一种平板式固体氧化物燃料电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于固体氧化物燃料电池技术领域，涉及一种平板式固体氧化物燃料电池。
【背景技术】
[0002]目前，在世界各国的能源结构中，化石能源仍是最主要能源。随着燃料价格的持续上涨以及全球范围内污染物排放标准的不断提高，人们迫切希望能够获得一种高效率、低污染的替代能源。固体氧化物燃料电池(SOFC)作为一种可以直接将燃料的化学能转化为电能的发电装置，得到了各国政府、开发商以及研究机构的高度重视。因此，研究SOFC相关技术瓶颈对缓解当今世界能源短缺和环境恶化这两大问题具有重要意义，因而成为国际的研究热点，被认为是21世纪最有应用前景的新能源技术。
[0003]由于平板式固体氧化物燃料电池单电池工作电压只有0.5-0.8 V，为了满足实际用电需求，需要把单电池利用连接体以串联、并联和混联的方式组装成电池堆。单电池由阳极、电解质、阴极三层组成，由于阳极、电解质、阴极三层的热膨胀系数不同导致烧结成型的单电池表面并非平面，而是曲面。
[0004]现今的固体氧化物燃料电池连接体表面都是平面，而且比较厚不易变形，虽然在组装电池堆时，会在电堆顶端加载力使单电池表面尽量与连接体表面接处良好，然而由于单电池主要由陶瓷材料组成，因而其比较脆，不适合加载较大的力。由于单电池表面是曲面，连接体表面是平面，所以连接体和单电池接触不良，导致比较大的接触电阻。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种平板式固体氧化物燃料电池，可以非常容易的与单电池表面实现完美接触，减少接触不良导致的比较大的欧姆电阻。
[0006]本发明所采用的技术方案是，平板式固体氧化物燃料电池，包括单电池，单电池设置有三个以上，相邻的单电池之间通过连接体连接，连接体由柔性衔接件和肋部构成。
[0007]进一步的，单电池由阳极、电解质与阴极构成。
[0008]进一步的，肋部的横截面为“X”型、“I”型或“Z”型，肋部材料可为具有抗氧化涂层的不锈钢材料或对于本领域的技术人员而言可行的任何其它材料，各肋部间的排列方式为错列或并列。
[0009]进一步的，肋部之间设置有柔性衔接件，衔接件材料可为柔性导电金属例如银，或对于本领域的技术人员而言可行的任何其它材料。
[0010]通过调整肋部横截面的大小和形状，可以提高气体在肋覆盖下电极中的浓度。
[0011]通过调整柔性衔接件的厚度，可以改变衔接件的柔性，进而可以改变连接体与电极间的接触性能。
[0012]进一步的，柔性衔接件为柔性骨架结构。
[0013]本发明的有益效果体现在:连接体由肋部和柔性衔接件组成，肋部的横截面可为“X”型、“I”型或“Z”型等多种构型，衔接件的材料也可以有多种选择。连接体柔性的增加可以使其非常容易地与单电池的表面实现完美接触，避免接触不良的情况出现，有效地降低了连接体与电极间的接触电阻。
【附图说明】
[0014]图1为平板式固体氧化物燃料电池的结构示意图。
[0015]图2为实施例2的平板式固体氧化物燃料电池结构示意图。
[0016]图中，1.肋部，2.阳极，3.电解质，4.阴极，5.柔性衔接件。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]平板式固体氧化物燃料电池的结构，如图1所示，包括由阳极2、电解质3、阴极4构成的单电池，单电池设置有多个，相邻的单电池之间通过连接体连接。本文对于现有技术的改进之处在于，连接体由柔性衔接件5和肋部I构成。
[0019]肋部I的横截面为“X”型、“I”型或“Z”型，肋部材料可为具有抗氧化涂层的不锈钢材料或对于本领域的技术人员而言可行的任何其它材料，优选具有抗氧化涂层的不锈钢材料的原因如下，(I)其与单电池具有匹配的热膨胀系数；(2)其具有较大的热导率和电导率；(3)其较好的抗氧化性能；(4)其易加工，低成本，各肋部间的排列方式为错列或并列。
[0020]肋部I之间设置有柔性衔接件5，衔接件材料可为柔性导电金属例如银或对于本领域的技术人员而言可行的任何其它材料，优选银的原因如下，(I)其良好的化学稳定性
(2)其优良的柔性，在肋热胀冷缩时，不会引起较大的热应力。
[0021]肋部I用来连接上下相邻单电池传导电子，以便生产的电流输出出去，另一方面“X”型、“I”型、“Z”型肋之间构成了气体的通道，为电化学反应提供足够的气体。
[0022]由于肋部I之间由柔性衔接件5连接起来，因此可以非常容易的与单电池的表面实现完美接触，避免接触不良的情况出现。
[0023]实施例1
SOFC电池堆的基本结构采用如图1所示，包括由阳极、电解质、阴极构成的多个单电池，相邻两单电池之间采用阳极与阴极相对结构并通过连接体相连接，连接体由柔性衔接件和肋部构成。肋部的横截面为“X”型、“I”型或“Z”型，肋部材料可为具有抗氧化涂层的不锈钢材料或对于本领域的技术人员而言可行的任何其它材料，各肋部间的排列方式为错列或并列。肋部之间设置有柔性衔接件，衔接件材料可为柔性导电金属例如银，或对于本领域的技术人员而言可行的任何其它材料。
[0024]实施例2
与实施例1主要不同之处在于连接肋部的柔性衔接件，如图2所示。本案例各肋部通过柔性骨架相连接，由于相邻两单电池之间的气道相通，所以本案例采用阳极与阳极相对，阴极与阴极相对的组成模式。
[0025]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.平板式固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括单电池，单电池设置有三个以上，相邻的单电池之间通过连接体连接，连接体由柔性衔接件(5)和肋部(I)构成。2.根据权利要求1所述的平板式固体氧化物燃料电池，其特征在于，单电池由阳极(2)、电解质(3)与阴极(4)构成。3.根据权利要求1所述的平板式固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述肋部(I)的横截面为“X”型、“I”型或“Z”型，肋部(I)为具有抗氧化涂层的不锈钢材料。4.根据权利要求3所述的平板式固体氧化物燃料电池，其特征在于，各肋部(I)间的排列方式为错列或并列。5.根据权利要求1所述的平板式固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述肋部(I)之间设置有柔性衔接件(5 )，柔性衔接件(5 )为柔性导电金属银制成。6.根据权利要求1或5所述的平板式固体氧化物燃料电池，其特征在于，柔性衔接件(5)为柔性骨架结构。
【专利摘要】本发明公开了一种平板式固体氧化物燃料电池，包括单电池，单电池设置有三个以上，相邻的单电池之间通过连接体连接，连接体由柔性衔接件和肋部构成。单电池由阳极、电解质与阴极构成。各肋部间的排列方式为错列或并列。肋部之间设置有柔性衔接件，衔接件材料可为柔性导电金属例如银。本发明的有益效果体现在：连接体由肋部和柔性衔接件组成，肋部的横截面可为“X”型、“I”型或“Z”型等多种构型，衔接件的材料也可以有多种选择。连接体柔性的增加可以使其非常容易地与单电池的表面实现完美接触，避免接触不良的情况出现，有效地降低了连接体与电极间的接触电阻，有利于提高电池性能。
【IPC分类】H01M2/20, H01M8/12
【公开号】CN105140456
【申请号】CN201510475325
【发明人】孔为, 高祥, 张强, 陈代芬, 苏石川
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月6日