一种平板式固体氧化物燃料电池堆制造技术

本实用新型专利技术涉及一种平板式固体氧化物燃料电池堆，包括至少一个电池单元，每一个电池单元包括至少一片单电池、上连接件、阳极集流网、阴极集流网和下连接件，相邻两电池单元上下堆叠且共用同一连接件；封接盖板和封接支撑板密封固定，上连接件、封接盖板、封接支撑板、下连接件均设有阳极进气孔和阳极出气孔。通过封接盖板和封接支撑板将单电池上下封接，完善了密封结构，无需在单电池上打孔，解决了串漏气问题，提高了电池堆的长期运行稳定性和寿命；且封接盖板和封接支撑板分别设置阳极进气孔和阳极出气孔，形成外歧管通气结构，单电池本身不打通气孔，避免了单电池打孔中产生的微裂纹，避免了因微裂纹的扩展而缩短电堆的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种平板式固体氧化物燃料电池堆
本技术涉及固体氧化物燃料电池领域，具体涉及一种平板式固体氧化物燃料电池堆。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，SOFC)发电系统是一种高效的能源转化装置，能将天然气、氢气、合成气等燃料中的化学能直接转化为电能，是一种可用于构建分布式发电系统的新型能源转化装置，具有很好的应用前景。电池堆是SOFC发电系统的核心部件，由多个电池片以及相应的附件组成，电化学转化在电池堆中完成。例如申请号为201210053953.5(公告号为：CN103296301A)的中国专利技术专利公开了《一种阳极支撑平板式固体氧化物燃料电池无压电堆》，其特征在于，包括：多个堆叠在一起的电池单元，其中，每一电池单元均包括：由下至上顺序设置的下连接件、阳极侧金属网、阳极支撑单电池、阴极侧金属网和上连接件；且阳极侧金属网和阴极侧金属网的四周均设置有间隔板，所述阳极侧金属网四周的间隔板通过密封材料与所述下连接件的阳极侧和阳极支撑单电池的阳极相连，所述阴极侧金属网四周的间隔板通过密封材料与所述上连接件的阴极侧和阳极支撑单电池的阴极相连；相邻两个电池单元之间共用同一连接件。该专利提供的平板式固体氧化物燃料电池堆，具有操作过程简单，方便系统集成等优点。但该电池堆在使用过程中存在串漏气、难以有效的堆叠集成等问题，因此需要解决密封、集成等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术，提供一种密封结构完善的平板式固体氧化物燃料电池堆，它无需在单电池上打孔，避免了单电池在打孔过程中产生微裂纹，避免了因微裂纹的扩展而缩短电池堆的寿命。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种平板式固体氧化物燃料电池堆，包括至少一个电池单元，每一个电池单元包括至少一片单电池，分别位于单电池上下方的上连接件和下连接件，和分别位于单电池上下表面、且位于上连接件和下连接件之间的阳极集流网和阴极集流网，相邻两个电池单元之间上下堆叠且共用同一连接件；所述上连接件的左右两侧的其中一侧设有第一阳极进气孔而另一侧设有第一阳极出气孔，该第一阳极进气孔通过上连接件表面的气体流道与第一阳极出气孔连通，所述上连接件上的燃料气穿过所述阳极集流网抵达所述单电池上表面，所述单电池上的燃料废气穿过所述阳极集流网抵达所述上连接件上表面、并且该燃料废气经所述第一阳极出气孔收集；所述下连接件设有与所述第一阳极进气孔相对的第四阳极进气孔和与所述第一阳极出气孔相对的第四阳极出气孔，其特征在于：还包括将所述单电池上下封接的封接单元，所述封接单元包括分别位于所述单电池上下两侧的封接盖板和封接支撑板，所述封接盖板和所述封接支撑板密封固定，使得所述单电池的四周边缘被该封接盖板和该封接支撑板密封住；所述上连接件和所述封接盖板密封固定，使得所述阳极集流网位于所述上连接件和所述单电池之间；所述下连接件和所述封接支撑板密封固定，使得所述阴极集流网位于所述下连接件和所述单电池之间；所述第一阳极进气孔和所述第一阳极出气孔分为位于所述上连接件的左右侧外边缘；所述封装盖板外侧边缘、所述封装支撑板外侧边缘和所述下连接件外侧边缘分别设有与所述第一阳极进气孔相对且依次连通的第二阳极进气孔、第三阳极进气孔和第四阳极进气孔，所述封装盖板外侧边缘、所述封装支撑板外侧边缘和所述下连接件外侧边缘分别设有与所述第一阳极出气孔相对且依次连通的第二阳极出气孔、第三阳极出气孔和第四阳极出气孔。为了利于电池堆阴极气体的流通与收集，所述上连接件的左右外侧边缘的其中一侧设有第一阴极进气孔而另一侧设有第一阴极出气孔，所述封接盖板外侧边缘、所述封接支撑板外侧边缘和所述下连接件外侧边缘分别设有与所述第一阴极进气孔相对且依次连通的第二阴极进气孔、第三阴极进气孔和第四阴极进气孔，所述封接盖板外侧边缘、所述封接支撑板外侧边缘和所述下连接件外侧边缘分别设有与所述第一阴极出气孔相对且依次连通的第二阴极出气孔、第三阴极出气孔和第四阴极出气孔；所述第四阴极进气孔通过下连接件表面的气体流道与所述第四阴极出气孔连通，所述下连接件上的阴极气体穿过所述阴极集流网抵达所述单电池下表面，所述单电池上的阴极废气穿过所述阴极集流网抵达所述下连接件上表面、并且该阴极废气经所述第四阴极出气孔收集。作为改进，所述第一阴极进气孔、所述第二阴极进气孔、所述第三阴极进气孔和所述第四阴极进气孔分别与所述第一阳极出气孔、第二阳极出气孔、第三阳极出气孔和第四阳极出气孔位于同一侧；所述第一阴极出气孔、所述第二阴极出气孔、所述第三阴极出气孔和所述第四阴极出气孔分别与所述第一阳极进气孔、第二阳极进气孔、第三阳极进气孔和第四阳极进气孔位于同一侧。优选地，所述封接盖板和所述封接支撑板通过玻璃胶密封连接。作为改进，所述下连接件位于电池堆最底端时，所述下连接件上不设置所述第四阴极进气口和所述第四阴极出气口，或者所述第四阴极进气口和所述第四阴极出气口被堵塞。为了形成窗口式结构，从而有利于大功率电池堆的集成，提高电池堆集成的功率密度，所述单电池具有多片，多片单电池位于同一水平面、且相邻两片单电池彼此不接触，上连接件、阳极集流网、封接盖板、封接支撑板、阴极集流网和下连接件的面积分别与多片单电池的面积适配，同一片单电池对应的所述第一阳极进气孔、所述第二阳极进气孔、所述第三阳极进气孔和所述第四阳极进气孔位置大小互相适配，同一片单电池对应的所述第一阳极出气孔、所述第二阳极出气孔、所述第三阳极出气孔和所述第四阳极出气孔位置大小互相适配。为了形成窗口式结构以便于集成，另外为了利于电池堆阴极气体的流通与收集，所述单电池具有多片，多片单电池位于同一水平面、且相邻两片单电池彼此不接触，上连接件、阳极集流网、封接盖板、封接支撑板、阴极集流网和下连接件的面积分别与多片单电池的面积适配，同一片单电池对应的所述第一阴极进气孔、所述第二阴极进气孔、所述第三阴极进气孔和所述第四阴极进气孔位置大小互相适配，同一片单电池对应的所述第一阴极出气孔、所述第二阴极出气孔、所述第三阴极出气孔和所述第四阴极出气孔位置大小互相适配。作为改进，所述单电池包括阳极支撑单电池，或电解质支撑单电池。优选地，所述封接盖板采用不锈钢制成的整体件。优选地，所述封接支撑板采用不锈钢制成的整体件。与现有技术相比，本技术的优点在于：通过封接盖板和封接支撑板将单电池上下封接，完善了密封结构，无需在单电池上打孔，能够防止单电池边缘被氧化，解决了串漏气问题，提高了电池堆的长期运行稳定性和寿命；同时，封接盖板上设有第二阳极进气孔和第二阳极出气孔，封接支撑板设有第三阳极进气孔和第三阳极出气孔，单电池本身没有设置通气孔，这样通气管由内歧管改为外歧管，避免了单电池在打孔过程中产生微裂纹，避免了因微裂纹的扩展而缩短电堆的寿命。在改进的方案中，封接盖板上设有第二阴极进气孔和第二阴极出气孔，封接支撑板还设有第三阴极进气孔和第三阴极出气孔，有利于电池堆阴极气体的流通与收集；通过设置多片单电池，形成窗口式结构，有利于电池堆的集成。附图说明图1为本技术实施例一(一个电池单元，一片单电池，通气孔为两孔式结构)的示意图；图2为图1中封接盖板的示意图；图3为图1中封接支撑板的示意图；图4为图1中下连接件的示意图；图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平板式固体氧化物燃料电池堆，包括至少一个电池单元，每一个电池单元包括至少一片单电池(4)，分别位于单电池(4)上下方的上连接件(1)和下连接件(7)，和分别位于单电池(4)上下表面、且位于上连接件(1)和下连接件(7)之间的阳极集流网(2)和阴极集流网(6)，相邻两个电池单元之间上下堆叠且共用同一连接件；所述上连接件(1)的左右两侧的其中一侧设有第一阳极进气孔(8a)而另一侧设有第一阳极出气孔(9a)，该第一阳极进气孔(8a)通过上连接件(1)表面的气体流道与第一阳极出气孔(9a)连通，所述上连接件(1)上的燃料气穿过所述阳极集流网(2)抵达所述单电池(4)上表面，所述单电池(4)上的燃料废气穿过所述阳极集流网(2)抵达所述上连接件(1)上表面、并且该燃料废气经所述第一阳极出气孔(9a)收集；所述下连接件(7)设有与所述第一阳极进气孔(8a)相对的第四阳极进气孔(8d)和与所述第一阳极出气孔(9a)相对的第四阳极出气孔(9d)，其特征在于：还包括将所述单电池(4)上下封接的封接单元，所述封接单元包括分别位于所述单电池(4)上下两侧的封接盖板(3)和封接支撑板(5)，所述封接盖板(3)和所述封接支撑板(5)密封固定，使得所述单电池(4)的四周边缘被该封接盖板(3)和该封接支撑板(5)密封住；所述上连接件(1)和所述封接盖板(3)密封固定，使得所述阳极集流网(2)位于所述上连接件(1)和所述单电池(4)之间；所述下连接件(7)和所述封接支撑板(5)密封固定，使得所述阴极集流网(6)位于所述下连接件(7)和所述单电池(4)之间；所述第一阳极进气孔(8a)和所述第一阳极出气孔(9a)分别位于所述上连接件(1)的左右外侧边缘；所述封接盖板(3)外侧边缘、所述封接支撑板(5)外侧边缘和所述下连接件(7)外侧边缘分别设有与所述第一阳极进气孔(8a)相对且依次连通的第二阳极进气孔(8b)、第三阳极进气孔(8c)和第四阳极进气孔(8d)，所述封接盖板(3)外侧边缘、所述封接支撑板(5)外侧边缘和所述下连接件(7)外侧边缘分别设有与所述第一阳极出气孔(9a)相对且依次连通的第二阳极出气孔(9b)、第三阳极出气孔(9c)和第四阳极出气孔(9d)。...

【技术特征摘要】
1.一种平板式固体氧化物燃料电池堆，包括至少一个电池单元，每一个电池单元包括至少一片单电池(4)，分别位于单电池(4)上下方的上连接件(1)和下连接件(7)，和分别位于单电池(4)上下表面、且位于上连接件(1)和下连接件(7)之间的阳极集流网(2)和阴极集流网(6)，相邻两个电池单元之间上下堆叠且共用同一连接件；所述上连接件(1)的左右两侧的其中一侧设有第一阳极进气孔(8a)而另一侧设有第一阳极出气孔(9a)，该第一阳极进气孔(8a)通过上连接件(1)表面的气体流道与第一阳极出气孔(9a)连通，所述上连接件(1)上的燃料气穿过所述阳极集流网(2)抵达所述单电池(4)上表面，所述单电池(4)上的燃料废气穿过所述阳极集流网(2)抵达所述上连接件(1)上表面、并且该燃料废气经所述第一阳极出气孔(9a)收集；所述下连接件(7)设有与所述第一阳极进气孔(8a)相对的第四阳极进气孔(8d)和与所述第一阳极出气孔(9a)相对的第四阳极出气孔(9d)，其特征在于：还包括将所述单电池(4)上下封接的封接单元，所述封接单元包括分别位于所述单电池(4)上下两侧的封接盖板(3)和封接支撑板(5)，所述封接盖板(3)和所述封接支撑板(5)密封固定，使得所述单电池(4)的四周边缘被该封接盖板(3)和该封接支撑板(5)密封住；所述上连接件(1)和所述封接盖板(3)密封固定，使得所述阳极集流网(2)位于所述上连接件(1)和所述单电池(4)之间；所述下连接件(7)和所述封接支撑板(5)密封固定，使得所述阴极集流网(6)位于所述下连接件(7)和所述单电池(4)之间；所述第一阳极进气孔(8a)和所述第一阳极出气孔(9a)分别位于所述上连接件(1)的左右外侧边缘；所述封接盖板(3)外侧边缘、所述封接支撑板(5)外侧边缘和所述下连接件(7)外侧边缘分别设有与所述第一阳极进气孔(8a)相对且依次连通的第二阳极进气孔(8b)、第三阳极进气孔(8c)和第四阳极进气孔(8d)，所述封接盖板(3)外侧边缘、所述封接支撑板(5)外侧边缘和所述下连接件(7)外侧边缘分别设有与所述第一阳极出气孔(9a)相对且依次连通的第二阳极出气孔(9b)、第三阳极出气孔(9c)和第四阳极出气孔(9d)。2.根据权利要求1所述的电池堆，其特征在于：所述上连接件(1)的左右外侧边缘的其中一侧设有第一阴极进气孔(10a)而另一侧设有第一阴极出气孔(11a)，所述封接盖板(3)外侧边缘、所述封接支撑板(5)外侧边缘和所述下连接件(7)外侧边缘分别设有与所述第一阴极进气孔(10a)相对且依次连通的第二阴极进气孔(10b)、第三阴极进气孔(10c)和第四阴极进气孔，所述封接盖板(3)外侧边缘、所述封接支撑板(5)外侧边缘和所述下连接件(7)外侧边缘分别设有与所述第一阴极出气孔(11a)相对且依次连通的第二阴极出气孔(11b)、第三阴极出气孔(11c)和第四阴极出气孔；所述第四阴极进气孔通过下连接件(7)表面的气体流道与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蔚国，何长荣，陈涛，彭军，翟惠娟，覃朝晖，马晓，姜松林，
申请(专利权)人：宁波索福人能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33