【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及固體氧化物燃料電池，具體而言，涉及一種基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源。
技術(shù)介紹
1、以鋰電池作為便攜式電源是當(dāng)前最主要的移動(dòng)電源類型之一，屬于蓄電儲(chǔ)能裝置，但其容量有限，而且廢舊的鋰電池回收處理仍是一大難題。2005年開始出現(xiàn)了以質(zhì)子交換膜燃料電池(pemfc)作為便攜式武器電源，實(shí)現(xiàn)了不需要外電源充電的便攜式移動(dòng)電源，自此pemfc在軍用便攜式電源領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。
2、在燃料電池便攜式移動(dòng)電源中，質(zhì)子交換膜燃料電池pemfc和直接甲醇燃料電池(dmfc)因工作溫度低而成為便攜式電源研究最多的兩類燃料電池。以高純氫氣為燃料的pemfc不僅成本高，而且高純氫在存儲(chǔ)和運(yùn)輸方面仍存在挑戰(zhàn)；而催化劑中毒和甲醇透過電解質(zhì)膜是阻礙dmfc大規(guī)模應(yīng)用的最大難題。固體氧化物燃料電池(sofc)是一種將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的全固態(tài)化學(xué)反應(yīng)裝置，具有能量利用率高、燃料適應(yīng)性強(qiáng)、無需貴重金屬催化劑等特點(diǎn)，可以克服以上兩種燃料電池作為便攜式移動(dòng)電源的不足。
3、即便如此，當(dāng)前以電極或電解質(zhì)為支撐的陶瓷支撐型sofc通常啟停速度慢、抗熱沖擊性能不足，而具有高功率密度輸出的平板sofc需要通過連接體將多個(gè)單電池串聯(lián)形成電池堆，密封面積大、高溫密封難以及不同組件之間熱膨脹系數(shù)差異使電池出現(xiàn)破裂仍是平板電池堆的關(guān)鍵難題。而直接使用甲醇、汽油等碳?xì)淙剂弦蛑卣麜r(shí)發(fā)生裂解在陽極活性位點(diǎn)上形成積碳，惡化電池性能。另外，與電池間隔堆疊的金屬連接體、金屬端板以及維持電池堆高溫運(yùn)行環(huán)境所用的熱保護(hù)
4、因此，如何設(shè)計(jì)出多種功能的新型平板式sofc電池/電池堆，有效解決啟停慢、電池堆密封難、陽極積碳、功重比低等問題是當(dāng)前固體氧化物燃料電池領(lǐng)域研究人員共同面臨的技術(shù)難題。
5、鑒于此，特提出本專利技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的包括，例如，提供了一種基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其能夠有效改善高溫密封等問題、啟停速度快，抗熱沖擊性能好，有利于實(shí)現(xiàn)輕量化以及提升功率重量比。
2、本專利技術(shù)的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供一種基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，包括：
4、多個(gè)集成板式燃料電池；其中，每個(gè)所述集成板式燃料電池包括金屬支撐體和在所述金屬支撐體雙面布設(shè)的若干電池片，若干所述電池片通過導(dǎo)電件連接；
5、所述金屬支撐體內(nèi)設(shè)有重整反應(yīng)多孔區(qū)以及與之連通的物料進(jìn)口和物料出口；所述金屬支撐體的表面設(shè)有透氣孔，所述透氣孔與所述重整反應(yīng)多孔區(qū)連通，所述電池片覆蓋所述透氣孔；
6、所述電池片和所述金屬支撐體之間設(shè)有絕緣層，所述透氣孔貫穿所述絕緣層；
7、所述物料進(jìn)口與燃料瓶可拆卸連接；所述物料出口與燃燒器焊接；
8、布?xì)饨^緣板，所述布?xì)饨^緣板設(shè)于相鄰的兩個(gè)所述集成板式燃料電池之間，多個(gè)所述集成板式燃料電池串并聯(lián)；
9、所述集成板式燃料電池引出的電力經(jīng)調(diào)制輸出模塊處理后對(duì)外供電。
10、在可選的實(shí)施方式中，所述布?xì)饨^緣板設(shè)有空氣流道。
11、在可選的實(shí)施方式中，所述空氣流道包括設(shè)于平板狀的所述布?xì)饨^緣板上的多孔結(jié)構(gòu)，或者，所述空氣流道包括若干由所述布?xì)饨^緣板彎折成型的通道。
12、在可選的實(shí)施方式中，所述絕緣層完全覆蓋所述金屬支撐體的表面；所述透氣孔貫穿所述絕緣層。
13、在可選的實(shí)施方式中，所述電池片包括陽極、電解質(zhì)層和陰極，所述陽極完全覆蓋所述透氣孔，所述電解質(zhì)層設(shè)于所述陰極和所述陽極之間；
14、所述陽極的一部分由所述電解質(zhì)層覆蓋，露出所述電解質(zhì)層的另一部分由所述導(dǎo)電件覆蓋，所述導(dǎo)電件用于連接所述陽極和相鄰電池片中的陰極。
15、在可選的實(shí)施方式中，所述金屬支撐體單面的電池片的數(shù)量為2至64個(gè)。
16、在可選的實(shí)施方式中，包括：
17、內(nèi)殼；所述內(nèi)殼中設(shè)有換熱器、燃燒器和所述集成板式燃料電池；
18、外殼，所述外殼包裹所述內(nèi)殼；
19、以及設(shè)于所述外殼和所述內(nèi)殼之間的燃料瓶、脫硫器和空氣泵；
20、所述燃料瓶與所述脫硫器連接，所述脫硫器與所述換熱器連接，所述燃料瓶用于分別向所述集成板式燃料電池和所述燃燒器提供燃?xì)?；所述空氣泵與所述換熱器連接；所述空氣泵用于向所述集成板式燃料電池和所述燃燒器提供空氣；所述物料進(jìn)口分別與所述燃料瓶和所述空氣泵連通；所述物料出口與所述燃燒器連通。
21、在可選的實(shí)施方式中，所述空氣泵的管道和/或所述燃料瓶的管道與所述物料進(jìn)口可拆卸連接，所述物料出口與連接所述燃燒器的管道焊接。
22、在可選的實(shí)施方式中，所述內(nèi)殼包括第一殼體和第二殼體，所述第一殼體內(nèi)設(shè)有所述集成板式燃料電池；所述第二殼體內(nèi)設(shè)有所述換熱器、所述燃燒器和所述第一殼體；所述第一殼體和所述第二殼體之間設(shè)有隔熱棉；
23、和/或，所述第一殼體和所述第二殼體的外表面分別設(shè)有隔熱涂層。
24、本專利技術(shù)實(shí)施例的有益效果包括，例如：
25、1、本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，在金屬支撐體內(nèi)設(shè)置用于內(nèi)重整的重整反應(yīng)多孔區(qū)，每個(gè)金屬支撐體單獨(dú)設(shè)置重整反應(yīng)多孔區(qū)，且重整反應(yīng)多孔區(qū)位于金屬支撐體內(nèi)部，解決了高溫密封的問題，形成燃?xì)饬鞯赖淖悦芊?，密封性好。減少了金屬連接體、端板以及密封材料等結(jié)構(gòu)件的數(shù)量和重量，以及省略了外部重整器，進(jìn)一步減重，有利于實(shí)現(xiàn)輕量化以及提高功率重量比。方便攜帶和移動(dòng)，可用于戶外或應(yīng)急電源、軍隊(duì)作戰(zhàn)電源、移動(dòng)載具電源等領(lǐng)域。
26、2、該便攜式電源采用金屬支撐體，啟停速度快，抗熱沖擊性能好。重整反應(yīng)多孔區(qū)位于金屬支撐體內(nèi)部，與陽極有一定的距離，能夠減少重整反應(yīng)在陽極的積碳現(xiàn)象，提升電池性能。多個(gè)集成板式燃料電池堆疊設(shè)置且串并聯(lián)，相鄰集成板式燃料電池通過布?xì)饨^緣板隔離，提高電源的輸出電壓，提升電池的功率重量比。
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1.一種基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述布?xì)饨^緣板設(shè)有空氣流道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述空氣流道包括設(shè)于平板狀的所述布?xì)饨^緣板上的多孔結(jié)構(gòu)，或者，所述空氣流道包括若干由所述布?xì)饨^緣板彎折成型的通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述絕緣層完全覆蓋所述金屬支撐體的表面；所述透氣孔貫穿所述絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述電池片包括陽極、電解質(zhì)層和陰極，所述陽極完全覆蓋所述透氣孔，所述電解質(zhì)層設(shè)于所述陰極和所述陽極之間；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述金屬支撐體單面的電池片的數(shù)量為2至64個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述空氣泵的管道和/或所述燃料瓶的管道與所述物料進(jìn)口可拆卸連接，所述物料出口與連接所述燃燒器的管道焊接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述內(nèi)殼包括第一殼體和第二殼體，所述第一殼體內(nèi)設(shè)有所述集成板式燃料電池；所述第二殼體內(nèi)設(shè)有所述換熱器、所述燃燒器和所述第一殼體；所述第一殼體和所述第二殼體之間設(shè)有隔熱棉；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述布?xì)饨^緣板設(shè)有空氣流道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述空氣流道包括設(shè)于平板狀的所述布?xì)饨^緣板上的多孔結(jié)構(gòu)，或者，所述空氣流道包括若干由所述布?xì)饨^緣板彎折成型的通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述絕緣層完全覆蓋所述金屬支撐體的表面；所述透氣孔貫穿所述絕緣層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于集成板式金屬支撐固體氧化物燃料電池的便攜式電源，其特征在于，所述電池片包括陽極、電解質(zhì)層和陰極，所述陽極完全覆蓋所述透氣孔，所述電解質(zhì)層設(shè)于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：文魁，劉敏，劉太楷，宋琛，董東東，毛杰，鄧春明，鄧暢光，周克崧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東省科學(xué)院新材料研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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