[發明專利]內部重整型管型固體氧化物燃料電池電池堆及其制備方法

有效

• 申請號: 201180029600.5
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102939680A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 鄭鐘植
• 申請（專利權）人: 浦項工科大學校產學協力團
• 主分類號: H01M8/12
• 分類號: H01M8/12;H01M8/02;C04B35/00;C09K3/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 經志強;王瑩

1.一種固體氧化物燃料電池用電池堆，其為內部重整型固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，所述電池堆集成電池組件而成，所述電池組件包括：管型重整器，在其外面形成有與內部通道連通的至少一個第一開口；及至少一個管型反應器，在其外面形成有與內部通道連通的至少一個第二開口，并形成有單位電池串聯連接的反應部；在所述管型反應器的外面形成有空氣流路，所述第一開口和第二開口連接，在所述重整器中重整的氣體向所述反應器內部流入。

2.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，所述管型重整器和管型反應器通過隔離部件隔離堆疊，所述第一開口和第二開口通過隔離部件之間形成的流路相連通。

3.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，所述電池組件，其管型重整器和管型反應器平行地堆疊，形成有第一開口和第二開口連接的垂直通道。

4.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，所述管型重整器，其兩側入口中的一側被封堵，所述第一開口形成在被封堵的一側；所述管型反應器，其兩側入口中至少有一側被封堵，所述第二開口形成在被封堵的一側。

5.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，作為所述單位電池組成部分的陰極層、電解質層和陽極層至少涂布在支撐體上挖出的槽中，從而可以厚厚地涂布上端的陽極層，連接單位電池間的陽極和陰極的電連接材料層形成為使電流沿薄膜的垂直方向流動。

6.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，所述反應部，其單位電池在突出部之間的槽中反復地形成，槽與突出部之間一側的垂直面涂布有電連接材料層，使得電連接材料層與相鄰的左右單位電池的電解質層重疊，單位電池內的陰極層延長至突出部連接到所述電連接材料層的一面上，并與該面成直角，相鄰的單位電池的陽極層連接到相反面，所述陽極層與所述相反面成直角。

7.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，所述反應部形成在管型反應器的外面中央部上，在反應部左右末端的陰極及陽極上連接有電連接材料，并涂布至管末端。

8.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，在所述管型反應器的外面兩側末端的電連接材料層上形成有環狀的電連接材料。

9.根據權利要求1所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，集成多個所述電池組件來形成電池疊層，其中燃料氣體流入用集合管結合在管型重整器的入口一側，反應氣體排出用集合管結合在管型反應器出口上。

10.根據權利要求9所述的固體氧化物燃料電池用電池堆，其特征在于，形成電池堆組件，其中所述電池疊層平行設置，在管之間反應部的空氣流路部分形成有空氣集合管。

11.一種固體氧化物燃料電池電池堆的制備方法，其包括以下步驟：

形成在內部沿長度方向具有1個以上的燃料氣體通道的多孔管型支撐體，封堵所述支撐體的內部通道一端，在其旁邊形成從內部通道向管外貫通的垂直通路，再在內外部面上形成致密膜的陶瓷層后，在內部通道內設置重整催化劑，從而完成重整器管；

制備分割型電池管，在所述管型支撐體外部面中央上，單位電池沿長度方向被分割且反復地形成，單位電池的相反極之間電氣串聯連接，對于兩側末端的單位電池，將其陽極及陰極與電連接材料連接，并延長涂布至管末端，內部通道至少有一端被封堵，在旁邊形成有從內部通道向管外貫通的垂直通路；及

對于每個所述重整器管，上下或上下左右使用并集成偶數個的電池管來完成電池組件，在此，在所述電池集成部上的一部分電解質層上插入由陶瓷材料構成的隔離部件，在末端單位電池旁插入絕熱材料，在垂直通路左右的位置上插入由陶瓷、密封材料、陶瓷的3個組合而成的密封型隔離部件，在管兩端插入金屬的電連接材料。

12.根據權利要求11所述的固體氧化物燃料電池用電池堆的制備方法，其進一步包括：

再次上下左右貼緊排列多個所述電池組件而完成電池疊層，在所述電池疊層兩端設置燃料氣體的流入用及反應氣體排出用集合管，并連接在管末端的電連接材料上；及

熔融所述密封材料，在包括垂直通路的左右密封材料部分之間形成燃料氣體流動用連接腔室，從而完成電池疊層。