[发明专利]固体氧化物燃料电池三合一电极的制备方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池三合一电极的制备方法，包括：

(1)配制步骤，将无水乙醇、8YSZ粉末材料、分散剂与粘结剂配制成电解质悬浮液，其中8YSZ粉末材料占悬浮液质量百分比为5～15％，分散剂占悬浮液体积百分比为0.5～5％，粘结剂占悬浮液体积百分比为1～10％；

(2)喷涂支撑电极步骤，用大气等离子喷涂在基体上喷涂阳极材料或者阴极材料，制成阳极或者阴极，阳极或者阴极厚度为450～700μm；

(3)喷涂电解质层步骤，在已成形的阳极或者阴极上，采用液料等离子喷涂所述电解质悬浮液形成电解质层，其厚度为20～45μm；

(4)喷涂阴极或者阳极步骤，用大气等离子喷涂在电解质层上继续喷涂阴极材料或阳极材料，制备阴极或阳极，阴极或阳极厚度为50～100μm；最终制成阳极支撑三合一电极或阴极支撑三合一电极。

2.如权利要求1所述的固体氧化物燃料电池三合一电极的制备方法，其特征在于：在所述喷涂支撑电极步骤之后，在已喷涂成形的阳极或者阴极上，采用固、液相同时喷涂制备阳极与电解质层间的第一梯度过渡层或者阴极与电解质层间的第二梯度过渡层；在第一梯度过渡层或第二梯度过渡层上采用液料等离子喷涂输送悬浮液喷涂形成电解质层；在电解质层上采用固、液相同时喷涂成形电解质层与阴极间的第三梯度过渡层或者电解质层与阳极间的第四梯度过渡层；再用大气等离子喷涂在第三过渡层或第四梯度过渡层上继续喷涂制备阴极或阳极，最终制成包含两个梯度过渡层的三合一电极。

3.如权利要求1或2所述的固体氧化物燃料电池三合一电极的制备方法，其特征在于：所述阳极材料为NiO与8YSZ的混合粉末，其体积百分比为NiO 35～50％，8YSZ 65～50％；所述阴极材料为锰酸镧或者La_1-xSr_xCo_1-yFe_yO₃，x＝0.1～0.6，y＝0～1.0；所述基体为孔隙陶瓷、致密不锈钢、泡沫镍或者泡沫铝中的一种；所述分散剂为聚乙二醇或者磷酸甘油酯；所述粘结剂为聚乙烯醇或者甘油。

4.如权利要求2所述的固体氧化物燃料电池三合一电极的制备方法，其特征在于：

所述第一或第三梯度过渡层采用大气等离子喷涂NiO粉末，液料等离子喷涂电解质悬浮液制备，第一或第三梯度过渡层厚度为20～35μm；第一梯度过渡层制备过程中NiO粉末的送粉速度不断调整，从所述阳极材料中NiO的体积百分比过渡到0％，电解质悬浮液的送入速度也不断调整，从所述阳极材料中8YSZ的体积百分比过渡到100％；第三梯度过渡层制备过程中NiO粉末的送粉速度不断调整，从0％过渡到所述阳极材料中NiO的体积百分比，电解质悬浮液的送入速度也不断调整，从100％过渡到所述阳极材料中8YSZ的体积百分比；

所述第二或第四梯度过渡层采用大气等离子喷涂所述阴极材料，液料等离子喷涂所述电解质悬浮液制备，第二或第四梯度过渡层厚度为20～35μm；制备过程中阴极粉末的送粉速度和电解质悬浮液的送入速度均不断调整，保证梯度过渡层中阴极材料的质量百分比70～50％，8YSZ的质量百分比为30～50％。

5.如权利要求3所述的固体氧化物燃料电池三合一电极的制备方法，其特征在于：

所述第一或第三梯度过渡层采用大气等离子喷涂NiO粉末，液料等离子喷涂电解质悬浮液制备，第一或第三梯度过渡层厚度为20～35μm；第一梯度过渡层制备过程中NiO粉末的送粉速度不断调整，从所述阳极材料中NiO的体积百分比过渡到0％，电解质悬浮液的送入速度也不断调整，从所述阳极材料中8YSZ的体积百分比过渡到100％；第三梯度过渡层制备过程中NiO粉末的送粉速度不断调整，从0％过渡到所述阳极材料中NiO的体积百分比，电解质悬浮液的送入速度也不断调整，从100％过渡到所述阳极材料中8YSZ的体积百分比；

所述第二或第四梯度过渡层采用大气等离子喷涂所述阴极材料，液料等离子喷涂所述电解质悬浮液制备，第二或第四梯度过渡层厚度为20～35μm；制备过程中阴极粉末的送粉速度和电解质悬浮液的送入速度均不断调整，保证梯度过渡层中阴极材料的质量百分比70～50％，8YSZ的质量百分比为30～50％。