Структура уплотненного узла соединения для электрохимического устройства - RU2007124483A

Реферат

1. Узел соединения для электрохимического устройства, содержащий металлический кожух узла соединения; первый пористый электрод; второй пористый электрод, отделенный от первого пористого электрода твердым электролитом; и изолирующий элемент, размещенный между металлическим кожухом узла соединения и электролитом и вторым электродом; и один или более участков твердого припоя, структурно и электрически соединяющих первый электрод с металлическим кожухом узла соединения и формирующих газонепроницаемое уплотнение между первым электродом и вторым электродом.

2. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что структурное и электрическое соединение между первым электродом и металлическим кожухом узла соединения и газонепроницаемое уплотнение между первым электродом и вторым электродом - оба обеспечены одним участком твердого припоя, соединяющим первый электрод, металлический кожух узла соединения и электролит.

3. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что изолирующий элемент является плотным.

4. Узел соединения по пп.1 и 3, отличающийся тем, что структурное и электрическое соединение между первым электродом и металлическим кожухом узла соединения обеспечено первым участком твердого припоя, а газонепроницаемое уплотнение между первым электродом и вторым электродом обеспечено вторым участком твердого припоя, соединяющим изолирующий элемент с электролитом, и третьим участком твердого припоя, соединяющим изолирующий элемент с металлическим кожухом узла соединения.

5. Узел соединения по п.4, отличающийся тем, что второй участок твердого припоя также соединяет второй электрод.

6. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что первый электрод содержит металл.

7. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что второй электрод содержит металл.

8. Узел соединения по пп.6 и 7, отличающийся тем, что металл первого и/или второго электрода содержит токовый коллектор из нержавеющей стали или Ag.

9. Узел соединения по п.8, отличающийся тем, что токовый коллектор выполнен из нержавеющей стали.

10. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что изолирующий элемент содержит материал, выбранный из группы, состоящей из плотной керамики, пористой керамики, адгезива на основе керамики, адгезива на основе стекла или стеклянного элемента.

11. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что узел соединяет соседние ячейки электрохимического устройства, образуя сборку из последовательно соединенных ячеек, а металлический кожух узла соединения соединен также с соседней ячейкой.

12. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что один или более участков твердого припоя состоят из материала, выбранного из группы, состоящей из сплавов Ag, Au, Cu, Ni и твердых припоев, смешанных с одним или более керамическими наполнителями.

13. Узел соединения по п.12, отличающийся тем, что один или более керамических наполнителей твердого припоя имеют коэффициент теплового расширения, не превышающий 6×10^-6 1/К.

14. Узел соединения по п.13, отличающийся тем, что наполнитель выбран из группы, состоящей из титаната алюминия/магния, вольфрамата циркония или их смеси.

15. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что состав электролита модифицирован с целью его упрочнения или полностью заменен на более прочный материал вблизи узла соединения.

16. Узел соединения по п.15, отличающийся тем, что электролит содержит диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия (YSZ), модифицированный Al₂O₃.

17. Узел соединения по п.10, отличающийся тем, что изолирующий элемент представляет собой адгезив, а поверхности металлического кожуха узла соединения, контактирующей с изолирующим элементом, придана шероховатость.

18. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что электрохимическое устройство представляет собой твердооксидный топливный элемент.

19. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что электрохимическое устройство имеет трубчатую форму.

20. Способ изготовления узла соединения для высокотемпературного электрохимического устройства, содержащий этап создания металлического кожуха узла соединения, первого пористого электрода, второго пористого электрода, отделенного от первого пористого электрода твердым электролитом, и изолирующего элемента, размещенного между металлическим кожухом узла соединения и электролитом и вторым электродом; и этап формирования одного или более участков твердого припоя, структурно и электрически соединяющих первый электрод с металлическим кожухом узла соединения и образующих газонепроницаемое уплотнение между первым электродом и вторым электродом.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что один или более участков твердого припоя формируют в одну операцию пайки твердым припоем.