[實用新型]一種固體氧化物燃料電池

無效

• 申請號: 200820141697.4
• 申請日: 2008-08-22
• 公開（公告）號: CN201247794Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 姜建國;韓秋立;蔣文璽;薛文斌;焦貴生
• 申請（專利權）人: 姜建國
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司
• 代理人: 崔繼民

技術領域

本實用新型屬于電池電源技術領域，特別是涉及一種固體氧化物燃料電池。

背景技術

目前，平板式固體氧化物燃料電池，電池芯組由電池芯和連接器組裝而成，其存在明顯的技術缺陷：1、面積尺寸太小；厚度尺寸太大。這是因為氧化物陶瓷是燒結而成，而燒結工藝就不能燒制面積大、厚度薄的產品。因為它會使陶瓷變形和破碎。2、效率低。由于厚度大，造成電導率低，內阻大，損耗大。3、高溫運行。由于厚度大，必須提高運行溫度(800-1000℃)以克服內阻。這樣由于各層材料的溫度系數不一致，容易造成破碎和漏氣。4、由于溫度高，連接器不能使用低成本的金屬材料，只能用導電陶瓷。造成成本高，連接器阻抗大。效率進一步降低。5、由于溫度高，連接器與電池芯的溫度系數又不一致，造成連接不實，增大內阻。嚴重時會造成電池組破碎。6、功率小。由于面積尺寸小，不能制造大功率的電源。7、連接器與電池芯不是一個整體，需要用螺栓固定，中間部位由于離螺栓太遠，容易形成間隙，造成兩者之間接觸不良，增大內阻，加大損耗。8、固定螺栓緊力調整困難。緊力太小，漏氣、串氣。緊力太大，高溫時的膨脹會使電池組破碎等。

發明內容

本實用新型為解決現有技術中存在的問題，提供了一種固體氧化物燃料電池。

本實用新型的目的是提供一種體積小、功率大、壽命長、制造成本低等特點的固體氧化物燃料電池

本實用新型固體氧化物燃料電池所采取的技術方案是：

一種固體氧化物燃料電池，電池芯由氧化物陶瓷芯和金屬連接器焊接組裝而成，其特點是：氧化物陶瓷芯雙面有金屬物，內部由陽極、電解質和陰極構成。

本實用新型固體氧化物燃料電池還可以采用如下技術措施：

所述的固體氧化物燃料電池，其特點是：氧化物陶瓷芯雙面金屬物為金屬網。

所述的固體氧化物燃料電池，其特點是：電池芯為圓柱形或長方體形或圓盤形。

所述的固體氧化物燃料電池，其特點是：電池芯再按正負極順序依次焊接組裝成整體固體氧化物燃料電池。

本實用新型固體氧化物燃料電池的制造方法所采取的技術方案是：

固體氧化物燃料電池的制造方法，電池芯由氧化物陶瓷芯和金屬連接器焊接組裝在一起，其特點是：電池芯的制備包括以下工藝過程：

1)金屬物電鍍

在金屬物上電鍍陽極金屬、電解質金屬和陰極金屬；

2)金屬物焊接

電鍍后，再焊接一層金屬物；

3)微弧氧化制備氧化物陶瓷芯

利用微弧氧化方法，對陽極金屬、電解質金屬和陰極金屬進行氧化，制備氧化物陶瓷芯裸件；

4)焊接組裝電池芯

氧化物陶瓷芯裸件焊接金屬連接器，制得電池芯；

5)組裝電池

電池芯再按正負極依次焊接組裝成固體氧化物燃料電池。

本實用新型設計從根本上保證了的燃料電池技術產品性能及生產工藝的穩定可靠：

1、使用金屬網支撐，可以有效的減小陽極的厚度，(1-50微米，減小內阻)。而背景電池的陽極是300-500微米。同時為將來與連接器相接創造了條件。

2、利用成熟的電鍍技術可以任意調整未來陶瓷的厚度(陶瓷金屬可以在1—500微米范圍內選擇。

3、使用先進的金屬陶瓷化技術(微弧氧化)可以在常溫下把金屬轉化為氧化物陶瓷。選擇不同的頻率、電流、占空比、正負電壓比、液體電解質種類和濃度可隨意調整陶瓷的孔隙率和密實度。(陽極和陰極要求較高的孔隙率，電解質要求較高的密實度。)

4、利用可靠的超聲波摩擦焊技術可以把金屬網和氣道、金屬連接器可靠地焊接在一起。形成帶連接器的整體電池芯。同時，將來可以把所有的電池芯焊接成完整的電池組。

本實用新型具有的優點和積極效果：

固體氧化物燃料電池由于采用了本實用新型技術方案，因而從工藝過程、生產控制、產品機械性能、使用特性等方面具有了顯著的優點和技術效果：

1、成本低。只有現有固體氧化物燃料電池的1/100。

2、壽命長。使用壽命可達10-20年。

3、效率高。每平方厘米2瓦以上。

4、功率大。可以制成百萬瓦級的電池組。

5、體積小。是現有同功率固體氧化物燃料電池體積的1/5以下。

6、連接可靠。由于采用了摩擦焊接技術，使電池組之間得到可靠的連接，減小了內阻。

7、克服膨脹系數不一致問題。氧化物陶瓷與金屬連接器之間有一層金屬網，相當于在這兩個物體之間加了一層彈簧。徹底解決了膨脹系數不一致問題。

附圖說明