專利名稱：三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組的制作方法
技術領域：
本發明涉及電化學發電裝置領域，特別是涉及一種三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組。
背景技術：
固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種可以直接把燃料的化學能轉換為電能的發電裝置，具有高效、清潔和燃料來源廣泛等優點，因此在能源和環境問題的日益突出的今天越來越受到各國重視。SOFC的基本部件包括陰極、陽極、固體電解質、連接材料和密封材料等，所使用的燃料主要為氫氣、烴類和醇類等。單個SOFC在工作時所能達到的最高電壓約為IV，實際應用價值有限。因此必須把多個單電池串聯構成電池組或電池堆，用來獲得較高的輸出電壓和輸出功率以達到實際應用價值。目前，一般使用多個單電池依次堆迭、串聯形成電池組。這種設計可以得到較高的開路電壓和輸出功率。但是存在并排堆疊電池組的單位體積內空間利用率不高、穩定性不高、熱量損失較大的缺點；而且該結構中的流場較復雜，反應氣體不能均勻的到達各個單電池的陰極和陽極，導致電池性能受到影響，進而降低電池組的輸出電壓和輸出功率。
發明內容
本發明主要解決的技術問題是現有電池組單位體積內空間利用率不高、穩定性差、熱量損失較大的缺點，提供一種三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，能夠提高單位體積內電池組的發電效率，進而提高電池組的輸出電壓和輸出功率，此外還增強了電池組的整體穩定性，具有熱量損失較小的優點。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，包括三個單電池和連接體，所述連接體內嵌于每個單電池中，將相鄰兩個單電池的陰陽極進行連接，以串聯或并聯的方式構成穩定的三環組合結構， 所述每個單電池包括多孔燃料極層、多孔空氣極層、多孔支撐管和電解質層，所述多孔燃料極層一側表面固定電解質層，所述電解質層的另一側表面涂覆多孔空氣極層，所述多孔支撐管置于電池最內側，氣體沿著連接體作環式流動。在本發明一個較佳實施例中，所述單電池采用陽極支撐型、電解質支撐型或陰極支撐型。在本發明一個較佳實施例中，所述連接體的截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。在本發明一個較佳實施例中，所述連接體材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導電合金或氧化物導電陶瓷材料。本發明的有益效果是本發明采用三個單體電池組合，構成中心對稱的結構，具有(1)結構對稱性好、流場均勻、電池組性能穩定的優點；(2)電池組單位體積內的空間利用率較高，易獲得較高的輸出電壓和輸出功率；(3)電池組結構穩定、抗震性能較好，且電池組的整體熱量損失減小。
圖1是本發明三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組一較佳實施例的結構示意附圖中各部件的標記如下1、單電池，2、連接體，11、多孔燃料極層，12、電解質層，13、 多孔空氣極層，14、多孔支撐管。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。請參閱圖1，本發明實施例包括三個單電池1和連接體2，連接體2內嵌于每個單電池1中，將相鄰兩個單電池1的陰陽極進行連接，以串聯或并聯的方式構成穩定的三環組合結構，每個單電池ι包括多孔燃料極層11、多孔空氣極層13、多孔支撐管14和電解質層 12，多孔燃料極層11 一側表面固定電解質層12，電解質層12的另一側表面涂覆多孔空氣極層13，多孔支撐管14置于電池最內側，氣體沿著連接體2作環式流動。進一步，每個單電池1采用陽極支撐型、電解質支撐型或陰極支撐型，每個單電池 1的橫截面形狀為圓形，為管式固體氧化物燃料電池，能夠在高溫下進行工作。進一步，連接體2的截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。進一步，連接體2材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導電合金或氧化物導電陶瓷材料。區別于現有技術，本發明采用三個單體電池組合，采用連接體將相鄰兩個單電池的陰陽極進行連接，構成中心對稱的結構，使得單體電池間的氣體沿著連接體作環式流動， 具有結構對稱性好、流場均勻、電池組性能穩定的優點，而且電池組單位體積內的空間利用率較高，易獲得較高的輸出電壓和輸出功率，除此之外，電池組的結構穩定、抗震性能較好， 且電池組的整體熱量損失減小。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于，包括三個單電池和連接體，所述連接體內嵌于每個單電池中，將相鄰兩個單電池的陰陽極進行連接，以串聯的方式構成穩定的三環組合結構，所述每個單電池包括多孔燃料極層、多孔空氣極層、多孔支撐管和電解質層，所述多孔燃料極層一側表面固定電解質層，所述電解質層的另一側表面涂覆多孔空氣極層，所述多孔支撐管置于電池最內側，氣體沿著連接體作環式流動。
2.根據權利要求1所述的三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于， 所述單電池采用陽極支撐型、電解質支撐型或陰極支撐型。
3.根據權利要求1所述的三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于， 所述連接體的截面形狀為V型、U型、梯形或倒三角形。
4.根據權利要求1所述的三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，其特征在于， 所述連接體材料為耐高溫氧化還原的金屬材料、導電合金或氧化物導電陶瓷材料。
全文摘要
本發明公開了一種三環組合結構的管式固體氧化物燃料電池組，屬于電化學發電裝置領域，包括三個單電池和連接體，連接體內嵌于每個單電池中，將相鄰兩個單電池的陰陽極進行連接，以串聯的方式構成穩定的三環組合結構，每個單電池包括多孔燃料極層、多孔空氣極層、多孔支撐管和電解質層，多孔燃料極層一側表面固定電解質層，電解質層的另一側表面涂覆多孔空氣極層，多孔支撐管置于電池最內側，氣體沿著連接體作環式流動。通過上述方式，本發明能夠提高單位體積內電池組的發電效率和空間利用率，進而提高電池組的輸出電壓和輸出功率，此外還增強了電池組的整體穩定性，具有熱量損失較小的優點。
文檔編號H01M8/24GK102544565SQ20121007193
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月19日 優先權日2012年3月19日
發明者郭豐亮 申請人:郭豐亮