CN117976932B - 单电池单元的预装结构、装配方法及无接触应力soc电堆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单电池单元的预装结构、装配方法及无接触应力的SOC电堆结构；其中，单电池单元的预装结构包括第一金属连接体、导电镍网、第一密封件、单电池片、第二密封件以及第二金属连接体，该预装结构在结构上通过密封辅助垫片、第一密封件和第二密封件使单电池单元的各部分形成间隔，并通过留有预设间隙的形式，使预装结构在加热装配过程中各零件之间不会因热膨胀产生接触应力，有效改善了目前的电堆结构因热膨胀作用而导致的电堆使用效果不佳、使用寿命降低问题。此外，本发明还公开了针对该预装结构的装配方法以及根据该方法装配而成的单电池单元所组成的无接触应力SOC电堆结构，该电堆结构装配更精密，具备更良好的热膨胀应对能力。
Description
技术领域
本发明涉及固体氧化物电解池电堆技术领域，尤其涉及一种单电池单元的预装结构、装配方法及无接触应力SOC电堆。
背景技术
高温固体氧化物电池（SOC）包括高温固体氧化物燃料电池（SOFC）和高温固体氧化物电解池（SOEC），其是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学电能转化装置，理论能量密度高，被普遍认为是在未来会得到广泛普及应用的一种燃料电池。
SOC电堆由多个相同的单电池单元堆叠而成。一个单电池单元由单电池片、金属连接体以及密封材料构成。单电池片由阳极、阴极和电解质构成。一方面，由于SOC系统在运行过程中会受到温度变化的影响，不同材料由于其具有不同的热膨胀系数，当处于不同温度时，会发生不同程度的热膨胀。如果单个电池、连接体和密封件的材料具有相同或极其相近的热膨胀系数，那么在温度变化时，系统各部分之间的相对位移较小，因热膨胀不匹配而引起的应力可以忽视。但实际上，各个组件的热膨胀系数存在着一定的差异。如何避免组件之间的热应力是在设计电堆时需要着重考虑的问题。
另一方面，单电池单元与单电池单元之间通过密封件连接，密封件的材料一般为玻璃陶瓷材料。密封电堆的操作方法是将组装好的进行烧结，烧结温度一般为1000℃左右，具体温度由材料属性决定。以玻璃陶瓷为例，在高温烧结条件下，玻璃陶瓷软化，与金属连接体的表面形成一种致密的接触层并粘接在一起，之后降温冷却，玻璃陶瓷重新凝固，将相邻的连接体牢固地密封起来。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种单电池单元的预装结构、装配方法及无接触应力SOC电堆，以解决现有技术中SOC电堆在必要的高温烧结过程中因热膨胀产生的应力导致电堆成品不佳的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单电池单元的预装结构，所述预装结构包括：
第一金属连接体，所述第一金属连接体的表面设有反应区流道，所述第一金属连接体在所述反应区流道的两端分别开设有凹陷，每个凹陷内分别安置有一个密封辅助垫片，所述密封辅助垫片的周面与所述凹陷的内壁留有第一预设间隙；
导电镍网，所述导电镍网覆盖于所述反应区流道上；
第一密封件，所述第一密封件包括支撑区和安装区，所述支撑区分别由两个密封辅助垫片支撑；
单电池片，所述单电池片包括电解质层和分别位于所述电解质层两侧的阳极涂层和阴极涂层，所述电解质层的轮廓面积大于所述阳极涂层的轮廓面积、所述阴极涂层的轮廓面积，所述电解质层置于所述第一密封件的安装区上且所述第一密封件的厚度大于所述导电镍网与所述阳极涂层的厚度之和；
第二密封件，所述第二密封件分别安装在所述第一密封件的两端，并位于所述支撑区远离两个密封辅助垫片的一侧，所述第二密封件的厚度大于所述电解质层与所述阴极涂层的厚度之和，所述第二密封件与所述电解质层的轮廓边缘留有第二预设间隙，以及，
第二金属连接体，所述第二金属连接体由所述第二密封件支撑并对所述单电池片形成覆盖。
可选地，所述凹陷与所述密封辅助垫片、所述导电镍网与所述反应区流道、所述密封辅助垫片与所述第一密封件、所述第一密封件与所述第二密封件、所述第二密封件与所述第二金属连接体中至少一组通过粘接剂定位固定。
可选地，所述导电镍网的表面积与所述单电池片的阳极涂层表面积或阴极涂层表面积相同。
可选地，密封辅助垫片的高度大于等于所述凹陷的深度。
可选地，所述密封辅助垫片的热膨胀系数与所述第一金属连接体的热膨胀系数相同。
另一方面，本发明还提供一种单电池单元的装配方法，所述装配方法应用于如前所述的单电池单元的预装结构，所述装配方法包括：
向所述预装结构施加垂直于所述第二金属连接体的机械负载并全程保持；
对所述预装结构以第一加热速度加热至T1温度；
保持所述T1温度持续第一预设时长并向所述预装结构的阴极通入空气，阳极通入吹扫气；
对所述预装结构以第二加热速度加热至T2温度；
保持所述T2温度持续第二预设时长并向所述预装结构的阴极通入空气，阳极通入吹扫气；
暂停加热以使所述预装结构自然冷却至T3温度；
保持所述T3温度持续第三预设时长并向所述预装结构的阴极通入空气、阳极通入燃料气；
停止加热并保持所述预装结构的阴极通入空气，阳极通入吹扫气至所述预装结构自然冷却至室温。
可选地，所述机械负载压力范围为400N~800N。
可选地，所述第一加热速度在1℃/min~2℃/min，所述T1温度为250℃~300℃，所述第一预设时长为2h~3h。
可选地，所述第二加热速度为1℃/min~5℃/min内，所述T2温度在850℃~1100℃内，所述第二预设时长在4h~8h内。
可选地，所述T3温度在700℃~800℃内，所述第三预设时长在2h~3h内。
再一方面，本发明还提供一种无接触应力的SOC电堆，所述无接触应力的SOC电堆包括由若干个单电池单元层叠而成的单电池阵列以及分别安装在所述单电池阵列一端的第一端板和所述单电池阵列另一端的第二端板，其中，至少一个单电池单元通过如前所述的装配方法装配而成。
与现有电堆结构相比，本发明的单电池单元的预装结构及基于该单电池单元制成的电堆结构至少具有以下有益效果：通过在第一金属连接体的反应区流道两端分别开设的凹陷以及安装在凹陷内的密封辅助垫片，支撑第一密封件并将其与反应区流道隔离；而在第一密封件的安装区安装有单电池片且单电池片与安装在第二金属连接体上的导电镍网隔离，在第一密封件上继续叠放第二密封件并以第二金属连接体形成对单电池片的覆盖，各安装组件之间通过第一预设间隙、第二预设间隙、第三预设间隙以及第三预设间隙为高温烧结过程产生的形变预留空间，从而在烧结过程以及形成一个单电池单元的成品后内部各组件均不会因热膨胀而产生来自相邻组件的压应力或拉应力，最终形成无接触应力的单电池单元成品以及相应的电堆结构。该单电池单元的预装结构可以避免目前已有的单电池安装结构由于未考虑烧结过程产生组件形变而造成的内部接触应力从而影响产品良品率及性能。
附图说明
图1为本申请单电池单元的预装结构的爆炸图；
图2为本申请部分实施例中第一金属连接体部分的俯视图；
图3为本申请部分实施例中第一金属连接体与密封辅助垫片的安装关系图；
图4为本申请部分实施例中导电镍网与第一密封件的安装关系图；
图5为本申请部分实施例中单电池片与第一密封件的安装关系图（俯视）；
图6为本申请部分实施例中单电池片与第一密封件的安装关系图（仰视）；
图7为烧结过程中组件的结构形态变化对比示意图；
图8为本申请单电池单元的预装结构烧结前后的对比示意图；
图9为本申请单电池单元的装配方法流程示意图；
图10为本申请装配方法烧结过程中的温度-时间关系图；
图11为无接触应力SOC电堆的结构示意图；
序号说明：100、预装结构；110、第一金属连接体；111、反应区流道；112、凹陷；113、密封辅助垫片；120、导电镍网；130、第一密封件；131、支撑区；132、安装区；140、单电池片；141、电解质层；142、阳极涂层；143、阴极涂层；150、第二密封件；160、第二金属连接体；170、第一预设间隙；180、第二预设间隙；200、SOC电堆结构；201、第一端板；202、第二端板；203、单电池阵列。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各组件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
目前制约SOC电堆大规模商业化发展的主要瓶颈在电堆的运行时长、启停次数。更具体而言是单电池片的损坏、密封材料的失效。SOC系统在运行过程中会受到温度变化的影响，不同材料由于其具有不同的热膨胀系数，当处于不同温度时，会发生不同程度的热膨胀。实际中，各个组件的热膨胀系数存在着一定的差异，由于热膨胀产生的应力和电堆设计组装的共同作用下，电堆在长期工作后，各组件接触应力的作用将影响电堆的性能及使用寿命。因此，如何避免组件之间的热应力是在设计电堆时需要着重考虑的问题。基于该问题，本发明针对组成电堆的最小结构——单电池单元的封装进行改进，并提出基于该封装的装配方法以及由该封装结构所组成的无接触应力的SOC电堆。
本申请一个实施例提供了一种单电池单元的预装结构100，所述预装结构100包括：
第一金属连接体110，所述第一金属连接体110的表面设有反应区流道111，所述第一金属连接体110在所述反应区流道111的两端分别开设有凹陷112，每个凹陷112内分别安置有一个密封辅助垫片113，所述密封辅助垫片113的周面与所述凹陷112的内壁留有第一预设间隙170；
导电镍网120，所述导电镍网120覆盖于所述反应区流道111上；
第一密封件，所述第一密封件包括支撑区131和安装区132，所述支撑区131分别由两个密封辅助垫片113支撑；
单电池片140，所述单电池片140包括电解质层141和分别位于所述电解质层141两侧的阳极涂层142和阴极涂层143，所述电解质层141的轮廓面积大于所述阳极涂层142的轮廓面积、所述阴极涂层143的轮廓面积，所述电解质层141置于所述第一密封件的安装区132上且所述第一密封件的厚度大于所述导电镍网120与所述阳极涂层142的厚度之和；
第二密封件150，所述第二密封件150分别安装在所述第一密封件的两端，并位于所述支撑区131远离两个密封辅助垫片113的一侧，所述第二密封件150的厚度大于所述电解质层141与所述阴极涂层143的厚度之和，所述第二密封件150与所述电解质层141的轮廓边缘留有第二预设间隙180，以及，
第二金属连接体160，所述第二金属连接体160由所述第二密封件150支撑并对所述单电池片140形成覆盖。
图1示出了单电池单元的预装结构100的一种，在该预装结构100中，自下而上依次安装有第一金属连接体110、导电镍网120、密封辅助垫片113、第一密封件、单电池片140、第二密封件150以及第二金属连接体160形成一个完整的单电池单元，其中，
第一金属连接体110的俯视图如图2所示，与传统的连接体相比，该连接体增加了一个用于放置密封辅助垫片113的凹陷112。该凹陷112的长宽略大于密封辅助垫片113的长宽以形成第一预设间隙170，凹陷112的深度优选地与密封辅助垫片113的高度相当，密封辅助垫片113安装入凹陷112后，可与第一金属连接体110的顶面保持齐平方便后续其他组件的安装。
密封辅助垫片113的作用是支撑第一密封件（的支撑区131）并将第一金属连接体110上的反应区流道111和第一密封件隔离。
优选地，密封辅助垫片113的材料选择与第一金属连接体110相同，使二者具有相同的热膨胀系数，也可以选取与第一金属连接体110热膨胀系数相似的陶瓷材料。安装后的结构如图3所示，此时密封辅助垫片113与第一金属连接体110之间存在第一预设间隙170，安装时相邻组件之间不存在接触应力。
第一密封件安装在第一金属连接体110和密封辅助垫片113上，第一密封件的作用是密封单电池片140的阳极涂层142与反应区域流道，即密封阳极的反应区域。第一密封件为板片结构，支撑区131位于相对的两侧，安装区132位于中部且镂空，镂空边缘可承载单电池片140的电解质层141以使单电池片140安装固定。
优选地，使用粘接剂对第一密封件、第一金属连接体110以及密封辅助垫片113定位粘接，粘接剂使用松油醇。
优选地，第一密封件的厚度大于阳极涂层142与导电镍网120的厚度之和以使安装完成后单电池片140的阳极涂层142与导电镍网120之间形成纵向预留空间。
导电镍网120放置在第一金属连接体110上的反应区流道111的肋条上。导电镍网120的面积与阳极涂层142面积相当，其作用是收集电子并更好地将电子传导到第一金属连接体110上。同理，优选地，安装使用粘接剂对导电镍网120与第一金属连接体110定位粘接，粘接剂使用松油醇。安装后的俯视图如图4所示，导电镍网120四周与第一密封件之间存在间隙，在预装结构100及其安装过程中无接触应力。
单电池片140安装在第一密封件上。为方便解释，单电池片140与第一密封件的俯视图与仰视图如图5、图6所示，由于单电池片140中的电解质层141的面积大于阴极涂层143和阳极涂层142，单电池片140与第一密封件的安装区132接触位置只有电解质层141。阳极涂层142和导电镍网120之间由于第一密封件的存在而产生的纵向预留空间而并无直接接触，在预装结构100及其安装过程中没有接触应力存在和产生。
第二密封件150安装到第一密封件上，第二密封件150的作用是密封主气体流道并与下一个单电池单元相连接。第二密封件150的厚度大于单电池片140电解质和阴极涂层143的厚度之和以使第二金属连接体160封合该单电池单元时与阴极涂层143之间存在纵向预留空间。单电池单元的预装结构100安装完成后整体侧视图如7所示，第二密封件150与单电池电解质层141的轮廓边缘留有第二预设间隙180，在预装结构100及其安装过程中均无接触应力。
第二金属连接体160与第一金属连接体110结构相同，作为封合单电池单元的端部结构而重复使用且每个金属连接体也可以作为额外的单电池单元中间介质。
电堆的烧结过程中，密封材料须加热到特定温度，软化后与金属连接体或其他密封件之间形成致密的接触层，冷却后便可形成牢固的密封。在进行烧结初始化时，将组装好的电堆放入电堆测试台中，并在电堆上施加机械负载。将电堆测试台的炉膛温度升高到结合温度，保温一段时间，完成电堆的密封的结合密封。
在该过程中，在机械负载和高温的作用下，玻璃密封件会软化流动形变，厚度会降低，长和宽会变大，如图7所示。考虑到烧结过程中密封材料的这种特性，如果在室温下的安装中组件具有接触应力，在烧结过程中随着组件间的热膨胀以及玻璃软化的形变，很容易造成组件因产生的热应力而损坏。
而本申请所涉及的单电池单元的预装结构100，如图8所示，在室温下完成组装的电堆内部存在着许多间隙。烧结时，在高温和机械负载的作用下，密封组件纵向收缩，直到阳极涂层142与镍网以及阴极涂层143与连接体接触。
结合上述内容及图1至图8，本实施例相比现有的电堆结构，对其结构预装做出相应设计改进，通过密封辅助垫片113及第一金属连接体110的凹陷112配合形成反应区密封；在单电池片140的阴阳极两侧，分别通过第一密封件、第二密封件150的设置完成基础结构搭建，并进一步地通过第一密封件、第二密封件150的厚度设计以及相应位置的第一预设间隙170、第二预设间隙180等预留性结构尺寸设计使预装结构100在烧结过程中的形态变化有可变空间，在烧结及完成烧结后均可以避免接触应力的产生，从而获得更良好的成品。
在上述实施例中，为保证预装结构100各组件的相对位置的准确度，可选地，所述凹陷112与所述密封辅助垫片113、所述导电镍网120与所述反应区流道111、所述密封辅助垫片113与所述第一密封件、所述第一密封件与所述第二密封件150、所述第二密封件150与所述第二金属连接体160中均通过粘接剂定位固定。
优选地，粘接剂使用松油醇。
上述实施例解释了单电池单元的预装结构100，其还需要结合装配工艺烧结形成最终的单电池单元成品以进行电堆的组装，因此本申请还提供了一种单电池单元的装配方法，该方法应用于如前述实施例的单电池单元的预装结构100，参见图9，所述装配方法包括：
步骤S1，向所述预装结构100施加垂直于所述第二金属连接体160的机械负载并全程保持；
步骤S2，对所述预装结构100以第一加热速度加热至T1温度；
步骤S3，保持所述T1温度持续第一预设时长并向所述预装结构100的阴极通入空气，阳极通入吹扫气；
步骤S4，对所述预装结构100以第二加热速度加热至T2温度；
步骤S5，保持所述T2温度持续第二预设时长并向所述预装结构100的阴极通入空气，阳极通入吹扫气；
步骤S6，暂停加热以使所述预装结构100自然冷却至T3温度；
步骤S7保持所述T3温度持续第三预设时长并向所述预装结构100的阴极通入空气、阳极通入燃料气；
步骤S8，停止加热并保持所述预装结构100的阴极通入空气，阳极通入吹扫气至所述预装结构100自然冷却至室温。
结合图10，具体说明步骤S1~S8的装配过程：
全过程要保证电堆上被施加400N-800N的机械负载。
0到t1：以1℃/min~2℃/min的加热速度，将电堆加热到T1温度，T1可选250℃-300℃内。
t1到t2：在T1温度下保温2h-3h。同时电堆阴极通入空气，电堆阳极通入吹扫气（氢气含量为2.5%的氢氮混合气）。该步骤的作用是排胶，由于在装配单电池单元的预装结构100时使用粘结剂来定位，该部分粘结剂需要被排除。通入空气和吹扫气可以将挥发的粘结剂吹出电堆，同时吹扫气也可以吹出阳极侧的空气，使阳极处于氮气氛围中不被氧化。
t2到t3：以1℃/min~5℃/min的加热速度，将电堆加热到T2温度，T2为所使用密封材料的结合温度，以玻璃密封材料为例，一般为850℃-1100℃。保持阴极通入空气，保持阳极通入吹扫气体。
t3到t4：在T2温度下保温4h-8h。保持阴极通入空气，保持阳极通入吹扫气体。该步骤是单电池单元的预装结构100的烧结过程。
t4到t5：电堆自然冷却到T3温度，T3为电堆的正常工作温度，一般为700℃-800℃。保持阴极通入空气，保持阳极通入吹扫气体。
t5到t6：在T3温度保持2h-3h。保持阴极通入空气，阳极通入燃料气，燃料气建议使用氢气含量在20%-60%的氢氮混合气体。该步骤主要作用是初始化电堆，用一定量的氢气驱动电堆发电2h-3h，并检测输出电流、电压。初始化的另一个好处是用氢气还原电堆阳极中的氧化镍，比如：如果采购的镍网组件上有氧化镍，通过之前的操作是无法去除的。如果残留部分氧化镍，则在初始化这一步，通过氧化镍与氢气的还原反应可以将其去除。
t6到t7：以1℃/min~3℃/min冷却电堆到室温，保持阴极通入空气，阳极通入吹扫气。
至此结合初始化过程结束，通过如上的步骤使电堆被结合，且由于持续地通入吹扫气，电堆阳极在烧结过程中不被氧化，最后通过一定量的氢气使电堆发电并检测其电流电压等参数，确保了所生产电堆的质量。
单电池单元的预装结构100经过上述装配方法完成装配，得到电堆结构的基本单元，可以通过组装形成最终可供使用的电堆结构，因此，本申请还提供一种无接触应力的SOC电堆结构200，所述无接触应力的SOC电堆结构200包括由若干个单电池单元层叠而成的单电池阵列203以及分别安装在所述单电池阵列203一端的第一端板201和所述单电池阵列203另一端的第二端板202，其中，至少一个单电池单元通过如前所述的装配方法装配而成。
参见图11，电堆结构包括多个单电池单元层叠而成的单电池阵列203，在单电池阵列203的两侧有第一端板201和第二端板202对单电池阵列203封装，单电池阵列203即前述实施例中的单电池单元的预装结构100通过本申请提供的装配方法装配而成的单电池单元组成。在该电堆结构中，每个单电池单元在装配过程中无接触应力，且通过装配方法完成了初始化，在试工作状态下也不会产生因热膨胀而产生的接触应力，其产品质量相对现有的电堆结构将得到有效提升。
以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (11)
1.一种单电池单元的预装结构，其特征在于，所述预装结构包括：
第一金属连接体，所述第一金属连接体的表面设有反应区流道，所述第一金属连接体在所述反应区流道的两端分别开设有凹陷，每个凹陷内分别安置有一个密封辅助垫片，所述密封辅助垫片的周面与所述凹陷的内壁留有第一预设间隙；
导电镍网，所述导电镍网覆盖于所述反应区流道上；
第一密封件，所述第一密封件包括支撑区和安装区，所述支撑区分别由两个密封辅助垫片支撑；
单电池片，所述单电池片包括电解质层和分别位于所述电解质层两侧的阳极涂层和阴极涂层，所述电解质层的轮廓面积大于所述阳极涂层的轮廓面积、所述阴极涂层的轮廓面积，所述电解质层置于所述第一密封件的安装区上且所述第一密封件的厚度大于所述导电镍网与所述阳极涂层的厚度之和；
第二密封件，所述第二密封件分别安装在所述第一密封件的两端，并位于所述支撑区远离两个密封辅助垫片的一侧，所述第二密封件的厚度大于所述电解质层与所述阴极涂层的厚度之和，所述第二密封件与所述电解质层的轮廓边缘留有第二预设间隙，以及，
第二金属连接体，所述第二金属连接体由所述第二密封件支撑并对所述单电池片形成覆盖。
2.根据权利要求1所述的预装结构，其特征在于，所述凹陷与所述密封辅助垫片、所述导电镍网与所述反应区流道、所述密封辅助垫片与所述第一密封件、所述第一密封件与所述第二密封件、所述第二密封件与所述第二金属连接体中至少一组通过粘接剂定位固定。
3.根据权利要求2所述的预装结构，其特征在于，所述导电镍网的表面积与所述单电池片的阳极涂层表面积或阴极涂层表面积相同。
4.根据权利要求3所述的预装结构，其特征在于，密封辅助垫片的高度大于等于所述凹陷的深度。
5.根据权利要求4所述的预装结构，其特征在于，所述密封辅助垫片的热膨胀系数与所述第一金属连接体的热膨胀系数相同。
6.一种单电池单元的装配方法，所述装配方法应用于如权利要求2~5任一所述的单电池单元的预装结构，其特征在于，所述装配方法包括：
向所述预装结构施加垂直于所述第二金属连接体的机械负载并全程保持；
对所述预装结构以第一加热速度加热至T1温度；
保持所述T1温度持续第一预设时长并向所述预装结构的阴极通入空气，阳极通入吹扫气；
对所述预装结构以第二加热速度加热至T2温度；
保持所述T2温度持续第二预设时长并向所述预装结构的阴极通入空气，阳极通入吹扫气；
暂停加热以使所述预装结构自然冷却至T3温度；
保持所述T3温度持续第三预设时长并向所述预装结构的阴极通入空气、阳极通入燃料气；
停止加热并保持所述预装结构的阴极通入空气，阳极通入吹扫气至所述预装结构自然冷却至室温。
7.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述机械负载压力范围为400N~800N。
8.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述第一加热速度在1℃/min~2℃/min，所述T1温度为250℃~300℃，所述第一预设时长为2h~3h。
9.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述第二加热速度为1℃/min~5℃/min内，所述T2温度在850℃~1100℃内，所述第二预设时长在4h~8h内。
10.根据权利要求6所述的装配方法，其特征在于，所述T3温度在700℃~800℃内，所述第三预设时长在2h~3h内。
11.一种无接触应力SOC电堆，其特征在于，所述无接触应力的SOC电堆包括由若干个单电池单元层叠而成的单电池阵列以及分别安装在所述单电池阵列一端的第一端板和所述单电池阵列另一端的第二端板，其中，至少一个单电池单元通过如权利要求6~10任一所述的装配方法装配而成。
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