[發明專利]陽極/電解質半電池、陽極支撐型固體氧化物燃料電池及其制法

在審

• 申請號: 202111369710.8
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114094123A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 蔡桂凡;林少雄;楊茂萍
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;韓蕾

1.一種陽極/電解質半電池的制作方法，其特征在于，包括：

(1)將NiO粉體、YSZ粉體、造孔劑、分散劑溶于溶劑中并對所得混合物進行球磨，待混合均勻后，向所得漿料中加入粘結劑與增塑劑，繼續球磨，對混勻的漿料進行抽真空處理后將漿料流延至聚酯薄膜上，再進行干燥后得到NiO-YSZ陽極支撐體流延片；

(2)對所述NiO-YSZ陽極支撐體流延片進行切割后再對其一側表面進行微加工處理，以使其表面呈現正交網狀結構；

(3)對步驟(2)中得到的表面處理后的NiO-YSZ陽極支撐體流延片進行預燒結；

(4)在步驟(3)所得預燒結后的NiO-YSZ陽極支撐體的修飾面涂覆納米粉體漿料，干燥后形成陽極功能層；

(5)再于所述陽極功能層表面涂覆YSZ電解質層，再經干燥、焙燒后得到所述陽極/電解質半電池。

2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的NiO粉體與YSZ粉體的質量比為3:7～7:3；

優選地，所述造孔劑的用量為NiO粉體與YSZ粉體總質量的5～30％；更優選地，所述造孔劑選自高分子材料微球造孔劑中的一種或者多種；進一步優選地，所述造孔劑為聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚苯乙烯；

還優選地，所述分散劑的用量為NiO粉體與YSZ粉體總質量的0.5～5％；還更優選地，所述分散劑選自胺類分散劑中的一種或者多種；還進一步優選地，所述分散劑為三乙醇胺和/或2-氨基-2-甲基-1-丙醇；

還優選地，所述溶劑的用量為NiO粉體與YSZ粉體總質量的1～20倍；還更優選地，所述溶劑選自有機溶劑中的一種或者多種；還進一步優選地，所述有機溶劑為乙醇、二甲苯、三氯乙烯中的一種或者多種；

還優選地，所述粘結劑的用量為NiO粉體與YSZ粉體總質量的1～20％；還更優選地，所述粘結劑選自非水基粘結劑中的一種或者多種；還進一步優選地，所述粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯酸甲脂、乙基纖維素中的一種或者多種；

還優選地，所述增塑劑的用量為NiO粉體與YSZ粉體總質量的1～20％；還更優選地，所述增塑劑選自聚乙二醇、鄰苯二甲酸二丁酯、乙二醇中的一種或者多種；

還優選地，步驟(1)中，所述球磨的時間為12～24h，繼續球磨的時間為12～24h；

還優選地，步驟(1)中，所述的NiO-YSZ陽極支撐體流延片的厚度為1～10mm；

還優選地，步驟(1)中所述的干燥為于室溫進行干燥。

3.根據權利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步驟(2)中，將所述NiO-YSZ陽極支撐體流延片切割成小圓片，所述小圓片的直徑為10～50mm；

優選地，步驟(2)中采用脈沖光纖激光器對切割后的NiO-YSZ陽極支撐體流延片的一側表面進行微加工處理，所述的脈沖光纖激光器使用功率為1～10W，頻率為20～50Hz，掃描速度為100～500mm/s；

還優選地，所述正交網狀結構中相鄰兩條平行線的間距為10～100μm。

4.根據權利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步驟(3)中，所述預燒結的溫度為900～1300℃，時間為1～5h。

5.根據權利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步驟(4)中，所述的納米粉體漿料的滴涂量為0.1～1mL/cm²，滴涂面積為1～10cm²；

優選地，所述的納米粉體漿料中的納米粉體為NiO納米粉體和YSZ納米粉體，NiO納米粉體和YSZ納米粉體的質量比為3:7～7:3；

還優選地，步驟(4)中所述的干燥為于室溫進行干燥，干燥時間為30～120min。

6.根據權利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步驟(5)中，涂覆YSZ電解質層時所使用的YSZ電解質漿料的滴涂量為0.1～2mL/cm²，滴涂面積為1～10cm²；

優選地，步驟(5)中所述的干燥為于室溫進行干燥，干燥時間為30～120min；

還優選地，步驟(5)中，所述焙燒的溫度為1200～1500℃，時間為1～5h。