[發明專利]一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202010822432.6
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN112195444A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 劉凌宇
• 申請（專利權）人: 徐州華清智能裝備有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/16;C23C14/04;H01M8/0202;H01M8/2465
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 李延峰

一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法，采用多弧離子鍍膜的方式將MnCo合金均勻致密地鍍膜到電堆連接體表面，在其與組成固體氧化物燃料電池電堆的電池單元之間形成MnCo涂層。利用本發明方法制備的保護涂層能夠有效阻止由于電堆連接體與電池的接觸面氧化導致的電堆內阻增加，能提高SOFC電堆的使用效率，延長SOFC電堆的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種固體氧化物燃料電池，尤其是一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法，屬于表面涂層材料制備技術領域。

背景技術

目前，公知的，固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡稱SOFC)屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環境友好地轉化成電能的全固態化學發電裝置。為了產生足夠大的電壓，人們使用連接板將平面SOFC連接成電池堆。連接板既分隔又連接每一個電池單體，其作用為分離氣流和導通電流。

在所有的燃料電池中，SOFC的工作溫度最高，屬于高溫燃料電池。固體氧化物燃料電池的工作原理與其他燃料電池相同，在原理上相當于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和固體氧化物電解質組成，陽極為燃料發生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑。工作時相當于一直流電源，其陽極即電源負極，陰極為電源正極。

基于以上工作環境及原理，目前的SOFC電堆都是在高溫情況下運行，并且在陰極端需要通入大量空氣以用于燃料電池的發電。電堆連接體都是以金屬為材料，就導致了在高溫接觸空氣時會被氧化，導致內阻的增加，影響電堆的發電效率和使用壽命。

發明內容

為了克服現有技術的上述不足，本發明提供一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法，利用該方法制備的保護涂層能夠有效阻止由于電堆連接體與電池的接觸面氧化導致的電堆內阻增加，能提高SOFC電堆的使用效率，延長SOFC電堆的使用壽命。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法，采用多弧離子鍍膜的方式將MnCo合金均勻致密地鍍膜到電堆連接體表面，形成MnCo涂層。

相比現有技術，本發明的一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法，通過在電堆連接體上鍍膜一層MnCo涂層以優化由于金屬片氧化而導致的內阻增加，主要利用MnCo合金氧化物的良好導電性性能，有效解決了電堆連接體在使用過程中由于高溫導致的氧化，有效的減少了電堆內阻隨使用時間而增加的問題，增加了電堆使用效率和使用壽命。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

實施例1

一種固體氧化物燃料電池電堆連接體保護涂層的制備方法，采用多弧離子鍍膜的方式將MnCo合金均勻致密地鍍膜到電堆連接體表面，在其與組成固體氧化物燃料電池電堆的電池單元之間形成MnCo涂層。優選地，所述的電堆連接體為金屬連接體。

工作原理：本發明是電弧離子鍍沉積MnCo涂層在電堆連接體上的應用，根據電堆使用環境的情況，為了解決電堆連接體金屬件高溫氧化的問題，主要是將MnCo合金涂層鍍膜到金屬材質的電堆連接體表面，以達到防止金屬氧化造成的內阻增加。更具體地，當電堆在正常使用發電的時，電堆陰極側的電堆連接體會在空氣和高溫的作用下氧化，利用MnCo涂層在高溫氧化情況下還有良好導電性能的特點，有效的防止了由于電堆連接體與電池的接觸面氧化導致的電堆內阻增加，從而增加了電堆使用壽命和使用效率。