[发明专利]一种中温SOFC平板阳极支撑型单电池阳极结构及其制备方法

权利要求书

1.一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，包括阳极功能层和与所述阳极功能层紧密结合的阳极支撑层；所述阳极功能层由质量配比为(45～55):(55～45)的NiO粉体和YSZ粉体掺入占NiO粉体和YSZ粉体总量3～6wt％的造孔剂后烧结制得；所述阳极支撑层由质量配比为(50～60):(50～40)的NiO粉体和YSZ粉体掺入占NiO粉体和YSZ粉体总量5～9wt％的造孔剂后烧结制得；其中，YSZ表示氧化钇稳定的氧化锆。

2.如权利要求1所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，其特征在于，烧结所述阳极功能层所用的NiO粉体粒径为0.1～0.4μm，YSZ粉体粒径为0.1～0.4μm，造孔剂粒径为1.0～3.0μm。

3.如权利要求2所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，其特征在于，烧结所述阳极支撑层所用的NiO粉体粒径为0.5～1.0μm，YSZ粉体粒径为0.5～1.0μm，造孔剂的粒径为5.0～10.0μm。

4.如权利要求3所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，其特征在于，烧结所述阳极支撑层所用的YSZ粉体为3YSZ或5YSZ。

5.如权利要求4所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，其特征在于，烧结所述阳极功能层所用的YSZ粉体为8YSZ。

6.如权利要求1所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，其特征在于，烧结所述阳极功能层和烧结所述阳极支撑层所用的造孔剂均选自单分散的球形造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯。

7.如权利要求1所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构，其特征在于，所述阳极功能层的厚度为20～30μm，所述阳极支撑层的厚度为300～500μm。

8.如权利要求1-7任一所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构的制备方法，包括以下步骤：

(1)按阳极功能层材料配比称取NiO粉体、YSZ粉体和造孔剂，制备水系阳极功能层浆料，采用流延工艺流延阳极功能层薄膜坯片，然后干燥；

(2)按阳极支撑层材料配比称取NiO粉体、YSZ粉体和造孔剂，制备水系阳极支撑层浆料，在上述干燥后的阳极功能层薄膜坯片上，采用流延工艺流延阳极支撑层薄膜坯片，然后干燥，形成双层水系流延阳极结构坯体；

(3)然后将上述干燥后的双层水系流延阳极结构坯体按一定尺寸切割后热压整平；

(4)然后高温共烧，获得中温SOFC平板式阳极支撑型电池阳极结构。

9.如权利要求8所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水系阳极功能层浆料含水率为35～40wt％；所述干燥的温度为30～60℃，干燥的时间为5～10min；所述干燥后的阳极功能层薄膜坯片的厚度为25～40μm。

10.如权利要求8所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述水系阳极支撑层浆料含水率为35～40wt％；所述干燥的温度为80～90℃，干燥的时间为10～20min；所述干燥后阳极支撑层薄膜坯片的厚度为400-700μm。

11.如权利要求8所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述热压整平的工艺条件为温度80～120℃，压力10～20MPa，时间20～40min。

12.如权利要求8所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述高温共烧的温度为1350～1400℃，保温时间为2～4h。

13.如权利要求1-7任一所述的一种中温SOFC平板式阳极支撑型单电池阳极结构在SOFC单电池领域的应用。