いることができる。基材２１０におけるＣｒの含有率は特に制限されないが、４〜３０質量％とすることができる。

【0032】

基材２１０は、Ｔｉ（チタン）やＡｌ（アルミニウム）を含有していてもよい。基材２１０におけるＴｉの含有率は特に制限されないが、０．０１〜１．０ａｔ．％とすることができる。基材２１０におけるＡｌの含有率は特に制限されないが、０．０１〜０．４ａｔ．％とすることができる。基材２１０は、ＴｉをＴｉＯ_２（チタニア）として含有していてもよいし、ＡｌをＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）として含有していてもよい。

【0033】

コーティング膜２２０は、基材２１０の少なくとも一部を覆う。本実施形態において、コーティング膜２２０コーティング膜２２０は、酸化クロム膜２１１及び被覆膜２１２を含む。

【0034】

酸化クロム膜２１１は、基材２１０の表面２１０ａ上に形成される。酸化クロム膜２１１は、基材２１０の表面２１０ａのうち少なくとも一部を覆う。酸化クロム膜２１１は、基材２１０の表面２１０ａのうち少なくとも一部を覆っていればよいが、表面２１０ａの略全面を覆っていてもよい。酸化クロム膜２１１は、酸化クロムを主成分として含有する。本実施形態において、組成物Ｘが物質Ｙを「主成分として含む」とは、組成物Ｘ全体のうち、物質Ｙが７０重量％以上を占めることを意味する。酸化クロム膜２１１の厚みは特に制限されないが、例えば０．１〜２０μｍとすることができる。

【0035】

被覆膜２１２は、酸化クロム膜２１１の表面２１１ａ上に形成される。被覆膜２１２は、酸化クロム膜２１１の表面２１１のうち少なくとも一部を覆う。被覆膜２１２は、酸化クロム膜２１１の表面２１１ａのうち少なくとも一部を覆っていればよいが、表面２１１ａの略全面を覆っていてもよい。特に、被覆膜２１２は、酸化クロム膜２１１の表面２１１ａのうちセルスタック装置１０の運転中に酸化剤ガスと接触する領域を覆っていることが好ましい。被覆膜２１２の厚みは特に制限されないが、例えば１〜２００μｍとすることができる。

【0036】

被覆膜２１２は、基材２１０からＣｒが揮発することを抑制する。これにより、各燃料電池セル２の電極（本実施形態では、空気極７）がＣｒ被毒によって劣化することを抑制できる。

【0037】

被覆膜２１２を構成する材料としては、導電性のセラミックス材料を用いることができる。導電性のセラミックス材料としては、例えば、ＬａおよびＳｒを含有するペロブスカイト形複合酸化物、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ等の遷移金属から構成されるスピネル型複合酸化物などを用いることができる。

【0038】

ここで、セルスタック装置１０の作動開始時、集電部材２は室温から作動温度まで昇温し、セルスタック装置１０の作動停止時、集電部材２は作動温度から室温まで降温する。この際、基材２１０とコーティング膜２２０（酸化クロム膜２１１及び被覆膜２１２を含む。）との熱膨張係数が異なることに起因して、集電部材２の内部に熱応力が発生する。

【0039】

そこで、各集電部材２には、「剥離抑制部」が少なくとも１つずつ設けられている。剥離抑制部は、集電部材２の内部に発生する熱応力によって、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制する機能を有する。

【0040】

また、上述のとおり、中央部燃料電池１ａと電気的に接続される集電部材２では、端部燃料電池１ｂと電気的に接続される集電部材２に比べて大きな熱応力が生じやすいため、コーティング膜２２０の剥離が特に生じやすい。

【0041】

そこで、本実施形態に係るセルスタック１１では、中央部燃料電池１ａと電気的に接続される集電部材２が有する剥離抑制部の数は、端部燃料電池１ｂと電気的に接続される集電部材２が有する剥離抑制部の数より多い。これにより、中央部燃料電池１ａと電気的に接続される集電部材２におけるコーティング膜２２０の剥離を特に抑制できるため、セルスタック１１全体としての耐久性を向上させることができる。

【0042】

剥離抑制部は、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制する機能を有している限り、その構成は特に制限されない。例えば、剥離抑制部は、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を高めるものであってもよいし、集電部材２の内部に発生する熱応力を緩和するものであってもよい。

【0043】

（剥離抑制部の具体例）
以下、剥離抑制部の具体例について、図４〜図６を参照しながら説明する。図４〜図６は、集電部材２の表面に垂直な断面図である。

【0044】

［具体例１］
図４は、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を高める機能を有する剥離抑制部の一例である「アンカー部２１３」を示す断面図である。

【0045】

アンカー部２１３は、基材２１０の表面２１０ａに形成された凹部２１０ｂ内に配置される。アンカー部２１３は、凹部２１０ｂの開口部付近においてコーティング膜２２０に接続される。具体的に、図４に示す例では、アンカー部２１３は、コーティング膜２２０のうち酸化クロム膜２１１に接続されている。このようなアンカー部２１３が凹部２１０ｂに係止されることで生じるアンカー効果によって、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を高めることができる。その結果、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制することができる。

【0046】

そして、本実施形態では、中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２が有するアンカー部２１３の数は、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２が有するアンカー部２１３の数より多い。これにより、中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２におけるコーティング膜２２０の剥離を特に抑制できるため、セルスタック１１全体としての耐久性を向上させることができる。

【0047】

「アンカー部２１３の数」とは、酸化剤ガスの流通方向における集電部材２の中央において基材２１０を断面観察した場合に、表面２１０ａの１０ｍｍ軌跡長（延長長さ）当たりに存在するアンカー部２１３の数を意味する。基材２１０の断面観察は、ＦＥ−ＳＥＭ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ − Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：電界放射型走査型電子顕微鏡）によって１０００−２００００倍に拡大した画像において行うものとする。

【0048】

中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２におけるアンカー部２１３の数は特に制限されないが、コーティング膜２２０の剥離抑制効果を考慮すると、３個／１０ｍｍ以上が好ましく、６個／１０ｍｍ以上がより好ましく、１０個／１０ｍｍ以上が特に好ましい。端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２におけるアンカー部２１３の数は特に制限されないが、コーティング膜２２０の剥離抑制効果を考慮すると、アンカー部２１３の数は、１個／１０ｍｍ以上が好ましく、２個／１０ｍｍ以上がより好ましく、５個／１０ｍｍ以上が特に好ましい。

【0049】

アンカー部２１３は、Ｃｒ（クロム）よりも平衡酸素圧の低い元素の酸化物（以下、「低平衡酸素圧酸化物」という。）を含有する。すなわち、アンカー部２１３は、Ｃｒよりも酸素との親和力が大きく酸化しやすい元素の酸化物を含有する。そのため、セルスタック装置１０の運転中、コーティング膜２２０を透過してくる酸素をアンカー部２１３に優先的に取り込むことによって、アンカー部２１３を取り囲む基材２１０が酸化することを抑制できる。これにより、アンカー部２１３の形態を維持できるため、アンカー部２１３によるアンカー効果を長期間に亘って得ることができる。その結果、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を長期間維持させることができる。

【0050】

Ｃｒよりも平衡酸素圧の低い元素としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｍｎ（マンガン）などが挙げられるが、これに限られるものではない。低平衡酸素圧酸化物としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＣａＯ、ＳｉＯ_２、ＭｎＯ、Ｍｎ_３Ｏ_４、ＭｎＣｒ_２Ｏ_４などが挙げられるが、これに限られるものではない。

【0051】

アンカー部２１３におけるＣｒよりも平衡酸素圧の低い元素の含有率は、全構成元素のうち酸素を除く元素の総和に対する各元素のモル比をカチオン比と定義した場合、カチオン比で０．０１以上が好ましい。これにより、アンカー部２１３を取り囲む基材２１０の酸化をさらに抑制できるため、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力をさらに長期間維持させることができる。アンカー部２１３におけるＣｒよりも平衡酸素圧の低い元素の含有率は、カチオン比で０．０５以上がより好ましく、０．１０以上が特に好ましい。

【0052】

アンカー部２１３におけるＣｒよりも平衡酸素圧の低い元素の含有率は、以下のように得られる。まず、上述したＦＥ−ＳＥＭ画像上において無作為に選出した２０個のアンカー部２１３ごとに、ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分光器）を用いて、アンカー部２１３の実長さを１１等分する１０点におけるＣｒよりも平衡酸素圧の低い元素の含有率をカチオン比で測定する。次に、２０個のアンカー部２１３ごとに１０点で測定された含有率から最大値を選択する。次に、２０個のアンカー部２１３ごとに選択された最大値を算術平均する。この算術平均によって得られた値が、アンカー部２１３におけるＣｒよりも平衡酸素圧の低い元素の含有率である。一断面において２０個のアンカー部２１３を観察できない場合には、複数断面から２０個のアンカー部２１３を選択すればよい。なお、アンカー部２１３の実長さとは、基材２１０の表面２１０ａに平行な面方向におけるアンカー部２１３の中点を、基端部から先端部まで連ねた線の全長である。アンカー部２１３の実長さは特に制限されないが、例えば０．２μｍ以上６００μｍ以下とすることができる。

【0053】

アンカー部２１３は、１種の低平衡酸素圧酸化物を含有していてもよいし、２種以上の低平衡酸素圧酸化物を含有していてもよい。例えば、アンカー部２１３は、Ａｌ_２Ｏ_３によって構成されていてもよいし、Ａｌ_２Ｏ_３とＴｉＯ_２の混合体によって構成されていてもよい。

【0054】

また、アンカー部２１３は、酸化クロムを部分的に含有していてもよい。ただし、アンカー部２１３におけるクロムの含有率は、カチオン比で０．９５以下が好ましく、０．９０以下がより好ましい。

【0055】

アンカー部２１３の垂直深さＬは特に制限されず、０．５〜１５μｍとすることができるが、十分なアンカー効果を考慮すれば、１．０〜１２μｍが好ましく、１．５〜１０μｍがより好ましい。アンカー部２１３の幅Ｗは特に制限されず、０．１〜３．５μｍとすることができるが、十分なアンカー効果を考慮すれば、０．１５〜３．０μｍが好ましく、０．２〜２．５μｍがより好ましい。また、十分なアンカー効果を考慮すれば、垂直深さＬは幅Ｗよりも小さいことが好ましく、深さＬに対する幅Ｗの比（Ｗ／Ｌ）は、０．５以下が好ましく、０．３以下がより好ましい。なお、垂直深さＬとは、基材２１０の厚み方向におけるアンカー部２１３の深さである。幅Ｗとは、基材２１０の表面２１０ａに平行な方向におけるアンカー部２１３とコーティング膜２２０との接合幅である。

【0056】

アンカー部２１３の断面形状は特に制限されず、例えば、楔形、半円形、矩形、及びその他の複雑形状であってもよい。図４では、断面形状が楔形のアンカー部２１３が図示されており、アンカー部２１３の最深部が鋭角状であるが、鈍角状であってもよいし、丸みを帯びていてもよい。また、アンカー部２１３は、基材２１０の内部に向かって真っ直ぐに延びていなくてもよく、例えば、厚み方向に対して斜めに形成されていてもよいし、全体的或いは部分的に曲がっていてもよい。

【0057】

なお、アンカー部２１３の垂直深さＬ、幅Ｗ及び断面形状は、アンカー部２１３ごとに異なっていてもよい。

【0058】

具体例１に係る集電部材２は、以下の手順で形成することができる。

【0059】

まず、ショットピーニング又はサンドブラストを用いて、基材２１０の表面２１０ａに凹部２１０ｂを形成する。この際、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２よりも端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２に多くの凹部２１０ｂを形成することによって、後工程にて凹部２１０ｂ内に形成されるアンカー部２１３の数を調整する。

【0060】

次に、低平衡酸素圧酸化物粉末にエチルセルロースとテルピネオールを添加したペーストを凹部２１０ｂ内に充填して、基材２１０を大気雰囲気で熱処理（８００〜９００℃、５〜２０時間）する。これによって、凹部２１０ｂにアンカー部２１３が形成されるとともに、基材２１０の表面２１０ａに酸化クロム膜２１１が形成される。

【0061】

次に、酸化クロム膜２１１上にセラミックス材料ペーストを塗布して、熱処理（８００〜９００℃、１〜５時間）する。これによって、被覆膜２１２が形成される。

【0062】

［具体例２］
図５は、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を高める機能を有する剥離抑制部の一例である「埋設部２１１ｂ」を示す断面図である。

【0063】

埋設部２１１ｂは、基材２１０の表面２１０ａに形成された凹部２１０ｂ内に配置される。埋設部２１１ｂは、凹部２１０ｂの全体に充填されていてもよいし、凹部２１０ｂの一部分に配置されていてもよい。

【0064】

埋設部２１１ｂは、凹部２１０ｂの開口Ｓ２においてくびれている。すなわち、埋設部２１１ｂは、開口Ｓ２付近で局所的に細くなっている。このようなボトルネック構造によって、埋設部２１１ｂが凹部２１０ｂに係止されて生じるアンカー効果によって、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を高めることができる。その結果、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制することができる。

【0065】

そして、本実施形態では、中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２が有する埋設部２１１ｂの数は、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２が有する埋設部２１１ｂの数より多い。これにより、中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２におけるコーティング膜２２０の剥離を特に抑制できるため、セルスタック１１全体としての耐久性を向上させることができる。

【0066】

「埋設部２１１ｂの数」とは、基材２１０を断面観察した場合に、表面２１０ａの１０ｍｍ軌跡長（延長長さ）当たりに存在する埋設部２１１ｂの数を意味する。基材２１０の断面観察は、ＦＥ−ＳＥＭによって１０００−２００００倍に拡大した画像において行うものとする。

【0067】

中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２における埋設部２１１ｂの数は特に制限されないが、コーティング膜２２０の剥離抑制効果を考慮すると、埋設部２１１ｂの数は、３個／１０ｍｍ以上が好ましく、６個／１０ｍｍ以上がより好ましく、１０個／１０ｍｍ以上が特に好ましい。端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２における埋設部２１１ｂの数は特に制限されないが、コーティング膜２２０の剥離抑制効果を考慮すると、埋設部２１１ｂの数は、１個／１０ｍｍ以上が好ましく、２個／１０ｍｍ以上がより好ましく、５個／１０ｍｍ以上が特に好ましい。

【0068】

本実施形態において、「埋設部２１１ｂが開口Ｓ２においてくびれている」とは、基材２１０の表面２１０ａに垂直な断面において、埋設部２１１ｂの幅Ｗ２が開口Ｓ２の開口幅Ｗ１よりも大きいことを意味する。埋設部２１１ｂの幅Ｗ２とは、開口Ｓ２の開口幅Ｗ１を規定する直線ＣＬに平行な方向における埋設部２１１ｂの最大寸法である。

【0069】

埋設部２１１ｂの深さＤ１は特に制限されないが、例えば０．５〜３００μｍとすることができる。埋設部２１１ｂの深さＤ１とは、図５に示すように、開口Ｓ２の開口幅Ｗ１を規定する直線ＣＬに垂直な方向における埋設部２１１ｂの最大寸法である。十分なアンカー効果を考慮すれば、深さＤ１は、０．５μｍ以上が好ましく、１．０μｍ以上がより好ましく、１．５μｍ以上が更に好ましい。

【0070】

埋設部２１１ｂの幅Ｗ２は特に制限されないが、例えば０．５〜３５μｍとすることができる。十分なアンカー効果を考慮すれば、埋設部２１１ｂの幅Ｗ２は、開口Ｓ２の開口幅Ｗ１の１０１％以上が好ましく、１０５％以上がより好ましく、１１０％以上が特に好ましい。

【0071】

埋設部２１１ｂの断面形状は特に制限されず、例えば、楕円状、楔形、半円形、矩形、及びその他の複雑形状であってもよい。図５では、断面形状が略楕円状の埋設部２１１ｂが図示されており、埋設部２１１ｂの最深部が湾曲状に丸みを帯びているが、屈曲状であってもよい。また、埋設部２１１ｂは、基材２１０の内部に向かって真っ直ぐに延びていてもよいし、全体的或いは部分的に曲がっていてもよい。

【0072】

なお、埋設部２１１ｂの深さＤ１、幅Ｗ２及び断面形状は、埋設部２１１ｂごとに異なっていてもよい。

【0073】

具体例２に係る集電部材２は、以下の手順で形成することができる。

【0074】

まず、ショットピーニング又はサンドブラストを用いて、基材２１０の表面２１０ａに凹部２１０ｂを形成する。この際、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２よりも端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２に多くの凹部２１０ｂを形成することによって、後工程にて凹部２１０ｂ内に形成される埋設部２１１ｂの数を調整する。

【0075】

次に、基材２１０の表面２１０ａ上でローラーを転がすことによって、凹部２１０ｂの開口Ｓ２を狭くする。

【0076】

次に、酸化クロムペーストを基材２１０の表面２１０ａ上に塗布しつつ凹部２１０ｂ内に酸化クロムペーストを充填した後、基材２１０を大気雰囲気で熱処理（８００〜９００℃、５〜２０時間）する。これによって、基材２１０の表面２１０ａ上に酸化クロム膜２１１が形成されるとともに、凹部２１０ｂ内に埋設された埋設部２１１ｂが形成される。

【0077】

次に、酸化クロム膜２１１上にセラミックス材料ペーストを塗布して、熱処理（８００〜９００℃、１〜５時間）する。これによって、被覆膜２１２が形成される。

【0078】

［具体例３］
図６は、集電部材２の内部に発生する熱応力を緩和する機能を有する剥離抑制部の一例である「気孔２１０ｃ」を示す断面図である。

【0079】

基材２１０は、表面２１０ａから３０μｍ以内の領域である表面領域２１０Ｘにおいて、気孔２１０ｃを有する。気孔２１０ｃの円相当径は、０．５μｍ以上２０μｍ以下である。これによって、基材２１０の表面領域２１０Ｘの柔軟性を向上させることができるため、集電部材２の内部に発生する熱応力を表面領域２１０Ｘによって緩和することができる。その結果、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制することができる。

【0080】

そして、本実施形態では、中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２が有するアンカー部２１３の数は、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２が有するアンカー部２１３の数より多い。これにより、中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２におけるコーティング膜２２０の剥離を特に抑制できるため、セルスタック１１全体としての耐久性を向上させることができる。

【0081】

「気孔２１０ｃの数」とは、基材２１０を断面観察した場合に、表面２１０ａの１０ｍｍ軌跡長（延長長さ）当たりに存在する気孔２１０ｃの数を意味する。基材２１０の断面観察は、ＦＥ−ＳＥＭによって１０００−２００００倍に拡大した画像において行うものとする。また、「気孔２１０ｃの円相当径」とは、「気孔２１０ｃの数」を計測する対象とした気孔２１０ｃと同じ面積を有する円の直径である。

【0082】

中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２における気孔２１０ｃの数は特に制限されないが、コーティング膜２２０の剥離抑制効果を考慮すると、気孔２１０ｃの数は、５個／１０ｍｍ以上が好ましく、１０個／１０ｍｍ以上がより好ましく、１５個／１０ｍｍ以上が特に好ましい。端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２における気孔２１０ｃの数は特に制限されないが、コーティング膜２２０の剥離抑制効果を考慮すると、気孔２１０ｃの数は、２個／１０ｍｍ以上が好ましく、４個／１０ｍｍ以上がより好ましく、６個／１０ｍｍ以上が特に好ましい。

【0083】

気孔２１０ｃのアスペクト比は、３以下であることが好ましい。これによって、気孔２１０ｃをより変形しやすくすることができるため、集電部材２の内部に発生する熱応力を表面領域２１０Ｘによって緩和することができる。気孔２１０ｃのアスペクト比とは、気孔２１０ｃの最大フェレー径を最小フェレー径で除した値である。最大フェレー径とは、上述したＦＥ−ＳＥＭ画像上において、平行な２本の直線間の距離が最大になるように気孔２１０ｃを挟んだときの当該２本の直線間の距離である。最小フェレー径とは、上述したＦＥ−ＳＥＭ画像上において、平行な２本の直線間の距離が最小になるように気孔２１０ｃを挟んだときの当該２本の直線間の距離である。

【0084】

なお、図６に示す例では、各気孔２１０ｃの内部が空孔になっているが、各気孔２１０ｃの内部には、酸化クロム、アルミナ、チタニア、又はこれらの混合物が配置されていてもよい。

【0085】

具体例３に係る集電部材２は、以下の手順で形成することができる。

【0086】

まず、ショットピーニング又はサンドブラストを用いて、基材２１０の表面２１０ａに凹部を形成する。この際、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２よりも端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２に多くの凹部を形成することによって、後工程にて形成される気孔２１０ｃの数を調整する。

【0087】

次に、基材２１０の表面２１０ａ上でローラーを転がすことによって、凹部の開口を塞いで、気孔２１３を形成する。狭くする。

【0088】

次に、酸化クロムペーストを基材２１０の表面２１０ａ上に塗布した後、基材２１０を大気雰囲気で熱処理（８００〜９００℃、５〜２０時間）する。これによって、基材２１０の表面２１０ａ上に酸化クロム膜２１１が形成される。

【0089】

次に、酸化クロム膜２１１上にセラミックス材料ペーストを塗布して、熱処理（８００〜９００℃、１〜５時間）する。これによって、被覆膜２１２が形成される。

【0090】

２．第２実施形態
（セルスタック１００の構成）
次に、第２実施形態に係るセルスタック１００の構成について説明する。図７は、第２実施形態に係るセルスタック１００の構成を模式的に示す断面図である。

【0091】

セルスタック１００は、複数の燃料電池２０と、複数の集電構造３０と、複数の枠体４０とを備える。

【0092】

各燃料電池２０と各集電構造３０とは、配列方向において交互に配列されている。各枠体４０は、各燃料電池２０を取り囲むように配置される。各集電構造３０と各枠体４０とは、配列方向において交互に配列されている。集電構造３０と枠体４０との間には、絶縁材料が挿入されている。

【0093】

各燃料電池２０は、いわゆる平板型の固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）である。

【0094】

複数の燃料電池２０は、中央部燃料電池２０ａと、中央部燃料電池２０ａの配列方向両側に配置された端部燃料電池２０ｂ，２０ｂとを含む。

【0095】

中央部燃料電池２０ａは、複数の燃料電池２０のうち配列方向中央部に配置された燃料電池２０である。具体的には、複数の燃料電池２０の配列方向中央を中心として、配列方向における全長の１／３程度の領域に配置された燃料電池２０を、中央部燃料電池２０ａとすることができる。図７に示すように、本実施形態では、２個の燃料電池２０が中央部燃料電池２０ａとされているが、中央部燃料電池２０ａの個数は、複数の燃料電池２０の全長と各燃料電池２０のサイズに応じて適宜変更できる。

【0096】

端部燃料電池２０ｂ，２０ｂは、配列方向において中央部燃料電池２０ａの両側に配置される。端部燃料電池２０ｂ，２０ｂは、複数の燃料電池２０のうち配列方向端部に配置された燃料電池２０である。具体的には、複数の燃料電池２０の配列方向両端から全長の１／３程度までの領域に配置された燃料電池２０を、端部燃料電池２０ｂとすることができる。図７に示すように、本実施形態では、２個の中央部燃料電池２０ａの両側に配置された２個の燃料電池２０が端部燃料電池２０ｂとされているが、端部燃料電池２０ｂの個数は、複数の燃料電池２０の全長と各燃料電池２０のサイズに応じて適宜変更できる。

【0097】

なお、中央部燃料電池２０ａと端部燃料電池２０ｂとの間には、中央部燃料電池２０ａと端部燃料電池２０ｂの両方に属さない燃料電池２０が配置されていてもよい。

【0098】

燃料電池２０の一方側と対向するインターコネクタ３３と当該燃料電池２０との間には、酸化剤ガスが流れる空間が形成され、燃料電池２０の他方側と対向するインターコネクタ３３と当該燃料電池２０との間には、燃料ガスが流れる空間が形成される。酸化剤ガスは、インターコネクタ３３と燃料電池２０との間において、配列方向に対して略垂直な流通方向に沿って流れる。インターコネクタ３３と燃料電池２０との間には、後述する空気極集電部３２が配置されているため、酸化剤ガスは、空気極集電部３２の隙間を縫うように流れる。

【0099】

ここで、端部燃料電池２０ｂは、配列方向端部に配置されており、各燃料電池２０から放出されるジュール熱や反応熱が放出されやすいのに対して、中央部燃料電池２０ａは、両側に端部燃料電池２０ｂが配置されており、各燃料電池２０から放出されるジュール熱や反応熱によって加熱されやすい。従って、中央部燃料電池２０ａに接続されるインターコネクタ３３は、端部燃料電池２０ｂに接続されるインターコネクタ３３より高温になるため、中央部燃料電池２０ａに接続されるインターコネクタ３３には大きな熱応力が生じやすい。そこで、本実施形態では、中央部燃料電池２０ａに接続されるインターコネクタ３３を保護するように構成されている。インターコネクタ３３の構成については後述する。

【0100】

（燃料電池２０の構成）
燃料電池２０は、燃料極２１と、固体電解質層２２と、空気極２３とを有する。燃料極２１と固体電解質層２２と空気極２３は、配列方向においてこの順に配列されている。

【0101】

燃料極２１は、燃料電池２０のアノードとして機能する。燃料極２１は、燃料ガス透過性に優れた多孔質体である。燃料極２１の厚みは、０．２ｍｍ〜５．０ｍｍとすることができる。燃料極２１は、例えばＮｉＯ（酸化ニッケル）-８ＹＳＺ（８ｍｏｌ％のイットリアで安定化されたジルコニア）によって構成することができる。燃料極２１がＮｉＯを含んでいる場合、ＮｉＯの少なくとも一部は、燃料電池２０の稼働時にＮｉに還元されてもよい。

【0102】

固体電解質層２２は、枠体４０に固定されている。固体電解質層２２は、燃料極２１と空気極２３の間に配置される。固体電解質層２２の厚みは、３μｍ〜３０μｍとすることができる。固体電解質層２２は、ジルコニア系材料を主成分として含有する。本実施形態において、組成物Ｘが物質Ｙを「主成分として含む」とは、組成物Ｘ全体のうち、物質Ｙが７０重量％以上を占めることを意味する。

【0103】

空気極２３は、固体電解質層２２上に配置される。空気極２３は、燃料電池２０のカノードとして機能する。空気極２３は、酸化剤ガス透過性に優れた多孔質体である。空気極２３の厚みは、５μｍ〜５０μｍとすることができる。

【0104】

空気極２３は、一般式ＡＢＯ_３で表され、ＡサイトにＬａ及びＳｒの少なくとも一方を含むペロブスカイト型複合酸化物を主成分として含有することができる。このようなペロブスカイト型複合酸化物としては、ＬＳＣＦ（（Ｌａ,Ｓｒ）（Ｃｏ,Ｆｅ）Ｏ_３）、ＬＳＦ（（Ｌａ,Ｓｒ）ＦｅＯ_３）、ＬＳＣ（（Ｌａ,Ｓｒ）ＣｏＯ_３）、ＬＮＦ（Ｌａ（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｏ_３）、ＬＳＭ（（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３）などが挙げられるが、これに限られるものではない。

【0105】

（集電構造３０の構成）
集電構造３０は、燃料電池２０同士を電気的に接続する。集電構造３０は、燃料極集電部３１と、空気極集電部３２と、インターコネクタ３３（「集電部材」の一例）とを有する。

【0106】

燃料極集電部３１は、燃料極２１とインターコネクタ３３の間に配置される。燃料極集電部３１は、燃料極２１とインターコネクタ３３とを電気的に接続する。燃料極集電部３１は、導電性接合剤を介して燃料極２１及びインターコネクタ３３と機械的に接続されていてもよい。燃料極集電部３１は、導電性を有する材料によって構成される。燃料極集電部３１は、燃料ガスを燃料極２１に供給可能な形状を有する。燃料極集電部３１としては、例えばニッケル製のメッシュ部材を用いることができる。

【0107】

空気極集電部３２は、インターコネクタ３３を挟んで燃料極集電部３１の反対側に配置される。空気極集電部３２は、空気極２３とインターコネクタ３３の間に配置される。空気極集電部３２は、空気極２３とインターコネクタ３３とを電気的に接続する。空気極集電部３２は、空気極２３と電気的に接続される複数の接続部３２ａを有する。複数の接続部３２ａは、マトリクス状に配列されている。各接続部３２ａは、空気極２３側に突出する。接続部３２ａは、導電性接合剤を介して空気極２３に接続されていてもよい。酸化剤ガスは、各接続部３２ａの周囲を流通方向に沿って流れる。空気極集電部３２は、導電性を有する材料によって構成される。空気極集電部３２には、例えば鉄とクロムを含有するステンレス（ＳＵＳ４３０等）製の板状部材を用いることができる。

【0108】

インターコネクタ３３は、燃料極集電部３１と空気極集電部３２の間に配置される。インターコネクタ３３は、燃料極集電部３１又は空気極集電部３２を介して、燃料電池２０と電気的に接続される。インターコネクタ３３の燃料極集電部３１側には燃料ガスが流れ、インターコネクタ３３の空気極集電部３２側には酸化剤ガスが流れる。インターコネクタ３３は、導電性を有する材料によって構成される。

【0109】

（各インターコネクタ３３の構成）
各インターコネクタ３３は、第２実施形態に係る「集電部材」である。インターコネクタ３３は、上記第１実施形態に係る集電部材２と同様、基材２１０及びコーティング膜２２０（酸化クロム膜２１１及び被覆膜２１２を含む）によって構成される（図３参照）。

【0110】

そして、各インターコネクタ３３には、「剥離抑制部」が少なくとも１つずつ設けられている。剥離抑制部は、インターコネクタ３３の内部に発生する熱応力によって、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制する機能を有する。

【0111】

また、本実施形態に係るセルスタック１１では、中央部燃料電池２０ａと電気的に接続されるインターコネクタ３３が有する剥離抑制部の数は、端部燃料電池２０ｂと電気的に接続されるインターコネクタ３３が有する剥離抑制部の数より多い。これにより、中央部燃料電池２０ａと電気的に接続されるインターコネクタ３３におけるコーティング膜２２０の剥離を特に抑制できるため、セルスタック１１全体としての耐久性を向上させることができる。

【0112】

剥離抑制部は、コーティング膜２２０が基材２１０から剥離することを抑制する機能を有している限り、その構成は特に制限されない。例えば、剥離抑制部は、基材２１０に対するコーティング膜２２０の密着力を高めるものであってもよいし、インターコネクタ３３の内部に発生する熱応力を緩和するものであってもよい。剥離抑制部の具体例は、上記第１実施形態の具体例１〜３にて説明したとおりである（図４〜図６参照）。

【0113】

３．他の実施形態
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形又は変更が可能である。

【0114】

（変形例１）
上記第１及び第２実施形態では、本発明にかかる集電部材を電気化学セルの一例である燃料電池のセルスタックに適用した場合について説明したが、本発明にかかる集電部材は、水蒸気から水素と酸素を生成する電解セルを含む電気化学セルのセルスタックに適用可能である。

【0115】

（変形例２）
上記第１実施形態では、すべての中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２が、端部燃料電池１ｂに接続される集電部材２よりも多くの剥離抑制部を有することとしたが、これに限られない。少なくとも１つの中央部燃料電池１ａに接続される集電部材２がより多くの剥離抑制部を有していれば、当該集電部材２の耐久性を向上させることができる。

【0116】

同様に、上記第２実施形態では、すべての中央部燃料電池２０ａに接続されるインターコネクタ３３が、端部燃料電池２０ｂに接続されるインターコネクタ３３よりも多くの剥離抑制部を有することとしたが、これに限られない。少なくとも１つの中央部燃料電池２０ａに接続されるインターコネクタ３３がより多くの剥離抑制部を有していれば、当該インターコネクタ３３の耐久性を向上させることができる。

【0117】

（変形例３）
上記第１実施形態では、図１及び図２を参照しながら集電部材２の構成について説明したが、集電部材２の形状は特に制限されない。

【0118】

同様に、上記第２実施形態では、図７を参照しながらインターコネクタ３３の構成について説明したが、インターコネクタ３３の形状は特に制限されない。

【0119】

（変形例４）
上記第２実施形態では、本発明にかかる集電部材の構成をインターコネクタ３３に適用した場合について説明したが、本発明にかかる集電部材の構成は、燃料極集電部３１或いは空気極集電部３２にも適用することができる。従って、燃料極集電部３１、空気極集電部３２及びインターコネクタ３３の少なくとも１つに本発明にかかる集電部材の構成を適用することによって、コーティング膜の剥離を抑制可能なセルスタックを提供することができる。

【0120】

（変形例５）
上記第１及び第２実施形態において、コーティング膜２２０は、酸化クロム膜２１１と被覆膜２１２とを含むこととしたが、少なくとも被覆膜２１２を含んでいればよい。従って、コーティング膜２２０は、実質的に被覆膜２１２のみによって構成されていてもよいし、基材２１０と被覆膜２１２との間に部分的に形成された酸化クロム膜２１１を含んでいてもよい。コーティング膜２２０が実質的に被覆膜２１２のみによって構成される場合、具体例１に係るアンカー部２１３（図４参照）は、被覆膜２１２に接続される。コーティング膜２２０が実質的に被覆膜２１２のみによって構成される場合、具体例２に係る埋設部２１１ｂ（図５参照）は、被覆膜２１２の一部となる。コーティング膜２２０が実質的に被覆膜２１２のみによって構成される場合、具体例３に係る気孔２１０ｃ（図６参照）が形成される表面領域２１０Ｘは、被覆膜２１２に接続される。

【符号の説明】

【0121】

１０ セルスタック装置
１１，１００ セルスタック
１２ マニホールド
１，２０ 燃料電池
１ａ 中央部燃料電池（中央部電気化学セルの一例）
１ｂ 端部燃料電池（端部電気化学セルの一例）
２ 集電部材（集電部材の一例）
２１０ 基材
２１０ａ 表面
２１０ｂ 凹部
２１０ｃ 気孔（剥離抑制部の一例）
２１０Ｘ 表面領域
２１１ 酸化クロム膜
２１１ａ 表面
２１１ｂ 埋設部（剥離抑制部の一例）
２１２ 被覆膜
２１３ アンカー部（剥離抑制部の一例）
２２０ コーティング膜
３３ インターコネクタ（集電部材の一例）

【要約】

【課題】コーティング膜の剥離を抑制可能なセルスタックを提供する。
【解決手段】セルスタック１１は、配列方向に並べられた複数の燃料電池１と、燃料電池１それぞれと電気的に接続される複数の集電部材２とを備える。複数の燃料電池１は、配列方向中央部に位置する中央部燃料電池１ａと、配列方向端部に位置する端部燃料電池１ｂとを含む。複数の集電部材２のそれぞれは、クロムを含有する合金材料によって構成される基材２１０と、基材２１０の表面の少なくとも一部を覆うコーティング膜２２０と、基材２１０からコーティング膜２２０が剥離することを抑制する剥離抑制部とを有する。複数の集電部材２のうち中央部燃料電池１ａと電気的に接続された集電部材２が有する剥離抑制部の数は、複数の集電部材２のうち端部燃料電池１ｂと電気的に接続された集電部材２が有する剥離抑制部の数より多い。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】