[发明专利]管式固体氧化物燃料电池组件和包含有该组件的燃料电池装置

权利要求书

1.一种管式固体氧化物燃料电池组件，包括：

a)共用至少一个外部集电体的至少两个轴向延伸的管式固体氧化物燃料电池单元，每个燃料电池单元包括：

iii)第一和第二端部和在它们中间的中间部，以及

iv)内电极层、外电极层和在它们中间的电解质层；

b)与至少两个燃料电池单元的电极层电接触的至少一个外部的共用集电体，该集电体的热膨胀系数高于燃料电池单元的热膨胀系数，该集电体和每个与其电接触的电极层具有基本共形的电接触面；以及，

c)至少一个保持器，其被配置用来保持至少两个燃料电池单元的至少一部分和共用集电体的至少一部分处于紧密配合关系，该保持器的热膨胀系数小于或等于集电体的热膨胀系数，当热膨胀时，集电体保持在保持器中的部分在压缩状态下置于与其电接触的每个燃料电池单元的电极表面。

2.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，所述内电极层为正极，所述外电极层为负极。

3.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，进一步包括与所述外电极层电接触的导电层(iii)。

4.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，集电体仅被相邻的燃料电池单元所共用。

5.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，集电体被相邻的和不相邻的燃料电池单元所共用。

6.根据权利要求5的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，集电体被所有的燃料电池单元所共用。

7.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，所述集电体具有至少两个电接触面，与其电接触的每个燃料电池单元的电极层的相对应的共形面为直的或曲的。

8.根据权利要求7的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，所述集电体具有至少两个凸的电接触面，与其电接触的每个燃料电池单元的电极层的相对应的共形面为凹的。

9.根据权利要求7的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，所述集电体具有至少两个凹的电接触面，与其电接触的每个燃料电池单元的电极层的相对应的共形面为凸的。

10.根据权利要求7的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，所述集电体具有至少两个电接触面，一个面为凸的并与一个燃料电池单元的电极层的凹的电接触面电接触，以及另一个面为凹的并与相邻的燃料电池单元的电极层的凸的电接触面电接触。

11.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，包括两个外部的共用集电体，一个集电体的电接触面与位于每个燃料电池单元的第一端部的电极表面电接触，以及另一个集电体的电接触面与位于每个燃料电池单元的第二端部的电极表面电接触，有两个保持器，一个保持器用于保持每个燃料电池单元的第一端部和它们的共用集电体，另一个保持器用于保持每个燃料电池单元的第二端部和它们的共用集电体。

12.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，所述保持器包括用于保持每个燃料电池单元的一部分的通道，和一个用于保持每个共用集电体的至少一部分的相邻的凹槽或通道。

13.根据权利要求11的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，每个保持器包括用于保持每个管式固体氧化物燃料电池单元的一部分的通道，和用于保持每个共用集电体的至少一部分的相邻的凹槽或通道。

14.根据权利要求4的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，将位于端部的与相邻的燃料电池单元的电极电接触的所述共用集电体的横断面限定为圆、椭圆、凹和凸的曲线的交替序列或者弯曲的平行四边形。

15.根据权利要求4的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，将不同于与共用集电体电接触的面的燃料电池单元的横断面，限定为圆、椭圆或交替的一系列的凹的或凸的曲线。

16.根据权利要求15的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，将相邻的燃料电池单元的横断面限定为两个凸曲线与两个凹曲线交替的序列，一个燃料电池单元的横断面的凸曲线朝向相邻的燃料电池单元的横断面的大致共形的凹曲线，所述共用集电体具有被限定为弯曲的平行四边形的横断面。

17.根据权利要求1的管式固体氧化物燃料电池组件，其中，不同表面的接缝处为圆的，以分散或者降低此处的热致机械应力。