[發明專利]固體電解質，固體電解質的制造方法，固體電解質層疊體，固體電解質層疊體的制造方法和燃料電池

有效

• 申請號: 201380017143.7
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN104205451A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 平巖千尋;真島正利;山口篤;水原奈保;宇田哲也;韓東麟;倉滿晶子
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社;國立大學法人京都大學
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;C04B35/48;H01B1/06;H01M8/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;常海濤

1.一種由具有氫離子傳導性的釔摻雜鋯酸鋇制成的固體電解質，其中

釔的摻雜量為15mol％至20mol％，并且晶格常數在100℃至1000℃下相對于溫度變化的增長率基本上是恒定的。

2.根據權利要求1所述的固體電解質，其中晶格常數在100℃至1000℃下相對于溫度變化的增長率為至

3.根據權利要求1或2所述的固體電解質，其中所述釔摻雜鋯酸鋇是含有多個晶粒的多晶物質，并且所述晶粒的平均直徑大于或等于1μm。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的固體電解質，其中所述晶格常數室溫下為至

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的固體電解質，其中在400℃至800℃下的質子傳導率為1mS/cm至60mS/cm。

6.一種具有電極層的固體電解質層疊體，所述電極層層疊在由權利要求1至5中任意一項所述的固體電解質形成的固體電解質層的兩側上。

7.一種用于制備權利要求1至5中任意一項所述的固體電解質的方法，包括：

第一研磨步驟：將BaCO₃、ZrO₂和Y₂O₃混合并研磨，從而獲得第一混合物；

第一熱處理步驟：對所述第一混合物進行熱處理；

第二研磨步驟：將經歷了所述第一熱處理步驟的第一混合物再次研磨，從而獲得第二混合物；

第一壓縮成型步驟：將所述第二混合物壓縮成型，從而獲得第一成形體；

第二熱處理步驟：對所述第一成形體進行熱處理；

第三研磨步驟，將經歷了所述第二熱處理步驟的第一成形體研磨，從而獲得粉碎產物；

第二壓縮成型步驟：使所述粉碎產物壓縮成型，從而獲得第二成形體；

固體電解質燒結步驟：在氧氣氣氛中、在1400℃至1600℃的溫度下將所述第二成形體熱處理至少20小時，從而獲得燒結體；以及

第三熱處理步驟：使所述燒結體保持在低于所述固體電解質燒結步驟中的溫度下。

8.根據權利要求7所述的制造固體電解質的方法，其中所述第三熱處理步驟是通過在400℃至1000℃下保持5小時至30小時來進行的。

9.根據權利要求7或8所述的制造固體電解質的方法，其中

所述燒結體為薄膜，以及

所述第三熱處理步驟是在將所述燒結體冷卻至常溫后進行的。

10.根據權利要求7或8所述的制造固體電解質的方法，其中所述固體電解質燒結步驟和所述第三熱處理步驟依次進行。

11.一種用于制造固體電解質層疊體的方法，該固體電解質層疊體包括由具有氫離子傳導性的釔摻雜鋯酸鋇制成的固體電解質層并且電極層設置在該固體電解質層的兩側，所述方法包括：

固體電解質層形成步驟：通過權利要求7至10中任意一項所述的制造固體電解質的方法形成薄膜固體電解質層；

陽極電極材料層疊步驟：將陽極電極材料層疊在所述固體電解質層的一側上；

陰極電極材料層疊步驟：將陰極電極材料層疊在所述固體電解質層的另一側上；以及

電極材料燒結步驟：加熱在其上形成有陽極電極材料和陰極電極材料的層疊體，從而燒結所述電極材料。