專利名稱：陣列式單氣室固體氧化物燃料電池組模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電化學(xué)能源裝置，具體涉及多個(gè)單電池陣列式排布的電 池組模塊。
背景技術(shù)：
SOFC (固體氧化物燃料電池)的發(fā)電技術(shù)是極具潛力的新一代發(fā)電技術(shù) 之一，其具有全固態(tài)、高效率、低污染等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的雙氣室結(jié)構(gòu)的SOFC 可以使用氫氣、甲烷、煤氣和天然氣等多種燃料和氧氣等氧化劑，這些氣態(tài) 的反應(yīng)物分別處于SOFC的電解質(zhì)的兩側(cè)的氣室中，其中陽極氣室中為燃料 氣體，而陰極氣室中為氧氣(或空氣)，這也是SOFC的基本組成。常規(guī)的雙 氣室結(jié)構(gòu)SOFC的電池組已有平板式、錐管式串聯(lián)式、無密封管式、瓦楞式、 塊式等多種設(shè)計(jì)。而這些電池都有兩種氣室燃料室和氧氣(空氣)室，即 每個(gè)單電池的電解質(zhì)兩側(cè)分別為陽極一側(cè)的燃料室和陰極一側(cè)的氧氣室，而 當(dāng)要實(shí)現(xiàn)N節(jié)電池的串聯(lián)組合時(shí)，電池組必須分成2N個(gè)氣室，而且必須分 別通入各自的氣體，這樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就變得十分復(fù)雜，不僅制作困難，且在局 部發(fā)生故障后，維修的難度也很大。同時(shí)，由于正常工作條件下，必須避免 燃料的泄漏和與氧氣的混合，要求雙極板和電解質(zhì)必須致密不透氣，且邊界 處還必須用封接(密封)材料進(jìn)行有效的密封，因此SOFC電池組對(duì)材料和 制作工藝的要求很高。單氣室固體氧化物燃料電池(簡稱SC-SOFC)只有一個(gè)氣室，里面通入 包含燃料和氧氣的混合氣體，利用電池的陰極和陽極分別對(duì)氧氣和燃料具有 選擇催化作用，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電勢(shì)差實(shí)現(xiàn)發(fā)電。這種單氣室燃料電池 即使組成一個(gè)電池組系統(tǒng)也只需要一個(gè)氣室，因此其結(jié)構(gòu)非常簡單，而且無 需密封，使得電池組的組裝變得更加容易。對(duì)于單氣室SOFC電池組，已有 美國專利提出在一個(gè)電解質(zhì)片的一面上形成多個(gè)交替排列的陽極和陰極，之 間有溝道隔開，形成多個(gè)單電池，進(jìn)而通過串聯(lián)形成電池組，這種方法形成 的電池組可以通過縮小鄰近的陰極和陽極間隙來減小電池的內(nèi)阻。公開號(hào)為CN1564361的中國發(fā)明專利"單氣室固體氧化物燃料電池組成的電池組"，它 把多個(gè)陰極和陽極安排在同一個(gè)薄電解質(zhì)片上，進(jìn)而連接成電池組。還有為 了解決現(xiàn)有的電解質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)的單氣室固體氧化物燃料電池組的功率密度 低、存在漏電通道導(dǎo)致開路電壓偏低等問題的一種單氣室固體氧化物燃料電 池串聯(lián)電池組；公開號(hào)為CN1832240的中國發(fā)明專利"一種單氣室固體氧化 物燃料電池串聯(lián)電池組"采用了將多個(gè)單氣室固體氧化物燃料電池單電池直 接直線串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，電池組是在一個(gè)方向上延伸，氣流方向與電極面垂直。
發(fā)明者劉明良, 喆 呂, 朱瑞濱, 王景鋒, 蘇文輝, 波 魏, 黃喜強(qiáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)