[发明专利]一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池的制备方法

说明书

本发明是一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池的制备方法，包括固体氧化物燃料电池的生坯，生坯的结构包括：阳极支撑层，厚度为500～800μm；电解质层，厚度为5～40μm；阴极层，厚度为20～100μm；制备方法：S1原料预处理：将氧化亚镍、8mol氧化钇稳定氧化锆、氧化钆掺杂氧化铈、镧锶钴铁粉体放入箱式电阻炉中进行煅烧处理；S2阳极支撑浆料制备：将S1中处理好的氧化亚镍、8mol氧化钇稳定氧化锆以及分散剂、粘结剂、增塑剂、溶剂放入预混合设备中，混合均匀后，将混合好的原材料进一步放入球磨机中研磨，研磨结束，得到可供流延的阳极支撑浆料。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体是涉及一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池的制备方法。

背景技术

燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的发电装置，是继火电、水电、核电之后的第四种发电装置。其通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。

固体氧化物燃料电池(以下简称SOFC)属于第三代燃料电池，是几种燃料电池中，理论能量密度最高的一种，被普遍认为是在未来会得到广泛普及应用的一种燃料电池。目前，SOFC主要有两种结构设计方式：管式和平板式，而国内的研究更多集中在平板式SOFC。平板式SOFC又可分为电解质支撑型、阴极支撑型和阳极支撑型，其中阳极支撑型SOFC综合性能最好，受到的关注最为普遍。

阳极支撑型SOFC的结构一般至少包括阳极、电解质与阴极三层，由于其各层收缩曲线和最终的烧结收缩率不同，在多层共烧时，容易产生较大的应力，并且电池片翘曲程度较大。本发明提供一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池的制备方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池的制备方法，以解决上述提到的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池，包括固体氧化物燃料电池的生坯，生坯的结构包括：阳极支撑层，厚度为500～800μm；电解质层，厚度为5～40μm；阴极层，厚度为20～100μm。

进一步的，用于制备所述阳极支撑层的浆料按重量百分比包括：氧化亚镍0～50％、8mol氧化钇稳定氧化锆0～40％、分散剂0～1％、粘结剂0～10％、增塑剂0～10％、溶剂10％～35％；用于制备所述电解质层的浆料按重量百分比包括：8mol氧化钇稳定氧化锆0～80％、分散剂0～1％、粘结剂0～10％、增塑剂0～10％、溶剂10％～35％。用于制备所述阴极层的浆料按重量百分比包括：镧锶钴铁粉体(LSCF)0～50％、氧化钆掺杂氧化铈(GDC)0～50％、分散剂0～1％、粘结剂0～10％、增塑剂0～10％、溶剂10％～35％。

进一步的，所述分散剂包括：鲱鱼鱼油、玉米油、红花油、亚麻籽油、蓖麻油；所述粘结剂包括：聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、聚氯乙烯(PVC)、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素；所述增塑剂包括：邻苯二甲酸盐类、二丁酯、二辛脂、甘油、磷酸、乙基甲苯磺胺；所述溶剂包括：甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、无水乙醇、乙二醇、丙二醇、乙酸乙酯。

进一步的，所述氧化亚镍、8mol氧化钇稳定氧化锆、氧化钆掺杂氧化铈、镧锶钴铁粉体在使用前需要进行预处理，处理工艺为500～1000℃煅烧1～10小时。

进一步的，一种高平整度低应力固体氧化物燃料电池制备方法，包括以下步骤：

S1原料预处理：将氧化亚镍、8mol氧化钇稳定氧化锆、氧化钆掺杂氧化铈、镧锶钴铁粉体放入箱式电阻炉中进行煅烧处理。

S2阳极支撑浆料制备：将S1中处理好的氧化亚镍、8mol氧化钇稳定氧化锆以及分散剂、粘结剂、增塑剂、溶剂放入预混合设备中，混合均匀后，将混合好的原材料进一步放入球磨机中研磨，研磨结束，得到可供流延的阳极支撑浆料。