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固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells,SOFC）是一种直接将燃料气中的化学能转化为电能的全固态能量转化装置,具有能量转化效率高、便于模块化设计等优点,被称为未来世界十大新能源技术之首,对于能源危机与生态环境的改善具有重要意义。SOFC的结构类型主要有管式与平板式两种类型。平板式SOFC因具有高的电流密度与功率密度,成为研究的重点,但气密性问题一直是制约平板式SOFC发展的关键技术之一。气密性问题主要包含两个部分,一个是电解质气密性,另一个是封接材料的封接气密性。对于电解质气密性问题,设计了一套气密性检测装置。首先根据SOFC的结构特点、检测精度、工作条件,确定检测方法为压降法、检测压力为真空度;其次根据检测压力,参照真空设计手册,确定真空密封的封堵位置、密封材料、密封压力,并完成管道壁厚、真空容腔壁厚等真空设计参数,以及真空泵及其它配件的设计与选择;然后对腔体和固定夹具进行设计,通过三维模拟仿真,排除部件装配过程中干涉现象,优化模型,确定设计方案;最后完成实体装配。封接气密性问题与封接材料性能有关,为此研制了一种玻璃陶瓷复合材料,并将其填装在设计的电池结构内,进行中温烧结封装,对其相关材料特性与封装特性展开了研究。粉体材料球磨5h,粒度平均值为10μm;通过热重分析仪对材料进行热性能分析,25800℃质量损失仅为3.5%。通过热膨胀仪测试可知材料在700750℃的热膨胀系数处在810×10-6/K-1。通过SEM和EDX分析可知封接界面具有良好的相容性且元素之间相对稳定无扩散。在改进后的封接气密性检测装置中,通入2kPa的N2,进行封接气密性检测,测得漏气率为0.0039sccm/cm。SOFC的电解质和封接材料封接的气密性还可以通过电池的开路电压来表征,因此采用上述复合材料对电池进行封接后,使用拜特电化学工作站进行电化学性能测试。而后研究不同H2流量对电池的开路电压以及电流密度-电压、电流密度-功率密度的影响。实验结果表明,H2流量越大电池的开路电压越高,H2流量为0.6slm时,电池的开路电压可以达到1.167V,接近理论电压。当电流密度低于100mA/cm2时,H2流量对电池的电压影响较小;当电流密度超过100 mA/cm2,H2流量对电池的电压影响较大,会造成电压急剧损失,损失的电压主要体现在浓差极化部分。H2流量与电池的功率密度也是正相关,H2流量越大,电池的功率密度越高,最大功率密度为326mW/cm2。最后通过恒流放电,对电池电化学稳定性进行表征,0.8V恒流25h,电池电压降为0.796V,电压值几乎无变化,表明电池电化学性能稳定无衰减。