[發(fā)明專利]一種石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310140959.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103236550A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)?/a>;付東升;楊陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西煤業(yè)化工技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01M4/90
• 分類號(hào): H01M4/90;H01M4/88
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

1.一種石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料，其特征在于，該材料由下述質(zhì)量百分比的原料制備而成：

鎳基材料?????30-70%；

電解質(zhì)材料???70-30%；

所述鎳基材料為氧化石墨烯摻雜的NiO材料，氧化石墨烯與NiO的質(zhì)量比為0.001-0.3：1；

所述電解質(zhì)材料為氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯YSZ、氧化鈧穩(wěn)定的氧化鋯ScSZ、氧化鈰摻雜的氧化鋯CeSZ中的一種或二種以上混合，其中氧化釔、氧化鈧或者氧化鈰在摻雜的氧化鋯中的摩爾百分含量為0.05-25%。

2.一種制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，包括下述步驟：

1）制備鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料：

采取將鎳的金屬鹽、氧化物或氫氧化物、YSZ與氧化石墨烯復(fù)合而成；

2）鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料與電解質(zhì)材料二合一制備電池組件：

在上述制得的復(fù)合陽(yáng)極材料中加入有機(jī)膠粘劑充分混合研磨，采用干壓法將鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料制備成復(fù)合陽(yáng)極基底，在所述復(fù)合陽(yáng)極基底上將電解質(zhì)材料經(jīng)涂覆和燒結(jié)，得到復(fù)合陽(yáng)極/電解質(zhì)二合一組件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述制備鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料通過(guò)下述方法制備：

通過(guò)浸漬、機(jī)械混合和/或高溫固相反應(yīng)的方法將鎳的金屬鹽、氧化物或氫氧化物與氧化石墨烯進(jìn)行復(fù)合，再將所得的NiO/氧化石墨烯的復(fù)合物與YSZ復(fù)合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述制備鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料通過(guò)下述方法制備：

通過(guò)浸漬、機(jī)械混合和/或高溫固相反應(yīng)的方法將鎳的金屬鹽、氧化物或氫氧化物與YSZ進(jìn)行復(fù)合，再將所得的NiO/YSZ的復(fù)合物與氧化石墨烯復(fù)合。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述制備鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料通過(guò)下述方法制備：

通過(guò)浸漬、機(jī)械混合和/或高溫固相反應(yīng)的方法將氧化石墨烯與YSZ進(jìn)行復(fù)合，再將所得的氧化石墨烯/YSZ的復(fù)合物與鎳的金屬鹽、氧化物或氫氧化物復(fù)合。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述制備鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料通過(guò)下述方法制備：

通過(guò)浸漬、機(jī)械混合和/或高溫固相反應(yīng)的方法將鎳的金屬鹽、氧化物或氫氧化物、氧化石墨烯、YSZ同時(shí)進(jìn)行復(fù)合。

7.根據(jù)3-6任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述鎳的金屬鹽為鎳的硝酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽和/或草酸鹽。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述鎳基復(fù)合陽(yáng)極/電解質(zhì)二合一電池組件通過(guò)下述方法制備：

采用干壓法制備0.25-3.5mm厚的復(fù)合陽(yáng)極基底，在900-1600℃燒結(jié)2-12h后，得到復(fù)合陽(yáng)極；在陽(yáng)極上涂覆一層厚度為5-45μm的YSZ漿料，在1100-1600℃燒結(jié)2-12h，得到復(fù)合陽(yáng)極/電解質(zhì)二合一組件，用以制備陽(yáng)極支撐型固體氧化物燃料電池。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述鎳基復(fù)合陽(yáng)極/電解質(zhì)二合一電池組件通過(guò)下述方法制備：

采用干壓法制備0.25-3.5mm厚的復(fù)合陽(yáng)極基底，在基底上涂覆一層厚度為5-45μm的YSZ漿料，在1100-1600℃燒結(jié)2-12h，得到復(fù)合陽(yáng)極/電解質(zhì)二合一組件，用以制備陽(yáng)極支撐型固體氧化物燃料電池。

10.根據(jù)2或8-9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制備石墨烯改性的固體氧化物燃料電池鎳基復(fù)合陽(yáng)極材料的方法，其特征在于，所述鎳基復(fù)合陽(yáng)極中有機(jī)膠粘劑占陽(yáng)極總重量的5-45%；所述有機(jī)膠粘劑為PVB和正丁醇按照重量比為0.1-1.5:1的比例混合的混合物；

所述鎳基復(fù)合陽(yáng)極采用壓制成型、流延法或者絲網(wǎng)印刷法制備成型。