特許 7019915 焼成用カートリッジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-07

(45)【発行日】2022-02-16

(54)【発明の名称】焼成用カートリッジ

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/1213 20160101AFI20220208BHJP

   H01M 8/12 20160101ALI20220208BHJP

【ＦＩ】

H01M8/1213

H01M8/12 101

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020535515

(86)(22)【出願日】2019-03-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-04-01

(86)【国際出願番号】 KR2019003370

(87)【国際公開番号】W WO2019203462

(87)【国際公開日】2019-10-24

【審査請求日】2020-07-02

(31)【優先権主張番号】10-2018-0044896

(32)【優先日】2018-04-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】パク、ウン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン、ドヨン

(72)【発明者】

【氏名】ユン、ジョン ソル

(72)【発明者】

【氏名】チョイ、クァンウク

(72)【発明者】

【氏名】シン、ドン オ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジェオン

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３０９１４２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０４－０３１３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－１２８９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０１４８３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２０９２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２１６９２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１１２４６３１（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ８／１２１３

Ｈ０１Ｍ ８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上端部、
前記上端部の両側に各々配置される側面部、および
前記側面部と連結され、前記上端部と平行に配置される下端部を含み、
前記側面部の内側には、一つ以上の固体燃料電池電極が挿入される複数のスリット（ｓｌｉｔ）溝が平行に形成され、
前記側面部の上端に、前記上端部が配置され、
前記側面部の下端に、前記下端部が配置され、
前記上端部と前記下端部の間に形成される四面のうち、対向する二面に前記側面部が形成され、前記固体燃料電池電極は、前記四面のうち、前記側面部の無い面から挿入される、
焼成用カートリッジ。

【請求項2】

前記複数のスリット溝は、前記側面部の内側に互いに離隔した形態に形成される、請求項１に記載の焼成用カートリッジ。

【請求項3】

前記複数のスリット溝は、離隔距離が互いに同一に形成される、請求項１または２に記載の焼成用カートリッジ。

【請求項4】

前記上端部および前記下端部は、中央が開放された四角フレームの形態である、請求項１から３のいずれか一項に記載の焼成用カートリッジ。

【請求項5】

前記上端部、前記下端部および前記側面部は、セラミック素材が適用される、請求項１から４のいずれか一項に記載の焼成用カートリッジ。

【請求項6】

前記焼成用カートリッジは、前記上端部および前記下端部に対して垂直方向に連結され、前記側面部と同一な高さを有するセラミック素材の支持部材をさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の焼成用カートリッジ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は２０１８年４月１８日に韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０－２０１８－００４４８９６号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、焼成用カートリッジに関し、より詳しくは、上端部と下端部との間に位置する側面部に複数のスリット溝が形成され、スリット溝には固体燃料電池電極が挿入されることによって、同時焼成が可能なセル数が増大し、それにより固体燃料電池の生産性が向上できる焼成用カートリッジに関する。

【背景技術】

【0003】

最近、石油や石炭のような既存のエネルギー資源が枯渇するにつれて、これらを代替できる代替エネルギーに対する関心が高まっている。このような代替エネルギーの一つとして単位セルが注目されており、特に、高効率であり、公害物質を排出せず、且つ、燃料が豊かであるという長所があるために活発に研究が行われている。

【0004】

一般に、単位セルは電解質の両面に各々空気極および燃料極を形成し、燃料極はアノード（ａｎｏｄｅ）、そして空気極（ｃａｔｈｏｄｅ）はカソードで構成され、燃料極に燃料を供給すれば、燃料が酸化されて電子が外部回路を通して放出され、空気極に酸素を供給すれば、外部回路から電子を受けて酸素イオンに還元される。このように還元された酸素イオンは、電解質を通して燃料極に移動して、酸化された燃料と反応して水を生成する。

【0005】

このような、単位セルのうち固体酸化物単位セルの端電池を連結して高容量化させたものをスタック（ｓｔａｃｋ）といい、それを固体酸化物燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）として用いている。

【0006】

ここで、固体酸化物燃料電池の生産時、固体燃料電池の正極印刷後、複数のセルを同時焼成を行うためには、セラミック素材のセッター上にセルを位置させて４つのエッジサポートを設けた後、その上に再びセラミック素材のセッターを配置した後にセルを位置させる方法を繰り返し行っている。

【0007】

そこで、従来の焼成用セラミックセッターの場合、セルを容易に積層させるために固体燃料電池セルに対比して一定厚さ以上を有することによって固体燃料電池セルの安定した積層が可能であり、それによりセルの同時焼成を可能にした。

【0008】

しかし、このような従来の焼成用セラミックセッターの場合、固体燃料電池セルの大きさに対比してより大きい面積のセラミックセッターを用いなければならないため、一度に同時焼成が可能な固体燃料電池セル数が限定的であるという問題を有していた。

【0009】

また、このような従来の焼成用セラミックセッターの場合、セラミックセッター上にセルを位置させて４つのエッジサポートを設けた後、その上に再びセラミック素材のセッターを配置させる工程を繰り返さなければならないため、作業時間が長くかかるという問題があり、特に固体燃料電池の生産性が落ちるという問題を有していた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、側面部に複数のスリット溝が形成され、複数の固体燃料電池電極が複数のスリット溝に各々挿入されることによって、同時焼成が可能な固体燃料電池セル数が増大できる焼成用カートリッジを提供することにある。

【0011】

また、一実施形態による本発明の目的は、側面部に形成された複数のスリット溝に固体燃料電池セルが収納されることによって、固体燃料電池セルの焼成時に必要な作業時間を短縮させ、固体燃料電池の生産性を向上できる焼成用カートリッジを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明に係る焼成用カートリッジは、上端部、前記上端部の両側に各々配置される側面部、および前記側面部と連結され、前記上端部と平行に配置される下端部を含み、前記側面部の内側には、固体燃料電池セルの収納が可能な複数のスリット（ｓｌｉｔ）溝が対称に形成されることを特徴とする。

【0013】

一つの実施形態によれば、前記スリット溝には、一つ以上の固体燃料電池電極が挿入されることを特徴とする。

【0014】

一つの実施形態によれば、前記複数のスリット溝は、前記側面部の内側に互いに離隔した形態に形成されることを特徴とする。

【0015】

一つの実施形態によれば、前記複数のスリット溝は、離隔距離が互いに同一に形成されることを特徴とする。

【0016】

一つの実施形態によれば、前記上端部および前記下端部は、中央が開放された四角フレームの形態であることを特徴とする。

【0017】

一つの実施形態によれば、前記上端部、前記下端部および前記側面部は、セラミック素材が適用されることを特徴とする。

【0018】

一つの実施形態によれば、前記焼成用カートリッジは、前記上端部および前記下端部に対して垂直方向に連結され、前記側面部と同一な高さを有するセラミック素材の支持部材をさらに含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一側面によれば、側面部に複数のスリット溝が形成され、複数の固体燃料電池電極が複数のスリット溝に各々挿入されることによって、同時焼成が可能な固体燃料電池セル数が増大できるという利点がある。

【0020】

特に、側面部に形成された複数のスリット溝に複数の固体燃料電池セルが各々設けられることによって、固体燃料電池セルの焼成時に必要な作業時間を短縮させ、固体燃料電池の生産性を向上できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態による焼成用カートリッジ１００の構造を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１に示されたスリット溝２１に固体燃料電池セルが挿入された形態を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明を添付図面を参照して詳細に説明すれば次の通りである。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不要に濁す恐れのある公知の機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。よって、図面での要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

【0023】

明細書の全体にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。

【0024】

以下では本発明の理解を助けるために好ましい実施形態を提示する。但し、下記の実施形態は本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本実施形態によって本発明の内容が限定されるものではない。

【0025】

＜焼成用カートリッジ＞
図１は、本発明の一実施形態による焼成用カートリッジ１００の構造を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１に示された焼成用カートリッジ１００のスリット溝２１に固体燃料電池セルが挿入された形態を概略的に示す図である。

【0026】

本発明の一実施形態による焼成用カートリッジ１００は、上端部１０、上端部１０の両側に各々配置される側面部２０、および側面部２０と連結され、上端部１０と平行に配置される下端部３０を含んで構成されることができる。

【0027】

この時、側面部２０の内側には固体燃料電池セルの収納が可能な複数のスリット（ｓｌｉｔ）溝２１が対称に形成され、焼成用カートリッジ１００の上端部１０、側面部２０および下端部３０はセラミック素材を適用できる。

【0028】

また、複数のスリット溝２１には、一つ以上の固体燃料電池電極が挿入される。

【0029】

先ず、上端部１０は中央が開放された四角フレームの形態に形成され、上端部１０の厚さは０．１ｃｍ～１０ｃｍであり、より容易には１ｃｍ～８ｃｍの厚さであってもよい。

【0030】

上端部１０の厚さが０．１ｃｍ未満に形成されれば、焼成用カートリッジ１００の耐久性が低下するという問題が発生する。

【0031】

その反面、上端部１０の厚さが１０ｃｍを超過して形成されれば、上端部１０の重さが増加し、それにより、後述する側面部２０が上端部１０の重さを支えることができないため、焼成用カートリッジ１００が破損するという問題が発生する。

【0032】

次に、側面部２０は上端部１０の両側に各々配置され、ここで、上端部１０の両側は上端部１０の上面において長さが短い二つのエッジであり、側面部２０は互いに平行に配置されて上端部１０の両側面と連結されることができる。

【0033】

側面部２０の上面において一つのエッジの長さは上端部１０のいずれか一つのエッジの長さと同一な長さであり、側面部２０の最も長いエッジは焼成用カートリッジ１００の高さと同一な長さであり、ここで、上端部１０および側面部２０のエッジは各面の境界をなしている線分であると言える。

【0034】

側面部２０の厚さは０．１ｃｍ～１０ｃｍであり、より容易には１ｃｍ～８ｃｍの厚さであってもよい。

【0035】

側面部２０の厚さが０．１ｃｍ未満に形成されれば、焼成用カートリッジ１００の耐久性および安定性が低下するという問題が発生する。

【0036】

その反面、側面部２０の厚さが１０ｃｍを超過して形成されれば、側面部２０の重さが増加し、それにより、後述する下端部３０が側面部２０の重さを支えることができないため、焼成用カートリッジ１００が破損するという問題が発生する。

【0037】

例えば、上端部１０の上面において一つのエッジの長さが１５ｃｍであれば、側面部２０の上面において一つのエッジの長さが１５ｃｍとして同一であってもよく、側面部２０の厚さは５ｃｍの厚さであってもよい。

【0038】

ここで、側面部２０は、上端部１０とネジ結合、嵌合結合および締結結合のうち一つの結合により連結できる。

【0039】

側面部２０の内側には複数のスリット溝２１が対称に形成され、複数のスリット溝２１は側面部２０の内側に互いに離隔した形態に形成される。

【0040】

複数のスリット溝２１は離隔距離が互いに同一に形成されてもよく、この時、離隔距離は１００μｍ～３ｃｍであり、より容易には１ｍｍ～１ｃｍであってもよい。

【0041】

複数のスリット溝２１の離隔距離が１００μｍ未満に形成されれば、スリット溝２１に各々挿入される固体燃料電池セルが互いに密着し、焼成時に固体燃料電池セルが破損するという問題が発生する。

【0042】

その反面、複数のスリット溝２１の離隔距離が３ｃｍを超過して形成されれば、スリット溝２１に積層される固体燃料電池セル数が減少し、同時焼成が可能なセル数も同時に減少することによって、固体燃料電池の生産性が低下するという問題が発生する。

【0043】

例えば、側面部２０の内側には複数のスリット溝２１が１ｃｍの同一な離隔距離をもって形成され、複数のスリット溝２１には固体燃料電池電極が各々収納される。

【0044】

このように、側面部２０の内側に複数のスリット溝２１が形成され、複数の固体燃料電池電極がスリット溝２１に各々挿入されることによって、同時焼成が可能な固体燃料電池セル数が増大できる。

【0045】

特に、側面部２０に形成された複数のスリット溝２１に複数の固体燃料電池セルが各々設けられることによって、固体燃料電池セルの焼成時に必要な作業時間を短縮させ、固体燃料電池の生産性を向上させることができる。

【0046】

下端部３０は中央が開放された四角フレームの形態に形成され、下端部３０の厚さは０．１ｃｍ～１０ｃｍであり、より容易には１ｃｍ～８ｃｍの厚さであってもよい。

【0047】

下端部３０の厚さが０．１ｃｍ未満に形成されれば、上端部１０および側面部２０の重さを支え難いため、焼成用カートリッジ１００の耐久性が低下するという問題が発生し、その反面、下端部３０の厚さが１０ｃｍを超過して形成されれば、焼成用カートリッジ１００の全体的な生産費用が増加するという問題が発生する。

【0048】

また、下端部３０は、側面部２０とネジ結合、嵌合結合および締結結合のうち一つの結合により連結されてもよく、上端部１０および下端部３０は同一な形態および大きさであってもよい。

【0049】

焼成用カートリッジ１００は、上端部１０および下端部３０に対して垂直方向に連結され、側面部２０と同一な高さを有するセラミック素材の支持部材４０をさらに含むことができる。

【0050】

支持部材４０は、上端部１０に連結された側面部２０の最も長いエッジと同一長さの高さを有し、且つ、上端部１０および下端部３０を連結させることができる。

【0051】

支持部材４０は、上端部１０および下端部３０とネジ結合、嵌合結合および締結結合のうち一つの結合により連結できる。

【0052】

このように、支持部材４０が上端部１０と下端部３０との間を連結し支持することによって、焼成用カートリッジ１００の耐久性が向上できる。

【0053】

また、側面部２０の複数のスリット溝２１に各々挿入される複数の固体燃料電池セルが外部に脱落しないように支持することによって、焼成用カートリッジ１００の安定性が向上できる。

【0054】

以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業界における通常の知識を有した者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更できることを理解することができるであろう。

【図1】

【図2】