用于防止大占地面积固体氧化物燃料电池柱中的热致应力裂纹的方法和装置与流程

本公开总体上涉及燃料电池堆，并且具体涉及燃料电池互连件。

背景技术：

1、在高温燃料电池系统中，例如固体氧化物燃料电池(sofc)系统，氧化流通过燃料电池的阴极侧，而燃料流通过燃料电池的阳极侧。氧化流通常是空气，而燃料流可以是烃燃料，例如甲烷、天然气、戊烷、乙醇或甲醇。燃料电池在750℃与950℃之间的典型温度下运行，能够使带负电荷的氧离子从阴极流动的物料流转移到阳极流动的物料流，在那里所述离子与游离氢或烃分子中的氢结合形成水蒸气和/或与一氧化碳结合形成二氧化碳。来自带负电荷的离子的过量电子通过在阳极与阴极之间完成的电路被引导回燃料电池的阴极侧，从而导致电流流过电路。

2、燃料电池堆可在内部或外部针对燃料和空气实现歧管化。在内部歧管化堆中，利用堆内所含的立管将燃料和空气分配到每个电池。换句话说，气体流经每个燃料电池的支撑层(例如电解质层)中的开口或孔和每个电池的气流分离器。在外部歧管化堆中，堆在燃料和空气的入口和出口侧是开放的，并且燃料和空气独立于堆硬件引入和收集。例如，入口和出口的燃料和空气在堆与堆所在的歧管外壳之间的独立通道中流动。

3、燃料电池堆通常由平面元件、管或其它几何形状的多个电池构建而成。燃料和空气必须被提供给电化学活性表面，所述表面可能很大。燃料电池堆的一个组件是所谓的气流分离器(在平面堆中称为气流分离板)，它将堆中的各个电池分开。气流分离板将流向堆中一个电池的燃料电极(即阳极)的燃料(例如氢气或烃燃料)与流向堆中相邻电池的空气电极(即阴极)的氧化剂(例如空气)分开。通常，气流分离板也被用作互连件，将一个电池的燃料电极与相邻电池的空气电极电连接。在这种情况下，充当互连件的气流分离板是由导电材料制成或含有导电材料。

技术实现思路

1、根据一个实施例，一种制造用于电化学电池堆的互连件的方法包括提供互连件并且在将互连件放置到电化学电池堆中之前使互连件蠕变平坦化。

2、根据另一个实施例，用于电化学电池堆的互连件包含燃料入口和出口，其通过所述互连件延伸到所述互连件的相对的第一和第二外围边缘附近；空气侧，其包含空气流场，所述空气流场包含空气侧肋材和空气通道，所述空气通道沿第一方向从所述互连件的第三外围边缘延伸到与第三外围边缘相对的所述互连件的第四外围边缘，和布置在所述互连件的所述第一和第二外围边缘上的立管密封表面，其中所述立管密封表面围绕所述燃料入口和出口；与所述空气侧相对的燃料侧，所述燃料侧包含燃料流场，所述燃料流场包含燃料侧肋材和燃料通道，所述燃料通道沿基本上垂直于所述第一方向的第二方向在所述燃料入口和出口之间延伸；以及涂层，所述涂层包含锰酸锶镧(lsm)或(mn,co)3o4尖晶石(mco)中的至少一种，位于所述空气侧肋材上但不在所述立管密封表面上，其中所述立管密封表面相对于延伸穿过所述空气侧肋材的顶端上的所述涂层的顶表面的平面是凹陷的。

技术特征：

1.一种制造用于电化学电池堆的互连件的方法，其包含：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蠕变平坦化是在高温下在负载下进行。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述蠕变平坦化是在氧化环境中进行，使得所述互连件在所述蠕变平坦化期间被氧化。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包含：

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含在所述蠕变平坦化之前，在高于室温的温度下在所述氧化环境中执行所述互连件的初始氧化。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

8.根据权利要求6所述的方法，其中：

9.根据权利要求6所述的方法，其中：

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述去除金属氧化物发生在所述蠕变平坦化之后和所述形成涂层之前。

11.根据权利要求5所述的方法，其中：

12.根据权利要求1所述的方法，其中：

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述互连件包含所述铬合金，所述铬合金包含3至3.9重量百分比的铁和96.1至97重量百分比的铬。

14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述蠕变平坦化之后，将所述互连件放置到所述电化学堆中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电化学堆包含含有固体氧化物燃料电池的固体氧化物燃料电池堆。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述电化学堆包含含有固体氧化物电解电池的固体氧化物电解电池堆。

17.一种用于电化学电池堆的互连件，其包含：

18.根据权利要求17所述的互连件，其中：

19.根据权利要求17所述的互连件，其中：

20.根据权利要求19所述的互连件，其中所述互连件包含所述铬合金，所述铬合金包含3至3.9重量百分比的铁和96.1至97重量百分比的铬。

21.一种电化学电池堆，其包含：

22.根据权利要求21所述的电化学电池堆，其中所述电化学电池包含固体氧化物燃料电池。

23.根据权利要求21所述的电化学电池堆，其中所述电化学电池包含固体氧化物电解电池。

技术总结
本申请涉及用于防止大占地面积固体氧化物燃料电池柱中的热致应力裂纹的方法和装置。一种制造用于电化学电池堆的互连件的方法包括提供互连件并且在将互连件放置到电化学电池堆中之前使互连件蠕变平坦化。

技术研发人员：迈克尔·加斯达,萨金·帕哈,林政宇,冯汉麟,阿米特·纳瓦特,布莱恩·泰里奥,马诺杰·皮莱
受保护的技术使用者：博隆能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15