[发明专利]一种固体氧化物燃料电池阳极支撑体的简易制备方法

说明书

本发明公开了一种固体氧化物燃料电池阳极支撑体的简易制备方法，包括以下步骤：陶瓷粉体预处理、浆料配制、挤压成型、埋烧脱蜡烧结阳极、功能层制备与整体调试。本发明有益效果是：在调制浆液的容器一侧设置了抽气机，可以进行调制浆液的同时启动抽气机，可以调节调制浆液的容器内部的气压，从而抽取浆液内部的气泡，避免在进行固型时内部出现气孔，增加了电池的使用效果。

技术领域

本发明涉及固体氧化物燃料电池领域，特别涉及一种固体氧化物燃料电池阳极支撑体的简易制备方法。

背景技术

阳极是固体氧化物燃料电池的重要组成部分，阳极材料的性能会直接影响固体氧化物燃料电池的性能，通常固体氧化物燃料电池阳极材料必须满足以下要求，具有良好的催化活性和高的电子导电率，具有良好的化学和热稳定性，具有合适的孔隙率，阳极支撑体除了需要满足上述阳极的要求之外，还需要具有一定的厚度和机械强度来起到支撑电解质膜的作用；

现在对固体氧化物燃料电池阳极支撑体的进行简易制备时，在浆料配制的过程中，会出现较多的气泡，导致在进行塑形时，内部存在较多的气孔，影响对电子的传输的速率，从而影响电池的使用效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种固体氧化物燃料电池阳极支撑体的简易制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种固体氧化物燃料电池阳极支撑体的简易制备方法，包括以下步骤：

S1、陶瓷粉体预处理，将陶瓷原料放入碾碎机，进行碾碎，接着对碾碎的陶瓷粉进行筛选，将一些较大的颗粒过滤掉，在放入水中开始浸泡；

S2、浆料配制，将氧化镍(NiO)、8mol％氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、石墨粉等与有机添加剂球磨混合，使用抽气机抽取配制容器内的气体，增加容器内的气压，消除浆液内的气泡；

S3、挤压成型，将制成的浆料放入挤压机内，挤压机会通过挤出机料简和螺杆间的作用，一边受热塑化，一边以螺杆向前推送，使泥料连续通过机头而制成各种截面制品；

S4、埋烧脱蜡烧结，经过烧结炉，金属电极材料和电池片表面硅在红外线的加热作用下达到材料的共晶温度，此时硅原子会进入到熔融状态的金属电极材料当中，形成合金系统，当温度下降到一定范围时，合金系统中硅原子会重新结晶，在硅片和金属电极之间形成外延层，形成良好的欧姆接触；

S5、阳极功能层制备，首先将称量好的粉体倒入球磨罐，同时倒入酒精混合球磨24h，球磨后倒出浆料，进入烘箱干燥排除酒精，再倒入相应孔径的筛中捣碎假团粒得到所需粒径的粉体，最后加入分散剂、塑化剂、造孔剂、溶剂等进行混合、搅拌、除泡后得到浆料，随后将浆料进行流延成型；

S6、整体调试，将组装完毕的电池连接电压表与电流表，进行检测数据。

优选的，所述步骤S1中原料粉尘的颗粒直径不能大于100um，浸泡时间应为3-5h。

优选的，所述步骤S2中NiO和YSZ重量比1：1，石墨粉、聚乙烯醇缩丁醛、三乙醇胺、聚乙二醇、邻苯二甲酸二正辛酯和无水乙醇的重量百分比为16-18％：2-4％：5-8％：1.5-2％：3-4％：3-4％：45-47％。

优选的，所述步骤S3中挤压机是由主机、辅机与控制系统三部分组成，浆液中的脊性材料应占80％以上。

优选的，所述步骤S2中容器内的气压应在2MPa以下。

优选的，所述步骤S4中温度低于400℃时升温速率要小于1℃/min，高温烧结过程需要4-5h。

优选的，所述步骤S2中石墨粉的重量为氧化镍和8mol％氧化钇稳定的氧化锆陶瓷粉体总重量的10％-20％。