[發(fā)明專利]快速生產(chǎn)制備平板狀固體氧化物燃料電池核心部件的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611221817.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN106784875B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李連和
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東環(huán)境保護(hù)工程職業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): H01M4/88
• 分類號(hào): H01M4/88;H01M8/1016
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發(fā)明屬于燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種快速生產(chǎn)制備平板狀固體氧化物燃料電池核心部件的方法。所述方法包括如下步驟：將聚氨酯樹脂中加入二甲基甲酰胺及陽極粉或電解質(zhì)粉或陰極粉，然后球磨，經(jīng)過真空脫泡后，流延在薄膜或基布上，然后進(jìn)入與溶劑具有親和性，而與PU不親和的水中，溶劑被水置換，聚氨酯樹脂逐漸凝固，從而形成固態(tài)柔韌膜，該膜經(jīng)晾干、沖壓切割、高溫?zé)Y(jié)后，即可得到平整的固體氧化物燃料電池核心部件(陽極片、陰極片、電解質(zhì)片等)。通過該工藝制備固體氧化物燃料電池核心部件節(jié)能、環(huán)保、生產(chǎn)效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種快速生產(chǎn)制備平板狀固體氧化物燃料電池核心部件的方法。

背景技術(shù)

燃料電池作為一種直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，能量轉(zhuǎn)化效率高，作為一種新型的發(fā)電裝置，有望廣泛應(yīng)用在發(fā)電廠替代傳統(tǒng)的火力發(fā)電，有望直接應(yīng)用在新能源汽車上作為動(dòng)力裝置。固體氧化物燃料電池更是由于核心部件全部為固態(tài)陶瓷避免了電解液的泄露等問題而更穩(wěn)定。

前人的研究成果較多的集中在電極材料的制備和電池形狀(如管狀，錐管狀，瓦楞狀)的設(shè)計(jì)上，而對(duì)于相當(dāng)簡(jiǎn)單，易于組裝的平板狀燃料電池反倒著力太少。現(xiàn)有的流延生產(chǎn)工藝采用加熱揮發(fā)法，不但消耗大量能源，而且溶劑大量揮發(fā)到環(huán)境中造成大氣污染，生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能環(huán)保快速生產(chǎn)制備平板狀固體氧化物燃料電池核心部件的方法，為企業(yè)提供一種可進(jìn)行工業(yè)化規(guī)模快速生產(chǎn)平板狀固體氧化物燃料電池核心部件的工藝，由此解決現(xiàn)有工藝耗能、污染環(huán)境和生產(chǎn)效率低的問題，促進(jìn)燃料電池的產(chǎn)業(yè)化。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種節(jié)能環(huán)保快速生產(chǎn)制備平板狀固體氧化物燃料電池核心部件的方法，包括如下步驟：

(1)將聚氨酯樹脂(PU)溶解在溶劑二甲基甲酰胺(DMF)中，攪拌溶解后，添加粉料，繼續(xù)高速攪拌，然后球磨，通過一定目數(shù)過濾篩出料；所述粉料為陽極粉、陰極粉或電解質(zhì)粉；

(2)將步驟(1)制得的漿料真空脫泡，消除溶解在漿料中的氣泡，同時(shí)檢測(cè)漿料的黏度；將經(jīng)脫泡至黏度為1～100Pa·s的漿料進(jìn)行流延，進(jìn)入水中常溫固化成膜，晾干；

(3)將步驟(2)得到的膜沖壓切片，送入高溫爐窯中煅燒，即得平板狀固體氧化物燃料電池核心部件。

步驟(1)所述電解質(zhì)粉優(yōu)選為釔穩(wěn)定的氧化鋯粉末；所述陰極粉優(yōu)選為錳酸鑭粉末。

步驟(1)所述陽極粉通過以下步驟制得：先后在球磨機(jī)中添加水、按1：1質(zhì)量比混合的氧化鎳(NiO)和釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)、占上述氧化鎳(NiO)和釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)粉末總質(zhì)量5％的造孔劑(如淀粉或纖維素等高分子化合物)、氧化鋯瓷球，進(jìn)行球磨，噴霧干燥，得到陽極粉。

步驟(1)所述聚氨酯樹脂、二甲基甲酰胺和粉料的質(zhì)量比優(yōu)選為1：4：4。

步驟(1)所述目數(shù)優(yōu)選為10～1000目，更優(yōu)選為10目～400目；所述高速攪拌轉(zhuǎn)速為100～500rpm。

步驟(2)所述真空脫泡的是指在負(fù)壓-0.1MPa～0MPa攪拌脫泡。

步驟(2)所述固化的時(shí)間優(yōu)選為1～5min。本發(fā)明所述常溫是指10～30℃。

步驟(3)所述煅燒中高溫煅燒段溫度優(yōu)選為1000～1500℃。

步驟(3)所述沖壓工藝參數(shù)優(yōu)選如下：送料速度為100～1000mm/min，沖頭壓力為0.2～1.0MPa，沖壓頻率≤20Hz。

步驟(3)中，將煅燒后得到的片進(jìn)行平整度及外觀檢驗(yàn)，選擇合格品即為所述平板狀固體氧化物燃料電池核心部件。