一種固體氧化物燃料電池單元組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種固體氧化物燃料電池單元組。
【背景技術(shù)】
[0002]固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell, S0FC)是一種新的能源利用形式，具有低碳高效和適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。目前SOFC全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展，成為各國新能源領(lǐng)域研宄和推廣的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
[0003]SOFC單電池所能提供的電壓僅為IV左右，所提供的輸出電流也有限，因此要將SOFC單電池通過串聯(lián)和并聯(lián)進(jìn)行組合形成電池堆，從而提高輸出電壓和電流。目前SOFC堆主要有管式和平板式兩種結(jié)構(gòu)。管式結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不需要高溫密封，容易聯(lián)接等優(yōu)點(diǎn)，但是存在內(nèi)阻大，單位體積和單位重量能量輸出低和生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。平板式結(jié)構(gòu)是近期發(fā)展的熱點(diǎn)，相對(duì)于管式結(jié)構(gòu)，平板式結(jié)構(gòu)具有內(nèi)阻小，能量密度高，生產(chǎn)成本低，結(jié)構(gòu)靈活的優(yōu)勢，但也存在高溫封接困難，內(nèi)部熱應(yīng)力高的缺點(diǎn)。
[0004]為了克服傳統(tǒng)的管式和平板式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，一些新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)被提出。例如，中國實(shí)用新型專利公開號(hào)CN101043083A，公開了一種平管式的固體氧化物燃料電池堆構(gòu)件，在該專利中公開了在管式的固體氧化物燃料電池的基礎(chǔ)之上，使得環(huán)形導(dǎo)體框架具有至少一側(cè)的平面，用以放置單電池的陽極以及電解質(zhì)和陰極。該設(shè)計(jì)綜合了管式和平板式結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)，并且避免了兩者的缺點(diǎn)。
[0005]但是本實(shí)用新型的實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)還存在一些問題，平板式固體氧化物燃料電池堆使用雙極板進(jìn)行堆疊，如果其中一個(gè)雙極板上的單電池片陽極或者其對(duì)應(yīng)的單電池片陰極損壞整個(gè)電池堆都將報(bào)廢，使用成本較高，并且浪費(fèi)資源。
[0006]對(duì)于現(xiàn)有平管式固體氧化物燃料電池來說，由于通過單電池片的陰極暴露在空氣中進(jìn)行反應(yīng)，因此其反應(yīng)效率不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中平板式、管式或者平管式固體氧化物燃料電池的上述問題，提供了一種固體氧化物燃料電池單元組，當(dāng)某一個(gè)電池單元組損壞均可以單獨(dú)更換一個(gè)電池單元組而不必報(bào)廢整個(gè)燃料電池堆。
[0008]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種固體氧化物燃料電池單元組，包括，
[0009]陽極連接體，陰極連接體，單電池片；
[0010]所述單電池片的陽極與所述陽極連接體相連接，所述單電池片的陰極與所述陰極連接體相連接，在所述單電池片陽極和陰極之間還具有電解質(zhì)；
[0011]其中，所述陰極連接體為一具有導(dǎo)氣管的封閉殼體，在與所述單電池片的陰極相連接一側(cè)的封閉殼體具有導(dǎo)氣孔，所述陰極連接體封閉殼體內(nèi)的氧化氣體通過所述導(dǎo)氣孔與所述單電池片的陰極接觸。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體和所述陽極連接體呈方形，或者圓形，或者橢圓形。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的再一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體為一具有導(dǎo)氣管的封閉殼體，在與所述單電池片的陽極相連接一側(cè)的封閉殼體具有導(dǎo)氣孔，所述單電池片的陽極完全覆蓋所述陽極連接體的導(dǎo)氣孔并密封連接，所述陽極連接體封閉殼體內(nèi)的燃料氣體通過所述導(dǎo)氣孔與所述單電池片的陽極接觸。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體封閉殼體的至少一側(cè)具有導(dǎo)氣孔，所述導(dǎo)氣孔由對(duì)應(yīng)的單電池片的陽極完全覆蓋并密封連接。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體具有至少2個(gè)電池片區(qū)及電池片區(qū)之間的連接區(qū)，將所述單電池片分為至少2個(gè)單電池片，分別對(duì)應(yīng)于所述每個(gè)電池片區(qū)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體電池片區(qū)的導(dǎo)氣孔面積占整個(gè)陰極連接體電池片區(qū)面積的20% -99%。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體電池片區(qū)的導(dǎo)氣孔占整個(gè)陰極連接體電池片區(qū)40% -70%。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述電池片區(qū)的平面高于所述連接區(qū)的平面，所述電池片區(qū)接觸所述單電池片的陰極。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體的電池片區(qū)高于所述陰極連接體的連接區(qū)0.3mm至5_。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體的電池片區(qū)高于所述陰極連接體的連接區(qū)0.3mm-2mm。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陰極連接體的電池片區(qū)通過導(dǎo)電氧化物、導(dǎo)電金屬、柔性導(dǎo)電材料與與所述單電池片的陰極相連接。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體具有至少2個(gè)電池片區(qū)及電池片區(qū)之間的連接區(qū)，將所述單電池片分為至少2個(gè)單電池片，分別對(duì)應(yīng)于所述每個(gè)電池片區(qū)。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體電池片區(qū)的導(dǎo)氣孔占所述陽極連接體電池片區(qū)面積的20% -90%。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體電池片區(qū)的導(dǎo)氣孔占所述陽極連接體電池片區(qū)面積的40% -70% ο
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述電池片區(qū)的平面高于所述連接區(qū)的平面，所述電池片區(qū)接觸所述單電池片的陽極。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體的電池片區(qū)高于所述陽極連接體的連接區(qū)0.5_至5_。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體的電池片區(qū)高于所述陽極連接體的連接區(qū)0.5_-2_。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體的電池片區(qū)通過釬焊方式與所述單電池片的陽極密封連接。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種固體氧化物燃料電池單元組的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述陽極連接體的電池片區(qū)通過柔性導(dǎo)電材料與所述單電池片的陽極接觸。
[0030]通過上述實(shí)施例的一種固體氧化物燃料電池單元組，通過上述實(shí)施例的固體氧化物燃料電池，當(dāng)陰極連接體或者陽極連接體在損壞時(shí)可以單獨(dú)更換，并不影響整個(gè)燃料電池堆；由于陰極連接體的特殊結(jié)構(gòu)可以更加有效的向固體氧化物燃料電池的陰極輸送空氣，并且實(shí)現(xiàn)了氣體可控，提高了反應(yīng)效率。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，