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电流收集

工程技术

阴极集流件(cathode current collector)用于收集阴极上的电流，降低多孔阴极上的欧姆损失。阴极集流件要具有一定的形状；首先，由于它直接与阴极接触，所以要有一定的平整度，并且能够在实验中保持这种平整度；如果实验中有上翘或者是变形会降低与阴极的有效接触面积。其次，它应该与阴极有足够的接触面积，以满足对阴极的集流，有效地收集电流。最后，它必须具有足够的孔隙率，使氧气(或空气)透过它到达阴极进行还原反应，保证电池的使用效率。

简介
固体氧化物燃料电池(SOFC)是第三代燃料电池，它具有全固态的电化学发电装置；普遍被认为是在未来会得到广泛普及应用的一种燃料电池。固体氧化物燃料电池的开发始于20世纪40年代，但是在80年代以后其研究才得到蓬勃发展。
在SOFC结构中，电池的性能不但受电解质/电极界面的影响，同时也受集流件与电极之间的界面的影响；据S.P.Jiang et al报道，随着集流件与阴极间的接触面积的增加电池的接触电阻明显降低，同时极化电阻也随着集流件与阴极间的接触面积的增加而明显降低。但同时阴极集流件的接触面接不能够过大，因为集流件要有足够的空隙，使气体能够通过它到达阴极参与电化学反应；如果接触面积过大，就会导致空隙面积的减小，不能够使足够的氧气(或空气)到达阴极进行反应，会使电池的效率降低。
阴极集流件与阴极的接触电阻
阴极集流件与阴极间的接触情况对电池的性能有很大的影响，在实验过程中应该保证集流件表面的平整度和集流件的形状。从而降低集流件对阴极上接触电阻的影响，以保证电池的稳定的功率输出。
集流件与阴极上的电极间距只有2～3mm，而集流件的宽为15mm，但电阻却高达6.59 Q。说明集流件与阴极间的接触电阻很大；实验后集流件有部分上翘与阴极脱离，这是接触电阻大的主要原因。所以保证集流件在实验过程中的形状和表面平整度乃是集流件的主要任务。
阴极集流件的改进
为了提高阴极上的集流效果，降低阴极上的接触电阻损失，对集流件的研究成了SOFC研究的一个重要的方向。其中S.P.Jiang et al对四种不同接触面接的集流件进行了研究，发现Ag箔的接触面积为27.2%时，集流的效果最好。Liu模拟了舶集流件的集流效果，发现集流件与多孔阴极的接触电阻对SOFC的性能有很大的影响。
在不锈钢的基片上用银丝作集流件的曲，相邻的两根银丝中间留一定得空隙作为气体的通道。对rib集流件进行了相关的研究，有效地提高了集流的效果。
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