[发明专利]层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质、浆料及制备方法

权利要求书

1.一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料，其特征在于，包括以下组分：体积分数为6%~11%的分散剂，体积分数31%~55%的8YSZ粉体，体积分数0.1%~10%的光引发剂，体积分数0.1%~10%的紫外线吸收剂，体积分数14%~62%的光敏树脂；

所述光敏树脂为丙烯酸羟乙酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照质量比5：3：2配置的混合物。

2.根据权利要求1所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料，其特征在于，所述8YSZ粉体的平均粒径为300~400nm。

3.根据权利要求1所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料，其特征在于，所述分散剂为质量比1：0.8~1.2的油酸和聚丙烯酸钠混合。

4.根据权利要求1所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料，其特征在于，所述光引发剂为TPO。

5.根据权利要求1所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-（2’-羟基-3’，5’-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑、单苯甲酸间苯二酚酯、2，2’-硫代双（4-叔辛基酚氧基）镍、三（1，2，2，6，6-五甲哌啶基）亚磷酸酯、2-（2-羟基-3’，5’-二枯基苯基）苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2’-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-特辛基苯基)苯并三唑、2，2’-亚甲基双（4-叔辛基-6-苯并三唑苯酚）、2-(2’-羟基-4’-苯甲酰氧苯基)-5-氯苯并三氮唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-[4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚以及2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚中的一种或几种任意比例组合。

6.如权利要求1所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1，将按各组分的比例称取分散剂、8YSZ粉体、光引发剂、紫外线吸收剂、光敏树脂；将称取的光敏树脂搅拌均匀，加入称取的分散剂，再次搅拌均匀，得混合溶液；

S2，将称取的8YSZ粉体分多次等量加入到混合液中，边加边搅拌，直到浆料具有流动性即可；

S3，将称取的光引发剂、紫外线吸收剂加入，再次搅拌均匀；

S4，球磨，即得。

7.根据权利要求6所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，料球比为2~3：1，加入直径2~5mm的锆珠作为助磨剂，以100~300r/min的转速球磨1~3 h。

8.一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于，采用3D打印的方法，所用浆料为如权利要求1~5任一项所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的浆料，具体包括以下步骤：

步骤1：将浆料装入打印机的料箱中，以浆料液面为基准对打印机网板进行调平处理，对打印机刮刀进行调平处理，确保网板和刮刀间隙合理；

步骤2：调节打印参数，打印机搭载的LED光源波长406 nm，打印层厚0.03~0.1 mm、光照强度10~200mW/cm²、底曝层数0~9999层、底曝时间1~60 s、每层曝光时间1~60 s，每层曝光结束后等待时间1~300 s；

步骤3：通过三维建模软件创建蜂窝结构的电解质模型，导入模型，开始打印；

步骤4：打印结束后，用刮刀将打印样品从打印平台取下，然后用酒精进行清洗，清洗后的样品先放入紫外线固化箱二次固化20~60 s；再转移至马弗炉中1450~1600 ℃烧结1~3h，即得。

9.根据权利要求8所述一种层厚可控的蜂窝状固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤2中打印层厚设置为0.03~0.05 mm，光固化光强设置为20~45 mW/cm²，中间层曝光时间为1~7 s，其余层曝光时间为5~11s，并将打印机程序设置为单向正刮，每层曝光结束后等待时间为20~60 s。