Fiaxell用于单细胞测试的Cell-Connex电流收集器、集流器、低接触电阻和最佳气体扩散
低接触电阻和最佳气体扩散:
Cell-Connex通过双面化学铣削工艺制造,随后激光切割互连形状。
这种工艺允许非常精细的微结构,其中d/h的比率约为2,其中d是销的直径,h是通道的高度,这是冲压或机械铣削等其他常用技术所不能实现的。
因此,任何幻想都可以转化为现实,因此,任何一张白纸上的滑稽草图很快就变成了产品。
因此,Cell-Connex也是经济实惠的快速堆叠原型制作的理想选择。
由于化学研磨过程中固有的精细微结构,销密度和通道宽度之间的最佳平衡将导致最小的气体压降,以及“几乎理想的”电流收集,尤其是在侧面。
材料:
制造Cell-Connex的标准板材是Crofer 22H。任何不锈钢和铬基合金(来自Plansee的CFY)
为了获得微结构,首先用光刻薄聚合物层覆盖钢板,并通过掩模照射,这是所需图案的负像设计。
未被照射的部分溶解在溶剂中。然后将钢板放入一台机器中,机器上的喷嘴将腐蚀性液体喷射到钢板上。因此,具有不同图案设计的两侧可以同时开槽。
A3金属板(其上已经印刷了许多互连)被一个接一个地自动填充到机器中。
这种应用的典型开槽深度约为500微米,公差为20微米(槽的底部)。表面具有与标称钢板相同的平整度和粗糙度。
旁边图片中图案的尺寸为:柱宽:1mm;柱中心距:1.5毫米;柱间通道宽度:0.5毫米;开槽深度:0.5毫米。使用Cell-Connex可以轻松获得这些尺寸一半。
保护涂层和接触电阻:
在燃料侧,用软辊喷涂或沉积一层5-20微米的富镍薄层(见下图)。
在空气侧,MnCo的保护层2O4或CuMn2O4以减少铬的蒸发并改善电接触。通常使用酒精浆料喷涂5-20微米的层,然后在适中的温度(< 1000℃)下烧结,以确保在互连上的粘附。
左图显示了涂有CuMn薄保护层的互连的欧姆电阻2O4。40小时后,接触电阻降低并稳定在10 mOhm*cm2以下。该值非常低,仅代表整个电池组电阻的百分之几。因此,它可以被认为是一种“理想的”电流收集装置。
Cell-Connex的密封:
Cell-Connex专为50X50毫米的电池设计。氧化镍浆料(绿色)已沉积为保护层。密封件是一种蛭石云母,足够柔软,易于手工层压,并与互连引脚高度保持水平。
Cell-Connex可用于所有类型的密封,例如玻璃。
Fiaxell提出了一种蛭石云母,足够柔软,易于手动层压,并在互连引脚高度调平。
简单的手动滚轮可用于此操作,可直接在Cell-Connex上处理。
由于这种软云母在加热过程中膨胀(约5-8 %),因此确保了燃料和空气室之间的密封性。
这种密封的优点是可以在操作后拆卸电池堆,而没有破坏电池的风险。因此,它非常适合与我们的短堆栈套件.
Cell-Connex:各种设计和流动传播
针对50 X 50 mm和76 X 60 mm单元尺寸的不同图案设计已在Fiaxell室内实验中开槽。
用于单细胞测试的Cell-Connex:
Crofer 22H Cell-Connex用作单细胞测试的终端。由于两个焊接的Inconel 600管,气体被输送和排出。对于直接碳燃料进料,插入氧化铝管。
Cell-Connex通常用于装配电池组(或短电池组),但也可用于单细胞测试,例如开放式法兰测试装置 .
其中一个被认可的应用是分开空气和燃料侧的电化学贡献。
一边使用Cell-Connex,另一边则选择理想的电流收集条件。
一个典型的例子是在空气侧使用尖晶石涂层的Crofer 22H Cell-Connex,而在燃料侧,全镍扩散器允许理想的电流收集,而阳极没有任何电压降。然后可以分别观察和测量空气侧(互连上生长的氧化层)的电流收集电阻变化。
另一个例子是电解实验框架中燃料侧的Crofer 22H的腐蚀。这一次,空气侧的理想电流收集将通过金色M网格.