[發明專利]多回程的板式固體氧化物燃料電池組

無效

• 申請號: 201210072002.2
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102544560A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 郭豐亮
• 申請（專利權）人: 郭豐亮
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/24;H01M8/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本發明涉及電化學發電領域，特別是涉及一種多回程的板式固體氧化物燃料電池組。

背景技術

????目前，氧化物燃料電池SOFC的結構大致分為管式和平板式兩類，管式SOFC電池組由一端封閉的管狀單電池以串聯、并聯方式組裝而成。每個單電池由內到外由多孔支撐管、空氣電極、固體電解質薄膜和金屬陶瓷陽極組成，管型SOFC一般在很高的溫度下操作，主要用于固定電站系統，所以高溫SOFC一般采用管型結構。平板型SOFC由空氣、YSZ固體電解質、燃料電極燒結成一體，組成“三合一”結構，其間用開設導氣溝槽的雙極板連接，使其間相互串聯構成電池組。“三合一”組件制備工藝簡單，造價低，由于電流收集均勻，流經路徑短，使平板型電池的輸出功率密度較管式高。

但是，目前一般使用多個平板單電池依次堆迭、串聯形成電池組。這種設計可以得到較高的開路電壓和輸出功率。但是存在并排堆疊電池組的單位體積內空間利用率不高、穩定性不高、熱量損失較大的缺點；而且該結構中的流場較復雜，反應氣體不能均勻的到達各個單電池的陰極和陽極，導致電池性能受到影響，進而降低電池組的輸出電壓和輸出功率。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是現有板式固體氧化物燃料電池組單位體積內空間利用率不高、穩定性差、熱量損失較大的缺點，提供一種多回程的板式固體氧化物燃料電池組，能夠提高單位體積內電池組的發電效率，進而提高電池組的輸出電壓和輸出功率，具有熱量損失較小的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種多回程的板式固體氧化物燃料電池組，包括：多個串聯的板式單體電池和連接體，所述單體電池包括：燒結成一體的多孔空氣電極、致密的固體電解質和多孔燃料電極，組成“三合一”結構，所述連接體設在單體電池陽極側，所述連接體上開設有“環形”導氣溝槽，將燃料氣體環形的輸入陽極表面。

在本發明一個較佳實施例中，所述單體電池采用陽極支撐型、電解質支撐型或陰極支撐型。

在本發明一個較佳實施例中，所述導氣溝槽橫截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。

在本發明一個較佳實施例中，所述連接體材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導電合金或氧化物導電陶瓷材料。

本發明的有益效果是：本發明在連接體上開設有“環形”導氣溝槽，將燃料氣體環形的輸入陽極表面，增加了燃料氣體與陽極層的接觸面積，（1）具有流場均勻、電池組性能穩定的優點；（2）電池組單位體積內的空間利用率較高，易獲得較高的輸出電壓和輸出功率，且電池組的整體熱量損失減小。

附圖說明

圖1是本發明多回程的板式固體氧化物燃料電池組一較佳實施例的立體結構示意圖；

圖2是本發明多回程的板式固體氧化物燃料電池組的連接體示意圖；

附圖中各部件的標記如下：1、連接體，11、導氣溝槽，2、燃料電極，3、固體電解質，4、空氣電極。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

請參閱圖1和圖2，本發明實施例包括：多個串聯的板式單體電池和連接體1，單體電池包括：燒結成一體的多孔空氣電極4、致密的固體電解質3和多孔燃料電極2，組成“三合一”結構，連接體1設在單體電池燃料電極2側，連接體1上開設有“環形”導氣溝槽，將燃料氣體環形的輸入燃料電極2表面。

進一步，單體電池采用陽極支撐型、電解質支撐型或陰極支撐型。

進一步，導氣溝槽11橫截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。

進一步，連接體1材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導電合金或氧化物導電陶瓷材料。

區別于現有技術，本發明連接體1上設置環形導氣溝槽11，將燃料氣體環形的輸入陽極2表面，增加了燃料氣體與陽極2層的接觸面積，使得電池組單位體積內的空間利用率較高，易獲得較高的輸出電壓和輸出功率，且電池組的整體熱量損失減小，具有流場均勻、電池組性能穩定的優點。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。