[发明专利]固体氧化物燃料电池致密双层陶瓷连接体的制备方法

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池致密双层陶瓷连接体的制备方法。该方法包括陶瓷连接体材料的选择、连接体浆料的配方、双陶瓷连接体涂覆方式的选择及双陶瓷连接体于阳极支撑型中空板式固体氧化物燃料电池的应用。该方法选用KD‑1、三乙醇胺或聚乙二醇作为分散剂可改善粉体的分散性，提高贮存稳定性，通过改善流变行为(粘度降低)来适用于涂覆制备致密陶瓷连接体。本发明提供的双陶瓷连接体制备方法工艺简单、制备成本低、连接体结构致密、与阳极支撑体结合性高，有利于降低中空板式SOFC电堆的成本。

技术领域

本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种适于固体氧化物燃料电池用钛酸锶基材料的合成方法。

背景技术

燃料电池作为一种新型能源技术，具有高效、清洁、安全可靠等诸多优点。固体氧化物燃料电池(SOFC)除了具有高效与环境友好等燃料电池的共同优点外，由于其全固态特性，使其设计更灵活，操作更方便、且更安全可靠。由于SOFC单电池工作电压只有1V左右，在实际应用中需要利用连接体将单电池组装成电池堆以提高其输出电压和输出功率。其中平板式SOFC随着工作温度的降低主要采用合金材料作为连接体；管式SOFC由于工作温度较高，所以只能使用陶瓷材料作为连接体。由于连接体一侧为还原气氛而另一侧为氧化气氛，因此连接体材料要具有很高的稳定性；同时连接体在氧化_还原双气氛下应具有较高的电子电导率，并且还要有足够的致密度以保证电池的电压。然而，同时满足这些条件的材料是非常少的。

目前，常用的材料是掺杂的铬酸镧。它不仅在氧化-还原双重气氛下比较稳定，而且有较高的电子电导率。但是，掺杂的铬酸镧的主要缺点是烧结活性差，非常难以制备，因此不得不釆用比较昂贵的制备方法。比如：西门子_西屋公司采用等离子喷涂法，沿管轴线方向制备了宽11mm、厚0.1mm的掺杂铬酸镧连接体条。但是由于工艺复杂、成本较高，一直难以商业化。

本发明以掺杂钛酸锶层和锰酸锶镧层复合连接体替代掺杂的铬酸镧解决其烧结活性低的问题；通过选用适合的分散剂，可改善粉体的分散性，提高贮存稳定性，通过调整浆料流变特性的方式结合适合的涂覆方法提供了一种大规模生产中空板式SOFC双层致密陶瓷连接体的途径。

发明内容

本发明目的在于提供一种固体氧化物燃料电池致密双层陶瓷连接体的制备方法，其克服了现有技术的缺陷，工艺简单、连接体结构致密、与阳极支撑体结合性高，有利于降低中空板式SOFC电堆的成本。

本发明是通过选择适合的掺杂钛酸锶层，与锰酸锶镧层一起形成致密双层陶瓷连接体，采用松油醇或乙醇丁酮体系，分散剂选择KD-1、三乙醇胺或聚乙二醇，粘结剂选择聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，以实现本发明的目的。

本发明提供了一种固体氧化物燃料电池致密双层陶瓷连接体的制备方法，所述致密双层陶瓷连接体由镧锰共掺杂或钇掺杂钛酸锶层和锰酸锶镧层组成，所述镧锰共掺杂或钇掺杂钛酸锶层组成为LaxSr1-xTi1-yMnyO3(x＝0.1～0.4，y＝0.1～0.4)或Sr1-xYyTiO3(x＝0～0.2，y＝0～0.1，1-x+y≤1)，所述锰酸锶镧层组成为La0.8Sr0.2MnO3，包括以下步骤：

(1)分别配制镧锰共掺杂或钇掺杂钛酸锶浆料和锰酸锶镧浆料