与过渡金属元素合金化的燃料电池互连件和其制造方法与流程

本发明涉及燃料电池堆叠组件，具体地说，涉及用于燃料电池堆叠的互连件和制造互连件的方法。

背景技术：

1、典型的固体氧化物燃料电池堆叠包括由金属互连件(ic)间隔开的多个燃料电池，所述金属互连件提供所述堆叠中邻近电池之间的电连接，且提供用于输送和去除燃料和氧化剂的通道。金属互连件通常由cr类合金(如crfe合金)构成，所述cr类合金的组成为95重量％cr-5重量％fe或具有94重量％cr-5重量％fe-1重量％y组成的cr-fe-y。crfe和crfey合金在典型的固体氧化物燃料电池(sofc)操作条件，例如在空气和湿燃料气氛中，700-900℃下保持其强度且尺寸稳定。然而，在sofc的操作过程中，crfe或crfey合金中的铬会与氧气反应，且形成氧化铬，引起sofc堆叠退化。

技术实现思路

1、各种实施例提供一种制造用于燃料电池堆叠的互连件的方法，所述方法包括压缩互连件粉末以形成互连件，所述互连件粉末含有cr、fe以及与所述cr或所述fe中的至少一种预合金化的至少一种选自co、cu、mn、ni或v的过渡金属，以及烧结所述互连件。

2、各种实施例提供一种形成用于燃料电池堆叠的互连件的方法，其包含压缩互连件粉末以形成互连件，所述互连件粉末包含cr粉末粒子、fe粉末粒子和至少一种选自co、cu、mn、ni或v的过渡金属壳层，所述过渡金属壳层涂布所述cr或所述fe粒子中的至少一种，以及烧结所述互连件。

3、各种实施例提供一种用于燃料电池堆叠的互连件，其包含互连件主体，其包含铬类合金，所述铬类合金含有铁和至少一种选自co、cu、mn、ni或v的过渡金属，所述互连件主体包含在燃料侧上由燃料肋材隔开的燃料流动通道和在空气侧上由空气肋材隔开的空气流动通道；保护涂层，其包含mn或co中的至少一种的氧化物，位于所述互连件主体的所述空气侧上方；以及铬-过渡金属氧化物尖晶石界面层，其位于所述互连件主体的所述空气侧与所述保护涂层之间。

技术特征：

1.一种形成用于燃料电池堆叠的互连件的方法，其包含：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述互连件粉末包含以下各项的混合物：

3.根据权利要求2所述的方法，其中按所述互连件粉末的总重量计，所述互连件粉末包含：

4.根据权利要求3所述的方法，其中按所述预合金化粉末的总重量计，所述预合金化粉末包含：

5.根据权利要求3所述的方法，其中按所述预合金化粉末的总重量计，所述预合金化粉末包含：

6.根据权利要求3所述的方法，其中按所述预合金化粉末的总重量计，所述预合金化粉末包含：

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含将所述互连件放置到所述燃料电池堆叠中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述燃料电池堆叠包含固体氧化物燃料电池堆叠。

9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在烧结所述互连件之前使所述互连件脱脂。

10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在烧结所述互连件之后氧化所述互连件。

11.一种形成用于燃料电池堆叠的互连件的方法，其包含：

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述互连件粉末包含以下各项的混合物：

13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含将所述互连件放置到所述燃料电池堆叠中。

14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在烧结所述互连件之前使所述互连件脱脂，且在烧结所述互连件之后氧化所述互连件。

15.一种用于燃料电池堆叠的互连件，其包含：

16.根据权利要求15所述的互连件，其中所述铬-过渡金属氧化物尖晶石界面层包含铬和co、cu、mn、ni或v中的至少一种的氧化物。

17.根据权利要求16所述的互连件，其中所述保护涂层包含亚锰酸锶镧或(mn,co)3o4尖晶石涂层中的至少一种。

18.根据权利要求15所述的互连件，其中所述至少一种选自co、cu、mn、ni或v的过渡金属的浓度从所述互连件的所述空气侧到所述互连件的所述燃料侧是恒定的。

19.根据权利要求15所述的互连件，其中所述至少一种选自co、cu、mn、ni或v的过渡金属的浓度在所述互连件的所述空气侧上比在所述互连件的所述燃料侧上高。

20.一种固体氧化物燃料电池堆叠，其包含：

技术总结
本申请涉及一种与过渡金属元素合金化的燃料电池互连件和其制造方法。制造用于燃料电池堆叠的互连件的方法包括压缩互连件粉末以形成互连件，所述互连件粉末含有Cr、Fe以及与所述Cr和所述Fe中的至少一种预合金化的至少一种选自Co、Cu、Mn、Ni或V的过渡金属；以及烧结所述互连件。

技术研发人员：V·拉达克里希南,T·阿姆斯特朗,M·K·普雷姆库马尔
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：2024/1/14