一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，采用多弧离子镀膜的方式将MnCo合金均匀致密地镀膜到电堆连接体表面，在其与组成固体氧化物燃料电池电堆的电池单元之间形成MnCo涂层。利用本发明专利技术方法制备的保护涂层能够有效阻止由于电堆连接体与电池的接触面氧化导致的电堆内阻增加，能提高SOFC电堆的使用效率，延长SOFC电堆的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法
本专利技术涉及一种固体氧化物燃料电池，尤其是一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，属于表面涂层材料制备
技术介绍
目前，公知的，固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，简称SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。为了产生足够大的电压，人们使用连接板将平面SOFC连接成电池堆。连接板既分隔又连接每一个电池单体，其作用为分离气流和导通电流。在所有的燃料电池中，SOFC的工作温度最高，属于高温燃料电池。固体氧化物燃料电池的工作原理与其他燃料电池相同，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成，阳极为燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。基于以上工作环境及原理，目前的SOFC电堆都是在高温情况下运行，并且在阴极端需要通入大量空气以用于燃料电池的发电。电堆连接体都是以金属为材料，就导致了在高温接触空气时会被氧化，导致内阻的增加，影响电堆的发电效率和使用寿命。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述不足，本专利技术提供一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，利用该方法制备的保护涂层能够有效阻止由于电堆连接体与电池的接触面氧化导致的电堆内阻增加，能提高SOFC电堆的使用效率，延长SOFC电堆的使用寿命。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，采用多弧离子镀膜的方式将MnCo合金均匀致密地镀膜到电堆连接体表面，形成MnCo涂层。相比现有技术，本专利技术的一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，通过在电堆连接体上镀膜一层MnCo涂层以优化由于金属片氧化而导致的内阻增加，主要利用MnCo合金氧化物的良好导电性性能，有效解决了电堆连接体在使用过程中由于高温导致的氧化，有效的减少了电堆内阻随使用时间而增加的问题，增加了电堆使用效率和使用寿命。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。实施例1一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，采用多弧离子镀膜的方式将MnCo合金均匀致密地镀膜到电堆连接体表面，在其与组成固体氧化物燃料电池电堆的电池单元之间形成MnCo涂层。优选地，所述的电堆连接体为金属连接体。工作原理：本专利技术是电弧离子镀沉积MnCo涂层在电堆连接体上的应用，根据电堆使用环境的情况，为了解决电堆连接体金属件高温氧化的问题，主要是将MnCo合金涂层镀膜到金属材质的电堆连接体表面，以达到防止金属氧化造成的内阻增加。更具体地，当电堆在正常使用发电的时，电堆阴极侧的电堆连接体会在空气和高温的作用下氧化，利用MnCo涂层在高温氧化情况下还有良好导电性能的特点，有效的防止了由于电堆连接体与电池的接触面氧化导致的电堆内阻增加，从而增加了电堆使用寿命和使用效率。作为本专利技术实施例的优选设计方案，所述的MnCo涂层在电堆连接体表面的覆盖面积与组成固体氧化物燃料电池电堆的电池单元大小一致。在电池单元之间的电堆连接体表面，只要形成有MnCo涂层，便能形成优化二者接触面氧化的保护层，在一定程度上减少电堆内阻随使用时间的增加，从而增加电堆使用效率和使用寿命，但当MnCo涂层面积过大或或小时效果不同，最优的取值就是与电池单元接触面的大小一样。在本专利技术的另一个优选实施方案中，制备所述MnCo涂层采用的MnCo合金靶材，其中Mn与Co的质量比为6:4。这个比例的原材料制得的涂层致密，粘附性强，更利于与电堆连接体基材的连接强度，同时抗氧化效果最佳。本专利技术实施例中MnCo合金的比例可发生变动，以适应实际效果。MnCo合金靶材的尺寸也可根据设备的实际情况进行直径和厚度的调整。本专利技术实施例1一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，具体步骤如下：S1:在多弧离子镀膜机内装入MnCo合金靶材；S2:将电堆连接体上不需要镀膜的地方采用遮挡体遮住，只暴露需要镀膜层的面积；S3:再将遮挡完成的电堆连接体均匀的上挂到镀膜室内的转架上，挂好电堆连接体后加热抽真空，将镀膜室内的残余空气和水汽抽出；S4:待真空度抽到3x10-3pa时通入1000sccm氩气、偏压值设定为150V，占空比为50%、弧靶电流设定为100A，打开弧靶开始采用多弧离子镀膜的方式将MnCo合金均匀致密的镀膜到电堆连接体表面，根据需要的不同厚度可以设定不同的弧电流值和镀膜时间；S5:镀膜时间达到设定值时关闭偏压、氩气、弧电流，对镀膜室内进行抽真空降温，待温度降低到100℃以下时即可打开炉体。对采用本专利技术上述实施例1具体方法制备的电堆连接体进行高温测试，从MnCo涂层和电堆连接体的氧化动力学曲线发现，氧化初期MnCo涂层增重速率比电堆连接体的快，随着氧化时间进一步增加，氧化增重逐渐变缓直至停止，证明此时MnCo涂层具有良好的抗氧化性能。另外进行导电性能测试，具有电弧离子镀沉积MnCo涂层的电堆连接体，其直流电阻小于未设有MnCo涂层的电堆连接体，说明导电性能良好。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，其特征是：采用多弧离子镀膜的方式将MnCo合金均匀致密地镀膜到电堆连接体表面，在其与组成固体氧化物燃料电池电堆的电池单元之间形成MnCo涂层。/n
【技术特征摘要】
1.一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，其特征是：采用多弧离子镀膜的方式将MnCo合金均匀致密地镀膜到电堆连接体表面，在其与组成固体氧化物燃料电池电堆的电池单元之间形成MnCo涂层。
2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，其特征是：所述的MnCo涂层在电堆连接体表面的覆盖面积与组成固体氧化物燃料电池电堆的电池单元大小一致。
3.根据权利要求1或2所述的一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，其特征是：制备所述MnCo涂层采用的MnCo合金靶材，其中Mn与Co的质量比为6:4。
4.根据权利要求3所述的一种固体氧化物燃料电池电堆连接体保护涂层的制备方法，其特征是：所述的电堆连接体为金属连接体。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘凌宇，
申请(专利权)人：徐州华清智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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