[发明专利]带有横向分段的燃料电池的燃料电池管

说明书

本公开的各种实施方案提供了一种燃料电池管，其包括一个或多个横向分段的燃料电池，各自包括彼此电隔离的多个燃料电池部分。当组装到燃料电池堆中时，次级互连部通过相邻的燃料电池管各自的横向分段的燃料电池使相邻的燃料电池管电连接。使用横向分段的燃料电池实现燃料电池管与燃料电池管电连接能够更精确地测试相邻燃料电池管之间的电连接。

发明领域

本发明涉及燃料电池管。更具体地，本发明涉及包括一个或多个横向分段的燃料电池的燃料电池管。

发明背景

燃料电池是通过氧化燃料来发电的电化学转换装置。燃料电池通常包括阳极、阴极和阳极与阴极之间的电解质。燃料电池管通常包括多个燃料电池，这些燃料电池设置在基板上并通过初级互连部以串联形式彼此电连接。燃料电池堆通常包括通过次级互连部以串联形式彼此电连接的多个燃料电池管。燃料电池系统包括以串联形式彼此电连接的多个燃料电池堆，以及配置成将燃料提供给燃料电池的阳极并将氧化剂提供给燃料电池的阴极的若干组件。氧化剂中的氧在阴极处被还原成氧离子，氧离子通过电解质层扩散到阳极中。燃料在阳极处被氧化，其发出流过电力负荷的电子。

发明内容

本发明的各种实施方案提供了一种燃料电池管，其包括一个或多个横向分段的燃料电池或虚设电池，各自包括彼此电隔离的横向燃料电池或虚设电池部分，使得没有连续的电通路跨越管的宽度。当组装到燃料电池堆中时，次级互连部通过相邻的燃料电池管各自的横向分段的燃料电池电连接。使用横向分段的燃料电池或虚设电池来实现燃料电池管-燃料电池管电连接能够更精确地测试相邻燃料电池管之间的电连接。

在一些实例中，分段串联固体氧化物燃料电池系统包括第一燃料电池管、第二燃料电池管和第一次级互连部。第一燃料电池管可包括具有第一端和相对的第二端的基板、在第一端和第二端之间延伸的第一主表面，以及在第一端和第二端之间延伸的第二相对的主表面。第一燃料电池管还可包括设置在第一主表面上的多个燃料电池，每个燃料电池横跨第一主表面而延伸并位于第一端和第二端之间。在一些实例中，多个燃料电池中的第一个选定的一个被横向分段，使得第一选定的燃料电池的第一侧端与第一选定的燃料电池的第二侧端电隔离。在其他实例中，每端的电池可包括“虚设”电池，即仅包括阴极层或具有阴极集电器层的阴极层的电池。

第二燃料电池可包括具有第一端和相对的第二端的基板、在第一端和第二端之间延伸的第一主表面，以及在第一端和第二端之间延伸的第二相对的主表面。第二燃料电池还可包括设置在第一主表面上的多个燃料电池，每个燃料电池横跨第一主表面而延伸并位于第一端和第二端之间。在一些实例中，多个燃料电池中的第一个被横向分段，使得第一选定的燃料电池的第一侧端与第一选定的燃料电池的第二侧端电隔离。在其他实例中，每端的电池可包括“虚设”电池，即仅包括阴极层或具有阴极集电器层的阴极层的电池。

分段串联固体氧化物燃料电池系统还可包括第一次级互连部，其将第一燃料电池管的第一选定的燃料电池的第一侧端电连接到第二燃料电池管的第一选定的燃料电池的第一侧端。

分段串联固体氧化物燃料电池系统还可包括第二次级互连部，其将第一燃料电池管的第一选定的燃料电池的第二侧端电连接到第二燃料电池管的第一选定的燃料电池的第二侧端。

在一些示例中，燃料电池管包括基板，该基板限定贯穿其中的一个或多个燃料导管，该基板具有第一端和相对的第二端，在第一端和第二端之间延伸的第一主表面，以及在第一端和第二端之间延伸的第二相对的主表面。燃料电池管还可包括设置在第一主表面上的多个燃料电池，每个燃料电池横跨第一主表面而延伸并位于第一端和第二端之间。在一些实例中，多个燃料电池中的第一个选定的一个被横向分段，使得第一选定的燃料电池的第一侧端与该第一选定的燃料电池的第二侧端电隔离。

附图的简要说明

图1是本发明的燃料电池管的一个实施方案的俯视图。

图2是图1的燃料电池管的侧视图。