[发明专利]用于熔融碳酸盐燃料电池的高锂电解质及其制备方法

权利要求书

1.用于熔融碳酸盐燃料电池的高锂碳酸盐电解质，其包含：

包括碳酸锂的低共熔碳酸盐混合物；和

适于在燃料电池的初始加热和工作之一期间形成碳酸锂的附加含 锂组分。

2.根据权利要求1的高锂碳酸盐电解质，其中所述低共熔碳酸盐 混合物包括碳酸钾和碳酸钠中的一种。

3.根据权利要求2的高锂碳酸盐电解质，其中所述附加组分包含 氢氧化锂、硝酸锂、乙酸锂和草酸锂中的至少一种

4.根据权利要求3的高锂碳酸盐电解质，其中所述高锂碳酸盐电 解质适于贮存在所述熔融碳酸盐燃料电池的阴极侧，并且其中所述附 加组分适于与流经所述阴极侧的氧化气体中的至少一种组分反应形成 碳酸锂。

5.根据权利要求4的高锂碳酸盐电解质，其中所述阴极侧至少包 含阴极电极，并且所述高锂电解质适于贮存在所述阴极电极中。

6.根据权利要求4的高锂碳酸盐电解质，其中所述附加组分还包 含碳酸锂。

7.根据权利要求6的高锂碳酸盐电解质，其中所述附加组分包含 20-30摩尔％碳酸锂和70-80摩尔％氢氧化锂。

8.燃料电池组件，其包含：

包括阳极电极、阴极电极和放置在所述阳极电极和所述阴极电极 之间的电解质基体的燃料电池；

贮存在所述燃料电池组件中的碳酸盐电解质，所述碳酸盐电解质 包括贮存在所述燃料电池组件的至少预选区域中的高锂电解质，

其中所述高锂电解质包含：包括碳酸锂的低共熔碳酸盐混合物； 和适于在所述燃料电池的初始加热和工作的至少一个期间形成碳酸锂 的附加含锂组分。

9.根据权利要求8的燃料电池组件，其中所述低共熔碳酸盐混合 物还包括碳酸钾和碳酸钠中的一种。

10.根据权利要求9的燃料电池组件，其中所述高锂电解质的所 述附加组分包含氢氧化锂、硝酸锂、乙酸锂和草酸锂中的至少一种

11.根据权利要求10的燃料电池组件，其中所述高锂电解质贮存 在所述燃料电池的所述阴极电极中，并且其中所述高锂电解质的所述 附加组分适于与流经所述阴极电极的氧化气体中的至少一种组分反应 形成碳酸锂。

12.根据权利要求11的燃料电池组件，其中所述碳酸盐电解质还 包括贮存于所述组件的其它预选区域中的低共熔电解质，所述低共熔 电解质包含62摩尔％碳酸锂与38摩尔％碳酸钾的第一低共熔混合物和 52摩尔％碳酸锂与48摩尔％的碳酸钠的第二低共熔混合物中的一种。

13.根据权利要求12的燃料电池组件，其中所述组件还包含邻近 所述阴极电极放置的阴极集流体，所述阴极集流体适合于贮存所述高 锂电解质和所述低共熔电解质中的一种。

14.根据权利要求13的燃料电池组件，其中：

所述阴极电极贮存预定量的所述高锂电解质，该高锂电解质包括 第一量的所述低共熔碳酸盐混合物和第二量的所述附加组分；

所述阴极集流体贮存第三量的所述低共熔电解质；且

控制所述第一量、所述第二量和所述第三量以便获得所述碳酸盐 电解质的预定组成。

15.根据权利要求14的燃料电池组件，其中所述碳酸盐电解质的 所述预定组成为：70-72摩尔％碳酸锂与28-30摩尔％碳酸钾、以及61 摩尔％碳酸锂和39摩尔％碳酸钠中的一种。

16.根据权利要求15的燃料电池组件，其中所述阴极电极具有 250cm²的表面积，所述阴极电极贮存17.8g包含碳酸锂与碳酸钾的 所述低共熔碳酸盐混合物、和3.7g包含氢氧化锂的所述附加组分， 且所述阴极集流体贮存12g包含所述第一低共熔混合物的所述低共熔 电解质，且其中所述碳酸盐电解质的所述预定组成为70摩尔％碳酸锂 和30摩尔％碳酸钾。