[发明专利]封接玻璃、其制备方法及应用

说明书

本发明提供一种封接玻璃、其制备方法及应用。一种封接玻璃，按照质量百分含量包括如下组分：20％～40％的SiO₂，28％～40％的SrO，1.5～11％的Al₂O₃，2％～20％的B₂O₃，及17～23％的CaO。上述封接玻璃通过调整各组分的配比，提高了封接玻璃的热膨胀系数，经实验测定封接玻璃的热膨胀系数为10.52～11.15ppm/℃，热膨胀系数较大，与固体氧化物燃料电池的连接体的常用材料不锈钢的热膨胀系数之间较为匹配，能降低因为二者热膨胀系数失配导致电池发烧泄漏的风险。

技术领域

本发明涉及一种封接玻璃、其制备方法及应用。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)采用固体氧化物(陶瓷)电解质，在高温下运行，具有发电效率高，材料成本低，燃料适应性强(如甲烷、煤气、甲醇、酒精、石油液化气等)等优点。但是开发SOFC所面临的主要问题是在高温下燃料气和氧化气如何进行有效的隔绝与封接以及封接材料与阴极的相互作用。

由于电池的工作温度高(700～750℃)，选择合适的封接玻璃成为制约平板式SOFC发展的关键。在固体氧化物燃料电池的使用过程中，电池工作温度发生较大变化，现有的封接玻璃的热膨胀系数较小，因此封接玻璃和电池的连接体之间的膨胀系数容易发生失配，从而容易发生泄漏。

发明内容

基于此，有必要提供一种热膨胀系数较大的封接玻璃、其制备方法及应用。

一种封接玻璃，按照质量百分含量包括如下组分：

20％～40％的SiO₂，28％～40％的SrO，1.5～11％的Al₂O₃，2％～20％的B₂O₃，及17～23％的CaO。

上述封接玻璃，通过调整各组分的配比，提高了封接玻璃的热膨胀系数，经实验测定封接玻璃的热膨胀系数为10.52～11.15ppm/℃，热膨胀系数较大；固体氧化物燃料电池的连接体的常用材料不锈钢的热膨胀系数为10.88～11.45ppm/℃，二者之间较为匹配，能降低因为二者热膨胀系数失配导致电池发烧泄漏的风险；上述封接玻璃中不需要添加Na和K，使用28％～40％的SrO和17～23％的CaO，SrO和CaO在高温下不易挥发，从而可以避免高温条件下Na和K的挥发导致的封接玻璃的性能不稳定，使得上述封接玻璃化学稳定性较好，避免因此导致的电池电化学性能的衰减；上述封接玻璃无需加入Ba元素，从而避免高温条件下封接玻璃中的Ba与连接体和盖板中的Cr元素发生反应生成具有很高热膨胀系数的BaCrO₄，导致电池发生泄漏。

在其中一个实施例中，还包括质量百分含量大于0且不超过12％的CeO₂。

在其中一个实施例中，还包括质量百分含量大于0且不超过1％的MnO。

在其中一个实施例中，还包括质量百分含量大于0且不超过1％的ZnO。

在其中一个实施例中，还包括质量百分含量大于0且不超过12％的La₂O₃。

在其中一个实施例中，按照质量百分比含量包括25％～30％的SiO₂，35％～40％的SrO，1.5％～2％的Al₂O₃，4％～6％的B₂O₃，2％～4％的CeO₂，0.5％～1％的MnO，0.5％～1％的ZnO，4％～6％的La₂O₃及17％～20％的CaO。