用于固体氧化物电池的电解质陶瓷膜的制备方法技术

技术编号:42909223 阅读:33 留言:0更新日期:2024-10-11 15:41
用于固体氧化物电池的电解质陶瓷膜的制备方法,采用不使用有机溶剂的干法烧结工艺,工艺步骤与条件:将电解质粉末与可纤维化粘结剂进行高速剪切混合;将粘结剂‑电解质粉末混合物进行热辊压处理至设定厚度;将电解质生坯夹于粗化介质中密封后进行热等静压处理,得具有表面粗糙度的电解质生坯后切割成所需尺寸的生坯片;电解质生坯与一次烧结辅材堆叠后进行排胶和一次烧结,得一次烧结电解质陶瓷膜;将一次烧结电解质陶瓷膜与二次烧结辅材堆叠后进行二次烧结,得到平整度良好的二次烧结电解质陶瓷膜,大大简化了生坯制备工艺,生坯粉末颗粒堆积密度的增加降低了烧结温度,配合生坯表面粗化处理,实现了生坯叠烧不粘结的效果,进一步增加了生产效率;具有制备的电解质陶瓷膜致密度高、断裂强度高、高温离子电导率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,尤其涉及一种用于固体氧化物电池的电解质陶瓷膜的制备方法


技术介绍

1、固体氧化物电池(socs)是具有固体氧化物电解池(soecs)和固体氧化物燃料电池(sofcs)双重功能的固体陶瓷器件。soecs将可再生太阳能和风能储存在氢燃料中;sofcs将氢、天然气和其他碳氢化合物等燃料的化学能转化为电能。根据支撑体类型,socs可分为金属支撑型、阴极支撑型、电解质支撑型和阳极支撑型四类。其中电解质支撑型socs由于具有良好的抗热循环和抗氧化还原性能而被广泛关注和研究,电解质支撑体主要使用氧化钇稳定氧化锆(ysz)和氧化钪稳定氧化锆(scsz)等的烧结陶瓷膜。电解质支撑socs基本结构为:阴极/电解质陶瓷膜/阳极,其中电解质支撑socs一般是在制备好的电解质陶瓷膜两面分别印刷阴极、阳极浆料后烧结得到。

2、业内大部分电解质支撑型socs用的电解质陶瓷膜采用流延烧结法制备,如专利号cn200510121311.4、cn202010544090.6、cn202311347983.1中公开的流延烧结法制备电解质陶瓷膜,均经过流延浆料制备、流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于固体氧化物电池的电解质陶瓷膜的制备方法,针对流延烧结法制备电解质陶瓷膜使用有毒有机溶剂、烧结时间长、烧结温度高、工艺流程繁琐和效率低等问题,其特征在于采用不使用有机溶剂的干法烧结工艺,具体工艺步骤与条件如下:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述电解质粉末为(Y2O3)0.08(ZrO2)0.92(8YSZ)、(Sc2O3)0.10(CeO2)0.01(ZrO2)0.89(ScSZ)、Ce1-xGdxO2-x/2(GDC)、Ce1-xSmxO2-x/2(SDC)、La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ(LSGM)和BaCe1-x-yZrxMyO3-δ(M=...

【技术特征摘要】

1.用于固体氧化物电池的电解质陶瓷膜的制备方法,针对流延烧结法制备电解质陶瓷膜使用有毒有机溶剂、烧结时间长、烧结温度高、工艺流程繁琐和效率低等问题,其特征在于采用不使用有机溶剂的干法烧结工艺,具体工艺步骤与条件如下:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述电解质粉末为(y2o3)0.08(zro2)0.92(8ysz)、(sc2o3)0.10(ceo2)0.01(zro2)0.89(scsz)、ce1-xgdxo2-x/2(gdc)、ce1-xsmxo2-x/2(sdc)、la1-xsrxga1-ymgyo3-δ(lsgm)和bace1-x-yzrxmyo3-δ(m=in,y,gd,sm)中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述可纤维化粘结剂为聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶和羧甲基纤维素中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述步骤s1中可纤维化粘结剂含量为0.1~10%,电解质粉末混料为90~99.9%。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法,其特征是所述步骤s1中粘结剂与电解质混合设备为气流破碎机、球磨机、粉碎机、螺杆挤出机和开炼机中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述步骤s2中热辊压处理为使用电动对辊机进行多次热辊压处理,热辊压处理的温度为30~100℃。

7.根据权利要求1或6所述的制备方法,其特征是所述步骤s2中电解质生坯设定厚度为30~250μm。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述步骤s3中粗化介质为乳化玻璃、硫酸纸、不锈钢板和磨砂亚克力板中的至少一种,粗化介质的表面粗糙度为0.5~1.2μm。

9.根据权利要求1或8所述的制备方法,其特征是所述步骤s3中等静压方式为热等静水压或模压,热等静压处理压力为30~100mpa,温度为30~100℃,保压时间为20~100min。

10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征是所述步骤s4中电解质生坯与一次烧结辅材堆叠结构包含...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗远松刘瑛辛小超江一凡徐磊
申请(专利权)人:紫金矿业集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1