[发明专利]一种燃料电池单电池结构及其制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池单电池结构，其特征在于：所述燃料电池单电池结构由三层压合着的流延氧化锆基片构成，其中位于两侧的流延基片具有多孔结构，位于中间位置的流延基片作为电解质层，在位于两侧的所述流延基片的多孔结构内分别浸渍有阳极金属盐溶液和阴极金属盐溶液。

2.根据权利要求1所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：位于两侧的所述流延基片内含有作为造孔剂的球型石墨。

3.根据权利要求2所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：位于两侧的所述流延基片的厚度为0.05～1.0mm。

4.根据权利要求3所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：位于两侧的所述流延基片的孔隙率为20～60％。

5.根据权利要求1所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：位于中间位置的所述流延基片的厚度为0.05～0.5mm。

6.根据权利要求5所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：位于中间位置的所述流延基片内含有0～8 mol% Y₂O₃，0～20 mol% Gd₂O₃，0～9 mol% Sc₂O₃，0～3 mol% Ce₂O₃，掺杂总量为2～30mol%。

7.根据权利要求1至6任一项所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：在位于两侧的所述流延基片内浸渍的阳极金属盐溶液为镍的可溶性盐溶液，所述阴极金属盐溶液为根据LSM摩尔比计算的镧、锶和锰的硝酸盐或可溶氯化物溶解在去离子水中形成的溶液。

8.根据权利要求7所述的燃料电池单电池结构，其特征在于：所述阳极金属盐溶液为硝酸镍或氯化镍或硫酸镍的盐溶液，所述阴极金属盐溶液为硝酸镧、硝酸锶和硝酸锰的盐溶液。

9.一种如权利要求8所述的燃料电池单电池结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）      阳极和阴极金属盐溶液的制备：在装有去离子水的容量瓶中加入镍的可溶性盐，待完全溶解后形成阳极金属盐溶液；在装有去离子水的容量瓶中加入镧、锶和锰的硝酸盐或可溶氯化物，待完全溶解后形成阴极金属盐溶液；

（2）      流延基片的制备：采用流延法成型制备两层含有球型石墨作为造孔剂的流延基片以及一层电解质层流延基片，按电池规格把三层流延基片剪裁好备用；

（3）      生坯制备：把步骤（2）中的三层流延基片层叠好，其中中间层为电解质层流延基片，通过等静压成型制成单电池基体生坯；

（4）      生坯烧制：把成型后的单电池生坯置于炉内共烧，燃烧温度为1200～1600℃，保温0.5～5h，制得燃料电池单电池基体；

（5）      对单电池基体进行检测：把燃料电池单电池基体置于品红溶液中进行检测，以检测处于中间的电解质层是否有开裂、气孔，若有，则判定为次品；否则，判定为正品；

（6）      浸渍处理：采用步骤（1）制得的阳极和阴极金属盐溶液利用底涂式的浸渍方式分别对经过步骤（5）处理的单电池基体的阳极和阴极进行浸渍处理，浸渍一次待晾干后再次进行浸渍，经过5～10次浸渍，完成浸渍处理；

（7）      最后烘烤处理：对经过步骤（6）处理的燃料电池单电池基体进行烘烤，待烘烤干浸渍液后即得燃料电池单电池结构。

10.根据权利要求9所述的燃料电池单电池结构的制备方法，其特征在于，在所述步骤（5）中还包括去品红残留液步骤，该步骤为：在完成了品红检测后，在燃烧炉中将附着在燃料电池单电池基体上的品红残留液烧干。

11.根据权利要求10所述的燃料电池单电池结构的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中制得的阳极金属盐溶液和阴极金属盐溶液均为1mol/L的溶液。