[发明专利]流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池

权利要求书

1.流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备过程，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备镍基阳极复合材料：以无水乙醇为介质，采用湿磨法将氧化镍粉末、8mol%氧化钇稳定氧化锆（YSZ）粉末按照质量比6:4混合，烘干后进行预烧结，充分研磨后过200目筛网，制得均匀混合的镍基阳极复合粉末；

（2）制备镍基阳极流延浆料、石墨流延浆料和电解质流延浆料：采用电动搅拌器将聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜、N-甲基吡咯烷酮混合均匀，然后将制备的镍基阳极复合粉末加入其中，继续搅拌得到混合均匀的镍基阳极流延浆料；将石墨粉末、粘结剂、增塑剂和分散剂通过湿磨法混合均匀，得到石墨流延浆料；将YSZ电解质粉体、粘结剂、增塑剂和分散剂通过湿磨法混合均匀，得到电解质流延浆料；

（3）流延复合阳极层：首先，在平整光滑的玻璃板上平行的贴上两条透明胶带，厚度为2mm，长度为15 cm，两条胶带的间距为10 cm；先在玻璃板上流延一层石墨层，待溶剂挥发到石墨层形成胶膜后，再在其上流延一层镍基阳极层，得到复合阳极流延层；

（4）固化：将覆有复合阳极流延层的玻璃板水平放于水中浸泡，浸泡时间为12-24小时，凝固后取出擦干，制得镍基阳极支撑体前驱体；

（5）流延电解质层：在镍基阳极支撑体前驱体上继续流延一层电解质浆料，自然放置至表面形成胶膜；

（6）复合阳极-电解质共同体压片和共烧结：采用压片机将复合阳极-电解质共同体压实，然后采用打孔器将其打成直径18 mm的圆片，最后置于马弗炉中1400℃烧结4小时；

（7）制备阴极浆料：采用研磨法将La_0.8Sr_0.2Mn0₃ (LSM)粉体与10 wt%聚乙烯醇缩丁醛-松油醇溶液按照质量比3:4混合均匀制得阴极浆料；

（8）制备镍基阳极支撑固体氧化物燃料电池：采用涂刷法将阴极浆料均匀涂刷于电解质表面（有效面积为0.28 cm²），并置于140 ℃烘箱中烘干，重复涂刷-烘干步骤3-4次，然后置于马弗炉中1100℃烧结2小时，得到镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池。

2.根据权利要求1所述的流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备过程，其特征在于步骤（1）所述的预烧结温度为1000 ℃，保温10 小时，升温速率为5-7 ℃/分钟，然后自然冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备过程，其特征在于步骤（2）所述的聚乙烯吡咯烷酮、聚醚砜、N-甲基吡咯烷酮质量比为0.1:1:4，采用电动搅拌器持续搅拌6小时后得到黄色透明溶液。

4.根据权利要求1所述的流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备过程，其特征在于步骤（2）所述的将镍基阳极复合材料分次加入溶液后，继续搅拌6小时，得到混合均匀的镍基阳极流延浆料。

5.根据权利要求1所述的流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备过程，其特征在于步骤（2）所述的石墨流延浆料，粘结剂为1wt%聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇，分散剂为三乙醇胺，湿磨介质为无水乙醇，以200rmp/分钟的转速球磨8小时。

6.根据权利要求1或7所述的石墨粉体、1wt%聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液、邻苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、三乙醇胺、无水乙醇质量比为12:2:1:0.5:1:20。

7.根据权利要求1所述的流延共烧法制备镍基阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备过程，其特征在于步骤（2）所述的电解质流延浆料，粘结剂为1wt%聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇，分散剂为三乙醇胺，湿磨介质为无水乙醇，以200 rmp/分钟的转速球磨8小时。

8.根据权利要求1或9所述的电解质粉体、1wt%聚乙烯醇缩丁醛-乙醇溶液、邻苯二甲酸二辛酯、聚乙二醇、三乙醇胺、无水乙醇质量比为12:2:1:0.5:1:20。