[发明专利]一种固体氧化物燃料电池连接体

说明书

本发明提供一种固体氧化物燃料电池连接体，包括呈板状的本体，本体的上端面中部设有下凹的通气槽，通气槽的槽底设有贯穿本体的进气孔和出气孔；通气槽的槽底设有向上凸起的连接体肋包括多根长肋和多根短肋，通气槽的侧壁与所有长肋围成一个蛇形流道，通过蛇形流道上每个流道分区内长肋和短肋数量及排列方式的变化，形成空气流道数量按照气流的流动方向逐渐减少的渐变型流道结构。本发明提供的连接体能有效增加流道内空气的流动速度，增大氧气摩尔分数，从而提高电池的功率，同时该渐变型流道结构能降低电池内部的温度，减小电池内部所受到的热应力，在一定程度上增加电池的寿命，且该技术路线成本低、可靠性高，工艺简单、无附加工艺流程。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池连接体。

背景技术

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种可以直接将化学能转化为电能的能量转换装置，SOFC具有能量转化效率高，对环境友好等优点，因此受到了研究者们的广泛关注。

SOFC的基本结构包括多孔阳极，多孔阴极以及致密的电解质层。在阳极中通入燃料，同时在阴极通入氧化剂气体后，电解质和电极三相界面处会发生电化学反应产生电子，电子通过外电路形成回路，就会产生电能与热能。传统的电解质支撑的平板型SOFC的工作温度为900～1000℃，长期的高温工作必然存在化学组成及微观结构的衰减，此外还需要昂贵的连接体材料。根据固体氧化物燃料电池连接体目前存在的技术问题，文献中公开了一种具有三通道蛇形流道结构的连接体，该结构与现在已被广泛应用的Z型流道结构相比，具有更高的电化学性能。但是在相同的输出功率下，三通道蛇形流道的最大第一主应力大于Z型流道，且三通道蛇形流道在气体进出口处温度较高，温度分布高度不均匀，尤其是在低电压下，这可能会产生局部的热应力并引起电池的失效。

发明内容

本发明解决的是现在技术中具有三通道蛇形流道结构的连接体在气体进出口处温度较高，温度分布高度不均匀，在低电压下可能会产生局部热应力引起电池失效的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种固体氧化物燃料电池连接体，包括呈板状的本体，所述本体的上端面中部设有下凹的通气槽，所述通气槽的槽底设有贯穿本体的进气孔和出气孔；所述通气槽的槽底设有向上凸起的连接体肋包括多根长肋和多根短肋，且所有长肋和所有短肋的上端面与本体上端面齐平，所有所述长肋呈平行间隔分布，每根所述长肋的一端均与通气槽的侧壁连接，每根所述长肋的另一端均为自由端，且相邻的两根所述长肋的自由端朝向相反，使所述通气槽的侧壁与所有长肋围成一个蛇形的流道；所述长肋与相对的通气槽的侧壁之间或相邻的两根所述长肋之间均形成一个流道分区，所述每个流道分区内的相邻的两根连接体肋之间或连接体肋与相对的通气槽的侧壁之间均形成一个空气流道，每个所述流道分区内均设有至少一根所述短肋，且每个所述流道分区内的所述短肋量按照气流的流动方向逐渐减少，形成空气流道数量按照气流的流动方向逐渐减少的渐变型流道结构；所有所述短肋的两端均为自由端，每个所述流道分区内的所有所述短肋均呈平行间隔分布，且所述短肋与长肋呈平行设置，所述进气孔和出气孔分别设置于蛇形流道的两端。

本发明通过改进固体氧化物燃料电池连接体的结构，形成空气流道数量按照气流的流动方向逐渐减少的渐变型流道结构，该流道结构能有效增加流道内空气的流动速度，增大氧气摩尔分数，从而提高电池的功率，同时该渐变型流道结构能降低电池内部的温度，减小电池内部所受到的热应力，在一定程度上增加电池的寿命。

进一步地，所述连接体由SUS304不锈钢材料制成。SUS304不锈钢是一种18-8系的奥氏体不锈钢，含有18％以上的铬和8％以上的镍，作为连接体材料可耐高温，韧性高且加工性能好。

进一步地，所述通气槽的形状为矩形。将通气槽的形状设置为矩形能够使流道分区和空气流道的大小和形状均匀，使空气在流道内部均匀流动，从而减小电池内部所受到的热应力。