微管式固体氧化物燃料电池串接结构及串接方法
阅读说明：本技术 微管式固体氧化物燃料电池串接结构及串接方法 (Micro-tube type solid oxide fuel cell serial connection structure and serial connection method ) 是由 马跃 梁波 姚越 王陈鹏 林军 于 2021-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及微管式固体氧化物燃料电池串接结构及串接方法,包括第一微管式燃料电池管、第二微管式燃料电池管及连接材料；第一微管式燃料电池包括第一阴极层、第一隔离层、第一电解质层及第一阳极管；在第一阴极层上设有第一缺口,在第一隔离层设有第二缺口,在第一电解质层上设有第三缺口,第一缺口、第二缺口及第三缺口相通；第二微管式燃料电池包括第二阴极层、第二隔离层、第二电解质层及第二阳极管；连接材料的一端穿过第一缺口、第二缺口及第三缺口与第一阳极管电连接,连接材料的另一端与第二阴极层电连接。其具有串接稳定,不会断开,在高温还原氧化的环境下能保持好的导电性,电池运作稳定等优点。(The invention relates to a micro-tube type solid oxide fuel cell serial connection structure and a serial connection method, comprising a first micro-tube type fuel cell tube, a second micro-tube type fuel cell tube and a connecting material; the first microtube type fuel cell comprises a first cathode layer, a first isolating layer, a first electrolyte layer and a first anode tube; a first notch is formed in the first cathode layer, a second notch is formed in the first isolation layer, a third notch is formed in the first electrolyte layer, and the first notch, the second notch and the third notch are communicated; the second microtube type fuel cell comprises a second cathode layer, a second isolating layer, a second electrolyte layer and a second anode tube; one end of the connecting material passes through the first notch, the second notch and the third notch to be electrically connected with the first anode tube, and the other end of the connecting material is electrically connected with the second cathode layer. The battery has the advantages of stable series connection, no disconnection, good conductivity maintenance in a high-temperature reduction oxidation environment, stable battery operation and the like.)
技术领域
本发明涉及一种微管式固体氧化物燃料电池串接结构及串接方法。
背景技术
目前，固体氧化物燃料电池管通过导线串接，该种串接方法，串接不稳定，导线容易断开，在高温还原氧化环境下不能保持较好的导电性，不能保证电池运作稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种微管式固体氧化物燃料电池串接结构及串接方法，串接稳定，不会断开，在高温还原氧化的环境下能保持好的导电性，电池运作稳定。
为了达到上述目的，本发明的技术方案的第一种技术方案是这样实现的，其是一种微管式固体氧化物燃料电池串接结构，其特征在于包括：
第一微管式燃料电池管；所述第一微管式燃料电池包括第一阴极层、第一隔离层、第一电解质层及第一阳极管；所述第一电解质层涂覆在第一阳极管的外壁上，所述第一隔离层涂覆在第一电解质层上，所述第一阴极层涂覆在第一隔离层上，在第一阴极层上设有第一缺口，在第一隔离层设有第二缺口，在第一电解质层上设有第三缺口，所述第一缺口、第二缺口及第三缺口相通；
第二微管式燃料电池管；所述第二微管式燃料电池包括第二阴极层、第二隔离层、第二电解质层及第二阳极管；所述第二电解质层涂覆在第二阳极管的外壁上，所述第二隔离层涂覆在第二电解质层上，第二阴极层涂覆在第二隔离层上；以及
连接材料；所述连接材料的一端穿过第一缺口、第二缺口及第三缺口与第一阳极管电连接，连接材料的另一端与第二阴极层电连接，从而使第一微管式燃料电池管及第二微管式燃料电池管串联连通。
在本技术方案中，所述第一阴极层的厚度是20μm，第一隔离层的厚度是1μm，第一电解质层的厚度是10μ m，第一阳极管的厚度是500-600μm；所述第二阴极层的厚度是20μm，第二隔离层的厚度是1μm，第二电解质层的厚度是10μ m，第二阳极管的厚度是500-600μm；
在本技术方案中，所述第一阴极层是镧锶钴铁，第一电解质层是混合钆掺杂的氧化铈，第一阳极管是氧化钇稳定的氧化锆；所述第二阴极层是镧锶钴铁，第二电解质层是混合钆掺杂的氧化铈，第二阳极管是氧化钇稳定的氧化锆。
在本技术方案中，所述连接材料的材料是Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物: CaTiO3 的质量比2:1:3，或Pt与Ru的混合物、NiO、SrTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物或Rh: SrTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、CaTiO3 ，NiO: Rh: CaTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、SrTiO3，NiO: Rh: SrTiO3 质量比2:1:3。
在本技术方案中，还包括密封材料，所述密封材料设在第一缺口、第二缺口及第三缺口中并位于第一阴极层与连接材料之间、第一隔离层与连接材料之间及第一电解质层与连接材料之间。
本发明的技术方案的第二种技术方案是这样实现的，其是一种微管式固体氧化物燃料电池串接方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一
在第一微管式燃料电池管的第一阴极层开设第一缺口，所述第一缺口的宽度是3mm；
步骤二
步骤一后，在第一微管式燃料电池管的第一隔离层开设第二缺口，所述第二缺口的宽度与第一缺口相同并相通，
步骤三
步骤二后，在第一微管式燃料电池管的第一电解质层开设第三缺口，所述第三缺口的宽度与第二缺口相同并相通；
步骤四
步骤三后，用相对连接体的质量分数10%的粘结剂先将接材料与电池粘接，然后在温度800℃-1000℃，共烧2-4h。
在本技术方案中，所述第一阴极层的厚度是20μm，第一隔离层的厚度是1μm，第一电解质层的厚度是10μ m，第一阳极管的厚度是500-600μm；所述第二阴极层的厚度是20μm，第二隔离层的厚度是1μm，第二电解质层的厚度是10μ m，第二阳极管的厚度是500-600μm；
在本技术方案中，所述第一阴极层是镧锶钴铁，第一电解质层是混合钆掺杂的氧化铈，第一阳极管是氧化钇稳定的氧化锆；所述第二阴极层是镧锶钴铁，第二电解质层是混合钆掺杂的氧化铈，第二阳极管是氧化钇稳定的氧化锆。
在本技术方案中，所述连接材料的材料是Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物: CaTiO3 的质量比2:1:3，或Pt与Ru的混合物、NiO、SrTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物或Rh: SrTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、CaTiO3 ，NiO: Rh: CaTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、SrTiO3，NiO: Rh: SrTiO3 质量比2:1:3。
在本技术方案中，还包括密封材料，所述密封材料设在第一缺口、第二缺口及第三缺口中并位于第一阴极层与连接材料之间、第一隔离层与连接材料之间及第一电解质层与连接材料之间。
本发明与现有技术相比的优点为：串接稳定，不会断开，在高温还原氧化的环境下能保持好的导电性，电池运作稳定。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1 的俯视图；
图3是图2的A-A剖视放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
在本发明的描述中，术语“第一”及“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明描述中,术语 “顶”、“底”、“左”及“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
如图1至图3所示，其是一种微管式固体氧化物燃料电池串接结构，包括：
第一微管式燃料电池管；所述第一微管式燃料电池包括第一阴极层1、第一隔离层2、第一电解质层3及第一阳极管4；所述第一电解质层3涂覆在第一阳极管4的外壁上，所述第一隔离层2涂覆在第一电解质层3上，所述第一阴极层1涂覆在第一隔离层2上，在第一阴极层1上设有第一缺口，在第一隔离层2设有第二缺口，在第一电解质层3上设有第三缺口，所述第一缺口、第二缺口及第三缺口相通；
第二微管式燃料电池管；所述第二微管式燃料电池包括第二阴极层7、第二隔离层8、第二电解质层9及第二阳极管10；所述第二电解质层9涂覆在第二阳极管10的外壁上，所述第二隔离层8涂覆在第二电解质层9上，第二阴极层7涂覆在第二隔离层8上；以及
连接材料6；所述连接材料6的一端穿过第一缺口、第二缺口及第三缺口与第一阳极管6电连接，连接材料6的另一端与第二阴极层7电连接，从而使第一微管式燃料电池管及第二微管式燃料电池管串联连通。
使用时，串接方法，包括如下步骤：
步骤一
在第一微管式燃料电池管的第一阴极层开设第一缺口，所述第一缺口的宽度是3mm；
步骤二
步骤一后，在第一微管式燃料电池管的第一隔离层开设第二缺口，所述第二缺口的宽度与第一缺口相同并相通，
步骤三
步骤二后，在第一微管式燃料电池管的第一电解质层开设第三缺口，所述第三缺口的宽度与第二缺口相同并相通；
步骤四
步骤三后，用相对连接体的质量分数10%的粘结剂先将接材料与电池粘接，然后在温度800℃或900℃或1000℃，共烧2h或3h或4h。
在本技术方案中，所述第一阴极层1的厚度是20μm，第一隔离层2的厚度是1μm，第一电解质层3的厚度是10μ m，第一阳极管4的厚度是500-600μm；所述第二阴极层7的厚度是20μm，第二隔离层8的厚度是1μm，第二电解质层9的厚度是10μ m，第二阳极管10的厚度是500-600μm；
在本技术方案中，所述第一阴极层1是镧锶钴铁，第一电解质层3是混合钆掺杂的氧化铈，第一阳极管4是氧化钇稳定的氧化锆；所述第二阴极层7是镧锶钴铁，第二电解质层9是混合钆掺杂的氧化铈，第二阳极管10是氧化钇稳定的氧化锆。
在本技术方案中，所述连接材料6的材料是Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物: CaTiO3 的质量比2:1:3，或Pt与Ru的混合物、NiO、SrTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物或Rh: SrTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、CaTiO3 ，NiO: Rh: CaTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、SrTiO3，NiO: Rh: SrTiO3 质量比2:1:3。
在本技术方案中，还包括密封材料5，所述密封材料5设在第一缺口、第二缺口及第三缺口中并位于第一阴极层1与连接材料6之间、第一隔离层2与连接材料6之间及第一电解质层3与连接材料6之间。
实施例二
如图1至图3所示，其是一种微管式固体氧化物燃料电池串接方法,其特征在于包括如下步骤：
步骤一
在第一微管式燃料电池管的第一阴极层1开设第一缺口，所述第一缺口11的宽度是3mm；
步骤二
步骤一后，在第一微管式燃料电池管的第一隔离层2开设第二缺口，所述第二缺口的宽度与第一缺口相同并相通，
步骤三
步骤二后，在第一微管式燃料电池管的第一电解质层3开设第三缺口，所述第三缺口的宽度与第二缺口相同并相通；
步骤四
步骤三后，用相对连接体的质量分数10%的粘结剂先将接材料与电池粘接，然后在温度800℃或900℃或1000℃，共烧2h或3h或4h。
使用时，微管式固体氧化物燃料电池串接结构，包括：
第一微管式燃料电池管；所述第一微管式燃料电池包括第一阴极层1、第一隔离层2、第一电解质层3及第一阳极管4；所述第一电解质层3涂覆在第一阳极管4的外壁上，所述第一隔离层2涂覆在第一电解质层3上，所述第一阴极层1涂覆在第一隔离层2上，在第一阴极层1上设有第一缺口，在第一隔离层2设有第二缺口，在第一电解质层3上设有第三缺口，所述第一缺口、第二缺口及第三缺口相通；
第二微管式燃料电池管；所述第二微管式燃料电池包括第二阴极层7、第二隔离层8、第二电解质层9及第二阳极管10；所述第二电解质层9涂覆在第二阳极管10的外壁上，所述第二隔离层8涂覆在第二电解质层9上，第二阴极层7涂覆在第二隔离层8上；以及
连接材料6；所述连接材料6的一端穿过第一缺口、第二缺口及第三缺口与第一阳极管6电连接，连接材料6的另一端与第二阴极层7电连接，从而使第一微管式燃料电池管及第二微管式燃料电池管串联连通。
在本技术方案中，所述第一阴极层1的厚度是20μm，第一隔离层2的厚度是1μm，第一电解质层3的厚度是10μ m，第一阳极管4的厚度是500-600μm；所述第二阴极层7的厚度是20μm，第二隔离层8的厚度是1μm，第二电解质层9的厚度是10μ m，第二阳极管10的厚度是500-600μm；
在本技术方案中，所述第一阴极层1是镧锶钴铁，第一电解质层3是混合钆掺杂的氧化铈，第一阳极管4是氧化钇稳定的氧化锆；所述第二阴极层7是镧锶钴铁，第二电解质层9是混合钆掺杂的氧化铈，第二阳极管10是氧化钇稳定的氧化锆。
在本技术方案中，所述连接材料6的材料是Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的混合物、NiO、CaTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物: CaTiO3 的质量比2:1:3，或Pt与Ru的混合物、NiO、SrTiO3 ，Pt与Ru的比例是3:1-5:1，NiO: Pt与Ru的混合物或Rh: SrTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、CaTiO3 ，NiO: Rh: CaTiO3质量比2:1:3，或Rh、NiO、SrTiO3，NiO: Rh: SrTiO3 质量比2:1:3。
在本技术方案中，还包括密封材料5，所述密封材料5设在第一缺口、第二缺口及第三缺口中并位于第一阴极层1与连接材料6之间、第一隔离层2与连接材料6之间及第一电解质层3与连接材料6之间。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种燃料电池电堆、燃料电池以及车辆