CN211125832U - 一种平板式复合型固体氧化物燃料电池 - Google Patents

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Abstract

一种平板式复合型固体氧化物燃料电池，包括从下往上依次设置的阳极金属盖板、阳极金属夹板、单电池、阴极金属夹板、和阴极金属盖板，阳极金属夹板和阴极金属夹板呈中空结构，单电池容纳在中空结构中通过阳极金属夹板和阴极金属夹板密封固定，阳极金属盖板相对于单电池的一侧设有供阳极气体通气的阳极气体流道，阳极金属盖板的另一侧是光面，阴极金属盖板相对于单电池的一侧设有供阴极气体通气的阴极气体流道，阴极金属盖板的另一侧是光面。本实用新型结构简单，电池密封性好，解决了电池串漏气的问题，提高了电池长期运行稳定性，同时有利于电池堆的集成制造。

Description

一种平板式复合型固体氧化物燃料电池
技术领域
本实用新型涉及固体氧化物燃料电池技术领域，具体涉及一种平板式复合型固体氧化物燃料电池。
背景技术
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)是一种高效的电化学发电装置，发电原料为天然气、氢气等燃气，具有良好的商业应用前景。
就目前而言，固体氧化物燃料电池一般分为电解质支撑电池(第一代)、阳极支撑电池(第二代)、金属基支撑电池(第三代)等。其中电解质支撑电池和阳极支撑电池都是陶瓷基体。
经查，现有专利号为201820917507.7的中国专利《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。该结构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。但是结构比较复杂，一个电池单元需要单电池、上连接件、阳极集流、封接盖板网、封接支撑板、阴极集流网和下连接件共七层进行密封，装配也很不方便，在结构上还需进一步改进。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构简单、稳定性好的平板式复合型固体氧化物燃料电池。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：该复合型固体氧化物燃料电池包括从下往上依次设置的阳极金属盖板、阳极金属夹板、单电池、阴极金属夹板、和阴极金属盖板，阳极金属夹板和阴极金属夹板呈中空结构，单电池容纳在阳极金属夹板和阴极金属夹板的中空结构中通过阳极金属夹板和阴极金属夹板夹紧固定，阳极金属盖板和单电池接触的一侧设有供阳极气体通气的阳极气体流道，阳极金属盖板的另一侧是光面，阴极金属盖板和单电池接触的一侧设有供阴极气体通气的阴极气体流道，阴极金属盖板的另一侧是光面。
作为改进，所述阳极金属盖板相对于单电池的一侧设有与阳极金属夹板的中空结构相对应的凹面，阳极气体流道布设在凹面中，阴极金属盖板相对于单电池的一侧设有与阴极金属夹板的中空结构相对应的凹面，阴极气体流道布设在凹面中。
再改进，所述阳极金属盖板的左右两侧分别设有与阳极气体流道相连通的阳极气体通气孔，阳极金属夹板、阴极金属夹板和阴极金属盖板的左右两侧分别设有对应的阳极气体通气孔，阳极气体从一侧的阳极气体通气孔进入，从另一侧阳极气体通气孔出去。
再改进，所述阴极金属盖板的左右两侧分别设有与阴极气体流道相连通的阴极气体通气孔，阳极金属盖板、阳极金属夹板和阴极金属夹板的左右外侧分别设有对应的阴极气体通气孔，阴极气体从一侧的阴极气体通气孔进入，从另一侧的阴极气体通气孔出去。
进一步，所述阳极金属盖板与阳极金属夹板之间用密封胶密封粘接，阳极金属夹板与阴极金属夹板之间用密封胶密封粘接；阴极金属夹板与阴极金属盖板之间用密封胶密封粘接。
再进一步，所述阳极金属夹板上和阴极金属夹板接触的一侧喷涂有作为绝缘的陶瓷涂层。
最后，所述单电池为一片，或者多片单电池平铺组成窗口式结构。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：除陶瓷电池片外，金属盖板、金属夹板也作为基本结构与陶瓷电池片集成在一起，共同组成复合型电池，单电池具有外歧管结构，可以只包含一片单电池，也可以由多片单电池平铺组成窗口式结构。本实用新型结构简单，电池密封性好，解决了电池串漏气的问题，提高了电池长期运行稳定性，同时有利于电池堆的集成制造。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为图1的分解图；
图3为本实用新型实施例2的结构示意图；
图4为图3的分解图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
如图1、2所示，一种平板式复合型固体氧化物燃料电池，该复合型固体氧化物燃料电池的单电池3为一片，包括从下往上依次设置的阳极金属盖板1、阳极金属夹板2、单电池3、阴极金属夹板4和阴极金属盖板5，阳极金属盖板1和单电池3接触的一侧设有供阳极气体通气的阳极气体流道10，阳极金属盖板1的另一侧是光面，阴极金属盖板5和单电池3接触的一侧设有供阴极气体通气的阴极气体流道，阴极金属盖板5另一侧是光面，阳极金属夹板2和阴极金属夹板4呈中空结构，中空部分供容纳单电池3所用，单电池3容纳在阳极金属夹板2和阴极金属夹板4的中空结构中通过阳极金属夹板2和阴极金属夹板4夹紧固定。阳极金属盖板1相对于单电池3的一侧设有与阳极金属夹板2的中空结构相对应的凹面12，阳极气体流道10布设在凹面12中，阴极金属夹板5相对于单电池3的一侧设有与阴极金属夹板4的中空结构相对应的凹面，阴极气体流道布设在凹面中。单电池3为陶瓷电池片，阳极金属盖板1的左右两侧分别设有与阳极气体流道10相连通的阳极气体通气孔11，阳极金属夹板2、阴极金属夹板4和阴极金属盖板5的左右两侧分别设有对应的阳极气体通气孔21、41和51，阳极气体从阳极气体通气孔的一侧进入，从阳极气体通气孔另一侧出去。阴极金属盖板5的左右外侧分别设有与阴极气体流道相连通的阴极气体通气孔52，阳极金属夹板2、阴极金属夹板4和阴极金属盖板5的左右外侧分别设有对应的阴极气体通气孔22、42和52，阴极气体通气孔22、42、和52设计为长条形，阴极气体从阴极气体通气孔的一侧进入，从阴极气体通气孔另一侧出去。阳极金属盖板1与阳极金属夹板2之间用密封胶密封粘接，阳极金属夹板2与阴极金属夹板4之间用密封胶密封粘接；阴极金属夹板4与阴极金属盖板5之间用密封胶密封粘接；阳极金属夹板2上和阴极金属夹板4接触的一侧喷涂有作为绝缘的陶瓷涂层。
本实施例为一个电池单元100，可以按本实施例结构扩展至上下堆叠的多个电池单元100，组成具有多个电池单元100的电池堆。
实施例2
如图3、4所示，一种平板式复合型固体氧化物燃料电池，与实施例1的区别在于单电池3为四片，通常是相同的四片，单电池3平铺组成窗口式结构。四片单电池3位于同一平面、且相邻两片单电池3不接触，阳极金属盖板1、阳极金属夹板2、阴极金属夹板4和阴极金属盖板5的大小与四片单电池3相适配，阳极金属夹板2和阴极金属夹板4开有四个中空结构与单电池3配合，阳极金属盖板1、阳极金属夹板2、阴极金属夹板4和阴极金属盖板5上均设有阳极气体通气孔11、21、41、51和阴极气体通气孔22、42和52，装配后组成具有四个单电池3的电池单元200。
可以按本实施例结构扩展至上下堆叠的多个电池单元200，组成具有多个电池单元200的电池堆。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：该复合型固体氧化物燃料电池包括从下往上依次设置的阳极金属盖板、阳极金属夹板、单电池、阴极金属夹板、和阴极金属盖板，阳极金属夹板和阴极金属夹板呈中空结构，单电池容纳在阳极金属夹板和阴极金属夹板的中空结构中通过阳极金属夹板和阴极金属夹板夹紧固定，阳极金属盖板相对于单电池的一侧设有供阳极气体通气的阳极气体流道，阳极金属盖板的另一侧是光面，阴极金属盖板相对于单电池的一侧设有供阴极气体通气的阴极气体流道，阴极金属盖板的另一侧是光面。
2.根据权利要求1所述的平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极金属盖板相对于单电池的一侧设有与阳极金属夹板的中空结构相对应的凹面，阳极气体流道布设在凹面中，阴极金属盖板相对于单电池的一侧设有与阴极金属夹板的中空结构相对应的凹面，阴极气体流道布设在凹面中。
3.根据权利要求2所述的平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极金属盖板的左右两侧分别设有与阳极气体流道相连通的阳极气体通气孔，阳极金属夹板、阴极金属夹板和阴极金属盖板的左右两侧分别设有对应的阳极气体通气孔，阳极气体从一侧的阳极气体通气孔进入，从另一侧阳极气体通气孔出去。
4.根据权利要求3所述的平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阴极金属盖板的左右两侧分别设有与阴极气体流道相连通的阴极气体通气孔，阳极金属盖板、阳极金属夹板和阴极金属夹板的左右外侧分别设有对应的阴极气体通气孔，阴极气体从一侧的阴极气体通气孔进入，从另一侧的阴极气体通气孔出去。
5.根据权利要求1或2或3所述的平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极金属盖板与阳极金属夹板之间用密封胶密封粘接，阳极金属夹板与阴极金属夹板之间用密封胶密封粘接，阴极金属夹板与阴极金属盖板之间用密封胶密封粘接。
6.根据权利要求1或2或3所述的平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述阳极金属夹板上和阴极金属夹板接触的一侧喷涂有作为绝缘的陶瓷涂层。
7.根据权利要求1或2或3所述的平板式复合型固体氧化物燃料电池，其特征在于：所述单电池为一片，或者多片单电池平铺组成窗口式结构。
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