[發明專利]固體氧化物燃料電池的組裝部分以及其檢查方法

在審

• 申請號: 201980092312.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN113518907A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: T·M·斯特里克;M·J·阿林格;L·S·勒布朗;N·V·戈尼厄
• 申請（專利權）人: 康明斯企業有限責任公司
• 主分類號: G01M3/04
• 分類號: G01M3/04;H01M8/12;H01M8/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊婧妍;王瑋

提出了一種中間固體氧化物燃料電池（SOFC）階段和用于檢查SOFC的組裝部分的方法。一種檢查SOFC的組裝部分的方法包括：向流體施加氣動約束，其中，所述流體與所述SOFC的所述組裝部分連通；響應于所述氣動約束確定所述SOFC的所述組裝部分的質量控制參數；以及基于所述質量控制參數判斷所述SOFC的所述組裝部分的健康。所述SOFC的所述組裝部分包括金屬互連件，其中，所述金屬互連件包括流場。

相關申請的交叉引用

本申請根據35 U.S.C. § 119(e)要求于2018年12月17日提交的美國專利申請序列號16/221,852的優先權，該案的全部公開內容都通過引用并入本文。

背景技術

本說明書的實施例一般涉及固體氧化物燃料電池的檢查，并且更具體地涉及固體氧化物燃料電池的組裝部分以及檢查固體氧化物燃料電池的組裝部分的方法。

電化學電池（諸如固體氧化物燃料電池（SOFC））在高效率和低排放的情況下將化學能轉換為電能。在固體氧化物燃料電池（SOFC）中，陰極還原氣封電解質的一側上的氧并且向電解質供應氧離子。電解質促進氧離子在高溫下向陽極傳導，其中，離子氧化并且與氫反應形成水。由此生成的電子通過連接到陽極和陰極的電阻負載來傳導，以執行工作。

使用傳統陶瓷燒結技術制造的陽極支撐SOFC受到最大可制造電池大小的限制。進一步地，基于燒結的制造設備需要大的資本投入。金屬互連件支撐SOFC可以利用熱噴涂沉積來沉積活性層，并且提供各種制造優勢以及堅固設計。在常規的檢查SOFC的方法中，制成的SOFC形成在堆疊中，并且這種SOFC堆疊是針對流體泄露和效率而被檢查的。一些已知的檢查SOFC的方法包括非破壞性電化學測試。然而，非破壞性電化學測試方法需要高溫測試配置和密封，它們可以承受高溫并且隨后可以以非破壞性的方式移除。例如，檢測燒結的SOFC中的缺陷要求在測試前進行高溫處理以燒結。相似地，檢測通過熔化SOFC堆疊中的玻璃而形成的互連密封件中的泄露要求進行高溫處理來熔化玻璃。要求檢測前進行高溫熱處理不期望地增加了成本和循環時間。成像技術（諸如顯微技術、立體顯微技術和圖像分析）以及染色滲透劑的使用是不期望的，因為成像技術在SOFC的制造期間通常是笨拙和昂貴的。

發明內容

在一個方面中，公開了一種檢查固體氧化物燃料電池（SOFC）的組裝部分的方法。該方法包括：向流體施加氣動約束，其中，流體與SOFC的組裝部分連通；響應于氣動約束確定SOFC的組裝部分的質量控制參數；以及基于質量控制參數判斷SOFC的組裝部分的健康，其中，SOFC的組裝部分包括金屬互連件，該金屬互連件包括流場。

在另一個方面中，公開了一種在SOFC的制造期間重復檢查固體氧化物燃料電池（SOFC）的組裝部分的方法。該方法包括：向流體施加氣動約束，其中，流體與SOFC的組裝部分連通；響應于氣動約束確定SOFC的組裝部分的質量控制參數；以及基于質量控制參數判斷SOFC的組裝部分的一個或多個順序建立的層的健康，其中，SOFC的組裝部分包括金屬互連件，該金屬互連件包括流場，并且SOFC包括歧管，該歧管與SOFC的組裝部分流體連通。

在又一個方面中，公開了一種中間固體氧化物燃料電池（SOFC）。該中間SOFC包括組裝部分和歧管。組裝部分包括金屬互連件，該金屬互連件包括流場。而且，歧管配置為與組裝部分流體連通。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本說明書的這些和其他特征、方面和優點將得到更好的理解，在附圖中，相同的字符在整個圖中都表示相同的部分。

圖1圖示了根據本說明書的一些實施例的在逐層組裝方法中形成SOFC的步驟；

圖2A是根據本說明書的一些實施例的中間SOFC的橫截面圖，其中，中間SOFC包括金屬互連件作為組裝部分；

圖2B是根據本說明書的一些實施例的中間SOFC的橫截面圖，其中，中間SOFC包括金屬互連件和第一沉積層作為組裝部分；