[實用新型]一種半電池對稱的固體氧化物燃料電池

有效

• 申請號: 201721633372.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN207426028U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 張玉月;左艷波
• 申請（專利權）人: 安徽中科新研陶瓷科技有限公司
• 主分類號: H01M8/1213
• 分類號: H01M8/1213;H01M8/1226
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本實用新型公開了一種半電池對稱的固體氧化物燃料電池，所述半電池對稱的固體氧化物燃料電池包括電極支撐的對稱半電池以及另一側電極；所述電極支撐的對稱半電池是以電極支撐層為中心，在電極支撐層的兩側由內至外依次覆有電極活性層和電解質層。本實用新型通過在制備半電池生坯階段構造完全對稱的結構，解決了后續高溫共燒過程遇到燒結不平整的問題。本實用新型具有高對稱性結構的固體氧化物燃料電池不僅具有較高的平整度，同時提高了單電池的機械強度。

技術領域

本實用新型涉及一種半電池對稱的固體氧化物燃料電池，屬于燃料電池領域。

背景技術

固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種在高溫下(500～1000℃)直接將化學能轉化為電能的裝置。相比于其他類型的燃料電池，SOFC具有以下突出的優點：能量轉化效率高(約50～60％)；燃料適應范圍廣，氫氣、一氧化碳以及其他碳氫化合物都可以作為SOFC燃料氣；無需使用貴金屬作為催化劑，反應活化損失小，反應快；全固態結構，不存在液態電解質容易出現的電解質泄露以及腐蝕問題；使用范圍廣，可作為靜態電站、移動電源和交通工具輔助電源等。因此，在全球范圍內，受到越來越廣泛的關注。

SOFC通常采用的結構類型有管式和平板式兩種。兩種電池結構各自具有不同的特點，因而應用的范圍也不同。平板型SOFC的優點是制備工藝簡單，造價低；而且平板型SOFC電流收集均勻，流經路徑短，所以平板型電池的輸出功率密度也較管式高。單電池不僅要滿足電性能與電化學性能的要求，而且在實際應用中，對單電池的平整度和機械強度也有很高的要求。

但是平板型SOFC在燒制大尺寸單電池時，總是會遇到燒結后樣品不平整的問題。單電池的平整度不足，會給電池組裝成堆帶來很大的困難，阻礙了燃料電池的大規模應用。有學者提出壓燒的方法，此方法雖然在一定程度上提高了單電池的平整度，但同時犧牲了單電池的部分機械強度；而且壓燒中所用到的壓燒板對孔隙率，平整度等參數有很高的要求，所以此方法也增加了單電池的制備成本。因此怎樣簡單且經濟的制備高平整度及高機械強度的單電池，是固體氧化物燃料電池大規模應用前必須解決的問題。

實用新型內容

為了克服上述現有技術所存在的不足之處，本實用新型旨在提供一種半電池對稱的固體氧化物燃料電池。本實用新型半電池對稱的固體氧化物燃料電池不僅能夠提高燒結后單電池的平整度，而且可以提升機械強度。

本實用新型半電池對稱的固體氧化物燃料電池，包括電極支撐的對稱半電池以及另一側電極；所述電極支撐的對稱半電池是以電極支撐層為中心，在電極支撐層的兩側由內至外依次覆有電極活性層和電解質層。

所述電極支撐的對稱半電池，可以根據電池的需要，在不改變對稱性的基礎上，在所述電解質層的外側增加對稱的阻隔層。

所述阻隔層按質量份數有如下原料構成：

所述阻隔層粉體為YSZ(氧化釔穩定的氧化鋯)、SSZ(氧化鈧穩定的氧化鋯)、SDC(氧化釤摻雜的氧化鈰)或GDC(氧化釓摻雜的氧化鈰)。

所述溶劑選自二甲苯、乙酸丁酯、二丁酮或乙醇。

所述分散劑選自丙烯酸樹脂或聚乙烯吡咯烷酮。

所述粘結劑選自聚氨酯、丙二醇甲醚醋酸酯、2-甲基丙醇乙酸酯或聚醚砜。

所述塑化劑選自苯甲酸酯類或鄰苯二甲酸酯類材料。

所述電解質層的厚度為3-50μm，優選5-30μm，最優選10-15μm。