[发明专利]一种高温固体氧化物燃料电池/电解池有序电极构筑的方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池/电解池用电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将电解质粉体、金属粉体、助剂和有机溶剂进行球磨混合后，得到均匀分散的电极流延浆料；

2)将上述步骤得到的电极流延浆料脱泡和静置陈化后，进行流延加工成膜，得到陶瓷膜生胚；

3)将上述步骤得到的陶瓷膜生胚进行激光辐照切割后，形成表面具有凹凸有序结构的生坯电极；

4)将上述步骤得到的生坯电极经过烧结后，得到介孔和大孔均匀分布的熟胚电极结构。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解质粉体包括ZrO₂基电解质、CeO₂基电解质、LaGaO₃基电解质、BaCeO₃基电解质和BaZrO₃基电解质中的一种或多种；

所述金属粉体包括Ni、Ni的氧化物、Pd和Pt中的一种或多种；

所述助剂包括增塑剂、粘结剂、分散剂、除泡剂和造孔剂中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括共沸有机溶剂；

所述共沸有机溶剂包括乙醇/丁酮共沸溶液、乙醇/二甲苯共沸溶液和乙醇/三氯乙烯共沸溶液中的一种或多种；

所述造孔剂包括石墨粉、玉米淀粉、聚甲基丙烯酸甲酯和聚乙烯醇丁醛中的一种或多种；

所述增塑剂包括聚乙二醇、邻苯二甲酸二乙酯、聚烷基乙二醇和邻苯二甲酸丁苄酯中的一种或多种；

所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛和/或羧甲基纤维素钠；

所述分散剂包括鲱鱼油、三油酸甘油酯和磷酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电解质粉体和金属粉体的质量比为(3～2)：(2～3)；

所述造孔剂占所述电解质粉体和金属粉体的总质量的比例为0％～40％；

所述塑性剂占所述电解质粉体和金属粉体的总质量的比例为2％～15％；

所述粘结剂占所述电解质粉体和金属粉体的总质量的比例为2％～15％；

所述分散剂占所述电解质粉体和金属粉体的总质量的比例为2％～15％；

所述除泡剂的加入量为0.5～2mL。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的球料比为(1～15)：1；

所述球磨包括采用两种直径以上的研磨球进行球磨；

所述研磨球的直径为3～6毫米。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱泡的压力为0～-0.1MPa；

所述脱泡的方式包括搅拌脱泡；

所述搅拌的转速为10～120圈/分钟；

所述脱泡的时间为10～60分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静置陈化的时间为10～60分钟；

所述流延生胚的厚度为0.1～3毫米；

所述流延后还包括干燥步骤；

所述干燥的温度为20～40℃；

所述干燥的时间为大于等于24小时。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述激光辐照的激光波长为320～880nm；

所述激光辐照的功率为10～50W；

所述激光辐照切割的速度为≤500毫米/分钟；

所述激光辐照切割的取点密度为1～20点/毫米。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结包括三步烧结；

所述三步烧结包括脱脂、初烧和终烧；

所述脱脂的温度为200～400℃；

所述脱脂的时间为2～24小时；

所述初烧的温度为1000～1300℃；

所述初烧的时间为2～24小时；

所述终烧的温度为1300～1500℃；

所述终烧的时间为2～24小时。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电极为包括介孔结构和大孔结构的电极；

所述介孔结构的孔径为2～50nm；

所述微孔结构的孔径为50nm～50μm；

所述凹凸有序结构具体为微观上凹凸有序的结构；

所述凹凸有序的结构形成了大孔结构；

所述凹凸有序结构的凹陷处形成了气体流道。