[發明專利]一種用于燃料電池的金屬支撐板的制備方法

有效

• 申請號: 202110297131.0
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113067004B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 包崇璽;陳志東;顏巍巍;童璐佳;朱志榮
• 申請（專利權）人: 東睦新材料集團股份有限公司
• 主分類號: H01M8/0232
• 分類號: H01M8/0232;H01M8/0241;H01M8/1004
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛;張琳琳

1.一種用于燃料電池的金屬支撐板的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

1）采用燒結不銹鋼、耐熱鋼、鎳基合金、鈷基合金、鈦合金、鉻基合金中的一種粉末作為原材料；

2）將步驟1）中粉末進行篩分，選取粉末粒度為13~250μm；

3）將承燒板放置在增材制造設備的腔室內，并將上述步驟2）篩分出的粉末放置于增材制造設備中的粉末容器內，隨后將粉末容器內的粉末鋪在承燒板的上表面上，所鋪設的粉末層的厚度為0.005~0.3mm，然后將粘結劑噴射至粉末層上，從而使得粉末層粘結在一起，隨后不斷地在粘結的粉末層的上表面依次鋪設粉末層和粘結劑，直至得到所需厚度的金屬基板，取出金屬基板和承燒板；

在步驟3）中，待金屬基板固化后取出金屬基板和承燒板，其中，采用將金屬基板放置10～500min以使金屬基板固化，或者，將金屬基板加熱至40~200℃以使金屬基板固化；

4）將陽極漿料涂覆在金屬基板的上表面上，隨后將金屬基板未涂覆的下表面擱置在承燒板上，并進行干燥，從而在金屬基板的上表面形成陽極層；

5）將電解質漿料涂覆在陽極層的上表面上，隨后將金屬基板未涂覆的下表面擱置在承燒板上，并進行干燥，從而在陽極層的上表面形成電解質涂層；

6）將陰極漿料涂覆在電解質涂層的上表面上，隨后將金屬基板未涂覆的下表面擱置在承燒板上，并進行干燥，從而在電解質涂層的上表面形成陰極層，從而制成金屬支撐板；

在上述步驟3）和步驟4）之間或者在步驟6）之后進行步驟S1，步驟S1為將所需尺寸的金屬基板或金屬支撐板放置在承燒板上，隨后進行使金屬基板中的粘結劑脫出的加熱處理，所述的加熱處理為在加熱至溫度300～700℃下保溫5～240min，或者，為以0.5～20℃/min的升溫速度升溫至1000℃，并在加熱處理后進行燒結。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述燒結中的燒結溫度為1000℃～1350℃，燒結的時間為5～240min，燒結時的真空度為10^-3Pa～10²Pa。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：當步驟S1位于步驟3）和步驟4）之間時，將步驟S1中燒結后的金屬基板進行壓平處理。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：對壓平后的金屬基板進行浸蠟處理，即將所需尺寸的金屬基板置入蠟類熔體中1~30min，待金屬基板中的孔隙中滲入蠟熔體后取出金屬基板并進行冷卻。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟1）中選用燒結不銹鋼，所述燒結不銹鋼的組分按照質量百分比計，包括以下組分：碳：≤0.06%，鎳：0～25%，鉬：0～4%，鉻：10～30%，鈮：0～3%，鋁：0～10%，鈦：0～3%，硅：0～1%，錳：0～2%，不超過2%的不可避免的雜質，鐵：余量。

6.根據權利要求1至5中任一項權利要求所述的制備方法，其特征在于：所述陽極漿料包含有NiO、丁酮、乙醇、三乙醇胺、淀粉、聚乙烯醇縮丁醛PVB、聚乙二醇PEG及谷氨酸PHT，還包括有氧化釔穩定氧化鋯和Sr_2-xCa_xFe_1.5Mo_0.5O_6?δ中的一種，其中，x=0，0.1，0.3，0.5。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述電解質漿料包括有丁酮、乙醇、三乙醇胺、聚乙烯醇縮丁醛PVB、聚乙二醇PEG、谷氨酸PHT，還包括有氧化釔穩定氧化鋯、LaGaO₃基電解質、Ba(Sr)Ce(Ln)O₃和CeO₂基固體電解質中的一種。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述陰極漿料為Sr_2-xCa_xFe_1.5Mo_0.5O_6?δ、LSM（La_1-xSr_xMn0₃）、LSCF（(La，Sr)(Co，Fe)O₃）、焦綠石結構的A₂Ru₂O_7－x(A=Pb，Bi)陶瓷、Ag-YDB復合陶瓷和鈣鈦礦結構的L型陶瓷中的一種，前述x=0，0.1，0.3，0.5。