[发明专利]具有互连体的燃料电池系统

权利要求书

1.一种燃料电池系统，其包含：

第一电化学电池，该第一电化学电池具有第一阳极、与所述第一阳极邻接的阳极导电层，和通过电解质与所述第一阳极在第一方向上间隔分开的第一阴极，所述电解质构造用于在所述第一方向上将氧离子从所述第一阴极通到所述第一阳极；

第二电化学电池，该第二电化学电池具有第二阳极，通过所述电解质与所述第二阳极在所述第一方向上间隔分开的第二阴极，和与所述第二阴极邻接的阴极导电层，所述电解质构造用于在所述第一方向上将氧离子从所述第二阴极通到所述第二阳极；

包含互连体材料的互连体，所述互连体形成从所述第一阳极到所述第二阴极的电子流动路径的至少一部分；和

至少一个化学屏障，所述化学屏障形成从所述第一阳极到所述第二阴极的电子流动路径的至少一部分，所述至少一个化学屏障位于所述互连体和包含组件材料的至少一个组件之间，所述化学屏障配置用于阻止所述互连体材料或所述组件材料中的一种或多种在所述互连体的至少一部分和所述至少一个组件的至少一部分之间的固态扩散，其中所述至少一个组件为所述阳极导电层和所述阴极导电层至少之一。

2.权利要求1的燃料电池系统，其中所述互连体包括配置用于在不同于所述第一方向的第二方向上传导电子流的导体。

3.权利要求2的燃料电池系统，其中所述第二方向基本垂直于所述第一方向。

4.权利要求3的燃料电池系统，其中所述第二阳极与所述第一阳极在基本垂直于所述第一方向的第三方向上间隔分开，其中所述第二方向也基本垂直于所述第三方向。

5.权利要求1的燃料电池系统，其中所述互连体包括布置于所述第一和第二电化学电池至少之一的电解质内的不贯通主要导体，所述不贯通主要导体配置用于在不同于所述第一方向的第二方向上传导电子流。

6.权利要求5的燃料电池系统，其中所述互连体进一步包括：

第一不贯通辅助导体，其形成所述从所述第一阳极到所述第二阴极的电子流动路径的至少一部分，所述第一不贯通辅助导体布置在所述第一阳极和所述不贯通主要导体之间；和

第二不贯通辅助导体，其形成所述从所述第一阳极到所述第二阴极的电子流动路径的至少一部分，所述第二不贯通辅助导体布置在所述不贯通主要导体和所述第二阴极之间，其中所述第一和第二辅助导体各自在其相应的端接触所述主要导体。

7.权利要求6的燃料电池系统，其中将所述第一不贯通辅助导体和所述第二不贯通辅助导体至少之一配置为所述化学屏障。

8.权利要求1的燃料电池系统，其中所述化学屏障为导电的。

9.权利要求1的燃料电池系统，其中所述化学屏障为导电陶瓷。

10.一种燃料电池系统，其包含：

多个电化学电池，每个电化学电池由包含阳极材料的阳极、与所述阳极间隔分开的包含阴极材料的阴极和布置于所述阳极和所述阴极之间的电解质层；

在电邻接的电化学电池对之间电偶联的包含互连体材料的互连体，所述互连体将一个电化学电池的所述阳极与另一个电化学电池的所述阴极电偶联；和

电气上布置于所述互连体与所述阳极和所述阴极至少之一之间的导电化学屏障，其中将所述导电化学屏障构造用于减少所述互连体材料，所述阳极材料或所述阴极材料在所述互连体与所述阳极和所述阴极中至少之一之间的迁移，

其中所述化学屏障包含陶瓷，所述陶瓷选自掺杂的氧化铈、掺杂的钛酸锶、掺杂的氧化钇亚铬酸盐、LNF(LaNi_xFe_1-xO₃)和LSM(La_1-xSr_xMnO₃)。

11.权利要求10的燃料电池系统，其中所述阳极包括阳极层和阳极导电层，其中所述阳极导电层与所述导电化学屏障电偶联，且其中所述阳极层与所述阳极导电层电偶联。

12.权利要求10的燃料电池系统，其中所述阴极包括阴极层和阴极导电层，其中所述阴极导电层与所述互连体电偶联，且其中所述阴极层与所述阴极导电层电偶联。

13.权利要求10的燃料电池系统，其中所述互连体包括嵌入所述电解质层内的部分。