[发明专利]一种阳极包覆型阳极支撑电池及其制备方法以及流延刀片

说明书

一种阳极包覆型阳极支撑电池及其制备方法，涉及固体氧化物燃料电池领域，其包括阳极支撑层、阳极功能层、电解质层、以及阴极层。其中，电解质层的第二表面设置有凹槽，阳极功能层和阳极支撑层位于凹槽内。阳极支撑层、阳极功能层、电解质层采用共流延制备得到，电解质层可以对阳极材料进行包覆，保证了电池的气密性，使电池在运行时不会产生漏气。同时，用以包覆的材料与电解质材料相同，易于共烧结、不发生烧结开裂现象。一种用于制备上述阳极包覆型阳极支撑电池的流延刀片，其包括主刀片和位于主刀片两侧的副刀片。在主刀片和副刀片的配合使用下，可以实现上述阳极包覆型阳极支撑电池多层间的共流延制备。其具备操作简单，生产效率高的特点。

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池领域，具体而言，涉及一种阳极包覆型阳极支撑电池及其制备方法以及流延刀片。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置，与其它发电装置相比，具有清洁、高效的特点。SOFC单电池主要由阳极支撑层、阳极功能层、电解质层、阴极层组成。其工作原理是：在阳极通入燃料气(氢气、甲烷等)，在阴极通入氧化气(空气或氧气)，氧气在阴极得到电子变成氧离子，氧离子通过电解质层到达阳极，与阳极的燃料气发生反应放出电子，电子通过外电路可带动相应的负载运行，即达到发电的效果。

目前常用的电池类型有电解质支撑电池、阳极支撑电池等。阳极支撑电池具有强度高、功率密度高的优点，因此得到了较大的发展。现有阳极支撑电池制备工艺主要是：通过流延工艺制备阳极支撑层，然后在阳极上丝网印刷阳极功能层及电解质层，然后用刀模切成所需尺寸，放入烧结炉中共烧结，之后印刷阴极层，烧结后得到全电池。由于燃料气和氧化气必须在各自的区域内流动或反应，不能发生漏气或串气，因此电池的密封性至关重要。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种阳极包覆型阳极支撑电池，其密封性能好，能有效避免使用过程中漏气或串气的发生。

本发明的第二目的在于提供一种上述阳极包覆型阳极支撑电池的制备方法，其操作简单方便，生产效率高。

本发明的第三目的在于提供一种流延刀片，其能够实现上述阳极包覆型阳极支撑电池多层间的共流延制备，其操作简单方便，生产效率高。

本发明的实施例是这样实现的：

一种阳极包覆型阳极支撑电池，其包括阳极支撑层、阳极功能层、电解质层、以及阴极层；其中，电解质层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面与阴极层接触，第二表面设置有凹槽，阳极功能层设置于凹槽内并与凹槽的底壁接触，阳极支撑层位于凹槽内并与阳极功能层接触。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，阳极支撑层的厚度为300～1000μm。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，阳极功能层的厚度为10～50μm。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，凹槽的底壁至第二表面的厚度为10～30μm。

一种上述阳极包覆型阳极支撑电池的制备方法，其包括：

采用阳极浆料在塑料膜带上流延形成坯体，干燥后得到阳极支撑层；

采用阳极浆料在阳极支撑层上流延形成坯体，干燥后得到阳极功能层；

采用电解质浆料在阳极功能层以及阳极功能层两侧的塑料膜带上流延形成坯体，干燥后得到电解质层；

将阳极支撑层、阳极功能层和电解质层形成的三层坯体进行烧结得到半电池；

在半电池上印刷阴极层。