[发明专利]自支撑多孔电极烧结制备方法

说明书

本申请公开了自支撑多孔电极烧结制备方法，包括制备自支撑多孔基体步骤，还包括包括如下步骤，活性材料溶液制备步骤：将硝酸和四氯化钛混合在一起制备成硝酸钛酰，将硝酸钛酰、钐的硝酸盐、铈的硝酸盐、脲、去离子水以及聚乙二醇混合在一起；浸渍吸附步骤：将自支撑多孔基体置于活性材料溶液中，超声波处理5～10min，然后将自支撑多孔基体从溶液中取出，置于温度为20℃～30℃，真空度为‑75KPa～‑50KPa的环境下干燥；本发明具有如下有益效果：采用超声波浸渍、常温负压干燥以及多级阶段式焙烧后，所形成的自支撑多孔电极孔内附着物均匀，且附着物与孔的结合强度高，具有优良的电弧学性能。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种自支撑多孔电极烧结制备方法。

背景技术

固体氧化物燃料电池（英文缩写SOFC）是一种全固态、高效、清洁的燃料电池，目前在制备固体氧化物燃料电池时会采取优化电极微观结构措施，以此来对电极表面进行修饰，这样可以有效提高电极低温性能。湿法浸渍是目前常用的改善电极低温性能的方法，湿法浸渍通过调整优化电极表面形貌，能有效降低电极活化能，提高电催化活性。但目前用的湿法浸渍通常涉及多次烧结，过程耗时长。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种自支撑多孔电极烧结制备方法。

需要说明的是权利要求书中及说明书中的几个英文缩写分别所代表的含义，SDC意为钐掺杂氧化铈，STDC意为钛掺杂SDC，PMMA意为聚甲基丙烯酸甲酯，PVP意为聚乙二醇，NiO意为氧化镍，Sm意为钐，Ce意为铈。

本发明采取的技术方案如下：

一种自支撑多孔电极烧结制备方法，包括制备自支撑多孔基体步骤，还包括以下步骤，

（活性材料溶液制备步骤）：将硝酸和四氯化钛混合在一起制备成硝酸钛酰，将硝酸钛酰、钐的硝酸盐、铈的硝酸盐、脲、去离子水以及聚乙二醇混合在一起；

此步骤的作用是为了制备活性材料溶液；

（浸渍吸附步骤）：将自支撑多孔基体置于活性材料溶液中，超声波处理5～10min，然后将自支撑多孔基体从溶液中取出，置于温度为20℃～30℃，真空度为-75KPa～-50KPa的环境下干燥；

此步骤的作用是为了让活性材料中的各种离子能够进入并吸附到自支撑多孔基体的孔中，采用超声波处理是为了提高离子在自支撑多孔基体上的吸附量，因为超声波可以加速离子活动，使得离子运动更加剧烈，这样进入自支撑多孔基体的孔中离子更多；

在温度为20℃～30℃，真空度为-75KPa～-50KPa的环境下干燥是常温负压干燥，在这个条件下干燥一则是可以避免在干燥过程中避免各个离子之间发生反应，第二常温负压干燥可以确保自支撑多孔基体的孔中的液体在蒸发时尽量减少液体的流动，这样可以保证干燥后自支撑多孔基体的孔内附着的物质量均匀；

（烧结步骤）：将自支撑多孔基体置于890℃～910℃的环境中焙烧40min，然后再以20℃/min的速度将温度升温至1300℃，然后再焙烧10min，然后以20℃/min的速度进行降温。

采用上述多级阶段式的焙烧方式一则是为了减少焙烧过程中能耗，二者相对于传统的恒温焙烧方式，可以提高烧结层的附着强度，三则可以避免焙烧过程中将自支撑多孔基体上的孔堵死。

综上所述，采用上述超声波浸渍、常温负压干燥以及多级阶段式焙烧后，所形成的自支撑多孔电极孔内附着物均匀，且附着物与孔的结合强度高，具有优良的电弧学性能。

可选的，所述自支撑多孔基体的制备包括如下步骤，