一种平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种平板型结构的固体氧化物燃料电池制备方法。该固体氧化物燃料电池以阳极层为支撑层，电解质与阴极之间的阻挡层材料为GDC；本发明专利技术采用将阳极支撑体、电解质和阻挡层生坯共烧结，不仅大大简化了制备工艺，而且能够在烧结温度为1300℃时即可使得电解质和阻挡层达到很好的致密效果，同时可以电解质和阻挡层之间的界面结合效果良好。考虑到热应力以及烧结平整性问题，本发明专利技术的制备方法尤其适用于具有中空上下分布的平板型结构的固体氧化物燃料电池。

【技术实现步骤摘要】
一种平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法
本专利技术属于固体氧化物燃料电池
，尤其涉及一种平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法。
技术介绍
受气候变化和化石能源约束，固体氧化物燃料电池技术受到广泛关注。固体氧化物燃料电池的基本结构包括电解质，多孔阳极以及多孔阴极，阳极中通入燃料，阴极中通入氧化剂气体，通过电解质与电极三相界面处的电化学反应产生电子，形成外部电子回路，最终产生电能与热能。近年来，固体氧化物燃料电池中研究较多且应用相对较成熟的高温阳极、电解质及阴极材料分别为Ni-YSZ、YSZ和LSM。但是，随着高温固体氧化物燃料电池操作温度由800-1000℃降低至500-800℃，与纯电子导体阴极材料LSM相比，混合离子导体LSCF对氧气的催化活性更高，使得电池放电性能更好。然而，在大于或者等于1200℃的高温条件下操作时，LSCF阴极材料易与电解质材料YSZ发生界面反应，生成绝缘相SrZrO3和La2Zr2O7等，并且产生膨胀系数不匹配等问题，引起电池不稳定。为解决这一问题，研究人员通过在LSCF和YSZ之间引入一层阻挡层，该阻挡层应满足：1)与电解质YSZ和阴极LS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，所述固体氧化物燃料电池以阳极层为支撑层，阳极层材料为Ni‑YSZ，电解质材料为YSZ，阴极材料为LSCF，电解质与阴极之间的阻挡层材料为GDC，其特征是：所述阻挡层通过烧结制得，并且将阳极层、电解质层和阻挡层生坯共烧结，烧结温度大于或者等于1300℃。

【技术特征摘要】
1.一种平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，所述固体氧化物燃料电池以阳极层为支撑层，阳极层材料为Ni-YSZ，电解质材料为YSZ，阴极材料为LSCF，电解质与阴极之间的阻挡层材料为GDC，其特征是：所述阻挡层通过烧结制得，并且将阳极层、电解质层和阻挡层生坯共烧结，烧结温度大于或者等于1300℃。2.如权利要求1所述的平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征是：所述生坯共烧结过程为：在阳极层表面涂敷、浸渍、或者丝网印刷电解质浆料和阻挡层GDC浆料，然后进行共烧结。3.如权利要求1所述的平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征是：所述的电解质层厚度为1-10μm，优选为5μm。4.如权利要求1所述的平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征是：所述的阻挡层厚度为1-5μmm，优选为3μm。5.如权利要求1所述的平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征是：所述的共烧结程序为：以0.5℃/min-3℃/min升温至600℃，保温0.5h-3h，然后以0.5℃/min-3℃/min升温至烧结温度，保温1h-5h，最后自然降温至室温。6.如权利要求1所述的平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征是：所述阳极层、电解质层和阻挡层生坯共烧结完成后，在阻挡层表面涂敷或者丝网印刷阴极浆料，然后进行烧结，该烧结温度为阴极烧结温度，所述的阴极烧结温度为1000℃～1200℃。7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的平板型结构的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征是：所述的固体氧化物燃料电池是中空上下分布的平板型结构，以阳极层为支撑层，支撑阳极层、电解质层、阻挡层以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀丹，刘武，卜瑶，官万兵，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33