[go: up one dir, main page]

JP2011209129A - Method and device for testing bending of power generation cell - Google Patents

Method and device for testing bending of power generation cell Download PDF

Info

Publication number
JP2011209129A
JP2011209129A JP2010077666A JP2010077666A JP2011209129A JP 2011209129 A JP2011209129 A JP 2011209129A JP 2010077666 A JP2010077666 A JP 2010077666A JP 2010077666 A JP2010077666 A JP 2010077666A JP 2011209129 A JP2011209129 A JP 2011209129A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power generation
generation cell
cylindrical surface
bending strength
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2010077666A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihisa Chitose
範壽 千歳
Jun Akikusa
順 秋草
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Electric Power Co Inc, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Kansai Electric Power Co Inc
Priority to JP2010077666A priority Critical patent/JP2011209129A/en
Publication of JP2011209129A publication Critical patent/JP2011209129A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

【課題】円板状の発電セルに均一な荷重を付加することにより、中央部分の曲げ強度だけでなく、周縁部の曲げ強度も評価して、曲げ強度の低い発電セルを排除することができる発電セルの曲げ強度験方法および曲げ強度試験装置を提供する。
【解決手段】平板状の発電セル1の曲げ強度を評価する方法であって、円筒面2aを有する凸状治具2と円筒面3aを有する凹状治具3との間に発電セル1を配置し、凸状治具2の円筒面2aと凹状治具3の円筒面3aとを近接させて湾曲させることにより、発電セル1全体の曲げ強度を評価することを特徴とする。
【選択図】図1
By applying a uniform load to a disk-shaped power generation cell, not only the bending strength of the central portion but also the bending strength of the peripheral portion can be evaluated, and power generation cells with low bending strength can be eliminated. A bending strength test method and a bending strength test apparatus for a power generation cell are provided.
A method for evaluating the bending strength of a flat power generation cell, wherein the power generation cell is disposed between a convex jig having a cylindrical surface and a concave jig having a cylindrical surface. The bending strength of the power generation cell 1 as a whole is evaluated by bringing the cylindrical surface 2a of the convex jig 2 and the cylindrical surface 3a of the concave jig 3 into close proximity and bending.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、セラミックスやサーメットなどからなる発電セルの曲げ強度を評価する発電セルの曲げ強度試験方法および曲げ試験装置に関するものである。   The present invention relates to a power generation cell bending strength test method and a bending test apparatus for evaluating the bending strength of a power generation cell made of ceramics or cermet.

例えば、従来の一般的な固体酸化物型燃料電池においては、支持体となる固定電解質層の一方の面に燃料電極が一体に形成されるとともに、他方の面に空気極層が一体に形成された円板状の発電セルが用いられる。   For example, in a conventional general solid oxide fuel cell, a fuel electrode is integrally formed on one surface of a fixed electrolyte layer serving as a support, and an air electrode layer is integrally formed on the other surface. A disc-shaped power generation cell is used.

ここで、固体電解層としては、イットリアを添加した安定化ジルコニア(YSZ)や、(LaSr)(GaMg)O3、(LaSr)(GaMgCo)O3、(LaSr)(GaMgNi)O3、(LaSr)(GaMgFe)O3等の高い酸素イオン伝導率を有するランタンガレート系(LaGaO3系)材料が用いられている。 Here, as the solid electrolytic layer, yttria-added stabilized zirconia (YSZ), (LaSr) (GaMg) O 3 , (LaSr) (GaMgCo) O 3 , (LaSr) (GaMgNi) O 3 , (LaSr) A lanthanum gallate-based (LaGaO 3 -based) material having a high oxygen ion conductivity such as (GaMgFe) O 3 is used.

また、燃料極層としては、Ni、Co等の金属あるいはNi−YSZ、Co−YSZ、Ni−GDC、Ni−SDC等のサーメットが用いられ、空気極層としては、LaMnO3、LaCoO3、SmCoO3等が用いられている。
ちなみに、上記固体電解質層は、150μm以上の厚さ寸法を有するとともに、上記燃料極層および空気極層は、それぞれ上記固体電解質層の表面に20〜30μmの厚さ寸法で形成されている。
Further, a metal such as Ni or Co or a cermet such as Ni—YSZ, Co—YSZ, Ni—GDC, or Ni—SDC is used as the fuel electrode layer, and LaMnO 3 , LaCoO 3 , SmCoO are used as the air electrode layer. 3 etc. are used.
Incidentally, the solid electrolyte layer has a thickness dimension of 150 μm or more, and the fuel electrode layer and the air electrode layer are respectively formed on the surface of the solid electrolyte layer with a thickness dimension of 20 to 30 μm.

このような構成からなる発電セルは、当該発電セルに酸化剤ガスおよび燃料ガスを供給するセパレータや集電体とともに複数枚が積層され、所定の荷重が付加された状態で、700〜800℃の温度雰囲気下において発電を行うものである。   The power generation cell having such a configuration is formed by laminating a plurality of sheets together with a separator and a current collector for supplying an oxidant gas and a fuel gas to the power generation cell, and in a state where a predetermined load is applied. It generates power in a temperature atmosphere.

ところで、この種の発電セルにあっては、セラミックスからなる150μmといった薄肉の円板状部材であるために弾性に乏しく、しかも常温から約800℃程度の高温との間において大きな熱圧力を受けるものである。このため、上記セラミックス素材からなる発電セルを用いて燃料電池を組み立てるに際しては、その素材のロット毎に複数枚の試験片を採得して材料曲げ強度試験を行い、平均強度やワイブル係数(形状係数)を算出することにより、当該ロットにおける素材の材料曲げ強度を評価している。   By the way, in this type of power generation cell, it is a thin disk-shaped member made of ceramics having a thickness of 150 μm, so that it has poor elasticity and receives a large thermal pressure between room temperature and about 800 ° C. It is. For this reason, when assembling a fuel cell using a power generation cell made of the above ceramic material, a plurality of test pieces are taken for each lot of the material and subjected to a material bending strength test to obtain an average strength and a Weibull coefficient (shape). By calculating the coefficient, the material bending strength of the material in the lot is evaluated.

一方、一般的なセラミックス材料における材料曲げ強度の試験方法については、JIS R1601に規格されている。これは、所定の寸法(4W×36L以上×3t、単位mm(以下同様))に切り出した試験片4に対して、図3(a)に示すように、下側の2つの支点5、5と、中央に荷重が付加される上側の支点6の3点による3点曲げ試験を行うものと、図3(b)に示すように、下側の2つの支点5、5と、中央の2点間に同じ荷重を付加する上側の支点6、6の4点による4点曲げ試験を行うものである。 On the other hand, a material bending strength test method for a general ceramic material is specified in JIS R1601. As shown in FIG. 3 (a), the lower fulcrum of the test piece 4 cut into a predetermined dimension (4 W × 36 L or more × 3 t , unit mm (hereinafter the same)). 5 and 5 and performing a three-point bending test by three points of the upper fulcrum 6 to which a load is added at the center, as shown in FIG. A four-point bending test is performed using four upper fulcrums 6 and 6 that apply the same load between the two central points.

そこで、従来は、上記規格を参酌して、素材となる上記セラミックスのグリーンシートから定規とカッターを用いたり、あるいは方形の刃を有する金型を用いたりして方形シート(70×20)を切り出し、次いでこれを焼結して方形板状(50×15×0.1t)の試験片を製作して、当該試験片について上記3点曲げ試験または4点曲げ試験を行っていた。 Therefore, conventionally, taking into account the above standards, a square sheet (70 × 20) is cut out from a ceramic green sheet as a material by using a ruler and a cutter, or by using a die having a square blade. Then, this was sintered to produce a square plate (50 × 15 × 0.1 t ) test piece, and the test piece was subjected to the above-mentioned 3-point bending test or 4-point bending test.

ところが、グリーンシートから方形シートを切り出す際に、定規とカッターを用いた場合には、当該カッターの刃の切れ味が悪い場合や、熟練度が低い作業者が、カッターを連続的に移動させずに途中で中断させたり、あるは局所的にカッターを定規から逸脱させたりした場合などに、得られた方形シートの切断縁部に、カッター不良に欠けが発生し易い。また、方形の刃を有する金型を用いた場合にも、当該刃をグリーンシートに押し付けて、そのままくり貫く際に、力の不均衡などに起因して同様のカット不良による欠けが発生し易い傾向にある。   However, when cutting out a square sheet from a green sheet, if a ruler and a cutter are used, the cutter's blade is not sharp or an operator with a low level of skill does not move the cutter continuously. When the cutter is interrupted on the way or when the cutter is locally deviated from the ruler, the cutting edge of the obtained rectangular sheet is likely to be chipped. In addition, when a die having a square blade is used, when the blade is pressed against the green sheet and punched as it is, chipping due to a similar cut defect is likely to occur due to force imbalance or the like. There is a tendency.

このため、一般的な3点曲げ試験方法においては、荷重が付加される部分に高い応力が生じることにより、荷重を付加する部分やその周囲にクラックなどの欠陥があった場合には、この欠陥部分に応力が集中し破損するため、この試験方法により曲げ強度を評価することができる。しかし、最も欠けが発生し易い周縁部に欠陥があった場合には、応力が周縁部に作用しないため、この試験方法では曲げ強度を評価することができないという問題がある。   For this reason, in a general three-point bending test method, when a stress is applied to a portion to which a load is applied, if there is a defect such as a crack in the portion to which the load is applied or the periphery thereof, this defect Since stress concentrates on the portion and breaks, the bending strength can be evaluated by this test method. However, when there is a defect in the peripheral edge where chipping is most likely to occur, stress does not act on the peripheral edge, so that there is a problem that the bending strength cannot be evaluated by this test method.

また、強度のバラツキが大きいセラミックス材料においては、一般的な4点曲げ試験方法を行うことにより、平均的な強度を評価することができる。ところが、この試験方法で評価した平均的な強度を有するロットにおいても、個々の周縁部に生じた欠陥などから、強度の低い発電セルも含まれている可能性があるため、強度の低い発電セルを製品とせずに排除する必要がある。しかし、上記の試験方法では、3点曲げ試験と同様に、応力が作用しない最も欠けが発生し易い周縁部に欠陥があった場合に、曲げ強度を評価することができないという問題がある。   Further, in a ceramic material having a large variation in strength, an average strength can be evaluated by performing a general four-point bending test method. However, even in a lot having an average strength evaluated by this test method, a low-strength power generation cell may be included because of a possibility of including a low-strength power generation cell due to a defect or the like generated in each peripheral portion. Need to be eliminated without making it a product. However, as in the three-point bending test, there is a problem in that the bending strength cannot be evaluated when there is a defect at the peripheral edge where the chipping is most likely to occur without stress.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、円板状の発電セルに均一な荷重を付加することにより、中央部分の曲げ強度だけでなく、周縁部の曲げ強度も評価して、曲げ強度の低い発電セルを排除することができる発電セルの曲げ強度試験方法および曲げ強度試験装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by applying a uniform load to the disk-shaped power generation cell, not only the bending strength of the central portion but also the bending strength of the peripheral portion is evaluated, and the bending is evaluated. It is an object of the present invention to provide a bending strength test method and a bending strength test apparatus for a power generation cell that can eliminate power generation cells having low strength.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発電セルの曲げ強度試験方法は、平板状の発電セルの曲げ強度を評価する方法であって、円筒面を有する凸状治具と円筒面を有する凹状治具との間に上記発電セルを配置し、上記凸状治具の円筒面と上記凹状治具の円筒面とを近接させて湾曲させることにより、上記発電セル全体の曲げ強度を評価することを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the bending strength test method for a power generation cell according to claim 1 is a method for evaluating the bending strength of a flat power generation cell, and includes a convex jig having a cylindrical surface and a cylindrical surface. The power generating cell is disposed between the concave jig having the curved shape and the cylindrical surface of the convex jig and the cylindrical surface of the concave jig are brought close to each other, thereby bending the entire power generating cell. It is characterized by evaluating.

また、請求項2に記載の発電セルの曲げ強度試験方法は、平板状の発電セルの曲げ強度を評価する方法であって、上記発電セルの耐曲げ強度に応じた曲率半径の円筒面を有する凸状治具と、上記曲率半径の円筒面を有する凹状治具との間に上記発電セルを配置し、上記凸状治具の円筒面と上記凹状治具の円筒面とを近接させて湾曲させることにより、上記発電セル全体の強度を評価し、強度の低い発電セルを排除することを特徴とするものである。   The bending strength test method for a power generation cell according to claim 2 is a method for evaluating the bending strength of a flat power generation cell, and has a cylindrical surface with a radius of curvature corresponding to the bending strength of the power generation cell. The power generation cell is arranged between a convex jig and a concave jig having a cylindrical surface with the radius of curvature, and the cylindrical surface of the convex jig and the cylindrical surface of the concave jig are brought into close proximity to bend. Thus, the strength of the entire power generation cell is evaluated, and power generation cells having low strength are excluded.

そして、請求項3に記載の発電セルの曲げ強度試験装置は、平板状の発電セルを一対の治具の間に配置して湾曲させ、曲げ強度を評価する装置であって、上記一対の治具は、凸状の円筒面を有する雄型と凹状の円筒面を有する雌型により形成されていることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a bending strength test apparatus for a power generation cell, which is a device for evaluating a bending strength by arranging a flat power generation cell between a pair of jigs to bend the power generation cell. The tool is characterized by being formed of a male mold having a convex cylindrical surface and a female mold having a concave cylindrical surface.

さらに、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発電セルの曲げ強度試験装置において、上記円筒面の曲率半径は、上記発電セルがランタンガレート系電解質を用いた円形平板型セルの場合に、その厚さ寸法の600〜800倍であることを特徴とするものである。   Further, the invention described in claim 4 is the power generation cell bending strength test device according to claim 3, wherein the radius of curvature of the cylindrical surface is the same as that of the circular flat plate cell in which the power generation cell uses a lanthanum gallate electrolyte. In this case, the thickness is 600 to 800 times the thickness.

請求項1〜4に記載の本発明によれば、平板状の発電セルを円筒面を有する凸状治具と円筒面を有する凹状治具との間に配置し、当該凸状治具の円筒面と当該凹状治具の円筒面とを近接させ、荷重を付加することにより湾曲させているため、周縁部に欠けなどの欠陥が生じていた場合でも、この欠陥部分に応力が集中して破壊される。これにより、平板状の上記発電セル全体の曲げ強度を評価することができる。   According to this invention of Claims 1-4, it arrange | positions between the convex jig | tool which has a cylindrical surface, and the concave jig | tool which has a cylindrical surface, and the flat power generation cell is a cylinder of the said convex jig | tool. Since the surface and the cylindrical surface of the concave jig are brought close to each other and curved by applying a load, even if a defect such as a chip occurs at the peripheral edge, the stress concentrates on the defective part and breaks. Is done. Thereby, the bending strength of the whole flat power generation cell can be evaluated.

請求項2に記載の本発明によれば、平板状の発電セルを、この発電セルの耐曲げ強度に応じた曲率半径の円筒面を有する凸状治具と、上記曲率半径の円筒面を有する凹状治具との間に配置し、当該凸状治具の円筒面と当該凹状治具の円筒面とを近接させ、荷重を付加することにより湾曲させているため、耐曲げ強度に応じた上記曲率半径により等分荷重が付加されて、平板状の上記発電セル全体が湾曲する。これにより、上記発電セル全体に均一な応力が作用して、上記発電セルに欠けなど欠陥が生じていた場合には、その欠陥部分に応力が集中して上記発電セルは破壊される。この結果、平板状の上記発電セル全体の曲げ強度を評価し、強度の低い発電セルを排除することができる。   According to this invention of Claim 2, it has a convex-shaped jig | tool which has a cylindrical surface of the curvature radius according to the bending strength of this power generation cell, and the cylindrical surface of the said curvature radius. Since it is arranged between the concave jig, and the cylindrical surface of the convex jig and the cylindrical surface of the concave jig are brought close to each other and curved by applying a load, the above according to the bending resistance strength An equal load is applied by the curvature radius, and the entire flat power generation cell is curved. As a result, when a uniform stress acts on the entire power generation cell and a defect such as a chip occurs in the power generation cell, the stress concentrates on the defective portion and the power generation cell is destroyed. As a result, it is possible to evaluate the bending strength of the entire flat plate-like power generation cell and eliminate power generation cells having low strength.

請求項3に記載の本発明によれば、平板状の発電セルを湾曲させて曲げ強度を評価する装置に用いられる一対の治具が、凸状の円筒面を有する雄型と凹状の円筒面を有する雌型により形成されているため、この一対の治具の間に、平板状の上記発電セルを配置して、各々の型の上記円筒面を近接させ、荷重を付加することにより、上記雄型の凸状の円筒面と雌型の凹状の円筒面に沿って湾曲する。これにより、荷重が上記発電セル全体に作用し、均一な応力によって、平板状の上記発電セル全体の曲げ強度を評価することができる。   According to this invention of Claim 3, a pair of jig | tool used for the apparatus which curves a flat power generation cell and evaluates bending strength is a male type | mold which has a convex cylindrical surface, and a concave cylindrical surface. Therefore, the plate-shaped power generation cell is disposed between the pair of jigs, the cylindrical surfaces of the respective molds are brought close to each other, and a load is applied thereto. Curved along the male convex cylindrical surface and the female concave cylindrical surface. Thereby, a load acts on the whole power generation cell, and the bending strength of the whole plate-shaped power generation cell can be evaluated by uniform stress.

請求項4に記載の本発明によれば、上記雄型の凸状の円筒面および雌型の凹状の円筒面の曲率半径が、上記発電セルがランタンガレート系電解質を用いた円形平板型セルの場合に、その厚さ寸法の600〜800倍であるため、材質および厚さ寸法が同一のもの場合には、上記一対の治具の間に平板状の上記発電セルを配置するだけで、平板状の上記発電セル全体に均一な応力を与えることができる。これにより、簡便に平板状の上記発電セルの曲げ強度を評価することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the radius of curvature of the male convex cylindrical surface and the female concave cylindrical surface is the same as that of the circular flat plate cell in which the power generation cell uses a lanthanum gallate electrolyte. In this case, since the thickness dimension is 600 to 800 times, when the material and the thickness dimension are the same, the flat plate-shaped power generation cell is simply disposed between the pair of jigs. A uniform stress can be applied to the entire power generation cell. Thereby, the bending strength of the flat power generation cell can be easily evaluated.

本発明の発電セルの曲げ試験装置の一実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows one Embodiment of the bending test apparatus of the electric power generation cell of this invention. 本発明の発電セルの曲げ試験装置による曲げ試験方法を説明する概略図を示し、(a)は一対の治具に平板状の発電セルを配置した状態、(b)平板状の発電セルの中央部に荷重を掛けた状態、(c)は平板状の発電セル全体に荷重を掛けた状態である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic explaining the bending test method by the bending test apparatus of the power generation cell of this invention is shown, (a) is the state which has arrange | positioned the flat power generation cell to a pair of jig | tool, (b) The center of a flat power generation cell A state in which a load is applied to the part, (c) is a state in which the load is applied to the entire flat plate-shaped power generation cell. JIS規格の曲げ試験方法を説明する概略図を示し、(a)は3点曲げ試験方法、(b)は4点曲げ試験方法である。The schematic explaining the bending test method of a JIS specification is shown, (a) is a 3 point | piece bending test method, (b) is a 4 point | piece bending test method.

図1〜図2は、本発明の発電セルの曲げ試験方法および曲げ試験装置の一実施形態を示すものである。
図1に示すように、本発明の発電セルの曲げ試験装置は、凸状の円筒面2aを有する雄型(凸状治具)2と、凹状の円筒面3aを有する雌型(凹状治具)3が、各々の円筒面2a、3aを対峙させて配設されて概略構成されている。
1 to 2 show an embodiment of a bending test method and bending test apparatus for a power generation cell according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the bending test apparatus for a power generation cell according to the present invention includes a male mold (convex jig) 2 having a convex cylindrical surface 2a and a female mold (concave jig) having a concave cylindrical surface 3a. ) 3 is generally configured with the cylindrical surfaces 2a and 3a facing each other.

また、上記装置に用いられる上記発電セル1は、固体電解層に、イットリアを添加した安定化ジルコニア(YSZ)や、(LaSr)(GaMg)O3、(LaSr)(GaMgCo)O3、(LaSr)(GaMgNi)O3、(LaSr)(GaMgFe)O3等の高い酸素イオン伝導率を有するランタンガレート系(LaGaO3系)、またはガドリニウムを添加したセリア(GDC)材料が用いられている。 Further, the power generation cell 1 used in the apparatus includes stabilized zirconia (YSZ), (LaSr) (GaMg) O 3 , (LaSr) (GaMgCo) O 3 , (LaSr) in which yttria is added to the solid electrolytic layer. A lanthanum gallate-based (LaGaO 3 -based) material having high oxygen ion conductivity such as () (GaMgNi) O 3 , (LaSr) (GaMgFe) O 3 ), or a ceria (GDC) material added with gadolinium is used.

また、燃料極層としては、Ni、Co等の金属あるいはNi−YSZ、Co−YSZ、Ni−GDC、Ni−SDC等のサーメットが用いられ、空気極層としては、LaMnO3、LaCoO3、SmCoO3等が用いられている。さらに、上記固体電解質層は、150μm以上の厚さ寸法を有するとともに、上記燃料極層および空気極層は、それぞれ上記固体電解質層の表面に20〜30μmの厚さ寸法で形成されている。 Further, a metal such as Ni or Co or a cermet such as Ni-YSZ, Co-YSZ, Ni-GDC, or Ni-SDC is used as the fuel electrode layer, and LaMnO 3 , LaCoO 3 , SmCoO are used as the air electrode layer. 3 etc. are used. Further, the solid electrolyte layer has a thickness dimension of 150 μm or more, and the fuel electrode layer and the air electrode layer are each formed on the surface of the solid electrolyte layer with a thickness dimension of 20 to 30 μm.

そして、雄型2の凸状の円筒面2aおよび雌型3の凹状の円筒面3aは、平板状の発電セル1の耐曲げ強度に応じた曲率半径に形成されている。この曲率半径は、ランタンガレート系電解質を用いた円形平板型セルの場合に、その厚さ寸法の600〜800倍に形成されている。   The convex cylindrical surface 2 a of the male mold 2 and the concave cylindrical surface 3 a of the female mold 3 are formed with a radius of curvature corresponding to the bending strength of the flat power generation cell 1. In the case of a circular plate cell using a lanthanum gallate electrolyte, this radius of curvature is formed 600 to 800 times the thickness dimension.

これは、図3(a)に示すJIS規定の3点曲げ試験方法を用いて、発電セル1の厚さに対し、下側の支点5、5間距離を変えて、最大曲げ応力時の変位量を求めた下記データを基に、曲率半径を算出したものである。
なお、この曲率半径は、材料の弾性係数により変化する。
This is based on the three-point bending test method stipulated by JIS shown in FIG. 3 (a), and the distance between the lower fulcrum 5 and 5 is changed with respect to the thickness of the power generation cell 1, and the displacement at the maximum bending stress. The radius of curvature is calculated based on the following data for which the amount was obtained.
This radius of curvature varies depending on the elastic modulus of the material.

<実験例>

Figure 2011209129
<Experimental example>
Figure 2011209129

以上の構成による本実施形態の発電セルの曲げ強度試験装置を用いて、発電セル1の曲げ強度試験を行うには、まず、図2(a)に示すように、凹状の円筒面3aを有する雌型3の中央部に、平板状の発電セル1を配置する。次いで、雄型2を雌型3に近接させ、荷重を付加して発電セル1を湾曲させる。このときに、図2(b)に示すように、雄型2の凸状の円筒面2aの頂部が、発電セル1の中央部に当接し、この中央部に応力が作用して発電セル1が湾曲し始める。そして、雄型2が雌型3に近接するに従い、発電セル1の中央部に作用する応力が、周縁部へと分散される。このときに、発電セル1に欠けなどの欠陥が生じていた場合には、この欠陥部分に応力が集中し、発電セル1は破壊される。これにより、発電セル1の曲げ強度を評価することができる。   In order to perform a bending strength test of the power generation cell 1 using the power generation cell bending strength test apparatus of the present embodiment having the above-described configuration, first, as shown in FIG. 2 (a), a concave cylindrical surface 3a is provided. A flat power generation cell 1 is disposed in the center of the female die 3. Next, the male mold 2 is brought close to the female mold 3 and a load is applied to curve the power generation cell 1. At this time, as shown in FIG. 2B, the top of the convex cylindrical surface 2a of the male mold 2 comes into contact with the central portion of the power generating cell 1, and stress is applied to the central portion to generate the power generating cell 1. Begins to curve. As the male mold 2 approaches the female mold 3, the stress acting on the central portion of the power generation cell 1 is dispersed to the peripheral portion. At this time, if a defect such as a chip occurs in the power generation cell 1, stress concentrates on the defective portion, and the power generation cell 1 is destroyed. Thereby, the bending strength of the power generation cell 1 can be evaluated.

また、雄型2の凸状の円筒面2aおよび雌型3の凹状の円筒面3aを、発電セル1の耐曲げ強度に応じた曲率半径に形成した場合には、図2(c)に示すように、荷重を付加し発電セル1の厚さ寸法まで雄型2を雌型3に近接させて湾曲させる。このときに、各々の型の円筒面2a、3aの間において、発電セル1に等分荷重が付加されることにより、発電セル1全体に均一な応力が作用する。これにより、発電セル1に欠陥があった場合に、その欠陥部分に応力が集中し、発電セル1は破損する。これにより、発電セル1の耐曲げ強度に応じた曲率半径により、発電セル1を湾曲することにより、曲げ強度を評価することができる。   In addition, when the convex cylindrical surface 2a of the male mold 2 and the concave cylindrical surface 3a of the female mold 3 are formed to have a radius of curvature corresponding to the bending strength of the power generation cell 1, FIG. In this manner, the load is applied and the male mold 2 is brought close to the female mold 3 and bent to the thickness dimension of the power generation cell 1. At this time, an equal load is applied to the power generation cell 1 between the cylindrical surfaces 2a and 3a of the respective molds, so that a uniform stress acts on the entire power generation cell 1. Thereby, when the power generation cell 1 has a defect, stress concentrates on the defective portion, and the power generation cell 1 is damaged. Thereby, bending strength can be evaluated by curving the power generation cell 1 with a radius of curvature corresponding to the bending strength of the power generation cell 1.

上述の実施形態による発電セルの曲げ試験方法および曲げ試験装置によれば、平板状の発電セル1を円筒面2aを有する凸状治具2と円筒面3aを有する凹状治具3との間に配置し、凸状治具2の円筒面2aと凹状治具3の円筒面3aとを近接させ、荷重を付加することにより湾曲させているため、周縁部に欠けなどの欠陥が生じていた場合でも、この欠陥部分に応力が集中して破壊される。これにより、平板状の発電セル1全体の曲げ強度を評価し、強度が低い発電セルを排除することができる。   According to the bending test method and the bending test apparatus for the power generation cell according to the above-described embodiment, the flat power generation cell 1 is placed between the convex jig 2 having the cylindrical surface 2a and the concave jig 3 having the cylindrical surface 3a. When the cylindrical surface 2a of the convex jig 2 and the cylindrical surface 3a of the concave jig 3 are placed close to each other and curved by applying a load, there is a defect such as a chip at the peripheral edge. However, stress concentrates on the defective part and is destroyed. Thereby, the bending strength of the whole flat power generation cell 1 can be evaluated, and a power generation cell with low intensity | strength can be excluded.

また、平板状の発電セル1を、この発電セル1の耐曲げ強度に応じた曲率半径の円筒面2aを有する凸状治具2と、上記曲率半径の円筒面3aを有する凹状治具3との間に配置し、凸状治具2の円筒面2aと凹状治具3の円筒面3aとを近接させ、荷重を付加することにより湾曲させているため、耐曲げ強度に応じた上記曲率半径に則した等分荷重により、平板状の発電セル1全体が湾曲し、発電セル1全体に均一な応力が及ぶ。これにより、発電セル1にクラックなど欠陥が生じていた場合には、この欠陥部分に応力が集中して発電セル1は破壊される。この結果、平板状の発電セル1全体の曲げ強度をバラツキなく評価し、強度が低い発電セルを排除することができる。   Also, the flat power generation cell 1 is formed by using a convex jig 2 having a cylindrical surface 2a having a radius of curvature corresponding to the bending strength of the power generation cell 1, and a concave jig 3 having a cylindrical surface 3a having the radius of curvature. The curvature radius according to the bending resistance strength is set so that the cylindrical surface 2a of the convex jig 2 and the cylindrical surface 3a of the concave jig 3 are brought close to each other and curved by applying a load. The flat power generation cell 1 as a whole is bent by the equal load according to the above, and a uniform stress is applied to the entire power generation cell 1. As a result, when a defect such as a crack has occurred in the power generation cell 1, the stress concentrates on the defective portion and the power generation cell 1 is destroyed. As a result, the bending strength of the entire flat power generation cell 1 can be evaluated without variation, and power generation cells having low strength can be eliminated.

そして、平板状の発電セル1を湾曲させて曲げ強度を評価す装置に用いられる一対の治具2、3が、凸状の円筒面2aを有する雄型2と凹状の円筒面3aを有する雌型3により形成されているため、この一対の治具2、3の間に、平板状の発電セル1を配置して、各々の型の円筒面2a、3aを近接させ、荷重を付加することにより、雄型2の凸状の円筒面2aと雌型3の凹状の円筒面3aに沿って湾曲する。これにより、等分荷重が発電セル1全体に及び、均一な応力によって、平板状の発電セル1全体の曲げ強度を評価し、強度が低い発電セルを排除することができる。   The pair of jigs 2 and 3 used in the apparatus for bending the flat power generation cell 1 to evaluate the bending strength includes a male mold 2 having a convex cylindrical surface 2a and a female having a concave cylindrical surface 3a. Since it is formed by the mold 3, the plate-shaped power generation cell 1 is disposed between the pair of jigs 2 and 3, the cylindrical surfaces 2 a and 3 a of the respective molds are brought close to each other, and a load is applied. Accordingly, the curved shape is curved along the convex cylindrical surface 2 a of the male mold 2 and the concave cylindrical surface 3 a of the female mold 3. Thereby, the equal load is applied to the entire power generation cell 1, and the bending strength of the entire flat power generation cell 1 can be evaluated by uniform stress, and the power generation cells having low strength can be eliminated.

さらに、雄型2の凸状の円筒面2aおよび雌型3の凹状の円筒面3aの曲率半径が、発電セル1をランタンガレート系電解質を用いた円形平板型セルにした場合に、その厚さ寸法の600〜800倍であるため、材質および厚さ寸法が同一のもの場合には、一対の治具2、3の間に平板状の発電セル1を配置するだけで、平板状の発電セル1全体に均一な応力を与えることができる。これにより、簡便に平板状の発電セル1の曲げ強度を評価することができる。   Further, when the radius of curvature of the convex cylindrical surface 2a of the male mold 2 and the concave cylindrical surface 3a of the female mold 3 is the thickness of the power generation cell 1 when the power generation cell 1 is a circular plate cell using a lanthanum gallate electrolyte, Since it is 600 to 800 times the size, when the material and thickness are the same, the flat power generation cell can be obtained by simply placing the flat power generation cell 1 between the pair of jigs 2 and 3. Uniform stress can be given to the whole 1. Thereby, the bending strength of the flat power generation cell 1 can be evaluated easily.

なお、上記実施の形態において、雄型2の凸状の円筒面2aおよび雌型3の凹状の円筒面3aを、平板状の発電セル1の耐曲げ強度に応じた曲率半径に形成する場合のみ説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、凸状の円筒面2aおよび凹状の円筒面3aを、発電セル1の強度基準に対応する曲率半径にしても対応可能である。   In the above-described embodiment, only when the convex cylindrical surface 2a of the male mold 2 and the concave cylindrical surface 3a of the female mold 3 are formed with a radius of curvature corresponding to the bending strength of the flat power generation cell 1. Although explained, it is not limited to this, For example, the convex cylindrical surface 2a and the concave cylindrical surface 3a can be made into the curvature radius corresponding to the intensity | strength reference | standard of the electric power generation cell 1.

燃料電池に使用される発電セルの曲げ試験に利用することができる。   It can utilize for the bending test of the electric power generation cell used for a fuel cell.

1 発電セル
2 凸状治具(雄型)
2a 円筒面
3 凹状治具(雌型)
3a 円筒面
4 試験片
5 下側の支点
6 上側の支点
1 Power generation cell 2 Convex jig (male)
2a cylindrical surface 3 concave jig (female)
3a Cylindrical surface 4 Test piece 5 Lower fulcrum 6 Upper fulcrum

Claims (4)

平板状の発電セルの曲げ強度を評価する方法であって、
円筒面を有する凸状治具と円筒面を有する凹状治具との間に上記発電セルを配置し、
上記凸状治具の円筒面と上記凹状治具の円筒面とを近接させて湾曲させることにより、上記発電セル全体の曲げ強度を評価することを特徴とする発電セルの曲げ強度試験方法。
A method for evaluating the bending strength of a flat power cell,
The power generation cell is disposed between a convex jig having a cylindrical surface and a concave jig having a cylindrical surface,
A bending strength test method for a power generation cell, wherein the bending strength of the whole power generation cell is evaluated by bringing the cylindrical surface of the convex jig and the cylindrical surface of the concave jig close to each other and bending.
平板状の発電セルの曲げ強度を評価する方法であって、
上記発電セルの耐曲げ強度に応じた曲率半径の円筒面を有する凸状治具と、
上記曲率半径の円筒面を有する凹状治具との間に上記発電セルを配置し、
上記凸状治具の円筒面と上記凹状治具の円筒面とを近接させて湾曲させることにより、上記発電セル全体の強度を評価し、強度が低い発電セルを排除することを特徴とする発電セルの曲げ強度試験方法。
A method for evaluating the bending strength of a flat power cell,
A convex jig having a cylindrical surface with a radius of curvature corresponding to the bending strength of the power generation cell;
The power generation cell is disposed between a concave jig having a cylindrical surface of the curvature radius,
Power generation characterized in that the cylindrical surface of the convex jig and the cylindrical surface of the concave jig are brought close to each other to bend, thereby evaluating the strength of the entire power generation cell and eliminating power generation cells having low strength. Cell bending strength test method.
平板状の発電セルを一対の治具の間に配置して湾曲させ、曲げ強度を評価する装置であって、
上記一対の治具は、凸状の円筒面を有する雄型と凹状の円筒面を有する雌型により形成されていることを特徴とする発電セルの曲げ強度試験装置。
A flat power generation cell is placed between a pair of jigs to bend and evaluate bending strength,
The pair of jigs is formed of a male mold having a convex cylindrical surface and a female mold having a concave cylindrical surface, and a bending strength testing apparatus for a power generation cell.
上記円筒面の曲率半径は、上記発電セルがランタンガレート系電解質を用いた円形平板型セルの場合に、その厚さ寸法の600〜800倍であることを特徴とする請求項3に記載の発電セルの曲げ強度試験装置。   4. The power generation according to claim 3, wherein the radius of curvature of the cylindrical surface is 600 to 800 times the thickness when the power generation cell is a circular flat plate cell using a lanthanum gallate electrolyte. Cell bending strength testing equipment.
JP2010077666A 2010-03-30 2010-03-30 Method and device for testing bending of power generation cell Withdrawn JP2011209129A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010077666A JP2011209129A (en) 2010-03-30 2010-03-30 Method and device for testing bending of power generation cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010077666A JP2011209129A (en) 2010-03-30 2010-03-30 Method and device for testing bending of power generation cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011209129A true JP2011209129A (en) 2011-10-20

Family

ID=44940350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010077666A Withdrawn JP2011209129A (en) 2010-03-30 2010-03-30 Method and device for testing bending of power generation cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011209129A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174592A (en) * 2012-02-23 2013-09-05 Airbus Operations Ltd Test apparatus for providing axial stresses in structure
CN109983321A (en) * 2016-11-25 2019-07-05 Agc株式会社 Substrate evaluation method and curved glass evaluating apparatus
CN113223980A (en) * 2021-05-11 2021-08-06 上海质卫环保科技有限公司 Automatic testing device for bending performance of solar cell
WO2021179173A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 宁德新能源科技有限公司 Battery bending test system and battery bending test method
JP2023049757A (en) * 2021-09-29 2023-04-10 Jfeスチール株式会社 Punch for three-point bending evaluation test and three-point bending evaluation test method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174592A (en) * 2012-02-23 2013-09-05 Airbus Operations Ltd Test apparatus for providing axial stresses in structure
CN109983321A (en) * 2016-11-25 2019-07-05 Agc株式会社 Substrate evaluation method and curved glass evaluating apparatus
CN109983321B (en) * 2016-11-25 2022-06-24 Agc株式会社 Base material evaluation method and bent glass evaluation device
WO2021179173A1 (en) * 2020-03-10 2021-09-16 宁德新能源科技有限公司 Battery bending test system and battery bending test method
US12487157B2 (en) 2020-03-10 2025-12-02 Ningde Amperex Technology Limited Battery bending test system and method
CN113223980A (en) * 2021-05-11 2021-08-06 上海质卫环保科技有限公司 Automatic testing device for bending performance of solar cell
CN113223980B (en) * 2021-05-11 2024-03-01 上海质卫环保科技有限公司 An automatic testing device for solar cell bending performance
JP2023049757A (en) * 2021-09-29 2023-04-10 Jfeスチール株式会社 Punch for three-point bending evaluation test and three-point bending evaluation test method
JP7435569B2 (en) 2021-09-29 2024-02-21 Jfeスチール株式会社 Punch for 3-point bending evaluation test and 3-point bending evaluation test method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7713645B2 (en) Conductive connecting members and electrochemical systems
JP5662612B1 (en) Fuel cell
EP1919021A3 (en) Thin plate member for unit cell of solid oxide fuel cell
JP2011209129A (en) Method and device for testing bending of power generation cell
JP2013020886A (en) Fuel cell stack
JP5785135B2 (en) Method for producing current collecting member for solid oxide fuel cell and current collecting member for solid oxide fuel cell
US8697306B2 (en) Electrolyte electrode assembly and method for producing the same
US20140178795A1 (en) Solid oxide fuel cell and method of manufacturing interconnector for solid oxide fuel cell
JP3149849B2 (en) Solid oxide fuel cell
JP6435785B2 (en) Fuel cell separator and fuel cell stack
CN100442579C (en) Fixture pallet device for automated assembly of fuel cell material layers
JP4476721B2 (en) Flat plate type solid oxide fuel cell and method for producing the same
US9979032B2 (en) Treatment method for solid oxide fuel cells and apparatus thereof
JPWO2015025642A1 (en) CERAMIC SUBSTRATE FOR ELECTROCHEMICAL DEVICE, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, FUEL CELL AND FUEL CELL STACK
JP2011191124A (en) Method for manufacturing test piece for measuring material bending strength of sheet-like sintered body
JP7115363B2 (en) Solid oxide fuel cell stack
JP2015084281A (en) Solid oxide fuel cell single cell, solid oxide fuel cell stack, and method for producing solid oxide fuel cell single cell
KR102563609B1 (en) Methods for manufacturing electrolyte substrate and solid oxide fuel cell
JP6563279B2 (en) Method for producing a single fuel cell
JP2015088471A (en) Anode for fuel battery and fuel battery single cell
JP5667100B2 (en) Method for producing solid oxide fuel cell
JP2012142241A (en) Method for manufacturing single cell for solid oxide fuel cell
JP5502365B2 (en) Half cell for solid oxide fuel cell, solid oxide fuel cell, and method for producing half cell for solid oxide fuel cell
CN107710482B (en) Fuel cell stack and method for manufacturing fuel cell stack
JP2020128324A (en) Ceramic green sheet, method for producing ceramic sintered body, and method for producing electrochemical reaction single cell

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20130604