一种高效单流道燃料电池堆制造技术

本发明专利技术涉及固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种高效单流道燃料电池堆，第一阳极流道和第二阳极流道呈交错分布，且第一阳极流道和第二阳极流道中气体流动方向相反；第一阴极流道和第二阴极流道呈交错分布，且第一阴极流道和第二阴极流道中气体流动方向相反；相邻的阳极流道中气体流动方向与阴极流道中气体流动方向相反。本方案采用了单流道对流模式，即相邻的两个流道中的气体的流动方向是相反的，这就使得电池的两侧间隔分布有多个进气口和出气口，并且相邻的燃料流道和空气流道中气体的流向也是相反的，可以最大限度地减小电堆内部的温差，提高电堆的一致性和性能，减少热应力，从而提高电堆寿命。从而提高电堆寿命。从而提高电堆寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高效单流道燃料电池堆


[0001]本专利技术涉及固体氧化物燃料电池
，具体涉及一种高效单流道燃料电池堆。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池（S0FC）具有燃料适应性广、能量转化率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，可以直接使用氢气、一氧化碳、天然气、液化气、煤气及生物质能等多种碳氢燃料。在大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源，都有广阔的应用前景。
[0003]SOFC单体主要组成部分由电解质、阳极、阴极和连接体组成，其中阳极通入燃料，阴极通入空气，两极气体在催化剂和电解质的作用下发生电化学反应放电，同时也放出大量的热，未参与反应的气体和生成的气体将热量从电堆中带出，现有的电堆中，阳极处的多个燃料流道方向相同，而阴极处的多个空气流道方向也是相同的，从而使电堆出口温度大于进口温度，电堆位于出气口附近的温度高于进气口的温度，而不同的温度会造成不同的反应速率，使电堆一致性和性能变差。当温差过大时电堆内部各组成部件会产生热应力，破坏电堆密封材料结构，严重时甚至会发生电堆内的气体泄漏，引起燃烧、爆炸、中毒等危险。

技术实现思路

[0004]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种高效单流道燃料电池堆，能够有效解决现有技术电堆出口温度大于进口温度，不同的温度会造成不同的反应速率，使电堆一致性和性能变差的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：本专利技术提供一种高效单流道燃料电池堆，包括电池本体，所述电池本体包括阳极板、阴极板和电解质，还包括第一连接板，位于阳极板一侧，所述第一连接板靠近阳极板一侧开设有阳极流道，所述阳极流道包括第一阳极流道和第二阳极流道，且第一阳极流道和第二阳极流道呈交错分布，所述第一阳极流道和第二阳极流道中通入燃料，且第一阳极流道和第二阳极流道中气体流动方向相反；第二连接板，位于阴极板一侧，所述第二连接板靠近阴极板一侧开设有阴极流道，所述阴极流道包括第一阴极流道和第二阴极流道，且第一阴极流道和第二阴极流道呈交错分布，所述第一阴极流道和第二阴极流道中通入空气，且第一阴极流道和第二阴极流道中气体流动方向相反；相邻的所述阳极流道中气体流动方向与阴极流道中气体流动方向相反。
[0006]进一步地，所述阳极流道均呈梯形状，且阳极流道的进气口尺寸大于出气口尺寸，所述阴极流道均呈梯形状，且阴极流道的进气口尺寸大于出气口尺寸。
[0007]进一步地，每个所述阳极流道和阴极流道靠近进气口的内壁上均固定安装有多个阻流板，且阻流板呈交错分布。
[0008]进一步地，所述阻流板采用铁素体不锈钢制备。
[0009]进一步地，所述阳极流道和阴极流道中的内壁上均开设有平衡流道，所述平衡流道的进气口位于靠近阳极流道或者阴极流道的进气口一侧，所述平衡流道的出气口位于靠近阳极流道或者阴极流道的出气口一侧。
[0010]进一步地，所述平衡流道的进气口尺寸大于出气口的尺寸。
[0011]进一步地，所述平衡流道的进气口处的内壁上开设有收纳槽，所述收纳槽中滑动安装有挡板，靠近所述平衡流道的进气口处设有第一空腔，靠近所述平衡流道的出气口处设有第二空腔，所述第一空腔和第二空腔之间连接有连接孔，所述第一空腔中设有活塞，所述活塞靠近平衡流道进气口一侧设有连接杆，所述连接杆活动贯穿第一空腔并延伸至平衡流道中，所述连接杆一端固定安装在挡板上，所述连接杆上套设有复位弹簧。
[0012]进一步地，所述挡板采用二氧化硅或氧化铝制备。
[0013]本专利技术提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：相比于现有技术，本方案采用了单流道对流模式，即相邻的两个流道中的气体的流动方向是相反的，这就使得电池的两侧间隔分布有多个进气口和出气口，并且相邻的燃料流道和空气流道中气体的流向也是相反的，可以最大限度地减小电堆内部的温差，提高电堆的一致性和性能，减少热应力，从而提高电堆寿命。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术的整体示意图；图2为本专利技术中第二连接板的结构示意图；图3为本专利技术的正视图；图4为本专利技术中第二连接板的气体流向图；图5为本专利技术中第一连接板的侧面剖视图；图6为图5中A部分结构的放大图。
[0016]图中的标号分别代表：1、阳极板；2、阴极板；3、电解质；4、第一连接板；5、第二连接板；6、第一阳极流道；7、第二阳极流道；8、第一阴极流道；9、第二阴极流道；10、阻流板；11、平衡流道；12、第一空腔；13、第二空腔；14、连接孔；15、活塞；16、连接杆；17、复位弹簧；18、挡板；19、收纳槽。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0019]实施例：一种高效单流道燃料电池堆，包括电池本体，电池本体包括阳极板1、阴极
板2和电解质3，其中阳极通入燃料，阴极通入空气，两极气体在催化剂和电解质3的作用下发生电化学反应放电，同时也放出大量的热，未参与反应的气体和生成的气体将热量从电堆中带出，现有的电堆中，阳极处的多个燃料流道方向相同，而阴极处的多个空气流道方向也是相同的，从而使电堆出口温度大于进口温度，电堆位于出气口附近的温度高于进气口的温度，而不同的温度会造成不同的反应速率，使电堆一致性和性能变差，针对上述问题，本方案采用了单流道对流模式，可以最大限度地减小电堆内部的温差，提高电堆的一致性和性能，减少热应力，从而提高电堆寿命，具体的方案如下：参考图1
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图4：第一连接板4，位于阳极板1一侧，第一连接板4靠近阳极板1一侧开设有阳极流道，阳极流道包括第一阳极流道6和第二阳极流道7，且第一阳极流道6和第二阳极流道7呈交错分布（如图1所示），第一阳极流道6和第二阳极流道7中通入燃料，且第一阳极流道6和第二阳极流道7中气体流动方向相反；第二连接板5，位于阴极板2一侧，第二连接板5靠近阴极板2一侧开设有阴极流道，阴极流道包括第一阴极流道8和第二阴极流道9，且第一阴极流道8和第二阴极流道9呈交错分布（如图1所示），第一阴极流道8和第二阴极流道9中通入空气，且第一阴极流道8和第二阴极流道9中气体流动方向相反（如图4所示）；上述的第一连接板4和第二连接板5材质和尺寸均相同，采用铁素体不锈钢（Fe
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效单流道燃料电池堆，包括电池本体，所述电池本体包括阳极板（1）、阴极板（2）和电解质（3），其特征在于，还包括：第一连接板（4），位于阳极板（1）一侧，所述第一连接板（4）靠近阳极板（1）一侧开设有阳极流道，所述阳极流道包括第一阳极流道（6）和第二阳极流道（7），且第一阳极流道（6）和第二阳极流道（7）呈交错分布，所述第一阳极流道（6）和第二阳极流道（7）中通入燃料，且第一阳极流道（6）和第二阳极流道（7）中气体流动方向相反；第二连接板（5），位于阴极板（2）一侧，所述第二连接板（5）靠近阴极板（2）一侧开设有阴极流道，所述阴极流道包括第一阴极流道（8）和第二阴极流道（9），且第一阴极流道（8）和第二阴极流道（9）呈交错分布，所述第一阴极流道（8）和第二阴极流道（9）中通入空气，且第一阴极流道（8）和第二阴极流道（9）中气体流动方向相反；其中，相邻的所述阳极流道中气体流动方向与阴极流道中气体流动方向相反。2.根据权利要求1所述的一种高效单流道燃料电池堆，其特征在于，所述阳极流道均呈梯形状，且阳极流道的进气口尺寸大于出气口尺寸，所述阴极流道均呈梯形状，且阴极流道的进气口尺寸大于出气口尺寸。3.根据权利要求1所述的一种高效单流道燃料电池堆，其特征在于，每个所述阳极流道和阴极流道靠近进气口的内壁上均固定安装有多个阻流板（10），且阻流板（10）呈交错分布。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继红，王梅，杨润农，
申请(专利权)人：广东佛燃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：