[發(fā)明專利]一種燃料電池及燃料電池的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510434675.1
• 申請日: 2015-07-22
• 公開（公告）號: CN105140526B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳艷;夏晨;張煒;董文靜;朱斌;楊祥;張大鵬;肖文丁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）;湖北大學(xué);南京蘊(yùn)納納米科技有限公司;臨安中地大選礦科技有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所11302
• 代理人: 房德權(quán)

1.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池的陰極、陽極和中間層被壓制成陶瓷片；所述中間層位于所述陰極和所述陽極之間；

其中，所述中間層采用赤鐵礦材料作為基礎(chǔ)材料，所述赤鐵礦材料包括的成分及重量百分比為：Fe₂O₃大于60％、SiO₂大于15％、CaSiO₄和CaCO₃的總量大于5％。

2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述中間層具體為：

所述赤鐵礦材料；或

所述赤鐵礦材料與鑭鍶鈷鐵氧化物形成的第一復(fù)合材料；或

所述赤鐵礦材料與鑭鈰鐠氧化物形成的第二復(fù)合材料。

3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于：

當(dāng)所述中間層為所述赤鐵礦材料時(shí)，所述陰極為所述赤鐵礦材料與鑭鍶鈷鐵氧化物按1:1的體積比制備的混合物；所述陽極為所述赤鐵礦材料與鎳鈷鋁鋰氧化物按1:1的體積比制備的混合物；

當(dāng)所述中間層為所述第一復(fù)合材料時(shí)，所述陰極和所述陽極均為鎳鈷鋁鋰氧化物與泡沫鎳形成的電極材料；

當(dāng)所述中間層為所述第二復(fù)合材料時(shí)，所述陰極和所述陽極均為鎳鈷鋁鋰氧化物與泡沫鎳形成的電極材料。

4.一種燃料電池的制作方法，其特征在于，所述方法包括：

研磨赤鐵礦材料為粉末狀，所述赤鐵礦材料包括的成分及重量百分比為：Fe₂O₃大于60％、SiO₂大于15％、CaSiO₄和CaCO₃的總量大于5％；

用粉末狀的所述赤鐵礦材料作為基礎(chǔ)材料制備中間層材料；

將陰極材料、陽極材料和所述中間層材料壓制成陶瓷片；所述中間層材料位于所述陰極材料和所述陽極材料之間。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述用粉末狀的所述赤鐵礦材料制備中間層材料，具體為：

以粉末狀的所述赤鐵礦材料作為所述中間層材料；或

按第一質(zhì)量比混合研磨粉末狀的所述赤鐵礦材料和鑭鍶鈷鐵氧化物形成第一混合物；將所述第一混合物在第一溫度下燒結(jié)第一時(shí)長；研磨燒結(jié)后的所述第一混合物得到第一復(fù)合材料；以所述第一復(fù)合材料作為所述中間層材料；或

按第二質(zhì)量比稱取粉末狀的所述赤鐵礦材料和鑭鈰鐠碳酸鹽；將稱取的所述鑭鈰鐠碳酸鹽加入去離子水中；攪拌所述去離子水形成懸濁液，并向所述懸濁液中加入稀硝酸，以使所述懸濁液中的懸濁物溶解，形成第一溶液；將稱取的所述赤鐵礦材料加入所述第一溶液中；攪拌所述第一溶液為懸濁狀；蒸發(fā)所述第一溶液，形成塊體；在第二溫度下燒結(jié)所述塊體第二時(shí)長；在冷卻燒結(jié)后的所述塊體后，研磨所述塊體為粉末狀的第二復(fù)合材料；以所述第二復(fù)合材料作為所述中間層材料。

6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一質(zhì)量比為13:7；所述第一溫度為700℃；所述第一時(shí)長為2小時(shí)。

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二質(zhì)量比為2:3；所述稀硝酸的濃度為0.5mol/L；所述第二溫度為750℃；所述第二時(shí)長為2小時(shí)。

8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述中間層材料為粉末狀的所述赤鐵礦材料時(shí)：

所述陰極材料的制作方法為：按1:1的體積比，混合并研磨粉末狀的所述赤鐵礦材料和鑭鍶鈷鐵氧化物，形成所述陰極材料；

所述陽極材料的制作方法為：按1:1的體積比，混合并研磨粉末狀的所述赤鐵礦材料和鎳鈷鋁鋰氧化物，形成所述陽極材料。

9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述中間層材料為所述第一復(fù)合材料或所述第二復(fù)合材料時(shí)：

所述陰極材料和所述陽極材料的制作方法均為：按第一配比將鎳鈷鋁鋰氧化物粉末加入到含甘油的酒精溶液中，攪拌所述酒精溶液得到黑色漿體；將所述黑色漿體涂覆到泡沫鎳表面，并在第三溫度下烘干涂覆有所述黑色漿體的泡沫鎳；以烘干的所述泡沫鎳作為所述陰極材料和所述陽極材料。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一配比為每毫升所述酒精溶液加入0.4g鎳鈷鋁鋰氧化物粉末；所述酒精溶液含10％體積分?jǐn)?shù)的所述甘油；所述第三溫度為300℃。