[发明专利]具有横向分段的燃料电池的燃料电池管

说明书

本公开的各种实施方案提供了一种燃料电池管，其包括一个或多个横向分段的燃料电池，每个燃料电池包括彼此电隔离的多个燃料电池部分。当组装成燃料电池堆时，管互连件经由它们各自的横向分段的燃料电池电连接至相邻的燃料电池管。使用横向分段的燃料电池来产生燃料电池管至燃料电池管的电连接能够实现对相邻的燃料电池管之间的电连接的更精确的测试。

技术领域

本公开涉及燃料电池管。更具体地，本公开涉及包括一个或多个横向分段的燃料电池的燃料电池管。

背景技术

燃料电池是通过使燃料氧化而生产电能的电化学转换装置。燃料电池可以是电化学活泼的燃料电池和电化学不活泼的燃料电池(即，模拟电池)中的一种。电化学活泼的燃料电池通常包括阳极、阴极和位于阳极与阴极之间的电解质。燃料电池管通常包括布置在基底上并经由主互连件而彼此串联地电连接的多个燃料电池。燃料电池堆通常包括经由管互连件而彼此串联地电连接的多个燃料电池管。燃料电池系统包括彼此串联地电连接的多个燃料电池堆和被配置为向燃料电池的阳极提供燃料和向燃料电池的阴极提供氧化剂的若干组件。氧化剂中的氧在阴极处被还原成氧离子，其通过电解质层扩散到阳极中。燃料在阳极处被氧化，这释放出流过电负载的电子。

发明内容

本公开的各种实施方案提供了一种燃料电池管，其包括一个或多个横向分段的电化学活泼的燃料电池或模拟电池，每个电池包括彼此电隔离的横向的电化学活泼的燃料电池或模拟电池部分，使得不存在跨越管宽度的连续的电通路。当组装成燃料电池堆时，管互连件经由它们各自的横向分段的燃料电池电连接至相邻的燃料电池管。使用横向分段的电化学活泼的燃料电池或模拟电池产生燃料电池管至燃料电池管的电连接能够实现对相邻的燃料电池管之间的电连接的更精确的测试。

在一些实例中，分段串联(segmented-in-series)的固体氧化物燃料电池系统包括第一燃料电池管、第二燃料电池管和第一管互连件。第一燃料电池管可以包括基底，其具有第一末端和相对的第二末端、在第一和第二末端之间延伸的第一主表面以及在第一和第二末端之间延伸的第二相对主表面。第一燃料电池管还可以包括布置在第一主表面上的多个燃料电池，每个燃料电池跨越第一主表面横向延伸，且被定位在第一和第二末端之间。在一些实例中，第一主表面上的多个燃料电池中的最接近第一末端的第一选定燃料电池是横向分段的，使得第一选定燃料电池的第一横向末端与第一选定燃料电池的第二横向末端是电隔离的。在一些实例中，燃料电池管可以包括“模拟”电池，即，仅包括阴极层或者阴极层与阴极集电器层的电池。在一些实例中，多个燃料电池中的内部选定燃料电池是邻近第一选定燃料电池的燃料电池。多个燃料电池中的内部选定燃料电池可以是横向分段的，使得内部选定燃料电池的第一横向末端与内部选定燃料电池的第二横向末端是电隔离的。

第二燃料电池管可以包括基底，其具有第一末端和相对的第二末端、在第一和第二末端之间延伸的第一主表面以及在第一和第二末端之间延伸的第二相对主表面。第二燃料电池管还可以包括布置在第一主表面上的多个燃料电池，每个燃料电池跨越第一主表面横向延伸，且被定位在第一和第二末端之间。在一些实例中，第一主表面上的多个燃料电池中的最接近第二末端的第一选定燃料电池是横向分段的，使得第一选定燃料电池的第一横向末端与第一选定燃料电池的第二横向末端是电隔离的。在一些实例中，燃料电池管可以包括“模拟”电池，即，仅包括阴极层或者阴极层与阴极集电器层的电池。

分段串联的固体氧化物燃料电池系统还可以包括第一管互连件，其将第一燃料电池管的第一选定燃料电池的第一横向末端电连接至第二燃料电池管的第一选定燃料电池的第二横向末端。