[發(fā)明專(zhuān)利]一種高性能固體氧化物燃料電池的多孔電極層及其電池和制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011228162.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112382765B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉琪;方東陽(yáng);劉志;胡禮軍;毛翔鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江西賽瓷材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/86
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/86;H01M8/12
• 代理公司: 廣州廣信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44261
• 代理人: 李玉峰

1.一種高性能固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)以釔穩(wěn)定氧化鋯、鈧穩(wěn)定氧化鋯、鈰酸鋇、鋯酸鋇中的一種或其組合為電解質(zhì)層(1)的原料，以去離子水和乙醇為溶劑、乳膠和聚乙烯醇為粘結(jié)劑，通過(guò)流延成型制備電解質(zhì)層；

(2)以氧化物、石墨粉和PMMA粉末為電極骨架層的原料，以去離子水和乙醇為溶劑、乳膠和聚乙烯醇為粘結(jié)劑，通過(guò)流延成型制備陽(yáng)極電極骨架層、陰極電極骨架層；所述石墨粉、PMMA粉末的用量分別為氧化物的20～40wt％、4～12wt％，所述氧化物與電解質(zhì)層所用原料相同；

(3)按照陽(yáng)極電極骨架層-電解質(zhì)層-陰極電極骨架層的順序進(jìn)行疊加，經(jīng)真空包裝后在55～85℃溫度、40～100Mpa壓強(qiáng)下進(jìn)行一體壓合，得到單電池生坯；

(4)所述單電池生坯在1300～1400℃溫度下燒結(jié)后，將上下外表層打磨處理，通過(guò)負(fù)壓浸漬法將陽(yáng)極電極骨架層浸入含活性電極物質(zhì)的陽(yáng)極浸漬液中，將所述陰極電極骨架層浸入含活性電極物質(zhì)的陰極浸漬液中，所述活性電極物質(zhì)的成分為以下材料中的一種或其組合：Sr_2.0Fe_1.5Mo_0.5O₆、NiO、Ce_1-xGd_xO_2-0.5x、La_1-ySr_yMnO_3-δ，其中，x＝0.1～0.2、y＝0.2～0.4；經(jīng)浸漬-烘干-煅燒，最后在空氣氛圍下燒結(jié)，得到由電解質(zhì)層(1)、陽(yáng)極層(2)、陰極層(3)構(gòu)成的固體氧化物燃料電池單電池片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于：所述釔穩(wěn)定氧化鋯為(Y₂O₃)_x(ZrO₂)_1-x，x＝0.08；所述鈧穩(wěn)定氧化鋯為(Sc₂O₃)_x(ZrO₂)_1-x，x＝0.08～0.10；所述鈰酸鋇為BaCe_1-xY_xO₃，x＝0.1～0.3；所述鋯酸鋇為BaZr_1-xY_xO₃，x＝0.1～0.3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能固體氧化物燃料電池的制備方法，其特征在于：所述固體氧化物燃料電池單電池片的陽(yáng)極層(2)、陰極層(3)分別位于電解質(zhì)層(1)的兩側(cè)；所述電解質(zhì)層(1)為支撐體，其厚度為50～150μm；所述陽(yáng)極層(2)、陰極層(3)的厚度相同，均為11～50μm，均為由具有氣孔的電極骨架層、以及附著于氣孔內(nèi)壁的活性電極物質(zhì)構(gòu)成的多孔電極層；所述氣孔為相互連通的氣體通道孔(4)和微氣孔(5)；所述氣體通道孔(4)貫穿電極骨架層，其孔徑與電極層厚度一致，孔隙率為10～29％；所述微氣孔(5)的孔徑為0.1～4μm，孔隙率為20～40％。