多层超薄电解质膜的金属支撑单体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体及其制备方法。其中，多层超薄电解质膜的金属支撑单体，包括：金属支撑体、通孔、抗腐蚀涂层、第一电极、第二电极和致密电解质层；所述抗腐蚀涂层涂布在金属支撑体的表面，所述金属支撑体设置通孔，所述金属支撑体上表面设置第一电极，第一电极设置在抗腐蚀涂层的上表面，第一电极完全包覆住金属支撑体上的通孔，所述第一电极的上表面设置致密电解质层，所述致密电解质层上表面设置第二电极，所述致密电解质层为多层复合结构。通过使用多层致密电解质层，达到缓解电子漏电的目的。达到缓解电子漏电的目的。达到缓解电子漏电的目的。

【技术实现步骤摘要】
多层超薄电解质膜的金属支撑单体及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池
，尤其是涉及一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体及其制备方法。

技术介绍

[0002]对于全固态陶瓷材料电池单体的制备工艺，传统上均需要经过高温烧结处理，而氧化气氛高温下会损伤金属材料。因此，在确保电解质致密的前提下，降低电池制备工艺中的烧结温度，是保护金属材料的一种方式。
[0003]现有的固体氧化物电池单体(SOC)，成熟技术的是电解质支撑，其工作温度高，且电解质层过厚致使性能输出；电极支撑的SOC，相应降低了电解质层厚度，也降低了电池的工作温度，但是由于支撑体为多孔电极材料，其强度相对较差，且致密电解质层采用单一结构，存在电子漏电现象。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体及其制备方法，至少部分的解决现有技术中存在的电子漏电问题。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体，包括：金属支撑体、通孔、抗腐蚀涂层、第一电极、第二电极和致密电解质层；
[0006]所述抗腐蚀涂层涂布在金属支撑体的表面，所述金属支撑体设置通孔，所述金属支撑体上表面设置第一电极，第一电极设置在抗腐蚀涂层的上表面，第一电极完全包覆住金属支撑体上的通孔，所述第一电极的上表面设置致密电解质层，所述致密电解质层上表面设置第二电极，所述致密电解质层为多层复合结构。
[0007]可选的，所述致密电解质层至少为两层。
[0008]可选的，所述第一电极和第二电极的厚度为0.1
‑
20um。
[0009]可选的，所述致密电解质层包括ZrO2基致密电解质层和CeO2基致密电解质层。
[0010]可选的，所述ZrO2基致密电解质层的厚度为0.01
‑
10um，所述CeO2基致密电解质层的厚度为0.01
‑
10um。
[0011]可选的，使用ZrO2基致密电解质的阻抗CeO2基致密电解质的电子电导，避免漏电电流产生；使用CeO2基致密电解质阻挡ZrO2基致密电解质，避免ZrO2基致密电解质与电极材料发生反应。
[0012]可选的，所述致密电解质层通过射频溅射的方法形成。
[0013]可选的，所述第一电极和第二电极均采用金属氧化物复合陶瓷材料制备。
[0014]可选的，所述金属支撑单体的厚度为0.1
‑
50um。
[0015]第二方面，本公开实施例还提供了一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体的制备方法，包括：在金属支撑体制作通孔，得到多孔金属支撑体；
[0016]将多孔金属支撑体与空气接触的表面均涂布抗腐蚀涂层；
[0017]在位于多孔金属支撑体上方的抗腐蚀涂层上表面使用金属陶瓷复合材料制备第一电极，第一电极完全包覆多孔金属支撑体的多孔结构；
[0018]在第一电极上表面使用射频溅射法制备多层致密电解质层；
[0019]在致密电解质层的上表面制备陶瓷复合电极，作为第二电极。
[0020]本专利技术提供的多层超薄电解质膜的金属支撑单体及其制备方法，其中多层超薄电解质膜的金属支撑单体，通过使用多层致密电解质层，达到缓解电子漏电的目的。
附图说明
[0021]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0022]图1为本实施例公开的多层超薄电解质膜的金属支撑单体的结构示意图；
[0023]图2为本实施例公开的另一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体的结构示意图；
[0024]其中，1
‑
金属支撑体；2
‑
通孔；3
‑
抗腐蚀涂层；4
‑
第一电极；5
‑
第一层致密电解质层；6
‑
第二层致密电解质层；7
‑
第二电极；8
‑
第三层致密电解质层。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0026]应当明确，以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0027]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0028]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
[0030]薄膜的制备技术中，磁控溅射法是一种已经成熟的制备工艺，在半导体涂层方面
具有广泛的商业化应用。
[0031]现有技术存在的问题：1.较厚的电解质内阻过高；2.CeO2电解质电子电导率较高，会出现漏电现象；3.过高的烧结温度。
[0032]为了便于理解，如图1和图2所示，本实施例公开了一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体，包括：金属支撑体、通孔、抗腐蚀涂层、第一电极、第二电极和致密电解质层；
[0033]所述抗腐蚀涂层涂布在金属支撑体的表面，所述金属支撑体设置通孔，所述金属支撑体上表面设置第一电极，第一电极设置在抗腐蚀涂层的上表面，第一电极完全包覆住金属支撑体上的通孔，所述第一电极的上表面设置致密电解质层，所述致密电解质层上表面设置第二电极，所述致密电解质层为多层复合结构。
[0034]可选的，所述致密电解质层至少为两层。
[0035]可选的，所述第一电极和第二电极的厚度为0.1
‑
20um。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层超薄电解质膜的金属支撑单体，其特征在于，包括：金属支撑体、通孔、抗腐蚀涂层、第一电极、第二电极和致密电解质层；所述抗腐蚀涂层涂布在金属支撑体的表面，所述金属支撑体设置通孔，所述金属支撑体上表面设置第一电极，第一电极设置在抗腐蚀涂层的上表面，第一电极完全包覆住金属支撑体上的通孔，所述第一电极的上表面设置致密电解质层，所述致密电解质层上表面设置第二电极，所述致密电解质层为多层复合结构。2.根据权利要求1所述的多层超薄电解质膜的金属支撑单体，其特征在于，所述致密电解质层至少为两层。3.根据权利要求1所述的多层超薄电解质膜的金属支撑单体，其特征在于，所述第一电极和第二电极的厚度为0.1
‑
20um。4.根据权利要求1所述的多层超薄电解质膜的金属支撑单体，其特征在于，所述致密电解质层包括ZrO2基致密电解质层和CeO2基致密电解质层。5.根据权利要求4所述的多层超薄电解质膜的金属支撑单体，其特征在于，所述ZrO2基致密电解质层的厚度为0.01
‑
10um，所述CeO2基致密电解质层的厚度为0.01
‑
10um。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚迪，胡浩然，
申请(专利权)人：北京思伟特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：