專利名稱：具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電化學(xué)發(fā)電裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組。
背景技術(shù)：
固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種可以直接把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置，具有高效、清潔和燃料來源廣泛等優(yōu)點，因此在能源和環(huán)境問題的日益突出的今天越來越受到各國重視。SOFC的基本部件包括陰極、陽極、固體電解質(zhì)、連接材料和密封材料等，所使用的燃料主要為氫氣、烴類和醇類等。單個SOFC在工作時所能達(dá)到的最高電壓約為IV，實際應(yīng)用價值有限。因此必須把多個單電池串聯(lián)構(gòu)成電池組或電池堆，用來獲得較高的輸出電壓和輸出功率以達(dá)到實際應(yīng)用價值。 目前，一般使用多個單電池依次堆迭、串聯(lián)形成電池組。這種設(shè)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(nèi)空間利用率不高、穩(wěn)定性不高、熱量損失較大的缺點；而且該結(jié)構(gòu)中的流場較復(fù)雜，反應(yīng)氣體不能均勻的到達(dá)各個單電池的陰極和陽極，導(dǎo)致電池性能受到影響，進(jìn)而降低電池組的輸出電壓和輸出功率。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有電池組單位體積內(nèi)空間利用率不高、穩(wěn)定性差、熱量損失較大的缺點，提供一種具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，能夠提高單位體積內(nèi)電池組的發(fā)電效率，進(jìn)而提高電池組的輸出電壓和輸出功率，此外還增強(qiáng)了電池組的整體穩(wěn)定性，具有熱量損失較小的優(yōu)點。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是提供一種具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，包括三個單電池和連接體，所述連接體內(nèi)嵌于每個單電池中，將相鄰兩個單電池的陰陽極進(jìn)行連接，以串聯(lián)或并聯(lián)的方式構(gòu)成穩(wěn)定的三環(huán)組合結(jié)構(gòu)，所述每個單電池包括多孔燃料極層、多孔空氣極層、多孔支撐管和電解質(zhì)層，所述多孔燃料極層一側(cè)表面固定電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層的另一側(cè)表面涂覆多孔空氣極層，所述多孔支撐管置于電池最內(nèi)側(cè)，氣體沿著連接體作環(huán)式流動。在本實用新型一個較佳實施例中，所述單電池采用陽極支撐型、電解質(zhì)支撐型或陰極支撐型。在本實用新型一個較佳實施例中，所述連接體的截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。在本實用新型一個較佳實施例中，所述連接體材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導(dǎo)電合金或氧化物導(dǎo)電陶瓷材料。本實用新型的有益效果是本實用新型采用三個單體電池組合，構(gòu)成中心對稱的結(jié)構(gòu)，具有(1)結(jié)構(gòu)對稱性好、流場均勻、電池組性能穩(wěn)定的優(yōu)點；(2)電池組單位體積內(nèi)的空間利用率較高，易獲得較高的輸出電壓和輸出功率；(3)電池組結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗震性能較好，且電池組的整體熱量損失減小。

圖I是本實用新型具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中各部件的標(biāo)記如下1、單電池，2、連接體，11、多孔燃料極層，12、電解質(zhì)層，
13、多孔空氣極層，14、多孔支撐管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。 請參閱圖1，本實用新型實施例包括三個單電池I和連接體2，連接體2內(nèi)嵌于每個單電池I中，將相鄰兩個單電池I的陰陽極進(jìn)行連接，以串聯(lián)或并聯(lián)的方式構(gòu)成穩(wěn)定的三環(huán)組合結(jié)構(gòu)，每個單電池I包括多孔燃料極層11、多孔空氣極層13、多孔支撐管14和電解質(zhì)層12，多孔燃料極層11 一側(cè)表面固定電解質(zhì)層12，電解質(zhì)層12的另一側(cè)表面涂覆多孔空氣極層13，多孔支撐管14置于電池最內(nèi)側(cè)，氣體沿著連接體2作環(huán)式流動。進(jìn)一步，每個單電池I采用陽極支撐型、電解質(zhì)支撐型或陰極支撐型，每個單電池I的橫截面形狀為圓形，為管式固體氧化物燃料電池，能夠在高溫下進(jìn)行工作。進(jìn)一步，連接體2的截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。進(jìn)一步，連接體2材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導(dǎo)電合金或氧化物導(dǎo)電陶瓷材料。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型采用三個單體電池組合，采用連接體將相鄰兩個單電池的陰陽極進(jìn)行連接，構(gòu)成中心對稱的結(jié)構(gòu)，使得單體電池間的氣體沿著連接體作環(huán)式流動，具有結(jié)構(gòu)對稱性好、流場均勻、電池組性能穩(wěn)定的優(yōu)點，而且電池組單位體積內(nèi)的空間利用率較高，易獲得較高的輸出電壓和輸出功率，除此之外，電池組的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗震性能較好，且電池組的整體熱量損失減小。以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于，包括三個單電池和連接體，所述連接體內(nèi)嵌于每個單電池中，將相鄰兩個單電池的陰陽極進(jìn)行連接，以串聯(lián)的方式構(gòu)成穩(wěn)定的三環(huán)組合結(jié)構(gòu)，所述每個單電池包括多孔燃料極層、多孔空氣極層、多孔支撐管和電解質(zhì)層，所述多孔燃料極層ー側(cè)表面固定電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層的另ー側(cè)表面涂覆多孔空氣極層，所述多孔支撐管置于電池最內(nèi)側(cè)，氣體沿著連接體作環(huán)式流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于，所述單電池采用陽極支撐型、電解質(zhì)支撐型或陰極支撐型。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于，所述連接體的截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于，所述連接體材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導(dǎo)電合金或氧化物導(dǎo)電陶瓷材料。
專利摘要本實用新型公開了一種具有較高空間利用率的管式固體氧化物燃料電池組，屬于電化學(xué)發(fā)電裝置領(lǐng)域，包括三個單電池和連接體，連接體內(nèi)嵌于每個單電池中，將相鄰兩個單電池的陰陽極進(jìn)行連接，以串聯(lián)的方式構(gòu)成穩(wěn)定的三環(huán)組合結(jié)構(gòu)，每個單電池包括多孔燃料極層、多孔空氣極層、多孔支撐管和電解質(zhì)層，多孔燃料極層一側(cè)表面固定電解質(zhì)層，電解質(zhì)層的另一側(cè)表面涂覆多孔空氣極層，多孔支撐管置于電池最內(nèi)側(cè)，氣體沿著連接體作環(huán)式流動。通過上述方式，本實用新型能夠提高單位體積內(nèi)電池組的發(fā)電效率和空間利用率，進(jìn)而提高電池組的輸出電壓和輸出功率，此外還增強(qiáng)了電池組的整體穩(wěn)定性，具有熱量損失較小的優(yōu)點。
文檔編號H01M2/26GK202474081SQ20122010278
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者郭豐亮 申請人:郭豐亮