[发明专利]一种固体氧化物燃料电池及其制备方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括阳极支撑结构层、阳极功能层、电解质层、阴极功能层和阴极支撑结构层；

所述阳极支撑结构层和所述阴极支撑结构层由钇稳定氧化锆和氧化镍组成，且所述阳极支撑结构层和所述阴极支撑结构层中镍的含量为30%～70%之间，目数为220～250目；

所述阳极功能层由含有钴的金属陶瓷和二氧化铈稀土氧化物中组成，目数为220-200目，并且所述阳极功能层的厚度为5～100μm；

所述电解质层选择二氧化铈基氧化物掺入三价稀土金属氧化物；

所述阴极功能层选择钙钛矿结构型钴基氧化物、钙钛矿结构型铁基氧化物或钙钛矿结构型镍基氧化物中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池及其制备方法，其特征在于，所述阳极支撑结构层和所述阳极功能层的总厚度为800～1500μm，所述电解质层的厚度为5～30μm，所述阴极功能层和所述阴极支撑结构层的总厚度为10～120μm。

3.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池及其制备方法，其特征在于，所述阴极功能层中的钙钛矿的A位为碱土金属氧化物和掺杂的Ln系金属离子，B位为过渡金属离子，并且阴极功能层的工作温度在600℃～800℃。

4.一种固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：阳极支撑结构层和阴极支撑结构层的毛坯制备：称取在毛坯样品中占55%比重的氧化镍，然后称取在毛坯样品中占45%的钇稳定氧化锆，以酒精做混合基础液体，使称取的毛坯材料在混合机中充分混合，然后向混合机中添加含量控制在2～6%的硅藻土，使其在混合机中充分混合，将材料研磨10min后红光照射烘干处理，然后利用压片机将毛坯材料制成柱状样品，然后对制成的毛坯样进行烧结处理，得到阳极支撑结构层和阴极支撑结构层制备的毛坯样；

S2：阳极功能层的毛坯制备：选用精密电子天平称取二氧化铈稀土氧化物0.5～1.0g，然后称取在毛坯材料中质量比为45～65%的含钴的金属陶瓷材料，将称取的毛坯材料在混合机中充分混合，并使用酒精做混合基础液体，在毛坯材料混合完成后，将材料研磨20min后红光照射烘干处理，然后利用压片机将毛坯材料制成柱状样品，然后对制成的毛坯样进行烧结处理，得到阳极功能层制备毛坯样；

S3：阴极功能层毛坯的制备：称取制备的阴极功能层原料，然后将原料添加至带有酒精作为基础溶液的混合机中，对原料充分搅拌，然后再将原料研磨15min后做红光照射烘干处理，然后利用压片机将毛坯压制成柱状样品，再对毛坯样做烧结处理，烧结温度为1400℃，烧结10h，得到阴极功能层毛坯样；

S4：电解质层浆料的制备：称取二氧化铈基氧化物0.3～0.8g，然后称取在毛坯材料中占质量比30～45%的三价稀土金属氧化物，以酒精作为基础混合液，使毛坯材料在混合机中充分混合，得到电解质浆料；

S5：电池的制备：将电解质浆料均匀的沉积在阳极功能层的表面，然后在阴极功能层的表面沉积电解质浆料，然后将阳极支撑结构层、阳极功能层、阴极功能层和阴极支撑结构层排塑,进行多层共烧处理，得到固体燃料电池。

5.根据权利要求4所述的一种固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，所述S1和S2中压片机的工作压强设置为180～300MPa，且S1和S2中设置烧结的温度为在1200～1500℃，烧结时间为8～12h。

6.根据权利要求4所述的一种固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于,所述S5中设置的烧结温度为750～900℃，且烧结时间为2～4h。