固体氧化燃料电池的组成部分为阳极、阴极、电解质和电池连接体。固体氧化物 燃料电池的核心部件为单电池，单电池的组成部分有阴极、阳极、电池电解质。对于 阴阳极的材料有着以下的要求:

1、阴极阳极材料应具有多孔性，从而可以使反应气体能够进行扩散，由此增大反应表面。

2、应有高的导电性能。

3、其热膨胀系数相匹配。电流是由单电池产生，但是由于单电池产生的功率过 低，所以要通过连接体把一组组单电池连接起来，从而产生大的功率。

工作原理如图 1-1，图 1-2 为单电池通过连接体形成的平板式 SOFC 组结构。

图 1-1 燃料电池工作原理 图 1-2 平板式 SOFC 堆结构图

1。1。3 固体氧化物燃料电池的种类

固体氧化燃料电池大致可分为平板式、管式、瓦楞式三种[2]。其工作原理相同, 但构造不一样。管式的固体氧化物燃料电池中有许多空管，空气可以自由的通过，但 是制备的工艺复杂，设备的成本高。在长期的工作过程中，相对功率密度逐渐变小， 成本高昂，阻碍了管式 SOFC 的发展[3]。图 1-2 为平板式 SOFC 结构，图 1-3 为管式 SOFC 截面图，图 1-4 为瓦楞式 SOFC 结构图。

1。2 连接体

1。2。1 连接体的种类

（1）陶瓷连接体

早期的固体氧化物燃料电池的一般工作温度在 1000℃以上，接近金属的熔点， 所以早期的连接体一般为陶瓷材料做成的。这种陶瓷材料属于特种陶瓷的范畴，其晶 体结构多种多样，并有着丰富的性能。陶瓷材料有几种典型的晶体结构。有岩盐结构、 闪锌矿结构、萤石型结构、钙钛矿型结构，以及尖晶石型结构。但是一般用钙钛矿型 陶瓷材料作为固体氧化物的连接体。钙钛矿型结构的通式为 ABO3 型，其中 A 代表的 是一价或者二价的正离子，B 为五价或者四价的阳离子。作为连接体的常用的钙钛矿 型陶瓷有 LaCrO3 和 YCrO3 型陶瓷，且一般通过掺杂一些元素来提高其性能，比如在 LaCrO3 中掺杂一些 Ca 和 Mg 元素来提高陶瓷的导电性能。陶瓷连接体的优点很明显， 耐高温，耐氧化，具有良好的稳定性，且有良好的导电性，有着与固体氧化物燃料电 池其他部件较为匹配的热膨胀系数。但是陶瓷连接体的成本相对较高，如果可以用相 对廉价的材料来代替陶瓷材料，那么将会带来巨大的经济效益。

（2）金属连接体 随着固体氧化物燃料电池的发展，固体氧化物燃料电池的工作温度可以降 800℃

左右，所以将熔点相对低的金属作为连接体就成为了可能。一般来说金属连接体目前 主要分为三种，一种是铬基合金，一种是铁基合金，另一种是镍基合金[4]。之所以探 究将金属作为连接体，其主要的原因是金属连接体的成本更低，可以大大减少固体氧 化物燃料电池的成本，为固体氧化物燃料电池的普及和推广带来方便。实际生产中一 般用不锈钢作为金属连结体的基材。但因为不锈钢在高温下的的氧化反应，以及发生 的 Cr 的扩散，从而对固体氧化物燃料电池产生的一些负面影响。使其作为连接体有 一些问题待解决。

1。2。2 金属连接体性能要求

因为所处的环境复杂，金属连接体既要在高温下运行，既容易发生高温氧化，同 时金属连接体两侧的环境并不同，所以对金属连接体的性能提出了一些要求，要求如 下：

1、在高温的条件下应有良好的稳定性，力学性能要好，不能发生形变，有足够

高的高温强度和抗蠕变强度。

2、有着良好的导电性能，若金属连接体导电性不够好，将直接影响到固体氧化 物燃料电池的转换效率和使用的寿命。