CN104521053B - 固体氧化物燃料电池堆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种固体氧化物燃料电池堆。固体氧化物燃料电池堆包括单电池、支撑单电池的边缘部分的电池框架、配置在电池框架的下部的连接构件、配置在电池框架与连接构件之间的密封构件以及使电池框架与连接构件之间的间隔保持均匀的衬垫构件。衬垫构件配置在电池框架与连接构件之间的区域中未被密封构件密封的区域，由云母(Mica)或绝缘陶瓷形成。

Description

固体氧化物燃料电池堆
技术领域
本发明涉及一种固体氧化物燃料电池堆，尤其涉及通过电化学反应将原料的化学能直接转换为电能的固体氧化物燃料电池堆。
背景技术
燃料电池是一种通过电化学反应将原料的化学能直接转换为电能的装置，其优点是能量效率明显高于一般的热机，几乎无污染物的排放。
燃料电池中的固体氧化物燃料电池是在600至1000℃的高温工作，因此无需通过改质器对氢气、碳氢类燃料进行改质，可通过内部改质自由利用，固体氧化物燃料电池自身的燃料变化效率达到45至65％，当采用利用废热的热电联合系统(cogeneration system)的情况下系统效率可达到85％以上，因此被视为新一代环保发电方式。
固体氧化物燃料电池根据单电池的形态，可大致分为平板型固体氧化物燃料电池及圆筒形固体氧化物燃料电池。圆筒型具有长期稳定性，但是平板型固体氧化物燃料电池具有比圆筒型固体氧化物燃料电池更高的功率密度。现在在研究一种汇集了圆筒型和平板型固体氧化物燃料电池的优点的平管型固体氧化物燃料电池。
当固体氧化物燃料电池的堆由连接构件、密封构件构成时，所构建系统的容量能够达到数W至数MW级以上，因此现在有关固体氧化物燃料电池堆的研究非常普遍。
尤其，平板型或平管型固体氧化物燃料电池堆具有很多优点，但有关密封的热机械特性差、当长时间在高温工作时热稳定性低，现在在积极研究如何克服这些缺点。
发明内容
技术问题
本发明提供一种能够提高热稳定性及电稳定性的高稳定性固体氧化物燃料电池堆。
技术方案
根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池堆包括单电池、支撑所述单电池的边缘部分的电池框架、配置在所述电池框架的下部且与所述单电池电接触的连接构件、配置在所述电池框架与所述连接构件之间的密封构件以及使所述电池框架与所述连接构件之间的间隔保持均匀的衬垫构件。所述衬垫构件配置在所述电池框架与所述连接构件之间的区域中未被所述密封构件密封的区域，由云母(Mica)或绝缘陶瓷形成。
根据一个实施例，固体氧化物燃料电池堆还包括：结合构件，其贯通所述电池框架及所述连接构件，所述衬垫构件可以包括用于所述结合构件插入的结合孔。例如，所述电池框架及所述连接构件具有多个角，所述衬垫构件包括分别与所述角相邻配置的多个角衬垫，所述结合构件可以包括分别贯通所述多个角衬垫的多个螺栓。
例如，所述角衬垫可分别包括形成于所述电池框架的表面及所述连接构件的表面中的一个表面的涂膜。
根据一个实施例，固体氧化物燃料电池堆还包括：结合构件，其贯通所述电池框架及所述连接构件，所述衬垫构件可以包括与所述结合构件相邻配置的多个衬垫图案。此时，所述电池框架及所述连接构件中至少一者的表面形成有用于所述衬垫图案插入的插入槽。
根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池堆包括：上部板；下部板，其与所述上部板相隔；单电池叠层结构体，其配置在所述上部板与所述下部板之间；以及结合构件，其用于结合所述上部板、所述下部板以及所述单电池叠层结构体。所述结合构件可以包括贯通所述上部板、所述单电池叠层结构体及所述下部板的螺栓、结合于所述螺栓的一个端部的螺母及配置在所述螺母与所述上部板之间或所述螺母与所述下部板之间且由热膨胀系数大于所述螺栓的物质形成的垫圈。
根据一个实施例，所述螺栓可以包括：绝缘膜，其形成于位于所述单电池叠层结构体的内部的部分的表面，由绝缘陶瓷或玻璃(glass)材料形成。
根据一个实施例，所述结合构件还可以包括：管型绝缘构件，其配置在所述上部板、所述单电池叠层结构体及所述下部板构成的叠层堆的内部，具有用于所述螺栓贯通的贯通孔，由绝缘材料形成。
技术效果
根据本发明，在电池框架与连接构件之间配置密封构件及衬垫构件，从而能够提高电池框架与连接构件之间的间隔均匀性。
并且，用由热膨胀系数大于螺栓的物质形成的垫圈来结合固体氧化物燃料电池堆，从而能够提高固体氧化物燃料电池堆的密封能力及长期稳定性。
并且，利用表面形成有绝缘膜的螺栓或被管型绝缘构件包围的螺栓来结合固体氧化物燃料电池堆，从而能够提高固体氧化物燃料电池堆的电稳定性。
附图说明
图1为说明根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池堆的立体图；
图2为按图1所示切割线A-A'切割的剖面图；
图3为图2所示单电池的分解立体图；
图4为说明图2所示电池框架的平面图；
图5为说明衬垫构件的一个实施例的部分平面图；
图6a为说明衬垫构件的另一实施例的部分平面图；
图6b为按图6a所示切割线B-B'切割的部分剖面图；
图7a为说明结合构件的一个实施例的立体图；
图7b为说明结合构件的另一实施例的立体图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明根据本发明的实施例。本发明可做多种变更，可具有多种形态，以下在附图中显示特定实施例并在说明书中进行详细说明。但是，这并非将本发明限定于特定的公开形态，本领域的普通技术人员应当理解还可以包括不脱离本发明技术主题及技术方案范围的所有变更、等同物及替代物。另外，在说明附图时对类似的构成要素采用了类似的附图标记。为了本发明的明确性，比实际放大或缩小显示附图中构成要素的尺寸。
本申请中所使用的用语只是为了说明特定的实施例，而并非限定本发明。若无另行定义，则单数的表现形式应理解为还包括复数的表现形式。本申请中“包括”或“具有”等用语用于说明存在所记载的特征、数、步骤、工作、构成要素、构件或其组合，而并非预先排除一个或一个以上的其他特征、数、步骤、工作、构成要素、构件或其组合的存在或附加可能性。
另外，除非另有定义，包括技术用语或科学用语在内的所有用语均表示与本领域普通技术人员的通常理解相同的意思。通常使用的事先定义过的用语，应解释为与相关技术的文章脉络相一致的意思，除非本申请中明确定义，不得解释为怪异或过于形式性的意思。
图1为说明根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池堆的立体图，图2为按图1所示切割线A-A'切割的剖面图，图3为图2所示单电池的分解立体图，图4为说明图2所示电池框架的平面图。
参照图1至图4，根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池堆1000包括单电池叠层结构体1100、上部板1200、下部板1300及结合构件1400。
单电池叠层结构体1100可包括多个单电池1110、支撑单电池1110的边缘的多个电池框架1120、电连接单电池1110的多个连接构件1130、防止供应给单电池1110的燃料与空气混合或漏到外部的密封构件1140及用于提高电池框架1120与连接构件1130之间的间隔均匀性的衬垫构件1150。上述单电池叠层结构体1100可以是支撑多个单电池1110的电池框架1120与连接构件1130交替层叠，密封构件1140及衬垫构件1150配置在电池框架1120与连接构件1130之间的结构。
各单电池1110可以是图3所示的平板型固体氧化物燃料电池的单电池，或者是图中未示出的平管型固体氧化物燃料电池的单电池。例如，当单电池1110为平板型固体氧化物燃料电池的单电池时，各单电池1110可包括第一电极1111、第二电极1112及位于所述第一电极1111与第二电极1112之间的固体氧化物电解质1113。所述第一电极1111及第二电极1112中一个可以是得到燃料供应的燃料极，另一个可以是得到空气供应的空气极。当向所述燃料极及空气极分别供应含氢气(H2)的燃料及含氧气(O2)的空气时，氧气分压差使得在所述空气极还原的氧离子(O2-)经由电解质1113移动到所述燃料极，移动到所述燃料极的氧离子(O2-)与供应给所述燃料极的氢气(H2)反应，生成水(H2O)与电子(e-)。各单电池1110利用通过上述反应生成的电子生成电能。
所述燃料极(anode)可以由导电性氧化物形成。例如，所述燃料极可以由包括选自钇(Y)、铈(Ce)、锆(Zr)、镍(Ni)等构成的群组中的至少一种成分的单一元素物质、化合物或复合物形成。此外，只要构成所述燃料极的物质是具有导电性的氧化物，则不受特定限制，可以由除上述成分之外还包括至少一种其他成分的化合物或复合物构成，或者可以由包括除上述成分之外的至少一种其他成分的单一元素物质、化合物或复合物构成。所述燃料极可以是多孔性结构，以确保氢气(H2)能够通过其内部移动。
所述空气极(cathod)可以由导电性氧化物形成。例如，所述空气极可以由包括选自镧(La)、锶(Sr)、锰(Mn)、钴(Co)、铁(Fe)等构成的群组中的至少一种成分的单一元素物质、化合物或复合物形成。此外，只要构成所述空气极的物质是具有导电性的氧化物，则不受特定限制，可以由除上述成分之外还包括至少一种其他成分的化合物或复合物构成，或者可以由包括除上述成分之外的至少一种其他成分的单一元素物质、化合物或复合物构成。所述空气极可以是多孔性结构，以确保氧气能够通过其内部移动。
所述电解质1113可以由氧离子导电性固体氧化物形成。例如，所述电解质1113可以是由包括选自离子导电性高、氧化-还原环境下稳定性优异且机械特性优异的物质钇(Y)、锆(Zr)、镧(La)、锶(Sr)、钙(Ga)、镁(Mg)、钡(Ba)、铈(Ce)、钐(Sm)、钪(Sc)等构成的群组中的至少一种成分的单一元素物质、化合物或复合物形成。此外，只要构成所述电解质1113的物质是具有氧离子导电性的氧化物，则不受特定限制，可以由除上述成分之外还包括至少一种其他成分的化合物或复合物构成，或者可以由包括除上述成分之外的至少一种其他成分的化合物或复合物构成。所述电解质1113可以是致密结构，以防止燃料及空气向其内部移动。
电池框架1120分别支撑单电池1110的边缘部分，以提高固体氧化物燃料电池堆1000的组装性及耐久性。例如，各电池框架1120如图4所示，可以具有四角形框架形态的框架结构。例如，各电池框架1120可包括通道用开口部1121、第一燃料供应用开口部1122A、第一燃料排出用开口部1122B、第一空气供应用开口部1123A、第一空气排出用开口部1123B及多个第一结合孔1124。
通道用开口部1121形成于电池框架1120的中间部分，露出受到支撑的单电池1110的下部电极1111，例如燃料极。通道用开口部1121的分界部可以形成用于支撑单电池1110的边缘部分的单级台阶1125。
第一燃料供应用开口部1122A与第一燃料排出用开口部1122B可以向第一方向相隔配置在通道用开口部1121的两侧。例如，第一燃料供应用开口部1122A形成于与所述第一方向交叉的电池框架1120的第一边缘与通道用开口部1121之间，第一燃料排出用开口部1122B可形成于与所述第一边缘相对的电池框架1120的第二边缘与通道用开口部1121之间。
第一空气供应用开口部1123A与第一空气排出用开口部1123B可以向与所述第一方向交叉的第二方向相隔配置在通道用开口部1121的两侧。例如，第一空气供应用开口部1123A可形成于与所述第一边缘相邻的所述电池框架1120的第三边缘与通道用开口部1121之间，第一空气排出用开口部1123B可形成于与所述第三边缘相对的电池框架1120的第四边缘与通道用开口部1121之间。不同与此，虽然未在图中示出，但第一空气供应用开口部1123A可形成于与所述第一燃料排出用开口部1122B相邻的位置即电池框架1120的第二边缘与通道用开口部1121之间，第一空气排出用开口部1123B可形成于与第一燃料供应用开口部1122A相邻的位置即电池框架1120的第一边缘与通道用开口部1121之间。
第一结合孔1124可分别形成于与电池框架1120的四个角(corner)相邻的位置。第一结合孔1124分别用于插入结合构件1400。第一结合孔1124的形状可以有多种，其形状不受特定限制。例如，第一结合孔1124可以是圆形。
连接构件1130不仅使得单电池1110之间彼此电连接，并将固体氧化物燃料电池堆1000连接到外部电路。为此，连接构件1130可以由导电性陶瓷或金属材料形成。例如，连接构件1130可以由具有钙钛矿(perovskite)结构的LaCrO3系陶瓷材料或铁(Fe)-铬(Cr)族金属材料形成。
各连接构件1130的结构可以是具有与电池框架1120相同形状的边框的四角板结构。例如，各连接构件1130可包括分别形成于对应于电池框架1120的第一燃料供应用开口部1122A及第一燃料排出用开口部1122B的位置的第二燃料供应用开口部及第二燃料排出用开口部、分别形成于对应于电池框架1120的第一空气供应用开口部1123A及第一空气排出用开口部1123B的位置的第二空气供应用开口部及第二空气排出用开口部，以及分别形成于对应于电池框架1120的第一结合孔1124的位置的多个第二结合孔1134。
并且，各连接构件1130可包括分别形成于其两侧面的燃料用流路及空气用流路。所述燃料用流路形成于连接构件1130的第一面中与电池框架1120的通道用开口部1121相对应的区域，可与所述第二燃料供应用开口部及所述第二燃料排出用开口部连通。所述空气用流路形成于与所述第一面相对的连接构件1130的第二面中与电池框架1120的通道用开口部1121相对应的区域，可与所述第二空气供应用开口部及所述第二空气排出用开口部连通。
连接构件1130可包括配置在上部板1200与最上部单电池1110之间的第一连接构件1130A、配置在单电池1110之间的多个第二连接构件1130B及配置在下部板1300与最下部单电池1110之间的第三连接构件1130C。第一连接构件1130A及第三连接构件1130C起到与外部电路连接的集电体(Current Collector)的作用，与第二连接构件1130B相比，还可以包括用于将固体氧化物燃料电池堆1000连接到外部电路的接触端子。但是，与上部板1200相对的第一连接构件1130A的上部面及与下部板1300相对的第三连接构件1130C的下部面可以不形成燃料用流路或空气用流路。
密封构件1140配置在电池框架1120及与其相邻的连接构件1130之间，以防止燃料与空气相混合或这些物质漏到外部。密封构件1140可以由玻璃材料、玻璃与陶瓷的复合材料等形成。
密封构件1140可以包括配置在形成有燃料用流路的连接构件1130的第一面及与其相对的电池框架1120之间的第一密封构件1140A，以及配置在形成有空气用流路的连接构件1130的第二面及与其相对的电池框架1120之间的第二密封构件1140B。第一密封构件1140A可以包括构成包围连接构件1130的第二燃料供应用开口部、燃料用流路及第二燃料排出用开口部的封闭曲线的第一密封部、构成包围连接构件1130的第二空气供应用开口部的密封曲线的第二密封部及构成包围连接构件1130的第二空气排出用开口部的密封曲线的第三密封部。第二密封构件1140B可以包括构成包围连接构件1130的第二空气供应用开口部、空气用流路及第二空气排出用开口部的密封曲线的第四密封部、构成包围连接构件1130的第二燃料供应用开口部的密封曲线的第五密封部及构成包围连接构件1130的第二燃料排出用开口部的密封曲线的第六密封部。
衬垫构件1150配置在连接构件1130及与其相邻的电池框架1120之间，起到使这些构件之间的间隔保持均匀的作用。衬垫构件1150可配置在电池框架1120与连接构件1130之间的区域中未被密封构件1140密封的区域，可以由在高温下，例如在构成密封构件1140的物质的转换温度以上的温度下无流动性的绝缘性物质形成。例如，衬垫构件1150可以由云母(Mica)或绝缘性陶瓷物质形成。
在形成固体氧化物燃料电池堆1000的过程中，为了将密封构件1140接合在电池框架1120与连接构件1130上，层叠固体氧化物燃料电池堆1000的构成要素后在加压状态下进行热处理，即加热至构成密封构件1140的玻璃物质的转换温度以上。在这过程中，当连接构件1130及与其相邻的电池框架1120之间只配置有密封构件1140的情况下，由于密封构件1140的流动性而可能会引起电池框架1120与连接构件1130之间的间隔不均匀的问题。当电池框架1120与连接构件1130之间的间隔不均匀时由于应力集中，因此不仅有可能降低固体氧化物燃料电池堆1000的耐久性，而且有可能使单电池1110与连接构件1130之间的电接触电阻上升，引起固体氧化物燃料电池堆1000的效率下降。
为了解决这些问题，衬垫构件1150由云母或绝缘性陶瓷材料形成，由于高温热处理过程中几乎无流动性，因此在制造固体氧化物燃料电池堆1000的过程中能够使电池框架1120与连接构件1130之间的间隔保持均匀。以下参照图5、图6a及图6b对衬垫构件1150进行详细说明。
图5为说明衬垫构件的一个实施例的平面图。
参照图1、图2及图5，衬垫构件1150可包括分别配置在连接构件1130的四个角部与电池框架1120的四个角部之间的四个角衬垫1150。
各角衬垫1150具有预定厚度，具有平坦的上部面及下部面，可具有与电池框架1120的第一结合孔1124及连接构件1130的第二结合孔1134对应的第三结合孔1154。角衬垫1150的第三结合孔1154的大小及形状可与电池框架1120的第一结合孔1124及连接构件1130的第二结合孔1134的大小及形状相同。
只要能够提高电池框架1120与连接构件1130之间的间隔均匀性，则各角衬垫1150的平面形状不受特定限制。例如，各所述角衬垫1150形状不仅可以是圆形、椭圆形、多角形等规则的平面形状，还可以是非规则的平面形状。
各角衬垫1150可以是能够与连接构件1130及电池框架1120分离的独立构成要素。不同与此，各角衬垫1150可以是涂覆在连接构件1130或电池框架1120的表面的预定厚度的涂膜。
在电池框架1120与连接构件1130之间配置密封构件1140及衬垫构件1150后，为了将密封构件1140接合在电池框架1120与连接构件1130上而在高温下加压，这种情况下由于密封构件1140具有流动性，因此能够广泛扩散，从而所述密封构件1140能够与衬垫构件1150的侧面相邻或相接。
图6a为说明衬垫构件的另一实施例的平面图，图6b为按图6a所示切割线B-B'切割的部分剖面图。
参照图1、图2、图6a及图6b，衬垫构件1150可以包括分别配置在连接构件1130的四个角部与电池框架1120的四个角部之间的四个角衬垫1150。
角衬垫1150可以包括与插入到电池框架1120的第一结合孔1124及连接构件1130的第二结合孔1134的结合构件1400相邻配置，并且具有预定高度的一个以上的衬垫图案。这种情况下，电池框架1120或连接构件1130上可以形成能够使衬垫图案插入的插入槽。例如如图6b所示，连接构件1130的表面可以形成能够使衬垫图案插入的插入槽。不同与此，虽然未在图中示出，但是可以在电池框架1120的表面形成所述插入槽，或者在电池框架1120及连接构件1130的表面形成所述插入槽。衬垫图案的个数及形状不受特定限制。例如，各角衬垫1150如图6a所示，可以包括围绕连接构件1130的第二结合孔1134配置的四个正六面体衬垫图案。
再次参照图1及图2，上部板1200及下部板1300分别配置在单电池叠层结构体1100的上部及下部，以使单电池叠层结构体1100受到均匀压力。上部板1200可以包括分别与电池框架1120的第一结合孔1124及连接构件1130的第二结合孔1134连接，用于结合构件1400插入的第四结合孔1204，下部板1300可以包括用于结合构件1400插入的分别与上部板1200的第四结合孔1204对应的第五结合孔1304。虽然未在图中示出，但可以从上部板1200及下部板1300中一个连接到外部燃料供应部(未示出)及外部空气供应部(未示出)。
为了使上部板1200及下部板1300均匀地加压单电池叠层结构体1100，所述结合构件1400结合上部板1200、单电池叠层结构体1100及下部板1300。本发明中可使用分别结合于固体氧化物燃料电池堆1000的四个角部的四个结合构件1400。以下参照图7a及图7b对结合构件1400进行详细说明。
图7a为说明结合构件的一个实施例的立体图。
参照图1、图2及图7a，各结合构件1400可以包括螺栓1410、第一垫圈1421、第二垫圈1422、第一螺母1431及第二螺母1432。
螺栓1410可以贯通上部板1200、单电池叠层结构体1100及下部板1300。即，螺栓1410可以贯通上部板1200的第四结合孔1204、电池框架1120的第一结合孔1124、连接构件1130的第二结合孔1134、衬垫构件1150的第三结合孔1154及下部板1300的第五结合孔1304，所述螺栓1410的长度可以大于各上部板1200、单电池叠层结构体1100及下部板1300的厚度之和。所述螺栓1410的两侧端部可以形成能够与第一螺母1431及第二螺母1432相结合的螺纹。
螺栓1410可包括形成于表面的绝缘膜1411。绝缘膜1411可以由绝缘陶瓷物质、玻璃(glass)物质等形成。
固体氧化物燃料电池堆1000高温工作的过程中，螺栓1410表面及连接构件1130表面可能会产生氧化物而破坏螺栓1410与连接构件1130之间的电绝缘，但形成于螺栓1410表面的绝缘膜1411能够防止从螺栓1410表面产生氧化物，从而能够防止螺栓1410与连接构件1130之间的电绝缘受到破坏。绝缘膜1411是用于防止螺栓1410与单电池叠层结构体1100的连接构件1130之间的绝缘受到破坏的结构，因此可以使绝缘膜1411至少形成于螺栓1410中插入单电池叠层结构体1100的部分的表面。
第一垫圈1421及第一螺母1431可以套在凸出到上部板1200上部的螺栓1410的一个端部，第二垫圈1422及第二螺母1432可套在凸出到下部板1300下部的螺栓1410的另一端部。即，第一垫圈1421配置在上部板1200与第一螺母1431之间，可以在热膨胀时对上部板1200加压，第二垫圈1422配置在下部板1300与第二螺母1432之间，可以在热膨胀时对下部板1300加压。
为了能够在热膨胀时加压上部板及下部板，第一垫圈1421及第二垫圈1422可以由热膨胀系数大于螺栓1410的热膨胀系数的物质形成。
通常，固体氧化物燃料电池在约600℃至1000℃的高温下工作。在固体氧化物燃料电池的这种工作温度下，不仅固体氧化物燃料电池堆1000热膨胀，螺栓1410也会热膨胀，螺栓1410的膨胀量通常大于由陶瓷、玻璃、金属等构成的固体氧化物燃料电池堆1000。当螺栓1410的膨胀量大于固体氧化物燃料电池堆1000时，结合构件1400使得施加到固体氧化物燃料电池堆1000的压力减小，而这种压力的减小在固体氧化物燃料电池堆1000长期工作时将引发密封破坏，耐久性降低等问题。
本发明中，将由热膨胀系数大于螺栓1410的材料形成的第一垫圈1421及第二垫圈1422分别配置在第一螺母1431与上部板1200之间及第二螺母1432与下部板1300之间，以补偿螺栓1410与固体氧化物燃料电池堆1000的热膨胀率之差，从而能够提高固体氧化物燃料电池堆1000的热稳定性。
另外，各第一垫圈1421及第二垫圈1422可以是如图7a所示的单品结构，也可以是高度相对低的多个垫圈层叠而成的结构。
图7b为说明结合构件的另一实施例的立体图。
参照图1、图2及图7b，各结合构件1400可包括管型绝缘构件1440、螺栓1410、第一垫圈1421、第二垫圈1422、第一螺母1431及第二螺母1432。第一垫圈1421、第二垫圈1422、第一螺母1431及第二螺母1432实质上与参照图7a说明的内容相同，因此省略有关详细说明。
管型绝缘构件1440可配置在上部板1200、单电池叠层结构体1100及下部板1300构成的叠层堆内部，内部具有能够使所述螺栓1410插入的贯通孔，可以由绝缘材料形成。例如，所述管型绝缘构件1440可以由绝缘陶瓷材料、玻璃(glass)材料等形成。管型绝缘构件1440在单电池叠层结构体1100内部可以起到防止连接构件1130与螺栓1410之间的绝缘受到破坏的作用。
当管型绝缘构件1440凸出到上部板1200、单电池叠层结构体1100及下部板1300构成的叠层堆外部时，能够阻碍垫圈1421、1422通过热膨胀加压上部板1200或下部板1300，因此优选地，管型绝缘构件1440的长度大于单电池叠层结构体1100的高度，小于或等于上部板1200、单电池叠层结构体1100及下部板1300构成的叠层堆的整体高度。
另外，图7a及图7b所示例子中结合构件1400具有两侧端部形成有螺纹的螺栓1410，但结合构件1400可以包括仅一侧端部形成有螺纹，另一端部形成有头部的螺栓(未示出)。此时，可以仅在上部板1200及下部板1300中的一侧配置垫圈。
如上所述，本发明中在电池框架与连接构件之间配置密封构件及衬垫构件，从而能够提高电池框架与连接构件之间的间隔均匀性。
并且，用由热膨胀系数大于螺栓的物质形成的垫圈来结合固体氧化物燃料电池堆，从而能够提高固体氧化物燃料电池堆的密封能力及长期稳定性。
并且，利用表面形成有绝缘膜的螺栓或被管型绝缘构件包围的螺栓来结合固体氧化物燃料电池堆，从而能够提高固体氧化物燃料电池堆的电稳定性。
以上参照本发明的优先实施例进行了说明，但本领域普通技术人员应理解，在不脱离本发明所记载技术方案及范围的情况下，可以对本发明进行多种修改及变形实施。

Claims (8)

1.一种固体氧化物燃料电池堆，其特征在于，包括：
单电池，其是固体氧化物燃料电池的单电池；
电池框架，其支撑所述单电池的边缘部分；
连接构件，其配置在所述电池框架的下部，与所述单电池电连接；
密封构件，其配置在所述电池框架的下表面的第一区域与所述连接构件之间，并由玻璃材料或玻璃与陶瓷的复合材料形成；以及
衬垫构件，其配置在所述电池框架的下表面的与所述第一区域相邻的第二区域与所述连接构件之间，由转换温度大于所述密封构件的材料的云母或绝缘陶瓷形成，用于使所述电池框架与所述连接构件之间的间隔保持均匀；
上部板和下部板，在所述上部板和所述下部板之间插入有所述单电池、所述电池框架、所述连接构件、所述密封构件、所述衬垫构件；和
结合构件，其具有贯通所述上部板、所述电池框架、所述连接构件及所述下部板的螺栓、结合于所述螺栓的一个端部的螺母、配置在所述螺母与所述上部板之间或所述螺母与所述下部板之间的垫圈、及管型构件，该管型构件由绝缘材料形成且配置在一贯通孔内，形成于所述上部板、所述单电池、所述连接构件、所述密封构件、所述衬垫构件和所述下部板的叠层堆内部，
其中，所述螺栓穿过所述管型构件。
2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于，
所述衬垫构件包括用于所述结合构件插入的结合孔。
3.根据权利要求2所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于：
所述电池框架及所述连接构件具有多个角，
所述衬垫构件包括分别与所述角相邻配置的多个角衬垫，
所述结合构件包括分别贯通所述多个角衬垫的多个螺栓。
4.根据权利要求3所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于：
所述角衬垫分别包括形成于所述电池框架的表面及所述连接构件的表面中的一个表面的涂膜。
5.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于，
所述衬垫构件包括与所述结合构件相邻配置的多个衬垫图案。
6.根据权利要求5所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于：
所述电池框架及所述连接构件中至少一者的表面形成有用于所述衬垫图案插入的插入槽。
7.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于所述垫圈的形成物质的热膨胀系数大于所述螺栓的形成物质的热膨胀系数。
8.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆，其特征在于，所述螺栓包括形成于其表面上的绝缘膜，该绝缘膜由绝缘陶瓷或玻璃材料形成。
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