[發明專利]電極支撐中低溫固體氧化物燃料電池及其制備方法

無效

• 申請號: 200810058590.8
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101315984A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 陳秀華;張徐民;項金鐘;王莉紅
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/02;H01M4/86;H01M2/16
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 趙云

1、一種電極支撐中低溫固體氧化物燃料電池，由電解質、陽極、陰極體系材料與燃料、密封材料組成，其特征在于：以LaGaO₃基粉體材料作為電池的電解質材料，陽極和陰極材料分別為LaCrO₃基和LaFeO₃基粉體材料或以它們為主的與電解質的復合材料，其中LaGaO₃基、LaCrO₃基與LaFeO₃基材料為鈣鈦礦ABO₃型材料。

2、根據權利要求1所述的電極支撐中低溫固體氧化物燃料電池，其特征在于：各電解質、陽極、陰極材料的A位和B位中還可摻雜元素Sr、Ca、Mg、Mn、Co的一種或多種。

3、根據權利要求2所述的電極支撐中低溫固體氧化物燃料電池，其特征在于：電池以電極為支撐形式，各電解質、陽極、陰極材料的A位和B位中，加入的摻雜元素的摩爾百分比含量為10～50％。

4、根據權利要求3所述的電極支撐中低溫固體氧化物燃料電池，其特征在于：電極為多孔結構的材料，其中厚度大的一電極為支撐體電極，厚度小的一電極為非支撐電極層，致密結構的電解質層位于兩電極之間；在陽極中通入氫氣或含碳可燃氣體，陰極中通入空氣或氧氣。

5、一種權利要求4所述的中低溫固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于：首先選擇鈣鈦礦型電池材料-LaGaO₃基、LaCrO₃基和LaFeO₃基粉體材料，然后采用干壓法與燒結工藝，用支撐電極粉體材料制備多孔結構的電極支撐體；采用射頻磁控濺射成膜技術，用LaGaO₃基粉體材料在支撐體電極一側制得致密的電解質膜；采用勻膠機或絲網印刷成膜技術，用非支撐體電極粉體材料在電解質膜側制得厚度小于支撐體電極的非支撐體電極膜，最后以陽極/電解質/陰極三合一復合膜為基礎組裝單電池，在陽極通入氫氣或含碳可燃氣體燃料，在陰極通入空氣或氧氣，制得電極支撐中低溫固體氧化物燃料電池。

6、根據權利要求5所述的中低溫固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于：干壓法制備電極支撐體時，壓力控制在5～60MPa，支撐體燒結溫度在1000～1400℃間；利用射頻磁控濺射成膜技術制備致密電解質層時，設備功率控制在30～200W，濺射氣氛為體積比為0.25～4的Ar、O₂混合氣，氣壓保持在0.5～15Pa，濺射基底溫度為室溫至600℃，電解質層的燒結溫度在1100～1400℃；采用勻膠機成膜技術制備非支撐電極層時，控制勻膠機離心轉速在2000～4000轉/分鐘，非支撐電極層燒結溫度在1000～1400℃間。

7、根據權利要求6所述的中低溫固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于：各電解質、陽極、陰極材料的A位和B位中可摻雜元素Sr、Ca、Mg、Mn、Co的一種或多種。

8、根據權利要求7所述的中低溫固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于：各電解質、陽極、陰極材料的A位和B位中，加入的摻雜元素的摩爾百分比含量為10～50％。