[发明专利]用于固态电化学装置的复合电极

权利要求书

1.一种形成部分固态电化学装置的电极，所述电极粘接到致密电解质层并且包括多孔三维固相，此多孔三维固相含有：(a)包括许多电催化颗粒的电催化相(b)包括许多离子传导颗粒的离子传导相

其特征在于所述电催化相和离子传导相相互交织，其中所述电催化颗粒的平均尺寸基本上等于或大于所述离子传导颗粒的平均尺寸。

2.根据权利要求1的电极，其特征在于电极的固相包括以体积计算约1％至约95％的电催化相。

3.根据权利要求2的电极，其特征在于电极的固相包括以体积计算约1％至约50％的电催化相。

4.根据权利要求3的电极，其特征在于电极的固相包括以体积计算约5％的电催化相。

5.根据权利要求3的电极，其特征在于电极的固相包括以体积计算约30％的电催化相。

6.根据权利要求3的电极，其特征在于电极的固相包括以体积计算约50％的电催化相。

7.根据权利要求1的电极，其特征在于所述电催化颗粒的平均尺寸至少是离子传导颗粒平均尺寸的两倍。

8.根据权利要求7的电极，其特征在于所述电催化颗粒的平均尺寸至少是离子传导颗粒平均尺寸的四倍。

9.根据权利要求1的电极，其特征在于所述电极是阴极并且是具有电解质层和阳极层的固体氧化物燃料电池的形成部分。

10.根据权利要求9的电极，其特征在于阴极低于约10μm厚。

11.根据权利要求10的电极，其特征在于阴极低于约5μm厚。

12.根据权利要求11的电极，其特征在于阴极低于约3μm厚。

13.根据权利要求1的电极，其特征在于所述电极具有垂直维度和水平维度，所述电催化相在垂直维度提供连续的电子传导，而不在水平维度提供。

14.根据权利要求1的电极，其特征在于电极进一步包括含有导电性金属氧化物的水平电子传导层。

15.根据权利要求14的电极，其特征在于导电性金属氧化物包括钴酸镧。

16.根据权利要求1的电极，其特征在于电催化颗粒由贵金属构成。

17.根据权利要求16的电极，其特征在于贵金属是钯。

18.根据权利要求1所述电极，其特征在于离子传导颗粒由YSZ组成。

19.一种包括多孔阳极、致密电解质和阴极的固态电化学装置，上述阴极具有多孔三维结构，此三维结构包括电催化材料的连接颗粒和离子导体的连接颗粒，其中电催化颗粒的平均或中值尺寸大于离子传导颗粒的平均或中值尺寸。

20.根据权利要求19的固态电化学装置，其特征在于此装置为固体氧化物燃料电池。

21.根据权利要求20的燃料电池，其特征在于电催化材料是贵金属。

22.根据权利要求21的燃料电池，其特征在于贵金属是钯。

23.根据权利要求20的燃料电池，其特征在于电催化颗粒的平均或中值尺寸至少为离子导体颗粒的平均或中值尺寸的大约2倍。

24.根据权利要求23燃料电池，其特征在于电催化颗粒的平均或中值尺寸为离子导体颗粒的平均或中值尺寸的大约4至10倍。

25.根据权利要求20的燃料电池，其特征在于离子导体由作为电解质层的相同离子传导材料构成。

26.根据权利要求25的燃料电池，其特征在于电解质和离子传导颗粒都由YSZ构成。

27.根据权利要求20的燃料电池，其特征在于阴极低于约10μm厚。

28.根据权利要求27的燃料电池，其特征在于阴极低于约5μm厚。

29.根据权利要求28的燃料电池，其特征在于阴极低于约3μm厚。

30.根据权利要求20的燃料电池，其特征在于进一步包括提供到阴极的长范围的电子传导层。