固体氧化物燃料电池(SOFC)技术是一项清洁、高效的综合能源利用技术,全固态结构使其可以被制成各种不同形状,而中空对称双阴极结构SOFC就是近年来发展起来的一种新型结构SOFC,具有结构强度高、抗氧化还原能力强等众多优点。对新型结构SOFC的快速热循环稳定性和长期稳定性进行深入研究,并分析新型结构SOFC在快速热循环过程和长期运行过程中性能的衰减规律与影响因素,对加速SOFC产业化进程具有重要现实意义,研究内容涉及以下几个方面:(1)中空对称双阴极结构SOFC单电池和电池堆均具有良好的快速热循环稳定性,电池在100次快速热循环期间性能衰减主要发生在前34次,衰减速率约为0.89%/次,研究还发现,阴极和阴极集流板之间的界面松动造成的性能衰减可通过二次施压操作使得得电池性能恢复。(2)中空对称双阴极结构SOFC具有良好的长期稳定性。在适当的操作条件下新型结构电池表现出优异的电化学性能和长期稳定性,电池以0.4A/cm~2电流密度恒流运行200h,衰减速率仅为2.28%/100h,其中阴极集流板的锈蚀可能是造成电池性能衰减的主要原因。研究发现,钎焊密封技术有效提高了新型结构电池的长期稳定性。新型结构电池采用钎焊密封技术后,分别以0.30A/cm~2电流密度恒流运行114h、0.20A/cm~2电流密度恒流运行310h,衰减速率依次为0.99%/100h、2.21%/100h,相较于玻璃陶瓷密封技术2.28%/100h的衰减速率有较大改善。(3)中空对称双阴极结构SOFC电池堆的输出性能衰减快,衰减速率为12.56%/100h,主要受单电池输出性能影响,短时间内中间连接件对电池堆输出性能的影响不大。新型结构电池输出性能除了与电池自身发电性能有关,还与阳极支撑体厚度、两独立阴极之间的互连有关,而后者是造成电池输出性能差异大、稳定性差的主要原因,也是造成新型结构电池堆输出性能差异大、稳定性差的主要因素。改善电池两独立阴极之间的连接可有效提升电池输出性能的稳定性,进一步提高电池堆输出性能的长期稳定性。