[發(fā)明專利]一種熔融碳酸鹽燃料電池的性能診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310607111.4
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103647093A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許世森;張瑞云;程健;徐越;任永強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;G01R31/36
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種熔融碳酸鹽燃料電池的性能診斷方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

（1）判斷熔融碳酸鹽燃料電池偏鋁酸鋰隔膜、碳酸鹽電解質(zhì)及電極之間是否滿足下面的匹配關(guān)系：

γccosθcDc=γecosθeDe=γacosθaDa]]>

式中：D_c為陰極的孔徑，D_e為隔膜的孔徑，D_a為陽極的孔徑，γ_c為陰極的固液相之間的界面張力，γ_e為隔膜的固液相之間的界面張力，γ_a為陽極的固液相之間的界面張力，θ_c為陰極的固液相之間的接觸角，θ_e為隔膜的固液相之間的接觸角，θ_a為陽極的固液相之間的接觸角；

（2）測量熔融碳酸鹽燃料電池升溫?zé)Y(jié)過程中的漏氣量與竄氣量，判斷在室溫至450℃期間，電池是否有5％～20％的漏氣量，同時判斷電池陰陽兩極之間是否處于竄氣狀態(tài)且竄氣量在40％～60％之間，并且隨著溫度的上升，漏氣量與竄氣量呈逐漸下降的趨勢；

（3）測量電池開路電壓，判斷當(dāng)電池升溫至500℃以后，電池的開路電壓是否呈緩慢上升趨勢，并最終穩(wěn)定在1.0V～1.2V之間；

如果上述三個判斷環(huán)節(jié)中，有一個或者一個以上結(jié)論為否，則說明組裝的電池是失敗的，只有三個判斷環(huán)節(jié)結(jié)論均為是，電池的性能才有所保障。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，當(dāng)熔融碳酸鹽燃料電池的陽極孔徑為3～7μm，孔隙率為60％～70％，陰極孔徑為7～10μm，孔隙率為70％～80％時，偏鋁酸鋰隔膜的孔徑在0.1～1μm，孔隙率為50％～60％，MCFC的碳酸鹽電解質(zhì)與偏鋁酸鋰隔膜固含量的質(zhì)量比為0.9～1.5時才有可能使電池達(dá)到良好性能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述電極孔徑由壓汞法進(jìn)行測定，而隔膜孔徑的獲取方式是：先通過公式計算其燒結(jié)后的孔隙度，然后得到其孔徑，式中：ε_c為燒結(jié)后隔膜的孔隙度，ε₀為隔膜燒結(jié)前的孔隙度，α為孔隙度函數(shù)，α=0.0185+0.183ε；e_c為壓縮應(yīng)變，e_c=ln(H₀/H），H₀、H分別為隔膜燒結(jié)前后的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述步驟（2）中漏氣量的測量方法是：給電壓一定的組裝壓力，使得電池陰極的尾氣排放量是進(jìn)氣量的80％～95％，從而使得一定量的進(jìn)氣從電池密封面出泄漏掉，該泄漏掉的進(jìn)氣的量即為漏氣量；竄氣量的測量方法是：關(guān)閉陰極的進(jìn)氣和陽極的尾氣排放閥門，測量陰極和陽極的尾氣排放量，二者之比即為竄氣量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述步驟（2）中漏氣量的測量方法是：給電壓一定的組裝壓力，使得電池陽極的尾氣排放量是進(jìn)氣量的80％～95％，從而使得5％～20％的進(jìn)氣從電池密封面出泄漏掉，該泄漏掉的進(jìn)氣的量即為漏氣量；竄氣量的測量方法是：關(guān)閉陽極的進(jìn)氣和陰極的尾氣排放閥門，測量陰極和陽極的尾氣排放量，二者之比即為竄氣量。