[發(fā)明專利]一種平板型固體氧化物燃料電池玻璃封接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210325623.7
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102856572A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 韓冰;朱怡彬;成龍;張峻赫
• 申請（專利權）人: 北京斯塔能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M8/02
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬佑平

技術領域

本發(fā)明涉及一種平板型固體氧化物燃料電池玻璃封接方法。

背景技術

固體氧化物燃料電池（SOFC）由于具有較高的能量密度而成為現(xiàn)在燃料電池研究的熱點，其中平板型固體氧化物燃料電池因輸出功率密度高和制作成本低而成為SOFC的發(fā)展趨勢。平板型SOFC需要封接來避免燃料氣和氧化氣的混合爆炸，以防止電池運行失敗。

傳統(tǒng)的平板型SOFC玻璃封接方法是將玻璃粉采用軋膜或流延成型工藝制備成所需要厚度的封接膜片，通過高溫將封接膜片與連接體粘連在一起形成封接件。該方法需要制備封接膜片，而封接膜片會因其成型工藝造成應力過大，這樣就會導致封接膜片在封接過程中出現(xiàn)裂紋，進而封接失敗。因此如何降低封接界面的應力，避免封接界面出現(xiàn)裂紋且提高封接成功率便成為本領域急需解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種平板型SOFC玻璃封接方法，能有效降低封接界面的應力，提高封接成功率。

本發(fā)明的方法包括如下步驟：

（1）將熱膨脹系數(shù)為10～12×10^-6/K的玻璃粉中空平鋪于一連接體上；

（2）將一電池片置于所述玻璃粉上，以使玻璃粉、連接體及電池片形成待封接件；

（3）以1～5℃/min的速率將所述待封接件升溫至800～900℃后保溫0.5～3h；

（4）以0.1～1℃/min的速率將所述待封接件冷卻至400~600℃后保溫0.5～5h；

（5）自然冷卻至室溫。

優(yōu)選地，在所述步驟（1）之前還包括：

至少對所述連接體與玻璃粉接觸部分的表面進行表面氧化處理或者表面粗化處理的步驟。

優(yōu)選地，所述連接體為鐵鉻合金，所述電池片為氧化釔穩(wěn)定氧化鋯型電池片。

優(yōu)選地，所述步驟（3）為：以2℃/min的速率將所述待封接件升溫至850℃后保溫1h；

所述步驟（4）為：以0.5℃/min的速率將所述待封接件冷卻至500℃后保溫1h。

優(yōu)選地，所述電池片為圓形。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中玻璃粉平鋪成寬度為0.5mm，厚度為0.5～1mm的中空形狀。

更優(yōu)選地，所述玻璃粉的平鋪形狀為圓環(huán)。

本發(fā)明提供的一種平板型SOFC玻璃封接方法，將玻璃粉中空平鋪于連接體上進行封接，免除了傳統(tǒng)封接工藝中制備封接膜片的步驟，有效降低封接界面的應力，避免封接界面出現(xiàn)裂紋且提高封接成功率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種平板型固體氧化物燃料電池玻璃封接方法的流程示意圖。

具體實施方式

為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明。

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。

請參閱圖1，為本發(fā)明一種平板型固體氧化物燃料電池玻璃封接方法的流程示意圖。該玻璃封接方法的流程如下：

第一步：將熱膨脹系數(shù)為10～12×10^-6/K的玻璃粉中空平鋪于連接體上。此處提到的術語“中空平鋪”是指將玻璃粉鋪成連續(xù)且中間留空的形狀，例如，中空圓形、中空方形、中空橢圓形等，以使封接完成后工作氣與電池片不被玻璃粉阻隔開。

第二步：將一電池片置于玻璃粉上，以使玻璃粉、連接體及電池片形成待封接件。優(yōu)選地，可以選取鐵鉻合金為連接體并選取氧化釔穩(wěn)定氧化鋯型電池片。當然，本領域技術人員對連接體及電池片的材質類型可有多種選擇，如連接體可有鐵鉻合金、鐵鉻鋁合金及陶瓷材質等選擇，電池片可有氧化釔穩(wěn)定氧化鋯型電池片、鈣鈦礦型電池片等選擇，這些均不脫離本發(fā)明的保護范圍。優(yōu)選地，電池片為圓形，本領域技術人員可有方形、圓形等電池片形狀的選擇。

第三步：將待封接件以1～5℃/min的速率升溫至800～900℃后保溫0.5～3h。優(yōu)選地，以2℃/min的速率將待封接件升溫至850℃后保溫1h。

第四步：將待封接件以0.1～1℃/min的速率冷卻至400～600℃后保溫0.5～5h。優(yōu)選地，以0.5℃/min的速率將待封接件冷卻至500℃后保溫1h。