[發明專利]一種平板型固體氧化物燃料電池連接件及電池堆

有效

• 申請號: 201810026801.3
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108134124B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 鄭克晴;林雪妹;李麗;申雙林
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H01M8/2465
• 分類號: H01M8/2465
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種平板型固體氧化物燃料電池連接件及電池堆，該連接件包括方形連接板，在連接板上部靠近進氣口處設有擋流板，在連接板兩側靠近側邊緣處均勻間隔設有若干個氣流分配器，氣流分配器垂直設于擋流板和連接板下邊緣之間，在連接板上均勻間隔設有兩組與擋流板平行的平行肋，平行肋位于連接板兩側的氣流分配器之間；上邊緣與擋流板之間設有氣體入口流道，側邊緣與氣流分配器之間設有兩側氣體流道，相鄰的兩條平行肋之間設有反應區氣體通道，兩組平行肋之間設有氣體回流流道，出氣口與氣體回流流道連通。通過增設擋流板和氣流分配器，增強了固體氧化物燃料電池內氣流分布的均勻性，提高了電池的整體性能和熱?機械穩定性。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種平板型固體氧化物燃料電池連接件及電池堆。

背景技術

固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡稱SOFC)是一種能夠將燃料中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的高效、清潔的新型發電裝置。相比其它類型的燃料電池，SOFC具有燃料使用范圍廣、實際效率高等優點，在大規模固定式發電、分布式能源系統等方面具有很大的發展潛力。

SOFC單電池的輸出電壓約為1V，為了使得SOFC具有實際應用可能，需要將若干個單電池以各種方式(串聯、并聯、混聯)組裝成電池堆。SOFC電池堆的結構主要為：管狀、平板型兩種，其中平板型SOFC電池堆因功率密度高和制作成本低而成為SOFC的發展趨勢。

現有的平板型固體氧化物燃料電池連接件結構如圖1所示，主要包括：進氣口1-1、出氣口1-2、平行肋1-3以及氣體通道1-4。其中，平行肋的作用是：一方面，分割整個流場，形成氣體通道；另一方面，通過平行肋的頂端，從SOFC的多孔電極收集電流。氣體在連接件內流動的基本過程為：反應氣體從進氣口進入，流經氣體通道并發生電化學反應，之后由出氣口流出。

然而，這種結構下氣流分布的均勻性較差，導致電池的整體性能以及熱-機械穩定性較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種平板型固體氧化物燃料電池連接件，該連接件能增強固體氧化物燃料電池中氣流分布的均勻性，提高電池性能和熱-機械穩定性。

本發明的另一目的是提供一種包括上述電池連接件的固體氧化物燃料電池堆。

為解決上述目的，本發明采用如下技術方案：一種平板型固體氧化物燃料電池連接件，其包括方形連接板，所述連接板包括上邊緣、下邊緣以及兩側邊緣，在所述連接板頂部設有進氣口，在所述連接板底部設有出氣口；

在連接板上部靠近所述進氣口處設有擋流板，分別在連接板兩側且靠近所述側邊緣處等間隔設有若干個氣流分配器，所述氣流分配器垂直設于所述擋流板和連接板下邊緣之間，在連接板上等間隔設有兩列與所述擋流板平行的平行肋，所述平行肋位于連接板兩側的氣流分配器之間；

在所述上邊緣與所述擋流板之間設有氣體入口流道，在所述側邊緣與所述氣流分配器之間設有兩側氣體流道，在每相鄰的兩條所述平行肋之間設有反應區氣體通道，在兩列所述平行肋之間設有氣體回流流道，所述出氣口與所述氣體回流流道連通，所述氣體回流流道寬度大于反應區氣體通道寬度，所述氣流分配器的長度是反應區氣體通道寬度的1～10倍。

優選的，所述氣流分配器和所述平行肋的截面均為長方形，且在同方向上，氣流分配器與平行肋截面高度相等。

優選的，所述進氣口和所述出氣口均為圓形口。

優選的，所述連接板采用鐵素體不銹鋼材料制成，具有很好的導電性，導熱系數大，膨脹系數小，抗氧化性好，抗應力腐蝕優良。

本發明還提供一種平板型固體氧化物燃料電池堆，包括至少兩片固體氧化物燃料電池和布置于相鄰兩個所述固體氧化物燃料電池之間的電池連接件，所述電池連接件為上述的電池連接件。

本發明的有益效果是：