3）连接体在固体氧化物燃料电池中连接相邻电池，为了保证连接体与电池之 间良好的接触性，材料的热膨胀系数要与其他电池组件没有太大的差异，同时可以 将固体氧化物燃料电池温度变化而产生的对连接体材料的影响降至最低值[29]。

1。3。2 金属连接体材料

铬基、镍基合金和铁素体不锈钢等都曾被视为连接体材料的优良选择。镍基和 铬基合金材料的物理性能和抗氧化性能都非常优良，但是镍基合金的热膨胀系数远 远大于的电池其他组件的热膨胀系数虽然；铬基合金满足热膨胀系数的匹配要求以

及导电性能的要求，但其价格较高，同时大量的铬容易导致阴极铬中毒。在所有可 以作为金属连接体材料的选择中，铁素体不锈钢，氧化铬形成的合金，是最有前途 的合金，因为他们的热膨胀系数与其他固体氧化物燃料电池组件相比较而言是特别 接近的。铁素体不锈钢作为连接体材料主要有方面的要求：（1）耐高温氧化性能；

（2）组织铬向外进行扩散，必须防止电池阴极被铬毒化；（3）尺寸适中并且有稳 定的微观结构（4）热膨胀系数与电池其他部件的热膨胀系数相匹配。但是，这些 合金的抗氧化性被限制。过度的氧化铬和铬的蒸发使阴极铬中毒可以极大地增加电 池的电阻降低电池的能量转化效率；虽然已经有耐铬的阴极和改性低铬合金等方法 来解决这一问题，然而此项技术要不是太过昂贵就是不能直接的应用到固体氧化物 燃料电池中。由于电沉积的自然属性，各种各样的的掺杂成分可以很容易的合并到 尖晶石涂层中去。通过加入少量相似的金属或者金属氧化物到镀液并且沉积这些物 质到复合层中去，因此在金属连接体上涂覆行之有效的涂层是经济又使用的方法。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

1。4 金属连接体的保护涂层

1。4。1 保护涂层的要求和标准

保护涂层对于阴极侧的保护是非常重要的，这是由于阴极极易发生氧化，同时 阴极对于 Cr 的毒化非常敏感。从功能性角度出发，保护涂层首先有效阻挡了 Cr 向 外扩散和氧阴离子的向内传递。保护涂层两侧 Cr 化学势的不同使得 Cr 离子非常容 易扩散或者穿过保护层。因此，保护层的材料必须具备最低的 Cr 溶解度或者非常 低的 Cr 离子扩散速率，又或者可以与合金或者合金表面生成的氧化层发生反应， 其产物可以有效阻挡 Cr 的扩散。与 Cr 的向外扩散相反，由于保护层两侧氧的化学 势梯度的出现，而使得氧离子与 Cr 的向外扩散不同向内传递。氧向内流量 J0，可 以表达为：0 为氧的化学势； D0 为氧的化学扩散因子； c0 为氧在保护层的浓度； k B 是玻尔兹 曼常数；T 是温度。由于氧的流量的存在基体合金发生氧化，因此保护层和基体合

金间产生氧化铬或者富 Cr2O3 的氧化层。在热循环过程中，氧化层的大量生成会增 大连接体材料电阻率和涂层剥落的概率，同时降低了连接体整体的机械性能。氧化层需要较低的氧离子导电率，由能斯特方程可知，其值的大小与 D0 有关：KBTδ0=4e2D0c0

在 SOFC 工作环境中，若想保证保护层的热机械能和化学稳定性必须维持其结 构的完整性。因此保护层的候选材料要求与金属基体拥有大致吻合的热膨胀系数以 及与其他电池堆部件较好的相容性。

1。4。2 导电氧化物涂层

为了降低连接体材料的氧化速率，增加表面氧化层的导电能性提高固体氧化物 燃料电池的效率，改善氧化层与金属界面的粘附性以及抑制 Cr 离子从富 Cr 基底向 氧化物表面迁移扩散，在这方面做了大量的研究，许多材料都曾作为金属表面改性 的涂层材料。其中最具代表性的就是 Co-Mn 尖晶石涂层。