[发明专利]耐热冲击的固体氧化物燃料电池堆

权利要求书

1.一种燃料电池组件的子电池，该子电池包括：

a)一个第一电极；

b)一个第二电极；

c)一种电解质，该电解质将这些电极隔开；

d)一个第一粘结层，该第一粘结层位于该第二电极处并且位于该电解质远端；

e)一个连接体层，该连接体层位于该第一粘结层处；以及

f)一个第二粘结层，该第二粘结层在组成上不同于该第一粘结层并且位于该连接体层处，由此该连接体层将该第一粘结层以及该第二粘结层隔开，通过氧化指向该第一以及第二电极之一的燃料该子电池是可运行的，以便由此至少形成水。

2.如权利要求1所述的子电池，其中该第二电极是阴极。

3.如权利要求2所述的子电池，其中该阴极包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：基于亚锰酸镧的材料以及基于铁酸镧的材料。

4.如权利要求3所述的子电池，其中位于该阴极处的第一粘结层包括一种与该阴极共同的组分。

5.如权利要求4所述的子电池，其中该连接体层包括一种与该阴极以及在该阴极处的粘结层共同的组分。

6.如权利要求5所述的子电池，其中该连接体层包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：钛酸镧、铬酸镧、钛酸锶、以及钛酸锶镧(LST)。

7.如权利要求6所述的子电池，其中该第一电极是阳极，该阳极包括镍以及至少一个成员，该至少一个成员包含选自下组的一种氧化物或多种氧化物的混合物，该组由以下各项组成：钇、锶、以及锆。

8.如权利要求7所述的子电池，其中该阳极包括一种掺杂的材料，该材料包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、二氧化铈、以及LST。

9.如权利要求8所述的子电池，其中该阳极包括具有按重量计约15％的氧化钇(Y₂O₃)的YSZ。

10.如权利要求7所述的子电池，其中该电解质包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：氧化钇稳定的氧化锆、亚锰酸锶镧、二氧化铈、氧化钪、以及氧化锆。

11.如权利要求4所述的子电池，其中该第一粘结层包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：亚锰酸锶镧、亚锰酸铈镧、以及镧锶镍。

12.如权利要求11所述的子电池，其中该第二粘结层包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：镍-氧化钇稳定的氧化锆、镍-镧-锶-钛酸盐、镍毡、以及镍网。

13.如权利要求12所述的子电池，其中

a)该第一电极包括镍以及至少一个成员，该至少一个成员包含选自下组的一种氧化物或多种氧化物的混合物，该组由以下各项组成：钇、锶、以及锆；

b)该电解质包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：氧化钇稳定的氧化锆、亚锰酸锶镧、二氧化铈、氧化钪、以及氧化锆；

c)该第二电极包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：基于亚锰酸镧的材料以及基于铁酸镧的材料；

d)该第一粘结层包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：亚锰酸锶镧、亚锰酸铈镧、以及镧锶镍；

e)该连接体包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：钛酸镧、铬酸镧、钛酸锶、以及钛酸锶镧(LST)；并且

f)该第二粘结层包括至少一个选自下组的成员，该组由以下各项组成：镍-氧化钇稳定的氧化锆、镍-镧-锶-钛酸盐、镍毡、以及镍网。

14.如权利要求1所述的子电池，其中该第二电极是阳极。

15.一种燃料电池组件，包括：

a)至少两个组件，每个组件包括至少一个子电池，其中每个子电池包括，

i)一个第一电极，

ii)一个第二电极，

iii)一种在这些电极之间的电解质，

iv)第一以及第二粘结层，其中该第一粘结层是位于该第二电极处，

v)一个连接体层，该连接体层将该第一以及第二粘结层隔开；以及

b)一个第三粘结层，该第三粘结层置于该至少两个子组件之间的，该第三粘结层在微结构或组成上不同于该第二粘结层。

16.一种形成燃料电池的方法，该方法包括以下步骤：

(a)提供至少两个各由至少一个子电池组成的子组件，每个子电池包括一个第一电极、一个第二电极、一种在这些电极之间的电解质、第一以及第二粘结层，其中该第一粘结层是位于该第二电极处，以及将该第一以及第二粘结层隔开的连接体层；并且

(b)将该至少两个子组件进行共烧制并且在一个子组件以及该第二子组件的活性阳极之间加入一个第三粘结层，该第三粘结层在微结构或组成上是不同于该第二粘结层的。