专利名称：一种高强度超薄阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法
技术领域：
本发明涉及固体氧化物燃料电池的制备方法。
技术背景燃料电池是将化学能直接转化为电能的电化学能量转化装置。从原理上讲，燃料电 池不受卡诺循环限制，与传统热机相比，具有能量转化效率高(可达50% 60%)和环境 友好(即很低的NOx、 S02和噪音排放)等优点。早在内燃机问世之前(1842年)，英国的 William Grove就展示了世界上第一台以稀硫酸为电解质，H2、 02为燃料的电化学电能 转化装置。然而到本世纪50年代之前，由于电极过程动力学理论的落后以及在19世纪 后期内燃机这种相对简单的能量转化装置的问世和迅速发展，燃料电池的发展一直处于 停滞状态。到本世纪中叶，在宇航工业发展的推动下，常温氢氧燃料电池技术有了长足 的发展。由于当时这类燃料电池系统造价昂贵，只在航天、军事等特殊场合应用。近年 来，由于矿物资源的日趋贫乏和保护生态环境日益受到重视，人们迫切希望发展高效的 既可节省有限矿物资源同时又可减少C02排放的环境友好发电技术。燃料电池发电技术 正好满足以上要求，重新受到人们的重视。燃料电池从第一代碱性燃料电池(AFC)开始 已经发展到今天的第五代离子膜燃料电池(PEMFC)。除了AFC电池外，第二代磷酸电 池(PAFC)，第三代熔融碳酸盐电池(MCFC)，第四代固体氧化物电池(SOFC)和第五代 PEMFC电池各有其优点，目前都正在向商业化发展。和其它燃料电池不同，在SOFC 中，采用园体氧化物氧离子(02—)导体(如最常用的Y203稳定的氧化锆，简称YSZ)作电解 质起传递02—和分离空气、燃料的双重作用。这类氧化物由于掺杂了不同价态的金属离 子，为了保持整体的电中性，晶格内产生大量的氧空位。在高温下(〉750。C)，这类掺杂 氧化物具有足够高的02—离子导电性能。由于采用这种高温氧化物固体电解质，和其它 类型的燃料电池相比，SOFC具有许多显著优点。比如，由于是全固体的电池结构，避 免了使用液态电解质所带來的腐蚀和电解液流失等问题；高的工作温度(卯0 100(TC)， 使电极反应过程相当迅速，无须采用贵金属电极，因而电池成本大大下降；同时高温工
作电池排出的高质量余热可充分利用，既可用于取暖也可与蒸汽轮机联用循环发电，能 量综合利用效率可从单纯60%电效率提高到80%以上。最突出的优点是燃料适用范围 广，不仅可以用H2、 CO等燃料，而且可直接用天然气、煤气化气和其它碳氢化合物作 为燃料。虽然早在1937年Baur和Preis研制出第一台固体氧化物燃料电池演示实验装 置，然而到了 80年代初固体氧化物燃料电池才迅速发展起来。目前大多数SOFC的研 制开发工作均在发达国家的科研机构或大公司研究所里进行，其中美国、欧洲和日本在 SOFC的研究方面进展最为迅速，居世界领先水平。从事平板式SOFC研制的有德国 Jtilich、日本富士公司，澳大利亚陶瓷燃料电他有限公司(CFCL)及丹麦的Ris0国家实验 室等。德国Jtilich目前研制的平板式SOFC电池功率已超过10kW。 Ris0的工业联合体 Topsoe Fuel Cell和WSrtsim于2006年9月报道了 4kWe的SOFC电池堆，电池堆运行了 2000小时，有效运行时间大于80%，衰减率在1%/I000h。以中国科学院上海硅酸盐研 究所、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学技术大学、吉林大学、清华大学等单 位为代表，相续开展了固体氧化物燃料电池研究。前能够应用于SOFC的制备工艺主要 包括高温烧结、气相沉积、真空等离子喷涂、流延法、丝网印刷、溶胶凝胶法和溅射等 方法。美国专利公开号为US5589017和US5788788的申请案公开了一种通过多层流延法 制备半电池结构；再在半电池上涂上阴极得到固体氧化物燃料电池的单电池。国际专利公开号为WO0052780和美国专利公开号US2003211381、 US6589680 、 US2001029231的申请案等公开了一种通过流延法制备电解质支撑，在电解质支撑体上 分别涂上阳极和阴极即得到SOFC的单电池。美国专利公开号为US2003186101和欧洲专利公开号为EP1353394的申请案公开了 一种通过光刻腐蚀法制备多孔YSZ阳极支撑，再使用电化学沉积法制备正负极，制得 氧化物燃料电池的单电池。国际专利公开号为WO2006044313的申请案公开了一种通过电化学沉积法直接在 YSZ带材上制备正负电极，而得到单电池。中国专利公开号为CN1885601的申请案公开了一种阴极支撑型氧化物燃料电池制 备方法，在阴极支撑体上通过丝网印刷的方法将电解质、阴极印刷到阴极支撑体上，制 得氧化物燃料电池的单电池。本发明采用一次流延成型法制备高强度的阳极支撑体，在阳极支撑体上通过空气直 接喷涂法将活性阳极和电解质喷涂到阳极支撑体上，将该素坯在一定温度下焙烧得到半
电池，再通过空气直接喷涂的方法将阴极喷涂到单电池上，在一定温度下焙烧得到全电 池。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单的流延法与空气直接喷涂法相结 合的高强度超薄阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种高强度超薄阳极支撑型固体氧 化物燃料电池的制备方法，其特征在于步骤依次为(1) 阳极支撑体流延浆料、活性阳极浆料、电解质浆料和阴极浆料制备；(2) 阳极支撑体制备；采用流延法制备阳极支撑体；(3) 活性阳极、电解质和半电池制备；将阳极支撑体在温度为10-45'C和湿度 10RH%-85 RHc/。恒温恒湿条件下干燥0.5-24小时后，通过空气喷枪喷涂活性阳极与电解 质浆料而得到半电池素坯，通过喷涂过程的压缩空气压力、空气/浆料量的比值、枪与工 件间距和枪速等过程参数来控制浆料雾化效果和浆料在支撑体上的流动性、流平性、均 匀性及膜厚，然后将半电池生坯在以5'C/h-100'C/h升温速率下升温到1000°C-1600°C， 并保温l-24小时烧结得到半电池，其中活性阳极厚度为5-100pm，电解质厚度为5-80pm;(4) 阴极及单电池制备；通过空气喷枪喷涂阴极浆料而制得全电池素坯，将全电池 素坯在600-130(TC下焙烧1-24小时得到厚度为100-1000nm的全电池，单电池总厚度为 100-100(Hun,其中阳极支撑体厚度为100-900^im,活性阳极厚度为5-100pm，电解质厚 度为5-80pm,阴极厚度10-150pm。作为优选，所述的阳极支撑体流延浆料制备是3±1% (mol) YSZ、惨杂粉体与一 定量的NiO通过滚筒球磨在50-400rpm转速球磨10-72小时，再向混合物中加入粘结剂， 粘结剂可以包括有分散剂、增塑剂等，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球 磨机上以50-400rpm转速球磨10-72小时，最后得到浆料；其中阳极支撑流延浆料成分 为部分氧化钇稳定的氧化锆 10-65% 氧化镍 10-75% 掺杂粉体 0-10% 粘结剂 5-45%
溶剂 5-70%。作为优选，所述的活性阳极浆料制备是3±1% (mol) YSZ、与一定量的NiO通 过滚筒球磨在50-400rpm转速球磨10-72小时，再向混合物中加入粘结剂，粘结剂可以 包括有分散剂、增塑剂等，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球磨机上以 50-400rpm转速球磨10-72小时，最后得到浆料；其中活性阳极浆料的成分为全氧化钇稳定的氧化锆 10-35%氧化镍 15-40%粘结剂 5-40%溶剂 20-65%。作为优选，所述的电解质浆料制备是8±1% (mol) YSZ，再向混合物中加入粘结 剂，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球磨机上以50-400rpm转速球磨10-72 小时，最后得到浆料；其中电解质浆料成分为全氧化钇稳定的氧化锆 20-65%粘结剂 5-45%溶剂 15-70%。作为优选，所述的阴极浆料制备是8±1% (mol) YSZ、阴极粉体通过滚筒球磨在 50-400rpm转速球磨10-72小时，再向混合物中加入粘结剂，粘结剂可以包括有分散剂、 增塑剂等，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球磨机上以50-400rpm转速球 磨10-72小时，最后得到浆料；其中阴极浆料成分为-全氧化钇稳定的氧化锆 ' 0-60% 阴极粉体 10-65% 粘结剂 5-45% 溶剂 10-75%。所述的阳极支撑体制备采用流延法制备过程是将制备得到的阳极支撑体流延浆 料倒入脱泡机内，在真空度为0-101.325KPa下搅拌脱泡0-600分钟得到所需的流延浆料， 通过所需支撑膜厚度计算得到刮刀需要控制的高度，在温度10-45'C和湿度10RH%-85 RH。/。恒温恒湿条件下，流延制备出所需膜厚为100-卯0nm的阳极支撑体素坯。 所述的掺杂粉体为八1203和SiCb等粉体中一种或者两种以上粉末。 所述的粘结剂为PAA、 PVA、 PVB、 PVP、 DBP、 PEG-200、 PEG400、 PEGIOOO、 PEG2000、 PEG4000、 a-松油醇或乙基纤维素的一种或两种以上。 所述的阴极粉体为LSM、 LSCF或者BSCF。 所述的溶剂为常温下液态的醇类或酮类或酰类。原料粉末制备通过自燃烧、喷雾干燥法、熔盐法或固相法制备得到所需的粉体。 与现有技术相比，本发明的优点在于阳极支撑体材料使用3±1% (mol) YSZ掺 杂部分其它粉体作为骨架材料，从而提高了阳极支撑体的机械强度；使用空气喷涂法制 备活性阳极、电解质和阴极，该工艺容易控制膜厚及膜的均匀度性，使活性阳极均匀薄， 电解质YSZ膜薄且非常致密和阴极与半电池结合力大且催化性能好，本发明所述的方 法具有条件易控、工艺简单和便于工业放大等优点。
图1是本发明提供的实施例1制备的电解质表面SEM; 图2是本发明提供的实施例1制备的半电池断面SEM; 图3是本发明提供的实施例1制备的全电池断面SEM; 图4是本发明提供的强度测试仪装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。实施例1阳极支撑体生坯采用流延法制备。实验材料为NiO粉末和3M (mol) YSZ粉末，称 量268.8克NiO和211.2克3% (mol) YSZ粉末(桨料总质量的60%，其中YSZ: NiO 为0.44: 0.56)混合均匀，再加入乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂280克(浆料总质量的35%)和40克聚乙烯醇縮丁醛(浆料总质量的5%)，将上述混合物放 入1000ml球磨罐中，再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为250rpm下球 磨24小时，将浆料在小型脱泡机上脱泡80分钟得到流延浆料(流延刀口离支撑板距离 控制在lmm)，通过流延机可以制备得厚度为600pm阳极支撑体生坯。活性阳极采用浆料空气喷涂工艺制备。将35.2克的3% (mol) YSZ和44.8克NiO(浆料总质量的40%，其中YSZ: NiO为0.44: 0.56)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和 70%的混合溶剂110克(浆料总质量的55%)充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二 甲酸二丁酯3克(浆料总质量的1.5%)、 3克聚乙二醇(浆料总质量的1.5%)和4克聚 乙烯醇縮丁醛(浆料总质量的2%)充分混合分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中， 再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为180rpm下球磨24小时，然后喷涂 于阳极支撑体生坯表面。YSZ电解质薄膜采用浆料空气喷涂工艺制备。将60克8% (mol) YSZ (浆料总质 量的30%)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂130克(浆料总质量的65%) 充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸二丁酯3克(桨料总质量的1.5%)、聚乙 二醇3克(浆料总质量的1.5%)、聚乙烯醇縮丁醛4克(浆料总质量的2%)充分混合 分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中，再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后 在转速为180rpm下球磨24小时，然后喷涂于阳极支撑体表面，将该半电池生坯在1400 'C下空气气氛焙烧，制备出厚度为400nm的致密YSZ电解质薄膜的半电池。采用浆料空气喷涂法制备LSM阴极。将67.5克LSM粉末(浆料总质量的45%) 与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂75克(浆料总质量的50%)充分混合 分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸二丁酯2.25克(浆料总质量的1.5%)、聚乙二醇 2.25克(浆料总质量的1.5%)和聚乙烯醇縮丁醛3克(浆料总质量的2%)充分混合分 散，将上述混合物放入500ml球磨罐中，再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在 转速为180rpm下球磨24小时，然后通过空气喷枪喷涂于半电池表面，在120(TC下空 气气氛焙烧，制备出阴极厚度为20prn的全电池。通过本所自行研制的强度测试仪装置测得全电池的断裂强度为240Mpa。所有空气喷涂过程中的压縮空气压力采用4kg/cm2，液/气比采用0.1，枪与工件距离 为250mm，枪速为5cm/s。最后采用扫描电子显微镜(SEM)研究电池微观结构，采用自行研发的强度测量仪 测量全电池的强度，微观结构和强度测试仪装置示意图如附图所示。实施例2阳极支撑体生坯采用流延法制备。实验材料为NiO粉末、氧化铝粉末和3% (mol) YSZ粉末，称量162.4克NiO和127.6克3% (mol) YSZ粉末(浆料总质量的29%，其 中YSZ: NiO为0.44: 0.56)与氧化铝10克(浆料总质量的1%)混合均匀，再加入乙 醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂550克(浆料总质量的55%)和150克聚 乙烯醇縮丁醛(桨料总质量的15%),将上述混合物放入1000ml球磨罐中，再放入粉料
三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为280rpm下球磨24小时，将浆料在小型脱泡机 上脱泡120分钟得到流延浆料(流延刀口离支撑板距离控制在lmm)，通过流延机可以 制备得厚度为50(Him阳极支撑体生坯。活性阳极采用浆料空气喷涂工艺制备。将26.4克3% (mol) YSZ、 33.6克NiO (浆 料总质量的30%，其中YSZ: NiO为0.44: 0.56)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70% 的混合溶剂110克(浆料总质量的55%)充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸 二丁酯6克(浆料总质量的3%)、聚乙二醇8克(桨料总质量的4%)和聚乙烯醇縮丁 醛16克(浆料总质量的8%)充分混合分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中，再放 入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为190ipm下球磨24小时，然后喷涂于阳 极支撑体生坯表面。YSZ电解质薄膜采用浆料空气喷涂工艺制备。将110克8% (mol) YSZ (衆料总质 量的55%)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂80克(浆料总质量的40%) 充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸二丁酯3克(浆料总质量的1.5%)、聚乙 二醇3克(浆料总质量的1.5%)、聚乙烯醇縮丁醛4克(浆料总质量的2%)充分混合 分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中，再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后 在转速为200rpm下球磨24小时，然后喷涂于阳极支撑体表面，将该半电池生坯在1300 "C下空气气氛焙烧，制备出厚度为350pm的致密YSZ电解质薄膜的半电池。采用浆料空气喷涂法制备LSM阴极。将36克LSM粉末(浆料总质量的30%)、 36 克8% (mol) YSZ (浆料总质量的30%)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合 溶剂42克(浆料总质量的35%)充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸二丁酯 1.8克(浆料总质量的1.5%)、聚乙二醇1.8克(浆料总质量的1.5%)、聚乙烯醇縮丁醛 2.4克(浆料总质量的2%)充分混合分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中，再放入 粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为240rpm下球磨24小时，然后通过空气喷 枪喷涂于半电池表面，在IIO(TC下空气气氛焙烧，制备出阴极厚度为30pm的全电池。通过本所自行研制的强度测试仪装置测得全电池的断裂强度为250Mpa。所有空气喷涂过程中的压縮空气压力采用5kg/cm2，液/气比采用0.15，枪与工件距 离为240mm，枪速为5cm/s。实施例3阳极支撑体生坯采用流延法制备。实验材料为NiO粉末、氧化铝粉末和3% (mol)YSZ粉末，称量211.68克NiO、 166.32克3% (mol) YSZ粉末(浆料总质量的42%， 其中YSZ: NiO为0.44: 0.56)与27克氧化铝(浆料总质量的3%)混合均匀，再加入 乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂405克(浆料总质量的45%)和聚乙烯 醇縮丁醛90克(浆料总质量的10%)，将上述混合物放入1000ml球磨罐中，再放入粉 料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为360rpm下球磨24小时，将浆料在小型脱泡 机上脱泡160分钟得到流延浆料(流延刀口离支撑板距离控制在lmm)，通过流延机可 以制备得厚度为550pm阳极支撑体生坯。活性阳极采用浆料空气喷涂工艺制备。将24.64克3% (mol) YSZ、 31.36克NiO (浆 料总质量的35%，其中YSZ: NiO为0.44: 0.56)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70% 的混合溶剂88克(浆料总质量的55%)充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸 二丁酯4.8克(浆料总质量的3%)、聚乙二醇4.8克(浆料总质量的3%)和聚乙烯醇缩 丁醛6.4克(浆料总质量的4%)充分混合分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中， 再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为210rpm下球磨24小时，然后喷涂 于阳极支撑体生坯表面。YSZ电解质薄膜采用浆料空气喷涂工艺制备。将25克8% (mol) YSZ (浆料总质 量的25%)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合溶剂65克(浆料总质量的65%) 按比例充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸二丁酯3克(浆料总质量的3%)、 聚乙二醇3克(浆料总质量的3%)、聚乙烯醇缩丁醛4克(浆料总质量的4%)充分混 合分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中，再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然 后在转速为250rpm下球磨24小时，然后喷涂于阳极支撑体表面，将该半电池生坯在 145(TC下空气气氛焙烧，制备出厚度为38(Him的致密YSZ电解质薄膜的半电池。采用浆料空气喷涂法制备LSM阴极。将30克LSM粉末(浆料总质量的20%)、 30 克8% (mol) YSZ (浆料总质量的20%)与乙醇与2-丁酮质量比为30%和70%的混合 溶剂82.5克(浆料总质量的55%)充分混合分散，再加入适量粘结剂邻苯二甲酸二丁 酯2.25克(桨料总质量的1.5%)、聚乙二醇2.25克(浆料总质量的1.5%)和聚乙烯醇 縮丁醛3克(浆料总质量的2。/。)充分混合分散，将上述混合物放入500ml球磨罐中， 再放入粉料三倍质量的氧化锆球磨介，然后在转速为245rpm下球磨24小时，然后通过 空气喷枪喷涂于半电池表面，在115(TC下空气气氛焙烧，制备出阴极厚度为18pm的全 电池。通过本所自行研制的强度测试仪装置测得全电池的断裂强度为220Mpa。
所有空气喷涂过程中的压縮空气压力采用3.5kg/cm2，液/气比采用0.08，枪与工件 距离为280mm，枪速为3cm/s。图4为强度测试仪装置示意图，图中标号为l为压力背；2为刀口 (lmm厚刀口)； 3为工件(本发明的全电池)；4为标尺支架；5为标尺刻度；6为砝码；7为工件支撑(中间有50mm宽的凹槽平台架)。
权利要求
1、一种高强度超薄阳极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于步骤依次为(1)阳极支撑体流延浆料、活性阳极浆料、电解质浆料和阴极浆料制备；(2)阳极支撑体制备；采用流延法制备阳极支撑体；(3)活性阳极、电解质和半电池制备；将阳极支撑体在温度为10-45℃和湿度10RH％-85RH％恒温恒湿条件下干燥0.5-24小时后，通过空气喷枪喷涂活性阳极与电解质浆料而得到半电池素坯，然后将半电池生坯在以5℃/h-100℃/h升温速率下升温到1000℃-1600℃，并保温1-24小时烧结得到半电池，其中活性阳极厚度为5-100μm，电解质厚度为5-80μm；(4)阴极及单电池制备；通过空气喷枪喷涂阴极浆料而制得全电池素坯，将全电池素坯在600-1300℃下焙烧1-24小时得到厚度为100-1000μm的全电池，单电池总厚度为100-1000μm，其中阳极支撑体厚度为100-900μm，活性阳极厚度为5-100μm，电解质厚度为5-80μm，阴极厚度10-150μm。
2、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的阳极支撑体流延浆料制备是 3±1% (mol) YSZ、掺杂粉体与一定量的NiO通过滚筒球磨在50-400rpm转速球磨10-72 小时，再向混合物中加入粘结剂，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球磨 机上以50-400rpm转速球磨10-72小时，最后得到浆料；其中阳极支撑流延桨料成分为部分氧化钇稳定的氧化锆 10-65% 氧化镍 10-75% 掺杂粉体 0-10% 粘结剂 5-45% 溶剂 5-70%。
3、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的活性阳极浆料制备是3± 1% (mol) YSZ、与一定量的NiO通过滚筒球磨在50-400rpm转速球磨10-72小时，再向 混合物中加入粘结剂，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球磨机上以 50-400rpm转速球磨10-72小时，最后得到浆料；其中活性阳极浆料的成分为全氧化钇稳定的氧化锆 10-35% 氧化镍 15-40% 粘结剂 5-40% 溶剂 20-65%。
4、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的电解质浆料制备是8±1%(mol) YSZ，再向混合物中加入粘结剂，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式 球磨机上以50-400rpm转速球磨10-72小时，最后得到浆料；其中电解质浆料成分为 全氧化钇稳定的氧化锆 20-65% 粘结剂 5-45% 溶剂 15-70%。
5、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的阴极浆料制备是:8士l。/。(mo1) YSZ、阴极粉体通过滚筒球磨在50-400rpm转速球磨10-72小时，再向混合物中加入粘结 剂，再向混合物中加入溶剂，将该混合物在滚筒式球磨机上以50-400rpm转速球磨10-72 小时，最后得到浆料；其中阴极浆料成分为全氧化钇稳定的氧化锆 0-60%阴极粉体 10-65%粘结剂 5-45%溶剂 10-75%。
6、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的阳极支撑体制备采用流延法 制备过程是将制备得到的阳极支撑体流延浆料倒入脱泡机内，在真空度为0-101.325KPa 下搅拌脱泡0-600分钟得到所需的流延桨料，通过所需支撑膜厚度计算得到刮刀需要控制 的高度，在温度10-45'C和湿度10RH。/。-85RH。/。恒温恒湿条件下，流延制备出所需膜厚为 100-900nm的阳极支撑体素坯。
7、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的掺杂粉体为Al203和Si02等粉体中一种或者两种以上粉末。
8、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的粘结剂为PAA、 PVA、 PVB、 PVP、 DBP、 PEG-200、 PEG400、 PEGIOOO、 PEG2000、 PEG4000、 a-松油醇或乙基纤维 素的一种或两种以上。
9、 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的阴极粉体为LSM、 LSCF或 者BSCF。
10、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂为常温下液态的醇类 或酮类或酰类。
全文摘要
本发明公开了一种用于制备高强度超薄阳极支撑型固体氧化物燃料电池的方法，所述方法包括先将阳极支撑体的浆料通过流延法制备出一定厚度的阳极支撑体生坯，然后使用空气直接喷涂法将活性阳极浆料和电解质浆料喷涂到阳极支撑体生坯上，再将该复合材料的生坯以一定升温速率升到一定温度进行焙烧得到半电池，最后通过空气喷涂法将阴极浆料喷涂在半电池上，经过烘干、焙烧等步骤得到单电池。本发明得到的平板式单电池具有阳极支撑体机械强度高、活性阳极均匀薄、方法具有条件易控、工艺简单和便于工业放大等优点。
文档编号H01M8/10GK101399352SQ20071007143
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月25日 优先权日2007年9月25日
发明者李华民, 王蔚国, 薛业建 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所