【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体氧化物电池测量，更具体地涉及一种平板型固体氧化物电池分区性能测试装置。
技术介绍
1、固体氧化物电池按照功能分为固体氧化物燃料电池sofc和固体氧化物电解池soec，作用原理互为逆反应，结构基本相同，都能够在600～800℃温度下实现电能和化学能的高效互相转换，且对环境无污染。
2、目前固体氧化物电池的材料选用相对稳定，以应用最广泛的平板式氢电极支撑固体氧化物电池为例，其为三明治结构，一侧的多孔氢电极常用镍-ysz的陶瓷金属混合材料，另一侧的多孔氧电极常用lsm、lscf等钙钛矿材料，中间的致密电解质层常采用ysz。为了满足商业化的实际应用需求，固体氧化物电池需要提供更高的反应电流，受到材料限制，在反应电流密度有限的情况下，必须制备更高面积的电池，进一步的为了获取更高的使用电压，常将多组电池串联堆叠装配成电堆。大尺寸的面积和堆叠的结构造成电池各部分的气体分布和电性能表现不均匀，严重影响了固体氧化物电池高效利用，制约着其商业化进程。因此如何快速有效评估电池分区性能成为亟需解决的技术难题。
3、cn112068019b公开了一种平板型sofc电流密度分布式端板测试结构及测试方法。其设置了阴极端板和阳极端板分别与sofc电池形成密闭腔体，在阴极端板和阳极端板设置多个电压测试通道，分别对应电池表面的多个区域。每个测试通道中串联了一个金属芯，金属芯与采样电阻并联，通过采样电阻将各区域收集到的电流转化为电压，根据多个电压的比例大小计算区域分配的电流数值。缺点是sofc运行的高温、高湿度的测试环境导致
4、cn103698706a公开了一种大面积平版型固体氧化物燃料电池电流分布的测量方法及装置。将大面积平板型固体氧化物燃料电池分割为若干个小电池，通过各个小电池的电流测量，表征整个电池的电流场分布情况。但对引线的布置方式和与装置其他部分的配合方式没有进一步的描述，另外在金属板和单电池之间填充密封材料，仅保证部分区域的密封绝缘，最终设计仍然面临引线与端板之间需要兼顾低温和高温区间气密性和绝缘的要求，装置制造困难，可靠性较差。
5、cn103018678b公开了一种固体氧化物测试系统，描述了电池阵列组内和组间的测试系统，但是由于测试参数的样品不同，阵列测试的结果对于单片电池分区性能没有实际意义。
6、大尺寸平板型固体氧化物电池分区性能的测试需要兼顾高温、高湿环境下电池两侧气体的密封和多个电池区域电信号的高效采集和导出，测试装置设计难度高。测试过程要求实现常温下易于操作的部件装配，并能够在600～800℃高温环境下封闭测试，装配和测试方式的精度要求较高，容错率极低。目前没有灵活可靠的方式实现大尺寸固体氧化物电池的分布性能测试的装置和方法。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的测试装置设计难度高等问题，本专利技术提供一种平板型固体氧化物电池分区性能测试装置。
2、根据本专利技术的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其包括电池、阴极组件和阳极组件，其中，阴极组件和阳极组件以电池的平面为对称面地位于电池的相对两侧，阴极组件和阳极组件分别包括端板、气体分布板、电信号引片、电流收集片、端板密封片、分离密封片和框型密封片，端板的面向电池的一侧开有端板凹槽，端板密封片和气体分布板容纳于端板凹槽中，电信号引片覆盖在气体分布板上且其分出的电压采集耳和电流采集耳越过端板的围绕着端板凹槽的凸起边缘伸出，分离密封片在凸起边缘上与电压采集耳和电流采集耳紧密配合，电流收集片覆盖在电信号引片的上方与电池接触，框型密封片在分离密封片的上方围绕着电流收集片设置。
3、优选地，电信号引片和电流收集片由延展性良好的金属提供，端板密封片、分离密封片和框型密封片由膨胀率良好的高温绝缘密封材料提供。
4、优选地，电信号引片为金、银或铂，高温绝缘密封材料为蛭石材料或云母。
5、优选地，阴极组件的电流收集片为泡沫银，阳极组件的电流收集片为泡沫镍。
6、优选地，电池为平板式固体氧化物电池片并包括测量区域和围绕着测量区域的边框，该测量区域设置于阴极组件和阳极组件的电流收集片之间，该边框设置于阴极组件和阳极组件的框型密封片之间。
7、优选地，测量区域具有独立测试的多个电池分区，电信号引片具有与电池分区对应的电信号分区，每个电信号分区分出电压采集耳和电流采集耳；对应于各电池分区，阴极组件的电压采集耳和阳极组件的电压采集耳之间的电势差为输出电压，阴极组件的电流采集耳和阳极组件的电流采集耳之间闭路状态下流通的电流值为输出电流。
8、优选地，气体分布板和电流收集片分别具有与电池分区对应的分区形状。
9、优选地，端板凹槽和端板密封片分别开有两个气孔，气体分布板的朝向电池的一面具有多条气道槽，进出气管通过气孔进入端板凹槽的气体受到气道槽的方向的控制以向电池的两面供给所需的燃料气体和空气。
10、优选地，端板密封片和气体分布板的厚度之和与端板凹槽的高度相同，电信号引片和分离密封片的厚度相等，框型密封片的厚度与电流收集片的厚度相同。
11、优选地，电信号引片、框型密封片、分离密封片和端板密封片的厚度均小于0.5mm。
12、根据本专利技术的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，能够兼顾电池的两侧气体密封和电池区域电信号高效采集和导出。
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1.一种平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，该平板型固体氧化物电池分区性能测试装置包括电池、阴极组件和阳极组件，其中，阴极组件和阳极组件以电池的平面为对称面地位于电池的相对两侧，阴极组件和阳极组件分别包括端板、气体分布板、电信号引片、电流收集片、端板密封片、分离密封片和框型密封片，端板的面向电池的一侧开有端板凹槽，端板密封片和气体分布板容纳于端板凹槽中，电信号引片覆盖在气体分布板上且其分出的电压采集耳和电流采集耳越过端板的围绕着端板凹槽的凸起边缘伸出，分离密封片在凸起边缘上与电压采集耳和电流采集耳紧密配合，电流收集片覆盖在电信号引片的上方与电池接触，框型密封片在分离密封片的上方围绕着电流收集片设置。
2.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电信号引片和电流收集片由延展性良好的金属提供，端板密封片、分离密封片和框型密封片由膨胀率良好的高温绝缘密封材料提供。
3.根据权利要求2所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电信号引片为金、银或铂，高温绝缘密封材料为蛭石材料或云母。
4.根据权
5.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电池为平板式固体氧化物电池片并包括测量区域和围绕着测量区域的边框，该测量区域设置于阴极组件和阳极组件的电流收集片之间，该边框设置于阴极组件和阳极组件的框型密封片之间。
6.根据权利要求5所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，测量区域具有独立测试的多个电池分区，电信号引片具有与电池分区对应的电信号分区，每个电信号分区分出电压采集耳和电流采集耳；对应于各电池分区，阴极组件的电压采集耳和阳极组件的电压采集耳之间的电势差为输出电压，阴极组件的电流采集耳和阳极组件的电流采集耳之间闭路状态下流通的电流值为输出电流。
7.根据权利要求6所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，气体分布板和电流收集片分别具有与电池分区对应的分区形状。
8.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，端板凹槽和端板密封片分别开有两个气孔，气体分布板的朝向电池的一面具有多条气道槽，进出气管通过气孔进入端板凹槽的气体受到气道槽的方向的控制以向电池的两面供给所需的燃料气体和空气。
9.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，端板密封片和气体分布板的厚度之和与端板凹槽的高度相同，电信号引片和分离密封片的厚度相等，框型密封片的厚度与电流收集片的厚度相同。
10.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电信号引片、框型密封片、分离密封片和端板密封片的厚度均小于0.5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，该平板型固体氧化物电池分区性能测试装置包括电池、阴极组件和阳极组件，其中，阴极组件和阳极组件以电池的平面为对称面地位于电池的相对两侧，阴极组件和阳极组件分别包括端板、气体分布板、电信号引片、电流收集片、端板密封片、分离密封片和框型密封片，端板的面向电池的一侧开有端板凹槽，端板密封片和气体分布板容纳于端板凹槽中，电信号引片覆盖在气体分布板上且其分出的电压采集耳和电流采集耳越过端板的围绕着端板凹槽的凸起边缘伸出，分离密封片在凸起边缘上与电压采集耳和电流采集耳紧密配合，电流收集片覆盖在电信号引片的上方与电池接触，框型密封片在分离密封片的上方围绕着电流收集片设置。
2.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电信号引片和电流收集片由延展性良好的金属提供，端板密封片、分离密封片和框型密封片由膨胀率良好的高温绝缘密封材料提供。
3.根据权利要求2所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电信号引片为金、银或铂，高温绝缘密封材料为蛭石材料或云母。
4.根据权利要求2所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，阴极组件的电流收集片为泡沫银，阳极组件的电流收集片为泡沫镍。
5.根据权利要求1所述的平板型固体氧化物电池分区性能测试装置，其特征在于，电池为平板式固体氧化物电池片并包括测量区域和围绕着测量区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建强，陆越，关成志，金盾，程付鹏，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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