[实用新型]高比能量燃料电池堆

说明书

本实用新型公开一种高比能量燃料电池堆，包括壳体、若干个电池管和具有燃气入口的顶盖，所述顶盖安装于壳体的顶部，所述电池管一端为密封端，另一端为开口端，若干个所述电池管分别嵌入一电池管固定盘对应的第一通孔中，所述壳体与电池管固定盘之间形成腔体；所述通气管外表面印刷有至少一条阳极导电条，每个阳极导电条上间隔地焊接有若干个泡沫镍块，此阳极导电条位于泡沫镍块周边外露的区域覆盖有一保护层，所述通气管嵌入电池管内并通过位于其外表面的泡沫镍块与电池管过盈配合接触。本实用新型高比能量燃料电池堆阳极进出气体反向流动，既有利于提高反应接触时间，发电效率高，也避免了电池内部短路，提高了电池的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种高比能量燃料电池堆。

背景技术

燃料电池堆（Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC）属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。

SOFC具有高的功率密度，相同体积/重量下具有更大的能量输出；无噪音且零污染，SOFC工作时只发生化学反应，无机械运动结构，且主要排放物为水；可模块化，可以将若干个单电池以串联、并联等组装成电池组以适应不同场景应用需求；可用燃料种类多且易获取，可直接使用氢气、烃类、甲醇等作燃料，而不必使用贵金属作催化剂；全固态结构，无污染物泄露风险。

另一方面，集电在SOFC效率等各方面都起着举足轻重的作用，目前现有技术有如下解决方案，

申请号2013100472563的专利采用了一种在进气管与阳极支撑管间填充镍毯的方式进行阳极集电，由于覆盖面积大，该方式极大降低了阳极的有效反应面积，使得电池的比能量密度大大下降；

申请号2005101014873的专利用椎管式的电池管的小开口端外缘阴极与另一单体的大开口端内缘阳极通过连接与封装材料密封，电池阴极材料导电性相对较差，且电池阴极阳极连接端口高温气密难度高，密封不佳易引起电池内部短路现象；

申请号2017107674600的专利公布了一种在电池管上刻槽的方式进行阳极集电，该方式破坏了电池管表面结构，会降低电池管机械性能，且陶瓷材料硬度较高，刻槽困难。如何克服上述技术问题，成为本领域技术人员的努力的方向。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高比能量燃料电池堆，该高比能量燃料电池堆既减少了高温工作部位密封结构数量，降低了漏气风险，且阳极进出气体反向流动，既有利于提高反应接触时间，发电效率高，且能使电池的比能量密度高，也避免了电池内部短路，提高了电池的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高比能量燃料电池堆，包括壳体、若干个电池管和具有燃气入口的顶盖，所述顶盖安装于壳体的顶部，所述电池管一端为密封端，另一端为开口端，若干个所述电池管分别嵌入一电池管固定盘对应的第一通孔中，所述壳体与电池管固定盘之间形成腔体，若干个所述电池管的密封端位于腔体内，若干个两端开口的通气管一端分别嵌入电池管内，若干个所述通气管另一端分别嵌入一通气管固定盘对应的第二通孔中；

所述电池管固定盘与通气管固定盘之间形成一阳极排气空腔，所述电池管的开口端位于阳极排气空腔内，所述壳体侧表面开有一与阳极排气空腔贯通的阳极排气口，一点火管贯穿壳体与腔体连通；所述壳体的底部开有若干个阴极排气口，所述壳体的阴极排气口处均安装有一风机；

所述通气管外表面印刷有至少一条阳极导电条，每个阳极导电条上间隔地焊接有若干个泡沫镍块，此阳极导电条位于泡沫镍块周边外露的区域覆盖有一保护层，所述通气管嵌入电池管内并通过位于其外表面的泡沫镍块与电池管过盈配合接触；