平板式SOFC电池堆金属连接件的性能研究与应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 翟惠娟 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-06-06 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 宁波 |
| 导师 | 秦勇 ; 王蔚国 |
| 关键词 | 金属连接件 LSM涂层 高温面电阻 平板式SOFC电池堆 |
| 学位专业 | 其它专业 |
| 中文摘要 | 金属连接件是平板式SOFC电池堆的重要元部件，其性能对电池堆的功率密度、寿命等具有重要的影响。金属连接件在电池堆的运行环境中存在着高温氧化，铬挥发造成SOFC阴极中毒等问题。本文从连接件的作用以及合金连接件存在的问题出发，主要开展了以下几方面的研究工作： 采用高温热膨胀测试仪对IC-1和IC-2 两种不锈钢进行测试，结果表明在850℃时，IC-1和IC-2 的热膨胀系数分别为12.7×10-6K-1和11.5×10-6K-1，均适用于以YSZ为电解质的固体氧化物燃料电池堆的中间连接件。通过氧化增重实验，拟和得出IC-1和IC-2合金的氧化增重曲线符合抛物线规律，其氧化增重动力学常数分别为8.8×10-12g2·cm-4·s-1和3.3×10-12g2·cm-4·s-1，表明两者都具有较好的抗高温氧化性能。通过SEM和XRD分析方法对两种不锈钢的氧化层进行分析，发现两者氧化层形貌相似，而且均由Cr2O3和Mn1.5Cr1.5O4两种氧化物组成，可以有效地阻止氧化反应。 对SOFC金属连接件表面进行涂层主要采用等离子喷涂和湿法喷涂两种方法。从涂层的表面形貌、物相、高温抗氧化性和高温电阻等方面进行比较，结果表明等离子喷涂的LSM涂层更加致密，电导性能也更加优异。等离子喷涂LSM涂层的两种不锈钢在850℃的面电阻均在100mΩ·cm2以下，湿法喷涂LSM涂层的IC-2的面电阻为100mΩ·cm2，而湿法喷涂LSM涂层的IC-1的面电阻为350mΩ·cm2左右。 采用等离子喷涂对IC-1进行LSM涂层加工，将其应用到电池堆中，并对其各部分的电阻进行了测试。在SOFC电池堆运行550h，8A恒流放电过程中，阳极连接件、阴极连接件、阳极集流板、阴极集流板在还原性气氛和氧化性气氛下均比较稳定，其面电阻ASR分别为0.05Ω·cm2、0.2Ω·cm2、0.4Ω·cm2和0.3Ω·cm2。两单元电池堆进行15次热循环，单次热循环衰减速率小于1%，表明金属连接件可以应用于SOFC电池堆。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-01-12 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/260]  |
| 专题 | 宁波材料技术与工程研究所_硕/博士论文成果 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 翟惠娟. 平板式SOFC电池堆金属连接件的性能研究与应用[D]. 宁波. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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