熔融碳酸盐电池堆制备中的技术要点

1、MCFC元件

MCFC的研究开发始于1950年。其后的半个多世纪时间内.在电极反应机理、电池材料、电池堆设计等方面，取得了许多进展，规模不断扩大，几年前即已达到100kW水平，目前已达到250~2000kW。

2、电极

2.1阳极

MCFC的阳极为Ni-Cr或Ni-Al合金，加人2%一10%C:的目的是防止烧结，研究的焦点是提高电极的性能，开发耐硫的阳极材料。

2.2阴极

MCFC对阴极的要求是导电性好、结构强度高、在熔融碳酸盐中溶解度低。目前的NiO阴极，导电性和结构强度都合适。阴极溶解是影响MCFC寿命的主要因素，特别是在加压运行时。

解决阴极溶解的可能途径有：开发新的阴极材料，增加基底厚度，在电解质中加人添加剂提高其碱性。

3、电解质

3.1载体

载体是陶瓷颗粒棍合物，形成毛细网络容纳电解质。载体为基质电解质提供结构，但不参加电学或电化学过程。基质的物理性质在很大程度上受载体控制。获得高性能、高寿命MCFC的关键是控制熔融碳酸盐电解质的最佳分布。电解质结构改进的另一个方面是其阻止气体穿过的能力。

3.2电解质

电解质的成分也从几个方面影响MCFC的性能和寿命。制造较为温和的电池环境，有利于减缓阴极溶解。途径之一是向电解质中加入添加剂增加其碱性，少量添加剂不影响电池性能但添加剂量大时，可降低电池性能。

4、单电池

MCFC的一个特征是使用由载体和碳酸盐构成电解质瓦(又称基底)。电解质被固定在载体内。电解质瓦既是离子导体，又是阴、阳极隔板，其塑性可用于电池的气体密封，防止气体外泄。

5、电池堆

单电池结构的简单重复就构成电池堆结构.隔板，也称双极板，取代单电池的外壳.作为电池间的连接。如果双极板和电极间的电子接触充分，可以取消一极或双极的电流收集器。双极板的两面都做成波纹状，供反应气体通过。双极板波纹与电解接触，施加恒定的压力以减少接触电阻。MCFC的一个主要优点是电池面积可以做成很大而不会产生大的机械压力。这是由于电解质瓦的塑性和金属双极板的延展性。