CN220821636U - 一种平板式固体氧化物燃料电池用气体分配板、双流道连接体及电堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开平板式固体氧化物燃料电池用气体分配板、双流道连接体及电堆，气体分配板设有第一通气单元和第二通气单元，第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，第一进气管路和第一出气管路首尾相连；第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路；第二进气管路和第二出气管路首尾相连，且第一进气管路和第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，第二进气管路和第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或第一进气管路和第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，第二进气管路和第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。本实用新型提供的气体分配板、双流道连接体及电堆温度均匀，能够减少受热产生的应力。

Description

一种平板式固体氧化物燃料电池用气体分配板、双流道连接 体及电堆

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，特别涉及一种平板式固体氧化物燃料电池用气体分配板、双流道连接体及电堆。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)由于具有近60％的超高能量转换效率，以及清洁无污染等优点，在新能源储能与发电技术的发展浪潮中占有重要位置，通过内部重整可以将甲醇等有机气体作为纯氢的替代燃料，加之热电联产可进一步提高发电效率，SOFC展现了较高的成本效益。此外SOFC的结构设计灵活多变，是极具前景和意义的新能源技术研究方向。

SOFC作为第四代燃料电池，系统中阴极气体通常为空气，其中的氧气分子在多孔阴极表面得电子发生三相还原反应，产生的氧离子在电化学势差和浓度梯度作用下通过固体氧化物电解质(仅供氧离子通过)，到达阳极表面，与重整后的碳氢燃料气体(主要为氢气)发生氧化反应，阳极产物水蒸气以及阴极残留氮气等随气流排出体系。SOFC本质上是通过电催化反应实现能量转换的装置，但与传统的燃料电池不同，SOFC催化剂无需采用贵金属，具有更高的经济性与实用性。

平板式SOFC易于组装，只需将单电池片不断堆叠，单电池之间添加导电的连接体，即双极板形成重复的层状结构，即可将原本1.1V左右的单电池串联至任意电压，且组装后体积小、功率密度高，适宜用作电站等大规模组装的场合。但平板式SOFC存在密封困难，很大程度上源于内部温度梯度过大和温度不平衡，通过优化双极板气道结构、气体双流道设计和恒温电堆设计，可以一定程度解决这些问题，延长电堆的工作寿命。

CN108110300A公开了一种固体氧化物燃料电池电堆及为其分配气体的气流分配板，其采用平行双流道输送燃料气体，但气体停留时间过短，气体利用率低，且双极板的集流肋与电极接触不均，易导致电流密度的不均匀性。CN109786785A公开了一种平板式固体氧化物燃料电池电堆，通过在连接体中央加入高温热管，但存在温度调整的滞后性，无法迅速平衡气流方向上的热量积累。CN109830732A公开了一种不对称平板型结构高温固态燃料电池的电堆结构，通过在双极板与电池片之间另加一层金属网，有利于提高气体利用率，但容易造成气流紊乱，不利于电池长期工作。因此，亟需优化双极板气道结构、气体双流道设计和恒温电堆设计。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种平板式SOFC用双流道连接体。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：

一种平板式SOFC用气体分配板，所述气体分配板上设有第一通气单元和第二通气单元，所述第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路首尾相连；所述第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路和所述第二出气管路首尾相连；

所述第一进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或所述第一进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。

进一步地，所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为中心对称设置。该中心对称设置，可以是第一进气管路的进气口和第一出气管路的出气口位于气体分配板的同一侧；第二进气管路的进气口和第二出气管路的出气口位于气体分配板的另一侧；或是第一进气管路的进气口和第二出气管路的出气口位于气体分配板的同一侧；第二进气管路的进气口和第一出气管路的出气口位于气体分配板的另一侧。

进一步地，所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为双线蚊香形状排列。

进一步地，所述第一通气单元和所述第二通气单元分别为由内到外扩散的螺旋形状。

本实用新型的另一目的，在于提供一种平板式SOFC用双流道连接体，其包括连接体夹层和分别设于连接体夹层两侧的阴极气体分配板和阳极气体分配板，所述阴极气体分配板或所述阳极气体分配板上设有第一通气单元和第二通气单元，所述第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路首尾相连；所述第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路和所述第二出气管路首尾相连；

所述第一进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或所述第一进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。

进一步地，所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为中心对称设置。

进一步地，所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为双线蚊香形状排列。

进一步地，所述第一通气单元和所述第二通气单元分别为由内到外扩散的螺旋形状。

进一步地，所述连接体夹层内设有加热单元。

进一步地，所述连接体夹层的四个侧面均设有通气开口，所述阴极气体分配板的两个通气单元的开口分别位于所述连接体夹层相对两个侧面，所述阳极气体分配板的两个通气单元的开口分别位于所述连接体夹层的另外两个侧面。

本实用新型的再一目的，在于提供平板式固体氧化物燃料电池电堆，包括上集流板、下集流板以及位于上、下集流板之间的堆叠结构，其中，所述堆叠结构包括电池片和位于电池片之间的连接体，所述连接体包括连接体夹层和分别设于所述连接体夹层两侧的阴极气体分配板和阳极气体分配板，所述阴极气体分配板或所述阳极气体分配板上设有第一通气单元和第二通气单元，所述第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路首尾相连；所述第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路和所述第二出气管路首尾相连；

所述第一进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或所述第一进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。

进一步地，所述上集流板、所述下集流板以及所述堆叠结构的四角分别设有方向相反的进气主通道和出气主通道，所述进气主通道和所述出气主通道相邻形成逆流热交换。

进一步地，所述堆叠结构中，每间隔一距离，所述进气主通道和所述出气主通道分别设侧方进气通道和侧方出气通道。

进一步地，所述堆叠结构的侧面设有用于包覆堆叠结构的恒温板，所述恒温板内设有加热单元。

进一步地，所述侧方进气通道和所述侧方出气通道侧向贯通恒温板和连接体夹层。

本技术方案与背景技术相比，具有如下优点：

1.本实用新型的平板式SOFC用气体分配板，进气管路和出气管路相邻形成逆流热交换，方便两种气体换热，可以提高气体温度均匀性，降低入口气体预热耗能；第一通气单元和第二通气单元之间为中心对称设置，便于充分利用气体分配板；采用蚊香形(或螺旋形)气道结构，使气体具有更长的停留时间，反应更充分，气体利用率更高；蚊香形气道结构，使集流肋细化、分布均匀化，电子传导迅速，电流密度分布均匀；双气流道结构，克服蚊香形气道过长导致的进出口气体温度相差过大的问题，使同一电池片表面温度更均匀，减少受热产生的应力。

2.本实用新型平板式SOFC用双流道连接体，除了具有以上气体分配板的优点外，连接体夹层密封有加热单元，使电堆能够稳定运行于恒温的反应腔内；连接体采用夹层和两侧气体分配板集成的设计，使连接体制造更加灵活多样，简化了电堆装配工艺。

3.本实用新型平板式固体氧化物燃料电池电堆，连接体夹层和恒温板均密封有加热单元，进一步使电堆能够稳定运行于恒温的反应腔内，有利于降低电堆纵向温度差，减少热胀冷缩造成的层间密封失效。上集流板、下集流板以及位于上、下集流板之间的堆叠结构的四角分别设有方向相反的进气主通道和出气主通道，所述进气主通道和出气主通道相邻形成逆流热交换，可以提高气体温度均匀性，降低入口气体预热耗能。

4.每间隔一距离，进气主通道和出气主通道分别设侧方进气通道和侧方出气通道，可通过调整气流量进一步控制各高度气体温度均一性，辅助主通道进行气体温度平衡。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为实施例1电堆整体结构示意图，为了便于观察，其中一面恒温板被设置为透明。

图2为实施例1电堆爆炸结构示意图。

图3为实施例1电堆翻转180度后的爆炸结构示意图。

图4为实施例1含侧方通气管路的连接体的爆炸结构示意图。

图5为实施例1恒温板的结构示意图。

图6为实施例1本实用新型的电堆爆炸结构示意图，箭头示气体流动方向。

图7为图6翻转180度后的结构示意图，箭头示气体流动方向。

图8为实施例1阴极气体分配板及阴极气道结构示意图。

图9为实施例1阳极气体分配板及阳极气道结构示意图。

图10为实施例2阴极气体分配板及阴极气道结构示意图。

图11为实施例2阳极气体分配板及阳极气道结构示意图。

1、上集流板，2、上集流板导线，3、加固装置安装孔，4、上板辅助支座，5、阴极气体通路，6、第一阴极出气通道口，7、第一阴极进气通道口，8、第二阴极出气通道口，9、第二阴极进气通道口，10、阴极气体密封层，11、单电池片，12、单电池框架，13、阳极气体密封层，14、阳极气体分配通道，15、阳极气体分配板，16、含侧方通气管路的连接体，17、阴极气体分配板，18、侧方阴极气体通路，19、第一阴极气体侧方进气口，20、第一阴极气体侧方出气口，21、第一阳极气体侧方出气口，22、第一阳极气体侧方进气口，23、不含侧方通气管路的连接体，24、弹性绝缘垫，25、恒温板，26、内置高温热管的夹层，27、侧方通气管路预留装配孔，28、下集流板，29、阳极气体通路，30、下板辅助支座，31、下集流板导线，32、阴极气体分配通道，33、第二阳极气体侧方进气口，34、第二阳极气体侧方出气口，35、第二阴极气体侧方出气口，36、第二阴极气体侧方进气口，37、第一阳极进气通道口，38、第一阳极出气通道口，39、第二阳极出气通道口，40、第二阳极进气通道口，41、侧方阳极气体通路，42、热管组合，43、热管密封盖。

44、第一阳极气体排出电堆方向，45、第一阳极气体进入电堆方向，46、第一阳极气体侧方排出电堆方向，47、第一阳极气体侧方进入电堆方向，48、第二阳极气体排出电堆方向，49、第二阳极气体进入电堆方向，50、第二阳极气体侧方排出电堆方向，51、第二阳极气体侧方进入电堆方向，52、第一阴极气体排出电堆方向，53、第一阴极气体进入电堆方向，54、第一阴极气体侧方排出电堆方向，55、第一阴极气体侧方进入电堆方向，56、第二阴极气体排出电堆方向，57、第二阴极气体进入电堆方向，58、第二阴极气体侧方排出电堆方向，59、第二阴极气体侧方进入电堆方向，60、阴极气体在阴极气体分配通道的流动方向。

具体实施方式

实施例1

本实用新型中所述的“上、下”均以图1所示位置为准。

参见图1，图2和图3，电堆包含上集流板1、下集流板28以及位于上集流板1、下集流板28中间的堆叠结构，堆叠结构的四侧面分别被四块恒温板25包覆。

在本实施例中，堆叠结构包含八个密封层(四个阴极气体密封层10和四个阳极气体密封层13)、四个设置在密封层之间的电池片、两个含侧方通气管路的连接体16和一个不含侧方通气管路的连接体23。堆叠结构由上至下的排列顺序为阴极气体密封层10、电池片、阳极气体密封层13、含侧方通气管路的连接体16；阴极气体密封层10、电池片、阳极气体密封层13、不含侧方通气管路的连接体23；阴极气体密封层10、电池片、阳极气体密封层13、含侧方通气管路的连接体16；阴极气体密封层10、电池片、阳极气体密封层13。

上集流板1中间连有上集流板导线2，两个阴极气体通路5和两个上板辅助支座4设置于上集流板导线2四周，并以上集流板导线2为中心呈中心对称，下集流板28中间连有下集流板导线31，两个阳极气体通路29和两个下板辅助支座30设置于下集流板导线31四周，并以下集流板导线31为中心呈中心对称，两个阴极气体通路5和两个阳极气体通路29纵向错开。上集流板1和下集流板28共设置有八个加固装置安装孔3，分别位于上集流板1和下集流板28的四角。

按照平板式SOFC电堆的设计规律，电池片数量比连接体数量多一个，密封件数量是电池片数量的二倍，不含侧方通气管路的连接体23与含侧方通气管路的连接体16交替堆放。在其他实施例中，连接体总数以及相应的电池片和密封件的数量可以更多，取决于实际需要的串联电压。

电池片包含单电池片11和单电池框架12。单电池片11固定在单电池框架12中央位置，单电池片11由上到下依次为多孔阳极、固体氧化物电解质、多孔阴极。

参见图4和图5所示，含侧方通气管路的连接体16和恒温板25内部均设置有安装加热管的凹槽，注意图4所示为含侧方通气管路的连接体拆分结构图，不带侧方通气管路的连接体23的拆分结构与图4所示除侧方通气管路以外完全相同。

在图4中，含侧方通气管路的连接体16由上到下包含阳极气体分配板15、开设有凹槽的连接体夹层和阴极气体分配板17。该连接体夹层内置热管组合42，热管组合42上设有用于密封的热管密封盖43。热管组合42完全密封于连接体夹层内部，可以控制同一连接体两侧的电池片受热均匀，有利于电堆内部温度均匀可控。

从上集流板1开始，到堆叠结构中最下方的阴极气体密封层10为止，上集流板1和堆叠结构对应于上集流板1的第一阴极进气通道口7、第一阴极出气通道口6、第二阴极进气通道口9和第二阴极出气通道口8的位置均开设有四个孔。每层的四个孔对应贯通形成四条通道，其中包括两条阴极气体进气主通道和两条阴极气体出气主通道。从下集流板28开始，到堆叠结构中最上方的阳极气体密封层13为止，下集流板28和堆叠结构对应于下集流板28的第一阳极进气通道口37、第一阳极出气通道口38、第二阳极进气通道口40和第二阳极出气通道口39的位置均开设有四个孔。每层的四个孔对应贯通形成四条通道，其中包括两条阳极气体进气主通道和两条阳极气体出气主通道。需注意，在本实施例中，孔均为方孔，在其他实施例中孔也可以为圆孔，圆孔直径与方孔边长相同。

阴极气体分配板17上设有两路阴极气体分配通道32作为通气单元，各路阴极气体分配通道32包括出气管路和进气管路，出气管路与进气管路首尾相连之后，并排相邻，同一路的出气管路与进气管路内部气流的方向相反，从而形成逆流热交换。阴极气体分配板17上的阴极气体分配通道32与电堆中的阴极气体进气主通道、阴极气体出气主通道相连通，接收由上向下通入的阴极气体并将废气由下向上排出电堆。

阳极气体分配板15上设有两路阳极气体分配通道14作为通气单元，各路阳极气体分配通道14包括出气管路和进气管路，出气管路与进气管路首尾相连之后，并排相邻，同一路的出气管路与进气管路内部气流的方向相反，从而形成逆流热交换。阳极气体分配板15上的阳极气体分配通道14与电堆中的阳极气体进气主通道、阳极气体出气主通道相连通，接收由下向上通入的阳极气体并将废气由上向下排出电堆。

含侧方通气管路的连接体16的四个侧面均开设有通气管路，包括两个侧方阴极气体通路18和两个侧方阳极气体通路41。两个侧方阴极气体通路18内部包含第一阴极气体侧方进气口19、第一阴极气体侧方出气口20、第二阴极气体侧方进气口36、第二阴极气体侧方出气口35，均与阴极气体分配通道32相连。两个侧方阳极气体通路41内部包含第一阳极气体侧方进气口22、第一阳极气体侧方出气口21、第二阳极气体侧方进气口33、第二阳极气体侧方出气口34，均与阳极气体分配通道14相连。

在图5中，恒温板25内部开设有内置高温热管的夹层26，与含侧方通气管路的连接体16一样，安装之后完全密封。恒温板25一侧纵向开设有侧方通气管路预留装配孔27，形状大小与含侧方通气管路的连接体16的侧方通气管路的形状大小相同，两个装配孔之间距离与图1所示整体电堆中两个含侧方通气管路的连接体16之间的距离相同，在其他实施例中，随着含侧方通气管路的连接体16数量的增加，恒温板25开设的侧方通气管路预留装配孔27的数量随之增加，二者保持一致，且相邻两个装配孔之间的距离不变且相等。恒温板25与电堆之间设置有弹性绝缘垫24，相应的开设有侧方通气管路预留装配孔27。恒温板25的纵向两边为45度平面，电堆组合完成后，四个恒温板25可以无缝焊接，不仅能够提高电堆整体温度均匀性，还能配合弹性绝缘垫在确保电堆不发生短路的同时缓冲热循环过程中的机械应力，可以有效减少电堆漏气故障的可能性。

参见图6和图7所示，白色箭头代表阴极气体流动方向，黑色箭头代表阳极气体流动方向。白色箭头所示的两路阴极气体分别位于电堆的两个对角上，黑色箭头所示的两路阳极气体分别位于电堆另外两个对角上，同一路气体进气和出气通道相邻。

阴极气体由上向下通入(箭头53和57)，经由堆叠结构最下方的阴极气体密封层10处由下向上排出电堆(箭头52和56)。阳极气体由下向上通入(箭头45和49)，在最上方的阳极气体密封层13处由上向下排出电堆(箭头44和48)。电堆整体气体通路呈中心对称结构，含侧方通气管路的连接体16一侧的阴极气体分配通道32相当于将另一侧的阳极气体分配通道14绕中心旋转90度而成。双气流道和中心对称结构的设计可以使同一平面内气体温度更加均匀，同时在不减少三相反应面积的基础上大大增加电子传导的均匀性。此外，对于整个电堆，进气温度比初期温度低，并且温度随着气流方向递增，因此控制进气和出气方向相反可以提高电堆纵向温度分布的均匀性，而同一股气流进气和出气通道相邻有利于换热，侧方阴极气体通路18和侧方阳极气体通路41可以通过控制气体流量进一步弥补电堆上下方的温差，灵活可调，有利于克服高温热管恒温效果的滞后性。

如图1与图6所示，阴极气体通过上集流板1的第一阴极进气通道口7和第二阴极进气通道口9进入电堆(箭头53和57)，从阴极气体进气主通道分流出来的阴极气体通过最上方的阴极气体密封层10在单电池片11的多孔阴极发生反应，并通过阴极气体进气主通道向下流，依次在含侧方通气管路的连接体16、不含侧方通气管路的连接体23的阴极气体分配板17分流进入阴极气体分配通道32，在各单电池片11的多孔阴极中发生反应，直到遇到最后一块含侧方通气管路的连接体16下方的阴极气体密封层10，此时阴极气体进气主通道结束，剩余所有阴极气体经最后一块含侧方通气管路的连接体16的阴极气体分配通道32到达单电池片11的阴极参与反应，反应后的气体到达阴极气体分配通道32末尾的出气口，进入阴极气体进气主通道旁边的阴极气体出气主通道并向上流，依次汇流三个连接体分配通道出口端的废气，最终由第一阴极出气通道口6和第二阴极出气通道口8排出体系(箭头52和56)。此外，含侧方通气管路的连接体16侧方通入的阴极气体进入阴极气体进气主通道(箭头55和59)，随原有进气向下流，反应后的阴极气体一部分从含侧方通气管路的连接体16侧方排出(箭头54和58)，侧方进气通道和侧方出气通道相邻，气流方向相反，有利于侧方进出气体换热。

如图1与图7所示，阳极气体通过下集流板28的第一阳极进气通道口37和第二阳极进气通道口40进入电堆(箭头45和49)，从阳极气体进气主通道分流出来的阳极气体通过最下方的阳极气体密封层13在单电池片11的多孔阳极发生反应，并通过阳极气体进气主通道向上流，依次在含侧方通气管路的连接体16、不含侧方通气管路的连接体23的阳极气体分配板15侧分流进入阳极气体分配通道14，在各单电池片11的多孔阳极中发生反应，直到遇到最后一块含侧方通气管路的连接体16上方的阳极气体密封层13，此时阳极气体进气主通道结束，剩余所有阳极气体经最后一块含侧方通气管路的连接体16的阳极气体分配通道14到达单电池片11的阳极参与反应，反应后的气体到达阳极气体分配通道14末尾的出气口，在气压作用下进入阳极气体进气主通道旁边的阳极气体出气主通道并向下流，依次汇流三个连接体分配通道出口端的废气，最终由第一阳极出气通道口38和第二阳极出气通道口39排出体系(箭头44和48)。此外，含侧方通气管路的连接体16侧方通入的阳极气体进入阳极气体进气主通道(箭头47和51)，受气压影响随原有进气向上流，反应后的阳极气体一部分从含侧方通气管路的连接体16侧方排出(箭头46和50)，侧方进气通道和侧方出气通道相邻，气流方向相反，同样有利于侧方进出气体换热。注意图7为电堆翻转180度拆分后的气体流动方向示意图，实际上下关系与图6上下颠倒，图6与图1的上下关系相同。

参见图8和图9，阴极气体分配通道32和阳极气体分配通道14均为蚊香型双流道，各由两条盘绕的单气道钳合组成，从而形成逆流热交换。气体从外侧的气道通入，在中心处180度转弯，之后沿内侧相邻气路到达与入口同侧的出口并由主通道和侧方通道排出体系(如图8中箭头60所示)。图8和图9中所示单气道盘绕圈数均为1.25圈(如虚线所示，4条线为1圈，图中为5条线)，在其他实施例中，单气道盘绕的圈数可以为0.25的任意倍数，取决于单电池片11的面积、尺寸以及气道的宽度，气道整体上也可以为长方形或圆形，取决于单电池片11的形状。

阴极气体分配通道32和阳极气体分配通道14结构相似，且双流气道本身具有对称性，单电池片11的多孔阳极和多孔阴极中气体扩散密度分布情况接近，电极相应位置反应电流密度分布情况也相似，利于单电池片11中反应的进行。

在其他实施例中，阴极气体分配通道32和阳极气体分配通道14也可以分别为由内到外扩散的螺旋形状。

阴极气体分配通道32处在阴极气体分配板17中间，与对应阴极气体通路5的四个孔相连通，阳极气体分配通道14处在阳极气体分配板15中间，与对应阳极气体通路29的四个孔相连通，阴极气体分配板17和阳极气体分配板15分别焊接在内置热管的夹层两侧构成连接体。在堆叠结构中，阴极气体分配板17通过阴极气体密封层10与单电池框架12的阴极侧封接在一起，阳极气体分配板15通过阳极气体密封层13与单电池框架12的阳极侧封接在一起。另外，由于密封层具有一定的厚度，气体分配板内部集流肋厚度大于四周与密封层接触之处的厚度，以保障集流肋与极片良好且均匀的接触，保证电子的正常传导。对于上集流板1和下集流板28的阴极气体分配通道32和阳极气体分配通道14同样如此。

实施例2

参见图10和图11，在本实施例中，阴极气体分配通道32和阳极气体分配通道14同样为蚊香型双流道，形貌大体上与实施例1的阳极气体分配通道14和阴极气体分配通道32相同，都是中心对称结构，各由两条盘绕的单气道钳合组成。

但在本实施例中，单气道盘绕圈数均为1.75圈(如虚线所示，4条线为1圈，图中为7条线)，如前所述，单气道盘绕的圈数可以为0.25的任意倍数，尺寸及整体形状随实际情况可自由调整。对比图8中的单道气流轨迹60，本实施例的气道不同之处在于，同一股气体进入和排出的位置不再位于同一侧，而是分别位于电堆对立的两个角上，相当于在原有基础上，增加了0.5个单气道盘绕圈数。每路气体分配通道包括出气管路和进气管路，出气管路与进气管路首尾相连，出气管路与另一路的进气管路并排相邻、内部气流的方向相反，从而形成逆流热交换。采用改进的气体分配通道，可以进一步增加单股气体的停留时间，有利于增加气体利用率，同时增加了气体进入端和排出端的温差，有利于第一流道进入的新气与第二流道排出的废气更高效的换热。

本实施例中的阳极气体分配通道14和阴极气体分配通道32结构也具有相似性，二者通过一定的空间位置变换后可以重合。需要注意的是，采用本实施例的气道及相应的气道板时，连接体拆分结构基本相同，只需要将新的气道板与原有的热管组合42的中间层焊接即可，同样对于上集流板1和下集流板28，也只需将原气体分配板换成相应的新气体分配板即可。电堆中的堆叠结构完全相同，将新的连接体按原结构与阴极气体密封层10、阳极气体密封层13、单电池框架12依次封接，密封材料和单电池片11所用的材料完全相同。

同样地，由于密封层具有一定的厚度，气体分配板内部集流肋厚度需大于四周与密封层接触之处的厚度，以保证电子正常传导。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (15)

1.一种平板式固体氧化物燃料电池用气体分配板，其特征在于，所述气体分配板上设有第一通气单元和第二通气单元，所述第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路首尾相连；所述第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路和所述第二出气管路首尾相连；

所述第一进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或所述第一进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。

2.如权利要求1所述的气体分配板，其特征在于，所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为中心对称设置。

3.如权利要求2所述的气体分配板，其特征在于，所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为双线蚊香形状排列。

4.如权利要求2所述的气体分配板，其特征在于，所述第一通气单元和所述第二通气单元分别为由内到外扩散的螺旋形状。

5.一种平板式固体氧化物燃料电池用双流道连接体，其特征在于：包括连接体夹层和分别设于连接体夹层两侧的阴极气体分配板和阳极气体分配板，所述阴极气体分配板或所述阳极气体分配板上设有第一通气单元和第二通气单元，所述第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路首尾相连；所述第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路；所述第二进气管路和所述第二出气管路首尾相连；

所述第一进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或所述第一进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。

6.如权利要求5所述的双流道连接体，其特征在于：所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为中心对称设置。

7.如权利要求6所述的双流道连接体，其特征在于：所述第一通气单元和所述第二通气单元分别为由内到外扩散的螺旋形状。

8.如权利要求6所述的双流道连接体，其特征在于：所述第一通气单元和所述第二通气单元之间为双线蚊香形状排列。

9.如权利要求6至8任一项所述的双流道连接体，其特征在于：所述连接体夹层内设有加热单元。

10.如权利要求6至8任一项所述的双流道连接体，其特征在于：所述连接体夹层的四个侧面均设有通气开口，所述阴极气体分配板的两个通气单元的开口分别位于所述连接体夹层相对两个侧面，所述阳极气体分配板的两个通气单元的开口分别位于所述连接体夹层的另外两个侧面。

11.一种平板式固体氧化物燃料电池电堆，包括上集流板、下集流板以及位于上、下集流板之间的堆叠结构，其特征在于，所述堆叠结构包括电池片和位于电池片之间的连接体，所述连接体包括连接体夹层和分别设于所述连接体夹层两侧的阴极气体分配板和阳极气体分配板，所述阴极气体分配板或所述阳极气体分配板上设有第一通气单元和第二通气单元，所述第一通气单元包括第一进气管路和第一出气管路，所述第一进气管路和所述第一出气管路首尾相连；所述第二通气单元包括第二进气管路和第二出气管路，所述第二进气管路和所述第二出气管路首尾相连；

所述第一进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换；或所述第一进气管路和所述第二出气管路并排相邻形成逆流热交换，所述第二进气管路和所述第一出气管路并排相邻形成逆流热交换。

12.如权利要求11所述的电堆，其特征在于，所述上集流板、所述下集流板以及所述堆叠结构的四角分别设有方向相反的进气主通道和出气主通道，所述进气主通道和所述出气主通道相邻形成逆流热交换。

13.如权利要求12所述的电堆，其特征在于，所述堆叠结构中，每间隔一距离，所述进气主通道和所述出气主通道分别设有侧方进气通道和侧方出气通道。

14.如权利要求13所述的电堆，其特征在于，所述堆叠结构的侧面设有用于包覆堆叠结构的恒温板，所述恒温板内设有加热单元。

15.如权利要求14所述的电堆，其特征在于，所述侧方进气通道和所述侧方出气通道侧向贯通恒温板和连接体夹层。