一种固体氧化物燃料电池堆的制作方法

文档序号:16012625发布日期:2018-11-20 20:58阅读:111来源:国知局

本实用新型涉及固体氧化物燃料电池技术领域,尤其涉及一种固体氧化物燃料电池堆。



背景技术:

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种工作在较高温度(600℃~900℃)的电化学器件,一般由多孔的阳极,致密的电解质和多孔的阴极构成。在工作温度下,使阳极和阴极分别处于还原气氛和氧化气氛中,空气将在阴极中电离生成氧离子,并在化学驱动力作用下,通过高温氧离子导体电解质向阳极定向运动,并在阳极与还原性气体反应。由于电解质为纯氧离子导体,电子无法通过,在上述过程中,电子在阴极被从空气分子中剥离,并通过外电路达到阳极,参与还原气体的氧化反应,从而推动外电路中的负载工作。

电池堆的稳定性是决定整个固体氧化物燃料电池系统能否正常运行的关键。单电池寿命、电池堆密封性、电池与连接件之间的接触界面的集流效果,以及气道设计是否合理,都是影响电池堆稳定性的重要因素。

现有的固体氧化物型燃料电池堆,由于气道设计存在不合理性,使得燃料气体无法与催化物进行充分地反应;而且,该电池堆的结构极其复杂,不利于产品的生产、装配、以及推广应用。

因此,如何提供一种结构简易、运行稳定的固体氧化物燃料电池堆,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于,提供一种结构简易、运行稳定的固体氧化物燃料电池堆,以解决上述的技术问题。

为实现上述目的,本实用新型提供以下的技术方案:

一种固体氧化物燃料电池堆,包括平行设置的两个封板,以及若干个依次层叠的位于两个所述封板之间的电池单体;

所述电池单体包括平行设置的第一流端板和第二流端板,以及连接于第一流端板和第二流端板之间的连接件,所述连接件开设有电池放置通槽,所述电池放置通槽内容置有电池片;

所述第一流端板靠近所述连接件的端面开设有若干个第一导气槽,所述第一流端板还开设有对称设置的第一进气孔和第一出气孔,所述第一流端板上的第一进气孔和第一出气孔分别连通于所述第一流端板上的第一导气槽的两端;

所述第一流端板远离所述连接件的端面还开设有若干个垂直于所述第一导气槽的第二导气槽,所述第一流端板还开设有对称设置的第二进气孔和第二出气孔,所述第一流端板上的第二进气孔和第二出气孔分别连通于所述第一流端板上的第二导气槽的两端;

所述第二流端板开设有与所述第一流端板结构相同的第一导气槽、第一进气孔、第一出气孔、第二导气槽,第二进气孔和第二出气孔;

所述连接件相应地还开设有第一进气孔、第一出气孔、第二导气槽,第二进气孔和第二出气孔。

可选的,所述电池单体还包括连接于第二流端板与所述连接件之间的连接板;所述连接板开设有催化物放置槽,所述催化物放置槽内容置有催化片;

所述连接板相应地还开设有第一进气孔、第一出气孔、第二导气槽,第二进气孔和第二出气孔。

可选的,所述第一流端板与所述连接件之间还连接有密封件;所述连接件与所述连接板之间还连接有密封件;所述连接板与所述第二流端板之间还连接有密封件;

所述密封件的中部开设有通气槽,而且所述密封件相应地还开设有第一进气孔、第一出气孔、第二导气槽,第二进气孔和第二出气孔。

可选的,所述第一流端板上的若干个第一导气槽为相互平行的直线槽;所述第一流端板上的若干个第二导气槽为垂直于第一导气槽且相互平行的直线槽。

可选的,所述第一流端板上的第一进气孔为三个并排设置的矩形通孔;所述第一流端板上的第二进气孔为两个并排设置的矩形通孔。

可选的,所述连接件与所述电池片之间还设有密封带。

可选的,所述电池片靠近所述第一流端板的一侧设有阴极涂层;所述电池片靠近所述第二流端板的一侧设有阳极涂层。

可选的,所述电池放置通槽为矩形通槽,所述电池片的形状与所述电池放置通槽的形状相匹配。

可选的,所述催化物放置通槽为矩形通槽,所述催化片的形状与所述催化物放置通槽的形状相匹配。

可选的,所述催化片为泡沫镍。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

本实用新型公开了一种固体氧化物燃料电池堆,具有结构简易、运行稳定的特点。该电池堆通过在一个流端板的相对两侧分别开设两组相互垂直的导气槽,使阳极气体和阴极气体能均匀分布于电池片的两侧,有助于电池片上催化物与燃料气体进行充分的反应,从而有效地保障了固体氧化物燃料电池堆的稳定运行;而且,本固体氧化物燃料电池堆的结构简易,有利于产品的生产、装配、以及推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为一种固体氧化物燃料电池堆的爆炸图;

图2为第一流端板的结构示意图;

图3为第二流端板的结构示意图;

图4为连接件的结构示意图;

图5为连接板的结构示意图;

图6为电池单体的爆炸图;

图7为密封件的结构示意图;

图8为图2中的局部放大图;

图9为图3中的局部放大图。

图示说明:10、封板;20、电池单体;21、第一流端板;22、第二流端板;23、连接件;231、电池片;24、连接板;241、催化片;25、密封件;30、第一导气槽;31、第一进气孔;32、第一出气孔;40、第二导气槽;41、第二进气孔;42、第二出气孔。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参阅图1,该图示为一种固体氧化物燃料电池堆的爆炸图,其中包括:电池堆的上下两端分别设置有相互平行的两个封板10,以及若干个依次层叠的在两个封板10之间的电池单体20;

其中该电池单体20包括平行设置的第一流端板21和第二流端板22,以及连接于第一流端板21和第二流端板22之间的连接件23;该连接件23为片状结构,其中,连接件23的中部开设有电池放置通槽,电池放置通槽内容置有电池片231;连接件23与电池片231之间还设有密封带;

其中,该电池片231靠近第一流端板21的一侧设有阴极涂层;电池片231靠近第二流端板22的一侧设有阳极涂层;

请参阅图2,该图示为第一流端板的结构示意图,第一流端板21靠近连接件23的端面开设有若干个第一导气槽30,第一流端板21还开设有对称设置的第一进气孔31和第一出气孔32,第一流端板21上的第一进气孔31和第一出气孔32分别连通于第一流端板21上的第一导气槽30的两端;

该第一流端板21远离连接件23的端面还开设有若干个垂直于第一导气槽30的第二导气槽40,第一流端板21还开设有对称设置的第二进气孔41和第二出气孔42,第一流端板21上的第二进气孔41和第二出气孔42分别连通于第一流端板21上的第二导气槽40的两端;

请参阅图3,该图示为第二流端板的结构示意图,该第二流端板22开设有与第一流端板21结构相同的第一导气槽30、第一进气孔31、第一出气孔32、第二导气槽40,第二进气孔41和第二出气孔42;

请参阅图4,该图示为连接件的结构示意图,该连接件23相应地还开设有第一进气孔31、第一出气孔32、第二导气槽40,第二进气孔41和第二出气孔42;

具体的,当若干个电池单体20被压合成电池堆后,第一进气孔31、流端板上第一导气槽30和第一出气孔32会依次连通并形成第一气道,该第一气道可供气体经过;具体为,气体从第一进气孔31进入电池堆内,在第一导气槽30内与电池片231靠近第一流端板21的一侧进行接触,最后,经过充分反应的气体将会从第一出气孔32离开电池堆;

相对的,当若干个电池单体20被压合成电池堆后,第二进气孔41、流端板上的第二导气槽40和第二出气孔42会依次连通并形成第二气道,该第二气道可供气体经过;具体为,气体从第二进气孔41进入电池堆内,在第二导气槽40内与电池片231靠近第二流端板22的一侧进行接触,最后,经过充分反应的气体将会从第二出气孔42离开电池堆。

本实施例提供了一种固体氧化物燃料电池堆,具有结构简易、运行稳定的特点。该电池堆通过在一个流端板的相对两侧分别开设两组相互垂直的导气槽,使阳极气体和阴极气体能均匀分布于电池片的两侧,有助于电池片上催化物与燃料气体进行充分的反应,从而有效地保障了固体氧化物燃料电池堆的稳定运行;而且,本固体氧化物燃料电池堆的结构简易,有利于产品的生产、装配、以及推广应用。

进一步的,电池单体20还包括连接于第二流端板22与连接件23之间的连接板24;连接板24开设有催化物放置槽,催化物放置槽内容置有催化片241;其中,催化物放置通槽为矩形通槽,催化片241的形状与催化物放置通槽的形状相匹配;

请参阅图5,该图示为连接板的结构示意图,该连接板24相应地还开设有第一进气孔31、第一出气孔32、第二导气槽40,第二进气孔41和第二出气孔42;

其中,该催化片241为泡沫镍;该催化片241利用其多孔的结构特点,还具有缓存、导气的作用,使本电池堆中的燃料气体能反应得更充分。

进一步的,请参阅图6,该图示为电池单体的爆炸图,其中,第一流端板21与连接件23之间还连接有密封件25;连接件23与连接板24之间还连接有密封件25;连接板24与第二流端板22之间还连接有密封件25;

请参阅图7,该图示为密封件的结构示意图,该密封件25的中部开设有通气槽,而且密封件25相应地还开设有第一进气孔31、第一出气孔32、第二导气槽40,第二进气孔41和第二出气孔42;具体的,密封件25进一步地保障电池单体20的气密性,从而保障了电池堆能稳定地运行。

进一步的,请参阅图8,该图示为图2中的局部放大图,第一流端板21上的若干个第一导气槽30为相互平行的直线槽;请参阅图9,该图示为图3中的局部放大图,第二流端板22上的若干个第二导气槽40为垂直于第一导气槽30且相互平行的直线槽。

具体的,多个相互平行的直线槽有效地改善了气体的分布,使气体与电池片231的接触更均匀,从而促进反应更充分。

进一步的,第一流端板21上的第一进气孔31为三个并排设置的矩形通孔;第一流端板21上的第二进气孔41为两个并排设置的矩形通孔;

相应的,第一出气孔32为三个并排设置的矩形通孔;第二出气孔42为两个并排设置的矩形通孔。

具体的,多个矩形通孔有效地改善了气体的分布,使气体与电池片231的接触更均匀,从而促进反应更充分。

以上所述,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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