固体氧化物燃料电池制造技术

本说明书涉及一种固体氧化物燃料电池，其包括阳极、阴极和设置在阳极与阴极之间的电解质。

Solid oxide fuel cell

This specification relates to a solid oxide fuel cell, which comprises an anode, a cathode and an electrolyte arranged between the anode and the cathode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体氧化物燃料电池
本申请要求于2016年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0124808号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本说明书涉及固体氧化物燃料电池，其包括阳极、阴极和设置在阳极与阴极之间的电解质。
技术介绍
近来，已预测到现有能源如石油和煤的耗竭，并且对可以代替该能源的能源的关注日益增长。作为替代能源之一的燃料电池由于高效和不排出诸如NOx和SOx的污染物以及使用的燃料丰富这样的优点已特别受到关注。燃料电池是将燃料和氧化剂的化学反应能转化为电能的发电体系，代表性地使用氢和烃(如甲醇和丁烷)作为燃料并使用氧作为氧化剂。燃料电池包括聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、碱性燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等。同时，需要对通过应用燃料电池的空气电极原理而将金属二次电池的阴极制造为空气电极的金属空气二次电池进行研究。
技术实现思路
技术问题本说明书致力于提供一种固体氧化物燃料电池，其包括阳极、阴极、和设置在阳极与阴极之间的电解质。技术方案本说明书的一个示例性实施方案提供了固体氧化物燃料电池，其包括：电池单元，所述电池单元包括阴极、阳极和设置在阴极与阳极之间的电解质层；第一隔离件，所述第一隔离件位于阴极的具有电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第一隔离件被供给空气；第二隔离件，所述第二隔离件位于阳极的具有电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第二隔离件被供给燃料；以及导电图案，所述导电图案沿第二隔离件的凹槽图案设置在阳极的面对第二隔离件的表面上，其中导电图案插入第二隔离件的凹槽图案。本说明书的另一个示例性实施方案提供了包括所述固体氧化物燃料电池作为单元电池的电池模块。有益效果根据本说明书，燃料电池具有电池单元和隔离件的电流电阻小的优点。本说明书的燃料电池具有电池性能良好的优点。附图说明图1为示出固体氧化物型燃料电池的发电原理的示意图。图2为示意性地示出包括燃料电池的电池模块的实例的图。图3为比较例中的固体氧化物燃料电池的垂直截面图。图4为根据本说明书的第一示例性实施方案的固体氧化物燃料电池的垂直截面图。图5为根据本说明书的第二示例性实施方案的固体氧化物燃料电池的垂直截面图。图6为比较例中作为阳极集流体的泡沫镍的表面的扫描电子显微镜(SEM)图像。图7为实施例中作为阳极集流体的泡沫镍的表面的SEM图像。图8为示出根据本专利技术的一个示例性实施方案的导电图案插入第二隔离件的凹槽图案的耦接截面图。图9为示出比较例中的薄层电阻测量结果的图。图10为示出实施例中的薄层电阻测量结果的图。图11为实施例和比较例中的I-V-P图。<附图标记说明>60：电池模块70：氧化剂供给单元80：燃料供给单元81：燃料箱82：泵100：电池单元200：第一隔离件210：第一隔离件的凹槽图案230：第一隔离件的突出图案250：第一隔离件的流动通道图案300：第二隔离件310：第二隔离件的凹槽图案330：第二隔离件的突出图案350：第二隔离件的流动通道图案400：导电图案500：阳极集流体600：阴极集流体700：附加导电图案具体实施方式在下文中，将详细地描述本说明书。本说明书提供了一种固体氧化物燃料电池，其包括：电池单元，所述电池单元包括阴极、阳极和设置在阴极与阳极之间的电解质层；第一隔离件，所述第一隔离件位于阴极的具有电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第一隔离件被供给空气；第二隔离件，所述第二隔离件位于阳极的具有电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第二隔离件被供给燃料；以及导电图案，所述导电图案沿第二隔离件的凹槽图案设置在阳极的面对第二隔离件的表面上，其中导电图案插入第二隔离件的凹槽图案。根据图4，本说明书提供了一种固体氧化物燃料电池，其包括：电池单元100，电池单元100包括阴极、阳极和设置在阴极与阳极之间的电解质层；第一隔离件200，第一隔离件200位于阴极的具有电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案210和突出图案230的流动通道图案250，第一隔离件200被供给空气；第二隔离件300，第二隔离件300位于阳极的具有电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案310和突出图案330的流动通道图案350，第二隔离件300被供给燃料；以及导电图案400，导电图案400沿第二隔离件的凹槽图案设置在阳极的面对第二隔离件的表面上，其中导电图案插入第二隔离件的凹槽图案。固体氧化物燃料电池还包括设置在阳极与第二隔离件之间的阳极集流体，其中导电图案可以形成在阳极集流体的面对第二隔离件的表面上。根据图4，固体氧化物燃料电池还包括设置在阳极与第二隔离件300之间的阳极集流体500，其中导电图案400可以形成在阳极集流体500的面对第二隔离件的表面上。第二隔离件的凹槽图案的平均线宽可以等于或小于导电图案的平均线宽。在本文中，第二隔离件300的凹槽图案310的宽度和导电图案400的宽度与图8中示出的那些相同。导电图案的孔隙率可以为30％或更大。导电图案可以用包含成孔剂(例如碳)的糊料来制备并且具有30％或更大的孔隙率。导电图案的平均高度可以等于或小于第二隔离件的凹槽图案的平均深度的一半。在本文中，第二隔离件300的凹槽图案310的深度和导电图案400的高度与图8中示出的那些相同。导电图案的电导率可以高于待接触的阳极的电导率，特别地，导电图案的电导率可以为400S/cm或更大。导电图案的电导率越高，其越好，因此，导电图案的电导率的上限没有限制。导电图案可以包含镍或镍氧化物(NiO)。固体氧化物燃料电池还可以包括设置在阴极与第一隔离件之间的阴极集流体。参照图4，固体氧化物燃料电池还可以包括设置在阴极与第一隔离件200之间的阴极集流体600。固体氧化物燃料电池还可以包括附加导电图案，所述附加导电图案沿第一隔离件的突出图案形成在阴极的面对第一隔离件的表面上，其中附加导电图案可以接触第一隔离件的突出图案的末端。根据图4，固体氧化物燃料电池还可以包括附加导电图案700，附加导电图案700沿第一隔离件200的突出图案230形成在阴极的面对第一隔离件200的表面上，其中附加导电图案700可以接触第一隔离件200的突出图案230的末端。固体氧化物燃料电池还可以包括附加导电图案，所述附加导电图案沿第一隔离件的凹槽图案形成在阴极的面对第一隔离件的表面上，其中附加导电图案可以插入第一隔离件的凹槽图案。根据图5，固体氧化物燃料电池还可以包括附加导电图案700，附加导电图案700沿第一隔离件200的凹槽图案210形成在阴极的面对第一隔离件200的表面上，其中附加导电图案700可以插入第一隔离件200的凹槽图案210。附加导电图案可以包含镧锶钴氧化物(LSC)。燃料电池的形式没有限制，例如，可以为硬币型、板型、圆筒型、喇叭型、纽扣型、片型或堆叠型。燃料电池可以特别地用作电动车辆、混合电动车辆、插入式混合电动车辆或电力储存装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体氧化物燃料电池，包括：电池单元，所述电池单元包括阴极、阳极和设置在所述阴极与所述阳极之间的电解质层；第一隔离件，所述第一隔离件位于所述阴极的具有所述电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第一隔离件被供给空气；第二隔离件，所述第二隔离件位于所述阳极的具有所述电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第二隔离件被供给燃料；以及导电图案，所述导电图案沿所述第二隔离件的所述凹槽图案设置在所述阳极的面对所述第二隔离件的表面上，其中所述导电图案插入所述第二隔离件的所述凹槽图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.28 KR 10-2016-01248081.一种固体氧化物燃料电池，包括：电池单元，所述电池单元包括阴极、阳极和设置在所述阴极与所述阳极之间的电解质层；第一隔离件，所述第一隔离件位于所述阴极的具有所述电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第一隔离件被供给空气；第二隔离件，所述第二隔离件位于所述阳极的具有所述电解质层的表面的相反表面上并且设置有具有凹槽图案和突出图案的流动通道图案，所述第二隔离件被供给燃料；以及导电图案，所述导电图案沿所述第二隔离件的所述凹槽图案设置在所述阳极的面对所述第二隔离件的表面上，其中所述导电图案插入所述第二隔离件的所述凹槽图案。2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，还包括：设置在所述阳极与所述第二隔离件之间的阳极集流体，其中所述导电图案形成在所述阳极集流体的面对所述第二隔离件的表面上。3.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池，其中所述第二隔离件的所述凹槽图案的平均线宽等于或小于所述导电图案的平均线宽。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任上赫，崔光郁，崔正美，许炼爀，卢泰敏，朴珖渊，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR