CN111403767B - 固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构。所述结构包括：具有一体化的连接体与支撑体结构、阳极、电解质以及阴极；所述具有一体化的连接体与支撑体结构，由的多孔金属支撑层和具有流道的金属连接体组成；其中，具有一体化的连接体与支撑体结构的表面只有中间区域层多孔状，四周致密，再结合致密的电解质，无需额外密封材料即可对电池实现密封。通过本发明提供的结构，有效的简化了电池堆的制造工艺，解决了因额外密封工艺造成的电池稳定性差以及电池性能衰减等问题，有利于固体氧化物电池的商业化推广。

Description

固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构
技术领域
本发明涉及能源技术领域，特别是涉及固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构。
背景技术
固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell)是一种将燃料的化学能转化为电能的能量转化装置。主要功能层包括：阴极、电解质以及阳极。由于其不受卡诺循环限制，因此发电效率高；内部无旋转部件，因此无噪音；燃料不经过燃烧，因此无环境污染。
固体氧化物燃料电解池是一对结构型式相同、工作过程相逆的能量转化装置。固体氧化物燃料电池能够高效地利用氢气发电，固体氧化物燃料电池则可以清洁地制备氢气，它们都能在未来新能源领域中发挥重要作用。
运行状态下的固体氧化物燃料电池需要固定在金属连接体上，金属连接体为电池阳极侧气体与阴极侧气体提供流道并导出电流。将单电池固定在金属连接体上，需要形成可靠的连接与良好的密封以防止气体泄漏。传统的固体氧化物燃料电池，如阴极支撑型固体氧化物燃料电池，阳极支撑固体氧化物燃料电池与电解质支撑型固体氧化物燃料电池均为全陶瓷部件，与金属连接体的密封连接主要通过玻璃密封材料实现。这种密封方式不仅成本较高稳定性也较差。
金属支撑型固体氧化物燃料电池是一种新型固体氧化物燃料电池结构。利用多孔金属作为支撑，将阳极、电解质和阴极依次制备其上。由于金属支撑体的采用，该结构具有良好的机械强度与抗热震能力，且电极与电解质部件可以做成薄膜形式，这不仅降低了成本还提高了电池的输出性能。
金属支撑固体氧化物燃料电池的使用也简化了单电池与连接体的密封与连接。与传统固体氧化物燃料电池的陶瓷-金属连接不同，金属支撑体与金属连接体之间的金属-金属连接可以采用金属材料成熟的焊接技术，如现已得到应用的钎焊与激光焊接。
现有固体氧化物燃料电池的工作温度在600-800℃之间，在如此高的温度之下，焊接连接处的应力不均匀，成分不均匀，焊缝的密封性与抗氧化能力等均可能影响电池的长期稳定性，造成电池性能衰减。
因此，连接体与支撑体之间的连接与密封问题仍然是本领域关键问题，若可以解决则极大推动本领域发展。同样，固体氧化物电解池也存在类似的密封问题。
发明内容
本发明提供一种固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构，以解决金属支撑体与连接体之间的连接与密封问题。
第一方面，本发明提供了一种固体氧化物燃料电池/电解池结构，所述电池/电解池结构包括：一体化的连接体与支撑体结构、阳极、电解质以及阴极；
所述一体化的连接体与支撑体结构，由多孔金属支撑层和具有流道的金属连接体组成；其中，所述多孔金属支撑层为所述一体化的连接体与支撑体结构的上部，所述具有流道的金属连接体为所述一体化的连接体与支撑体结构的下部，所述多孔金属支撑层与所述具有流道的金属连接体为一整体，无连接界面；
所述阳极的阳极层覆盖所述多孔金属支撑层的上表面；
所述电解质的电解质层覆盖所述阳极的阳极层，并与所述多孔金属支撑层接触；
所述阴极的阴极层覆盖所述电解质的电解质层。
优选地，所述多孔金属支撑层包括多孔区域和非多孔区域。
优选地，所述多孔区域的面积占所述多孔金属支撑层的总面积的比例范围为50％～90％。
优选地，所述多孔区域的孔隙率为15～60％，所述非多孔区域的孔隙率小于7％。
优选地，所述阳极层的面积小于所述多孔金属支撑层的面积，且大于所述多孔区域的面积。
优选地，所述非多孔区域为致密结构，所述致密结构中的孔隙属于闭孔。
优选地，所述多孔金属支撑层的金属材料与所述具有流道的金属连接体的金属材料，属于同一种金属材料。
优选地，所述金属材料至少包括铁铬合金、镍铬合金以及纯铬中的一种。
优选地，所述一体化的连接体与支撑体结构，是通过粉末压制烧结方式一体化制备的。
第二方面，本发明提供了一种固体氧化物燃料电池堆，所述固体氧化物燃料电池堆为包括两个或两个以上的上述第一方面所述的固体氧化物燃料电池结构的固体氧化物燃料电池堆结构。
本发明提供了一种固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构，采用具有一体化连接体与支撑体结构，由于多孔金属支撑层与具有流道的金属连接体为一整体，无连接界面，并且具有流道的金属连接体包裹多孔金属支撑体，最大限度的避免了金属支撑体与金属连接体之间的密封与连接问题。将致密的电解质覆盖在多孔电极与多孔金属之上，自然形成了对燃料侧气体的密封。连接体与支撑体采用一体化成型方法之后，去除了金属支撑体与连接体之间的界面，有益于电池在高温下的长期稳定性提升，有效地简化了电池堆的制造工艺，降低了电池堆密封的工作量，有利于降低电池的制造成本，有利于固体氧化物电池/电解池结构的商业化。
并且，本发明提供的具有一体化连接体与支撑体结构的固体氧化物燃料电池/电解池结构，通过所述多孔金属支撑层的非多孔区域(即致密区域)和致密的电解质接触，达到密封多孔阳极里的气体的目的。
附图说明
图1示出了本发明一实施例制备的一种连接体与支撑体一体化的平板状固体氧化物燃料电池结构的剖面示意图；
图2示出了本发明一实施例制备的一种连接体与支撑体一体化的平板状固体氧化物燃料电解池结构的剖面示意图；
图3示出了本发明实施例制备的连接体与支撑体一体化结构中的连接体、支撑体以及阳极气道之间位置关系的扫描电子显微镜示意图；
图4示出了图3所示的扫描电子显微镜示意图对应于图2中的具体位置的示意图；
图5示出了本发明实施例中的金属支撑固体氧化物燃料电池的传统连接的示意图；
图6示出了本发明实施例7制备的具有支撑体与连接体一体化结构的电池堆的剖面示意图；
图7示出了空隙依据孔隙率进行分类的示意图(图a)以及本发明实施例制备的致密结构的扫描电子显微镜示意图(图b)。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
金属支撑固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell缩写为SOFC)，将固体氧化物燃料电池制备在多孔金属上，多孔金属与金属连接体连接。连接体提供气体的流道，如图5的7-气体流道。为了防止燃料气体泄漏，需要对多孔金属支撑体与金属连接体进行连接与密封处理。如图5所示，传统的连接密封方法，通常是在多孔金属支撑体与金属连接体接触区域采用焊接技术进行连接密封，如图5的6-焊接区域。但是，SOFC的工作温度在600-800℃之间，在如此高的温度之下，焊接连接处的应力不均匀，成分不均匀，焊缝的密封性与抗氧化能力等均可能影响电池的长期稳定性，造成电池性能衰减。相应的电解池也存在相同问题。
本发明提供了一种可靠的结构(即一体化连接体与支撑体结构)，解决了上述问题，免去了多孔金属支撑体与金属连接体的密封与连接。
本发明的核心是一种具有一体化连接体与支撑体结构固体氧化物燃料电池/电解池结构，为了进一步理解本发明，下面结合具体实例对于本发明进一步进行阐述，由于电解池与燃料电池是一对结构型式相同、工作过程相逆的能量转化装置，因此，本申请的实施例以燃料电池为例进行阐述。
请参阅图1所示，本发明的一种固体氧化物燃料电池结构，包括一体化连接体与支撑体结构，以及依次置于其上的阳极、电解质和阴极。其中一体化连接体与支撑体结构包括上部多孔金属层与下部金属连接体；其中金属连接体包括致密区域(1-6)与连接体流道(阳极流道(1-5)和阴极流道(1-7))，多孔金属层包括多孔区域(1-4)和非多孔区域(1-8)。
说明：多孔金属支撑层与具有流道的金属连接体为一整体，无连接界面(如图中的1-8与1-6所示，两者为同一种金属粉末制成，无连接界面，也可以将非多孔区域理解为金属连接体的一部分)，即金属连接体中两端上部的致密区域作为多孔金属支撑层中的非多孔区域，将多孔区域的四周包裹，达到密封的目的，解决了相关技术中采用焊接等传统方式进行连接与密封而存在的问题。如图1中1-4与1-6的位置关系所示。
阳极材料铺放的阳极层覆盖多孔金属支撑层的上表面，其中阳极层的面积小于多孔金属支撑层的面积，使得在铺放电解质时，致密的电解质材料可以包裹阳极层，并与金属连接体进行一体化连接(所述一体化连接是指：在电池制备过程中，直接将致密的电解质材料铺盖阳极层，并与作连接体的金属粉末接触，达到密封阳极四周的目的，通过喷涂或烧结的制备方法，使得电解质与连接体连接，直接得到电解质层边缘与连接体致密连接的一体化结构整体)。
所述电解质的电解质层覆盖所述阳极的阳极层，并与多孔金属支撑层的非多孔区域连接对齐，进行密封连接，所述电解质层的面积大于所述阳极层的面积(如图1中1-2边缘与1-6边缘的位置关系所示)。
所述阴极的阴极层覆盖所述电解质的电解质层，其中本申请中的阴极层与阳极层的边缘对齐，以确保电池的电池有效面积，若阴极与阳极的大小不等，则电池有效面积只依据较小的电极计算，因为电解质只能纵向传导电流，若不对齐，则只有重合的部分所对应的面积有效。
本发明所提供的多孔金属支撑层包括多孔区域和非多孔区域，多孔区域占多孔金属支撑层总面积的比例范围为50％～90％，非多孔区域占多孔金属支撑层总面积的比例范围为10％～50％。
多孔金属支撑层与下侧连接体为一次成型，无类似玻璃密封和钎焊的连接界面，与连接体通过流道上的突起连接，所述突起是指如图1中连接体1-1中的竖状部分。
多孔金属支撑层为内部多孔(多孔区域)，边缘致密(非多孔区域)，即多孔区域的边缘由致密的非多孔区域包裹，达到一体化密封的目的。其中，多孔处孔隙率为15％-60％(该范围的取值依据为：孔隙率太小时，气体不能正常流动，影响电池性能；孔隙率太大时，多孔金属强度和表面粗糙度无法保证，无法使电池的使用寿命和性能达到较优)，致密处孔隙率小于7％(该范围的取值依据为：小于这个数值时，达到了封闭孔状态，即气体不能流动，达到无泄露的效果，起到密封作用)。
本发明所提供的一体化的连接体与支撑体结构中，下部具有流道结构，以供气体流动；并且下部中的金属连接体1-6的横结构将阳极气道与阴极气道隔开，金属连接体1-6的两端包裹多孔金属体，到达密封多孔金属层边缘的目的。而连接体本身是由粒径较小的金属粉末经过粉末冶金制成，其中的孔隙率也低于7％，具有密封的效果。
请参阅图1所示，阳极层(1-3)覆盖多孔金属层(1-4)且阳极层面积大于多孔金属层的多孔区域面积，电解质层(1-2)覆盖阳极层且电解质层面积大于阳极层面积，电解质层边缘和阳极层边缘，均接触多孔金属层边缘部分的非多孔区域。致密电解质层与非多孔区域接触(也可理解为致密的电解质层包裹阳极层，与连接体接触，形成一体)，保障连接体与多孔金属内部气体不沿着电解质四周的界面发生泄漏。
本发明的一种固体氧化物燃料电池结构，制备时，先通过粉末冶金或增材制造技术制备具有多孔区域和气体流道的连接体与支撑体复合结构。然后在多孔金属层的表面制备电池功能层(阳极层、电解质层以及阴极层)。本发明主要利用一体化连接体与支撑体结构实现对燃料侧气体的密封，辅助以电解质层的致密性和电子绝缘性来达到电池的自密封和阴阳极之间的绝缘。
图2示出了本发明一实施例制备的一种连接体与支撑体一体化的平板状固体氧化物燃料电解池结构的剖面示意图。如图所示：2-1为阳极、2-2为电解质层、2-3为阴极、2-4为多孔区域、2-5为阳极气体通道、2-6为金属连接体、2-7为阴极气体通道、2-8为非多孔区域。其中，支撑体只有很薄的一层，作用为支撑电极的，连接体的一部分构建了气道，另一部将阴极气道与阳极气道隔开，防止阳极气体与阴极气体混流。
如图3示出了本发明实施例制备的连接体与支撑体一体化结构中的连接体、支撑体以及阳极气道之间位置关系的扫描电子显微镜示意图。如图3所示，本发明中的连接体将支撑体包裹着，支撑体边缘形成了自密封，阳极气道是具有流道形状的造孔剂块体在低温下去除后形成的流道。需要说明的是，由于图3是通过扫描电子显微镜拍摄的，因此只能从整个连接体与支撑体一体化结构中切取一部分，进行拍摄，因此，图3呈现的是整个一体化结构中的一部分，如图4所示。
第一方面，本发明提供了一种固体氧化物燃料电池/电解池结构，所述结构包括：一体化的连接体与支撑体结构、阳极、电解质以及阴极；
所述一体化的连接体与支撑体结构，由多孔金属支撑层和具有流道的金属连接体组成；其中，所述多孔金属支撑层为所述一体化的连接体与支撑体结构的上部，所述具有流道的金属连接体为所述一体化的连接体与支撑体结构的下部，所述多孔金属支撑层与所述具有流道的金属连接体为一整体，无连接界面；
所述阳极的阳极层覆盖所述多孔金属支撑层的上表面；
所述电解质的电解质层覆盖所述阳极的阳极层，并与所述多孔金属支撑层接触；
所述阴极的阴极层覆盖所述电解质的电解质层。
具体实施时，所述多孔金属支撑层包括多孔区域和非多孔区域。
具体实施时，所述多孔区域的面积占所述多孔金属支撑层的总面积的比例范围为50％～90％；
具体实施时，所述多孔区域的孔隙率为15～60％，所述非多孔区域的孔隙率小于7％；
其中，孔隙率是指孔的面积比截面总面积的比值。
本发明实施例中，孔隙率为15～60％的多孔区域中的孔隙属于通孔(如图7中的图a所示)，通孔可以实现气体的正常流通；本发明实施例中，孔隙率小于7％的多孔金属支撑层的非多孔区域中的孔隙属于闭孔(如图7中的图a所示)，与连接体中的孔隙为同一种孔隙，达到防止气体漏气的目的，即本发明中的多孔金属支撑层的非多孔区域与具有流道的金属连接体都属于致密结构(如图7中的图b)，该致密结构中的孔隙属于闭孔，各孔隙之间不相互贯通，无法形成气体通道，进而达到密封的目的。因此，本发明中多孔金属支撑层的非多孔区域包围多孔区域，达到自密封的目的。
并且本发明多孔金属支撑层的非多孔区域的金属粉末材料、多孔区域的金属粉末材料以及具有流道的金属连接体的金属粉末材料为同一种金属粉末材料，所述金属材料至少包括铁铬合金、镍铬合金以及纯铬中的一种，具体实施时，还可选择其他符合制备条件的金属材料。因此，通过粉末冶金的方式制备的所述一体化的连接体与支撑体结构，为一个整体，多孔金属支撑层与具有流道的金属为一体化结构，无连接界面。
具体实施时，所述阳极的阳极层覆盖所述多孔金属支撑层的上表面，所述阳极层的面积小于所述多孔金属支撑层的面积。
具体实施时，所述电解质的电解质层覆盖所述阳极的阳极层，所述电解质层的面积大于所述阳极层的面积。
第二方面，本发明提供了一种固体氧化物燃料电池堆结构，所述固体氧化物燃料电池堆结构为包括两个或两个以上的上述第一方面所述的固体氧化物燃料电池的固体氧化物燃料电池堆结构。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过多个具体的实施例来说明本发明的一种固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构。
实施例1
参考图1，通过粉末冶金烧制10×10cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为30％，多孔金属支撑层多孔区域四周5mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，采用大气等离子喷涂方法，喷涂Ni/YSZ阳极，覆盖整个多孔区域；采用大气等离子喷涂方法，喷涂YSZ电解质覆盖阳极，并且电解质边缘与致密区域接触形成密封。最后在电解质上采用大气等离子喷涂制备LSCF阴极，阴极与阳极面积大小相等，在支撑体上的位置与阳极重合，单电池表现出良好的电压和功率输出。
实施例2
通过增材制造制备10×20cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为15％，多孔金属支撑层多孔区域四周3mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，采用大气等离子喷涂方法，喷涂Ni/GDC阳极，覆盖整个多孔区域；采用大气等离子喷涂方法，喷涂YSZ电解质覆盖阳极，并且电解质边缘与致密区域接触形成密封。最后在电解质上采用大气等离子喷涂制备LSM和LSCF复合阴极，阴极与阳极面积大小相等，在支撑体上的位置与阳极重合，单电池表现出良好的电压和功率输出。
实施例3
通过粉末冶金烧制15×15cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为40％，多孔金属支撑层多孔区域四周3mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，采用流延成型与烧结的方式，在多孔区域上制备与多孔区域大小相当的Ni/GDC阳极，将阳极烧结后，在阳极上采用等离子喷涂的方式覆盖ScSZ电解质层并与边缘致密区域接触，烧结后再喷涂LSCF阴极，单电池表现出良好的电压和功率输出。
实施例4
通过粉末冶金烧制15×15cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为60％，多孔金属支撑层多孔区域四周3mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，采用大气等离子喷涂方法，喷涂Ni/GDC阳极，覆盖整个多孔区域；采用大气等离子喷涂方法，喷涂YSZ电解质覆盖阳极，并且电解质边缘与致密区域接触形成密封。最后在电解质上采用大气等离子喷涂制备LSCF阴极，阴极与阳极面积大小相等，在支撑体上的位置与阳极重合，单电池表现出良好的电压和功率输出。
实施例5
参考图2，通过粉末冶金烧制10×10cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为30％，多孔金属支撑层多孔区域四周2mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，通过流延成型的方式在表层区域上制备Ni/ScSZ阴极，使其完全覆盖表层多孔区域，在阴极上覆盖ScSZ电解质层与边缘致密区域接触，流延GDC/LSCF阳极，电解池表现出良好的产氢功能，其中，阴极与阳极面积大小相等，在支撑体上的位置与阳极重合。
实施例6
通过粉末冶金烧制10×10cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为30％，多孔金属支撑层多孔区域四周1mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，采用大气等离子喷涂方法，喷涂Ni/YSZ阳极，覆盖整个多孔区域；采用大气等离子喷涂方法，喷涂YSZ电解质覆盖阳极，并且电解质边缘与致密区域接触形成密封。最后在电解质上采用大气等离子喷涂制备LSCF阴极，阴极与阳极面积大小相等，在支撑体上的位置与阳极重合，单电池表现出良好的电压和功率输出。
实施例7
通过粉末冶金烧制10×10cm2大小的6mm厚的支撑体-连接体复合结构，其中，表面的多孔支撑层厚1mm，孔隙率为30％，多孔金属支撑层多孔区域四周5mm为致密区域，致密区域与连接体为一整体，无贯穿孔隙。连接体内部有阳极流道与阴极流道，流道高度均为0.6mm。在多孔金属支撑层的表面，采用大气等离子喷涂方法，喷涂Ni/YSZ阳极，覆盖整个多孔区域；采用大气等离子喷涂方法，喷涂YSZ电解质覆盖阳极，并且电解质边缘与致密区域接触形成密封。最后在电解质上采用大气等离子喷涂制备LSCF阴极，阴极与阳极面积大小相等，在支撑体上的位置与阳极重合，单电池表现出良好的电压和功率输出。
然后，将两个或两个以上制备的固体氧化物燃料单电池累加，然后组成电池堆，各个电池之间通过锰钴氧(MCO)进行连接，即锰钴氧在常温下可以制备成浆料，然后涂抹在阴极表面，然后将电池一层一层的粘结起来，并烧结固化，得到制备固体氧化物燃料电池堆，如图6所示，图中示出了将4个单电池累加得到的电池堆。
说明：本申请实施例中的阴极与阳极的面积不等，因此面积有效区域以阳极面积为准。
上述各实施例中，Ni为镍，YSZ为氧化钇稳定氧化锆，LSCF为镧锶钴铁，LSM为锰酸锶镧，SSZ为氧化钪稳定氧化锆，GDC为钆掺杂氧化铈，BZCY为钡锆铈钇。需要说明的是，本发明中所选用的阴极、阳极以及电解质材料可选用常用的材料，在本发明中对此不作限定。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和部件并不一定是本发明所必须的。
以上对本发明所提供的一种固体氧化物燃料电池/电解池及电池堆结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种固体氧化物燃料电池/电解池结构，其特征在于，所述结构包括：一体化的连接体与支撑体结构、阳极、电解质以及阴极；
所述一体化的连接体与支撑体结构，由多孔金属支撑层和具有流道的金属连接体组成；其中，所述多孔金属支撑层为所述一体化的连接体与支撑体结构的上部，所述具有流道的金属连接体为所述一体化的连接体与支撑体结构的下部，所述多孔金属支撑层与所述具有流道的金属连接体为一整体，无连接界面；
所述金属连接体包括致密区域与连接体流道，所述多孔金属支撑层包括多孔区域和非多孔区域；所述金属连接体中两端上部的致密区域作为所述多孔金属支撑层中的非多孔区域，将所述多孔区域的四周包裹，以实现所述多孔金属支撑层与所述金属连接体之间的密封；其中，所述金属连接体的孔隙率低于7％；
所述阳极的阳极层覆盖所述多孔金属支撑体的上表面；
所述电解质的电解质层覆盖所述阳极的阳极层，并与所述多孔金属支撑层接触；通过所述多孔金属支撑层的非多孔区域和致密的所述电解质接触，达到密封多孔所述阳极里的气体的目的；
所述阴极的阴极层覆盖所述电解质的电解质层；
所述多孔金属支撑层的金属材料与所述具有流道的金属连接体的金属材料，属于同一种金属材料；
所述一体化的连接体与支撑体结构，是通过粉末压制烧结方式一体化制备的；
所述多孔金属支撑层与所述具有流道的金属连接体为一次成型。
2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池结构，其特征在于，所述多孔区域的面积占所述多孔金属支撑层的总面积的比例范围为50％～90％。
3.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池结构，其特征在于，
所述多孔区域的孔隙率为15～60％，所述非多孔区域的孔隙率小于7％。
4.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池结构，其特征在于，所述阳极层的面积小于所述多孔金属支撑层的面积，且大于所述多孔区域的面积。
5.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池结构，其特征在于，所述非多孔区域为致密结构，所述致密结构中的孔隙属于闭孔。
6.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池/电解池结构，其特征在于，所述金属材料至少包括铁铬合金、镍铬合金以及纯铬中的一种。
7.一种固体氧化物燃料电池堆结构，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池堆为包括两个以上的上述权利要求1-6任一项所述的固体氧化物燃料电池结构的固体氧化物燃料电池堆结构。
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