[实用新型]固体氧化物燃料电池半电池漏气率检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池制备技术领域，特别涉及一种固体氧化物燃料电池半电池漏气率检测装置。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)，又称陶瓷燃料电池，是一种将燃料(氢、天然气、甲烷、甲醇和汽油等)的能量与氧化气体(空气或氧气)以电化学方式转化为可用电能的装置。固体氧化物燃料电池是由电解质、阳极和阴极经高温烧结而成的全固态结构，而电解质沉积及与阳极的共烧结是固体氧化物燃料电池制备中的关键技术，在共烧结后电解质(通常为掺杂氧化锆)必须致密而阳极必须有足够气孔率。常用的电解质沉积技术包括丝网印刷、气相沉积、注浆镀膜及喷涂等。

不管使用何种电解质沉积技术，阳极支撑SOFC电池片都会存在由电解质缺陷引起的不同程度的电解质漏气现象。在电池或电池堆运行中，电解质漏气可以导致不同程度的局部热点，阳极的氧化-还原，陶瓷阴极材料的分解，燃料利用率的降低，严重的可以显著降低电压。这几种现象会同时存在，并加快电池或电池堆的衰减。由于电解质层的漏气程度是衡量电池片质量的重要指标，因此，在使用前电解质漏气率必须测量。

现有技术中，用于电解质漏气率检测的方法主要有：

①开路电压法：现有检测电解质是否致密的衡量标准之一是在电池工作条件下测试其开路电压，并对照其相同条件下的理论开路电压，两者越接近表明电池的电解质层越致密，反之亦然；但是，开路电压法是高温实时条件下的检测，必须在高温条件下通气体才能进行测试，测试耗时长，电池密封必须很好，这一方法成本代价太高，同时由于开路电压对漏气率敏感度不高，这一方法很难对漏气率做出定量判断，且由于不是预检，不能为电池测试和电池堆组装提供电池片质量保证；

②显微镜观察法：与开路电压法不同，显微镜观察法是预检法，由于电解质漏气是由电解质层中穿透性气孔引起的，显微镜观察法是用显微镜观察电解质层表面的致密性和缺陷分布情况，但是，由于电解质层的缺陷的存在带有偶然性和局域性，显微镜观察法的观察结果常取决于观察的区域，与开路电压法一样，这一方法也不能对漏气率做出定量分析。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种固体氧化物燃料电池半电池漏气率检测装置，以创建一项固体氧化物燃料电池(电解质层)漏气率的预检技术，为电池制备技术的改进以及电池堆安装所用电池的质量保障提供条件。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种固体氧化物燃料电池半电池漏气率检测装置，包括氩气钢瓶、流量控制机构、电池固定机构及装有液体的烧杯；

电池固定机构包括上下两片相互固定的安装板，以及位于所述安装板中间的两层密封垫圈，电池片安装在两层所述密封垫圈之间，所述安装板上均设置有气孔；

所述氩气钢瓶的出口通过气管连通至所述流量控制机构的入口，所述流量控制机构的出口通过气管连通至下侧所述安装板的气孔，上侧所述安装板的气孔通过气管连通至所述烧杯。

其中，所述流量控制机构包括用于控制流量的流量计及用于计量流量的装有液体的U型管，所述氩气钢瓶的出口通过气管连通至所述流量计的入口，所述流量计的出口通过气管连通至下侧所述安装板的气孔，所述U型管的入口通过气管连通至所述流量计的出口。

通过上述技术方案，本实用新型提供的固体氧化物燃料电池半电池漏气率检测装置，其实现了在SOFC电解质的漏气率(致密度)的预检，可以简单方便地测试SOFC电解质的致密程度，实验表明，通过此方法测试后的气泡数为0的电池片经过高温测试实际开路电压均接近理论值，表明此检测结果可以相对较真实地表现电池片电解质的致密程度，其具备如下特点：①可定量检测；②检测数据可靠；③低成本，易于操作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的固体氧化物燃料电池半电池漏气率检测装置结构示意图。

图中数字表示：

11.氩气钢瓶          12.流量计          13.U型管

14.安装板            15.电池片          16.密封垫圈

17.气管              18.烧杯

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。