[发明专利]一种金属支撑型微管固体氧化物燃料电池堆结构

说明书

本发明提供了一种金属支撑型微管固体氧化物燃料电池堆结构，该结构由多个单电池集成单元组成，其中，单电池集成单元包括单电池支撑底座、导电弹性金属板支撑底座、多个微管单电池以及多个导电弹性金属板；单电池支撑底座固定多个微管单电池，导电弹性金属板支撑底座固定多个导电弹性金属板；导电弹性金属板与单个微管单电池的阴极接触，用于汇集单个微管单电池的阴极的电流。通过本发明提供的电池堆结构，有效解决了微管固体氧化物燃料电池堆启动慢、应力较大、难固定等问题。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别是涉及一种一种金属支撑型微管固体氧化物燃料电池堆结构。

背景技术

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell缩写为SOFC)是一种固态发电装置，其发电效率高，工作时无噪音，无污染，不经过燃烧而是直接将燃料的化学能转化为电能。固体氧化物燃料电池功能层主要包括阳极，电解质，阴极三个功能层。

目前研制开发的SOFC结构中，主要有管式和平板式两种基本结构。其中，以平板为主的固体氧化物燃料电池，存在密封问题和启动速度缓慢的问题。相关技术中采用焊接技术进行密封与连接，但是焊接连接处，在电池使用过程中产生的高温下，存在高温影响密封性能问题；管式固体氧化物燃料电池具有无需高温密封的优点，但是，管式SOFC由于体积较大，其电流导出路径较长，加热较慢，启动较慢，这严重制约了管式固体氧化物燃料电池的发展。为此，改用微管固体氧化物燃料电池解决加热启动较慢的问题。

但是，微管的固体氧化物燃料电池的电流较小，要获得较大的功率输出与电池性能有必要将微管固体氧化物燃料电池进行组装形成微管固体氧化物燃料电池堆，国内曾有学者利用陶瓷支撑的微管固体氧化物燃料电池组成电池堆并进行了测试，但并未完全解决微管单电池的固定问题，有专利通过刚性固定微管单电池并构成电池堆，但这样的固定方式必然会在微管电池内产生很大的应力，因此，微管单电池组成电池堆的固定问题依旧不容忽视。

此外，即使微管电池的启动速度较快，但是利用陶瓷或者金属陶瓷支撑的微管电池的启动速度仍然不会达到1～5分钟内超快速启动的程度，因此，进一步提高微管电池堆内部的快速启动依旧是一个重要的问题。

发明内容

本发明提供一种金属支撑型微管固体氧化物燃料电池堆结构，以解决微管固体氧化物燃料电池启动慢、应力较大、难固定等问题。

本发明提供了一种金属支撑型微管固体氧化物燃料电池堆结构，所述结构由多个单电池集成单元组成；

所述单电池集成单元包括支撑底座、多个微管单电池以及多个导电弹性金属板；

所述支撑底座包括单电池支撑底座和导电弹性金属板支撑底座；所述单电池支撑底座用于固定所述多个微管单电池；所述导电弹性金属板支撑底座用于固定所述多个导电弹性金属板；

所述多个微管单电池与所述多个导电弹性金属板交替排列；

所述导电弹性金属板与单个微管单电池的阴极接触，用于汇集单个微管单电池的阴极的电流。

优选地，所述单电池支撑底座用于多个微管单电池中各个微管单电池阳极的电流的收集和导入。

优选地，所述导电弹性金属板支撑底座用于收集并导出所述多个微管单电池中各个微管单电池阴极的电流。

优选地，所述单电池支撑底座与所述导电弹性金属板支撑底座之间设置有绝缘层。

优选地，所述单电池支撑底座上设置有多个插孔，所述单电池支撑底座内开通有燃料气道；所述多个插孔分别与所述燃料气道连通；

所述微管单电池包括开口端、封闭端；所述开口端放置于所述插孔中，并与所述燃料气道接通。

优选地，每个所述单电池集成单元中的微管单电池的个数为5个～30个。