[发明专利]一种连续生产电池/电解池的方法、系统及电池/电解池

说明书

本发明提供了一种连续生产电池/电解池的方法、系统及电池/电解池，该方法包括：在金属多孔薄板支撑体上依次制备阳极(氢电极)层、电解质层以及阴极(氧电极)层。本发明提供的方法，首先以金属多孔薄板作为连续生产线中的承压支撑体，再通过调控阳极(氢电极)层厚度、选择性去除电解质浆料层中的溶剂和部分粘结剂、对电解质层进行加压烧结致密化处理，以解决连续生产金属薄板支撑的固体氧化物燃料电池/电解池技术中所存在的自动化程度低、成品率低、性能稳定性较差等问题。因此，本发明提供的方法，既可实现固体氧化物燃料电池/电解池的连续生产，又简化了生产工艺，提高了生产效率与成品率，具有广泛的商业化应用前景。

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池生产设备技术领域，特别是涉及一种连续生产电池/电解池的方法、系统及电池/电解池。

背景技术

燃料电池作为一种新兴的能量转换装置，由于不受卡诺循环影响，最大限度实现化学能向电能的转换，相比于传统发电装置(热能发电、太阳能发电、水力发电以及风力发电等)其具有更高的发电效率。此外，燃料电池常用原料为燃料与氧气，燃料转化效率高，有害气体排放少，这符合国家可持续发展以及环保要求。燃料电池凭借其优异的便携性与良好的稳定性等优点有望广泛应用于固定式发电站、便携式发电装置以及交通运输领域。

近年来，固体氧化物燃料电池凭借其较高的发电效率、环境友好性以及燃料选择多样性在众多种类燃料电池(碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池等)中脱颖而出。然而，常规固体氧化物燃料电池多为阳极支撑型或电解质支撑型，其启动时间较长(多为10h以上)。而金属支撑的固体氧化物燃料电池可大幅缩短其启动时间(小于2h)，同时金属多孔薄板支撑的固体氧化物燃料电池启动时间有望低于30min，长期稳定性更佳。因此，金属支撑的固体氧化物燃料电池相较于阳极支撑型或电解质支撑型的电池，具有更大的应用潜能。

然而，就固体氧化物燃料电池/电解池而言，在其生产制备过程中，还存在较多技术性的难题未有效解决。例如：现有的生产过程多为人工操作或者分阶段操作，而这类操作存在人工误差较高、操作程序复杂、机械化与自动化程度较低、电池成品率低、电池性能的稳定性难控等问题。不仅如此，针对金属多孔支撑的固体氧化物燃料电池/电解池的生产技术，在本领域更是鲜有提及；更甚者，关于金属多孔支撑的固体氧化物燃料电池/电解池如何在生产制备过程中提高其成品率和保持电池稳定性的问题，至今未得到有效解决。

因此，针对具有广泛应用前景的金属多孔支撑的固体氧化物燃料电池/电解池，本领域亟需一种高效的生产方法，以满足市场需求。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种连续生产电池/电解池的方法、系统及电池/电解池。该方法提供了一种可行的金属多孔支撑的固体氧化物燃料电池/电解池的生产线设计方案。该生产线涵盖了在金属多孔薄板支撑体上连续制备阳极/氢电极层、电解质层以及阴极/氧电极层的全部生产工艺流程，成功实现了金属多孔薄板支撑的固体氧化物燃料电池/电解池的自动化、高效率生产，为扩大燃料电池/电解池市场提供了有力保障。

第一方面，本发明提供了一种连续生产电池/电解池的方法，所述方法按照连续生产电池/电解池的系统的生产流水线进行，所述方法包括：

步骤1，在金属多孔薄板表面制备阳极/氢电极层；该步骤基于所述生产流水线中依次设计的阳极/氢电极浆料供给装置、阳极/氢电极浆料层涂敷装置、阳极/氢电极浆料层干燥装置以及高温烧结制备阳极/氢电极层装置进行；

步骤2，在所述阳极/氢电极层表面制备电解质层；该步骤基于所述生产流水线中依次设计的电解质浆料供给装置、电解质层浆料涂敷装置、去除电解质浆料层中的溶剂和部分粘结剂的预烧装置、垂直于金属多孔薄板及上述覆层表面的加压装置以及电解质高温烧结致密化装置进行；

步骤3，在所述电解质层表面制备阴极/氧电极层；该步骤基于所述生产流水线中依次设计的阴极/氧电极浆料供给装置、阴极/氧电极浆料层涂敷装置以及阴极/氧电极层烧结装置进行；