一种自密封固体氧化物燃料电池电堆结构的制作方法

本发明属于燃料电池制造，特别是涉及一种自密封固体氧化物燃料电池电堆结构。

背景技术：

1、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell:sofc)因其能量转换效率高和污染物零排放的特点而受到人们越来越多的关注。传统的利用化石能源供电的系统，首先是将各种燃料在锅炉中进行燃烧将储存在燃料内部的化学能转变为热能，然后使得热能转变为机械能，最后转变为电能，最终实现了化学能向电能的转换。在这一过程中，由于每次能量的转变都伴随着能量的损失。利用卡诺循环进行理论计算可知，其效率基本不会超过40％。而sofc则是可以将氢气、一氧化碳等可燃气体的化学能直接转换为电能的装置，且不排放其他有害物质。由于sofc发电的过程中不存在其他的能量转变形式，因此它的发电效率非常高。作为单独的发电系统使用，sofc的发电效率基本可以维持在50％以上。然而，在固体氧化物燃料电池制造领域，从单电池到电池堆的装配还存在不少问题，例如：现有的板式电池中，单电池是由电池片和连接件组成的，所以每片单电池的密封都必须依赖于其上面的电池，而且需要在单电池的周围固定密封材料，所以组堆后的所有电池是一个整体，若某片电池发生损坏了，几乎无法更换或维修。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，能够让电池功能层所受压力更加均匀，约束应力小，在电堆运行过程中不易受损，同时在后期的电堆维护中也更加便利，可实现电堆中电池片的选择性更换，节省电池系统的运行成本。

2、本发明提供的一种自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，包括置于多层式的连接体上的多个自密封固体氧化物燃料电池单元，相邻的所述燃料电池单元的反应区域利用连接材料实现电连接，靠近边缘区域利用绝缘部件实现绝缘连接，且具有所述燃料电池单元的所述连接体利用隔离围挡包围起来，所述隔离围挡与所述燃料电池单元之间具有缝隙且二者之间断路。

3、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述绝缘部件为绝缘环。

4、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述绝缘部件为陶瓷绝缘环。

5、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，上下相邻的所述燃料电池单元之间设置有2个至8个所述绝缘部件。

6、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述绝缘部件和所述连接体之间利用密封材料进行密封连接。

7、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，还包括将所述燃料电池单元固定在一起的紧固件。

8、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述紧固件为螺杆螺丝组件或气动压力机构。

9、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述隔离围挡包括上底板和下底板。

10、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述隔离围挡还包括侧板。

11、优选的，在上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构中，所述绝缘部件的高度为0.2mm至1.5mm。

12、通过上述描述可知，本发明提供的上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，由于包括置于多层式的连接体上的多个自密封固体氧化物燃料电池单元，相邻的所述燃料电池单元的反应区域利用连接材料实现电连接，靠近边缘区域利用绝缘部件实现绝缘连接，且具有所述燃料电池单元的所述连接体利用隔离围挡包围起来，所述隔离围挡与所述燃料电池单元之间具有缝隙且二者之间断路，因此能够让电池功能层所受压力更加均匀，约束应力小，在电堆运行过程中不易受损，同时在后期的电堆维护中也更加便利，可实现电堆中电池片的选择性更换，节省电池系统的运行成本。

技术特征：

1.一种自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，包括置于多层式的连接体上的多个自密封固体氧化物燃料电池单元，相邻的所述燃料电池单元的反应区域利用连接材料实现电连接，靠近边缘区域利用绝缘部件实现绝缘连接，且具有所述燃料电池单元的所述连接体利用隔离围挡包围起来，所述隔离围挡与所述燃料电池单元之间具有缝隙且二者之间断路。

2.根据权利要求1所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述绝缘部件为绝缘环。

3.根据权利要求2所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述绝缘部件为陶瓷绝缘环。

4.根据权利要求1所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，上下相邻的所述燃料电池单元之间设置有2个至8个所述绝缘部件。

5.根据权利要求1所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述绝缘部件和所述连接体之间利用密封材料进行密封连接。

6.根据权利要求1所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，还包括将所述燃料电池单元固定在一起的紧固件。

7.根据权利要求6所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述紧固件为螺杆螺丝组件或气动压力机构。

8.根据权利要求1所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述隔离围挡包括上底板和下底板。

9.根据权利要求8所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述隔离围挡还包括侧板。

10.根据权利要求1所述的自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，其特征在于，所述绝缘部件的高度为0.2mm至1.5mm。

技术总结
本申请公开了一种自密封固体氧化物燃料电池电堆结构，包括置于多层式的连接体上的多个自密封固体氧化物燃料电池单元，相邻的所述燃料电池单元的反应区域利用连接材料实现电连接，靠近边缘区域利用绝缘部件实现绝缘连接，且具有所述燃料电池单元的所述连接体利用隔离围挡包围起来，所述隔离围挡与所述燃料电池单元之间具有缝隙且二者之间断路。上述自密封固体氧化物燃料电池电堆结构能够让电池功能层所受压力更加均匀，约束应力小，在电堆运行过程中不易受损，同时在后期的电堆维护中也更加便利，可实现电堆中电池片的选择性更换，节省电池系统的运行成本。

技术研发人员：刘涛,李智,高九涛,李成新,王洪记,朱广东,王明清,周露露,王目周,牟国栋
受保护的技术使用者：山东能源集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13