[發明專利]用作微型電化學裝置的、薄膜與玻璃陶瓷基底的組合物

無效

• 申請號: 200680046571.2
• 申請日: 2006-10-17
• 公開（公告）號: CN101326670A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: L·J·高克勒;D·貝克爾;U·穆克;P·米勒;J·魯普
• 申請（專利權）人: 瑞士聯邦蘇黎世技術大學
• 主分類號: H01M8/12
• 分類號: H01M8/12;H01M4/86
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 柯廣華;劉春元

1.一種至少包括薄膜(10)以及支持所述薄膜(10)的基本上為平面構造的基底(12)的組合元件(13)，其中，所述薄膜(10)包括由氧化物陶瓷材料、氧化物陶瓷及金屬材料或者金屬材料組成的至少兩個不同的層(S1，S2，S3...)，用于形成固體燃料電池(SOFC)，

其特征在于，

所述基底(12)由陶瓷玻璃、玻璃陶瓷、這兩者的混合形式或者中間態組成。

2.如權利要求1所述的組合元件(13)，其特征在于，所述基底(12)由可構玻璃組成，所述玻璃是可蝕刻的。

3.如權利要求1或2所述的組合元件(13)，其特征在于，所述基底(12)和所述薄膜(10)具有大致相等的熱膨脹系數，所述系數較佳地處于(5-20)·10^-6K^-1的范圍內。

4.如權利要求3所述的組合元件(13)，其特征在于，所述薄膜(10)的熱膨脹系數在(8-15)·10^-6K^-1的范圍內，而所述基底(12)的熱膨脹系數在(8-10)·10^-6K^-1的范圍內。

5.如權利要求1至4中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，所述基底的厚度(d_S)相當于所述薄膜(10)的總厚度(d_D)的大約五倍，較佳地是約十倍。

6.如權利要求1至5中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，薄膜隔膜(10)延展至多孔區和/或所述基底(12)的至少一個通孔(14)或貫穿通道(15)。

7.如權利要求6所述的組合元件(13)，其特征在于，所述基底(12)內的所述孔(14)或通道(15)的大小至少為100μm²，并且是任意的幾何形狀。

8.如權利要求1至7中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，所述基底(12)形成為柔性片或者剛性板。

9.如權利要求1至8中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，較佳地溝道狀的或者槽狀的分流器形成于所述基底(12)的自由表面內。

10.如權利要求1至9中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，除了所述至少兩個不同的層(S1，S2，S3...)被設置為所述薄膜(10)的最下層(S_0，A)之外，還設置有保護層作為防蝕刻層或者粘合層，其較佳地由Co，Fe，Cr，Ti，Cu，Au，Ag，Ni，Pt，Ta，Si，Pd，Ru，Rh中的至少一種物質組成，尤其被由SiN_x，SiC_x或者SiO_x組成的另一層(S_0，B)全部地或者部分地覆蓋。

11.如權利要求1至10中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，加熱元件(30)至少設置在位于所述薄膜(10)和所述基底(12)之間連接區域的一部分上。

12.如權利要求1至11中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，所述薄膜(10)在所有層(S1，S2，S3...)中都具有最高約為500nm的平均粒度，并且在這些層的至少一層中，在卸壓時間(t)之后，基本上穩定的平均粒度即使在升高的溫度范圍內也保持不變。

13.如權利要求1至12中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，所述薄膜(10)的至少一層(S₂)是離子導通的或者是離子及電子導通的，尤其是對于O^2-離子來說。

14.如權利要求1至13中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，所述薄膜(10)的導電層(S1，S2，S3...)具有取決于材料與溫度的、大小為0.02至10⁵S/m導電率。

15.如權利要求1至14中任意一項所述的組合元件(13)，其特征在于，所述薄膜(10)的相鄰層(S1，S2，S3...)的化學成分、形態和/或孔隙度連續地增加或者減少以形成相應的梯度，而這些化學成分、形態和/或孔隙度在單個層中都是均勻的。