[实用新型]微管式固体氧化物燃料电池装置

说明书

本实用新型提供了一种微管式固体氧化物燃料电池装置，包括电池堆结构及围绕所述电池堆结构周围设置的盖板结构；电池堆结构包括多个层叠设置的电池堆单元，每个电池堆单元均包括支撑基板，设于支撑基板上的电池组及与电池组固定连接的第一电路板及第二电路板，电池组包括多个在支撑基板上平行排布的微管式固体氧化物燃料电池，每个微管式固体氧化物燃料电池均设有用于供气体流通的中空部；第一盖板组件与电池堆单元之间的空隙组成第一气流腔，第一气流腔用于供第一气体流通；第二盖板组件与多个微管式固体氧化物燃料电池的中空部组成第二气流腔，第二气流腔用于供第二气体流通。

技术领域

本实用新型涉及固体氧化物燃料电池领域，尤其涉及一种微管式固体氧化物燃料电池装置。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)属于新一代燃料电池技术，使用固态离子导体作为电解质，拥有约60％的转化效率，可以使用多种燃料，例如天然气、沼气、煤气、甲烷等，对燃料的适应性强；可用于固定电站、家庭电源、船舶动力、汽车动力、空间宇航和其他许多领域。因采用全固态电池结构，避免了使用液态电解质带来的腐蚀和电解液流失，抗硫性强，是未来比较有前景的一种技术路线。

固体氧化物燃料电池堆的发展自1930年以来，出现了多种电池堆的设计方式，主要集中于平板式电池堆和管式电池堆两种结构。平板式SOFC具有功率密度高、制备工艺简单、制备成本低等优点，但热循环和长期稳定性较差，抗氧化还原稳定性和高温密封等一直是制约平板式SOFC产业化发展的难题。管式SOFC目前已在世界上示范运行了多台百千瓦级系统，表现出良好的长期稳定性，将管式SOFC微型化，不仅弥补了传统大管径SOFC的缺点，具有启动快、热循环性能好且体积功率密度大等优点，但由于微管式SOFC强度不够高、管径和长度都较小，使得微管SOFC制备比较困难，限制了微管SOFC的产业化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微管式固体氧化物燃料电池装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型一实施方式提供一种微管式固体氧化物燃料电池装置，包括电池堆结构及围绕所述电池堆结构周围设置的盖板结构；所述电池堆结构包括多个层叠设置的电池堆单元，每个所述电池堆单元均包括支撑基板，设于所述支撑基板上的电池组及与所述电池组固定连接的第一电路板及第二电路板，所述电池组包括多个在所述支撑基板上平行排布的微管式固体氧化物燃料电池，每个所述微管式固体氧化物燃料电池均设有用于供气体流通的中空部；定义所述微管式固体氧化物燃料电池的长度方向为X方向；所述电池堆单元包括X方向上相对设置的第一端及第二端，所述第一电路板与所述第一端固定连接，所述第二电路板与所述第二端固定连接；所述电池堆结构包括相对设置的顶面及底面，以及靠近所述第一端的第一侧表面及靠近所述第二端的第二侧表面；所述盖板结构包括第一盖板组件及第二盖板组件，所述第一盖板组件覆盖所述顶面及底面，所述第二盖板组件覆盖所述第一侧表面及第二侧表面并包裹所述第一端及第二端；所述第一盖板组件与所述电池堆单元之间的空隙组成第一气流腔，所述第一气流腔用于供第一气体流通；所述第二盖板组件与多个所述微管式固体氧化物燃料电池的中空部组成第二气流腔，所述第二气流腔用于供第二气体流通。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二盖板组件包括覆盖所述第一侧表面的第一侧盖板以及覆盖所述第二侧表面的第二侧盖板；所述第一侧表面及第二侧表面上分别设有密封部件；所述密封部件将所述电池堆结构沿X方向分隔为靠近所述第一端的第一部分，靠近所述第二端的第二部分及位于所述第一端及第二端之间的第三部分，其中所述第一部分与第三部分气密隔离，所述第二部分与第三部分气密隔离；所述第一侧盖板与第一部分、多个中空部、第二部分及第二侧盖板之间的空隙组成所述第二气流腔。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一盖板组件包括覆盖所述顶面的上盖板及覆盖所述底面的下盖板；在第三部分内，每个所述支撑基板均沿厚度方向开设至少一个用于使第一气流通过的第一通孔；所述上盖板与第三部分及下盖板之间的空隙组成所述第一气流腔。