一種固體氧化物電解池對稱封接方法技術

本發明專利技術涉及固體氧化物電解池技術領域，尤其涉及一種固體氧化物電解池對稱封接方法。該方法是將固體氧化物電解池單池的四周邊緣封裝在電池框上，且固體氧化物電解池單池兩側的電池框對稱設置，固體氧化物電解池單池與電池框之間通過密封劑密封，形成單池單元。本發明專利技術在陶瓷電解單池上下兩面形成對稱的應力，能夠有效緩解單面封接導致的應力集中的問題。由于電池框的保護，在電堆組裝施加壓力時，對電解單池不會造成破壞，從而保證了電堆的安全性和可靠性。可靠性。可靠性。

【技術實現步驟摘要】
一種固體氧化物電解池對稱封接方法


[0001]本專利技術涉及固體氧化物電解池
，尤其涉及一種固體氧化物電解池對稱封接方法。

技術介紹

[0002]固體氧化物電解池(Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC)是將電能轉化成化學能的能量轉換裝置，具有清潔、高效等優勢。
[0003]SOEC主要有管型和平板型兩種結構形式。由于單個電解池提供的電壓和功率十分有限，因此，為了滿足使用要求，需將多個單池以各種方式(串聯、并聯、混聯)組裝成電池堆。相較于管型結構，平板型結構具有電流流程短，內阻歐姆損失小，能量密度高等優勢。但平板型結構的主要缺點是高溫密封困難，這也是限制其發展的技術難點之一。
[0004]玻璃和玻璃
?
陶瓷是目前研究和應用最廣泛的密封材料，相比柔性金屬、云母基片、金屬釬焊等其他形式的密封材料，玻璃具有高溫封接性能好、膨脹系數(CTE)可調、制備和使用方便等顯著優勢。目前最常用的密封方式是在電堆組裝前，將電解單池用玻璃密封膠預先封接到電池框上，電堆組裝時再將電池框和金屬雙極板進行密封。這種密封方案首先升溫至玻璃的軟化溫度(T
s
)以上保證玻璃軟化流動實現對密封部位的浸潤，然后降溫至T
s
以下發生固化。但當溫度降低后，電解池材料、密封玻璃、金屬雙極板之間由于膨脹系數不匹配，導致在封接界面處產生應力，特別是在后續電堆裝配加壓操作過程中，陶瓷材質的電解單池邊緣極易產生裂紋，嚴重時甚至整體破碎。因此，尋求操作簡單、性能可靠的密封方案，有效緩解電解單池封接區域應力集中，是本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現思路

[0005]針對上述問題，本專利技術的目的在于提供一種固體氧化物電解池對稱封接方法，以克服現有技術封接過程中出現的應力集中問題，以提高電解池的密封性能。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
[0007]本專利技術提供一種固體氧化物電解池對稱封接方法，將固體氧化物電解池單池的四周邊緣封裝在電池框上，且固體氧化物電解池單池兩側的電池框對稱設置，固體氧化物電解池單池與電池框之間通過密封劑密封，形成單池單元。
[0008]所述電池框上設置有安裝槽，所述固體氧化物電解池單池設置于所述電池框的安裝槽內，并且所述固體氧化物電解池單池能夠暴露電極的全部區域。
[0009]所述固體氧化物電解池單池包括平行設置的電解單池第一電極和電解單池第二電極及設置于電解單池第一電極和電解單池第二電極之間的電解單池電解質。
[0010]所述電池框采用金屬材質。
[0011]所述電池框上設置有與所述固體氧化物電解池單池的進出氣通道對應的孔。
[0012]所述電池框包括電池框上部和電池框下部，所述固體氧化物電解池單池設置于電池框上部和電池框下部之間。
[0013]所述電池框上部和電池框下部結構相同，均設有嵌槽；在電池框上部和電池框下部的嵌槽內均涂有密封劑，所述固體氧化物電解池單池嵌設于電池框上部和電池框下部的嵌槽內，形成電池框上部
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密封劑
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固體氧化物電解池單池
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密封劑
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電池框下部的對稱結構。
[0014]所述電池框下部設有嵌槽，所述固體氧化物電解池單池嵌設于所述電池框下部的嵌槽內，所述電池框上部為平框架結構，且設置于所述電池框下部的上方，所述固體氧化物電解池單池兩側的所述電池框上部和所述電池框下部的厚度相等。
[0015]所述電池框下部的三側邊框設有插槽，所述固體氧化物電解池單池插設于所述電池框下部三側邊框的插槽內；所述電池框上部為板條狀，且設置于所述電池框下部沒有插槽的一邊框上，用于固定所述固體氧化物電解池單池。
[0016]所述密封劑為能耐受400～1000℃的耐高溫密封劑。
[0017]本專利技術的優點及有益效果是：
[0018]1.本專利技術采用固封方式將電解單池封接到電池框上形成單池單元，在封接區域呈現電池框
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密封劑
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電解單池
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密封劑
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電池框的對稱結構，在陶瓷電解單池上下兩面形成對稱的應力，能夠有效緩解單面封接導致的應力集中的問題。
[0019]2.陶瓷電解單池完全包裹在金屬的電池框內，對單池形成保護，在后續的電堆組裝過程施加壓力時，壓力作用于兩側的電池框上，對電解單池不會造成破壞。
附圖說明
[0020]圖1是本專利技術實施例1的封接區域示意圖；
[0021]圖2是本專利技術實施例1的電池框和固體氧化物電解池單池的配合示意圖；
[0022]圖3是本專利技術實施例2的封接區域示意圖；
[0023]圖4是本專利技術實施例2的電池框和固體氧化物電解池單池的配合示意圖；
[0024]圖5是本專利技術實施例3的封接區域示意圖；
[0025]圖6是本專利技術實施例3的電池框和固體氧化物電解池單池的配合示意圖；
[0026]圖7是本專利技術實施例3的電池框下部的上視圖；
[0027]圖8是本專利技術實施例3的電池框下部的A
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A局部剖面圖；
[0028]圖中：1
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固體氧化物電解池單池，2
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電解單池第一電極，3
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電解單池電解質，4
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電解單池第二電極，5
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電池框，5(a)
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電池框上部，5(b)
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電池框下部，6
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密封劑。
具體實施方式
[0029]為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細描述。
[0030]如圖1
?
2所示，本專利技術提供一種固體氧化物電解池對稱封接方法，將固體氧化物電解池單池1的四周邊緣通過固封方式封裝在電池框5上，且固體氧化物電解池單池1兩側的電池框5對稱設置，固體氧化物電解池單池1與電池框5之間通過密封劑6密封，形成單池單元。封接區域從上到下依次為電池框、密封劑、電解池單池、密封劑、電池框的對稱結構。固體氧化物電解池單池1完全包裹在電池框5內，對單池單元形成保護，在后續的電堆組裝過程施加壓力時，壓力作用于兩側的電池框上，對電解單池不會造成破壞。
[0031]本專利技術的實施例中，電池框5上設置安裝槽，固體氧化物電解池單池1設置于電池框5的安裝槽內，并且固體氧化物電解池單池1能夠暴露電極的全部區域。
[0032]具體地，固體氧化物電解池單池1包括平行設置的電解單池第一電極2和電解單池第二電極4及設置于電解單池第一電極2和電解單池第二電極4之間的電解單池電解質。
[0033]本專利技術的實施例中，電池框5采用金屬材質。具體地，電池框5的基材為Fe基或Ni基耐熱合金中的一種或兩種及以上。
[0034]進一步地，電池框5上設置有與固體氧化物電解池單池1的進出氣通道對應本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種固體氧化物電解池對稱封接方法，其特征在于，將固體氧化物電解池單池的四周邊緣封裝在電池框上，且固體氧化物電解池單池兩側的電池框對稱設置，固體氧化物電解池單池與電池框之間通過密封劑密封，形成單池單元。2.根據權利要求1所述的固體氧化物電解池對稱封接方法，其特征在于，所述電池框上設置有安裝槽，所述固體氧化物電解池單池設置于所述電池框的安裝槽內，并且所述固體氧化物電解池單池能夠暴露電極的全部區域。3.根據權利要求2所述的固體氧化物電解池對稱封接方法，其特征在于，所述固體氧化物電解池單池包括平行設置的電解單池第一電極和電解單池第二電極及設置于電解單池第一電極和電解單池第二電極之間的電解單池電解質。4.根據權利要求2所述的固體氧化物電解池對稱封接方法，其特征在于，所述電池框采用金屬材質。5.根據權利要求2所述的固體氧化物電解池對稱封接方法，其特征在于，所述電池框上設置有與所述固體氧化物電解池單池的進出氣通道對應的孔。6.根據權利要求2所述的固體氧化物電解池對稱封接方法，其特征在于，所述電池框包括電池框上部和電池框下部，所述固體氧化物電解池單池設置于電池框上部和電池框下部之間。7.根據權利要求6所述的固體氧化物電解池對稱封...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李曉錦，王秀玲，劉文奇，苗紀遠，
申請(專利權)人：中國科學院青島生物能源與過程研究所，
類型：發明
國別省市：