[发明专利]一种减小固体氧化物燃料电池电解质膜形变的方法

摘要

一种减小固体氧化物燃料电池电解质膜形变的方法，它涉及一种减小电解质膜形变的方法。方法步骤：(一)制备阳极支撑体；(二)YSZ电解质浆料的制备；(三)YSZ电解质膜的印刷；(四)制备YSZ片；(五)烧结YSZ电解质膜，即得到固体氧化物燃料电池阳极支撑型YSZ电解质膜。同样0.44mm厚的电解质膜，现有方法电解质膜与阳极烧结后厚度为1.28mm；按本发明方法电解质膜与阳极烧结后电解质膜厚度为0.44mm，其表面平滑，不发生形变，为电池阴极的制备提供了有利的条件，也使电池更容易封装。本发明方法中电解质膜烧结过程增加了来自于YSZ片的压力，减少了形变，使电解质膜变得更为致密。采用本发明方法制备出的电池在开路测试过程中电压可以非常稳定地达到1.0V。

主权项

1、一种减小固体氧化物燃料电池电解质膜形变的方法，其特征在于减小固体氧化物燃料电池电解质膜形变的方法按以下步骤实现：(一)制备阳极支撑体：按重量5∶1∶3∶5的比例将NiO粉末、淀粉、无水乙醇和含有8mol％氧化钇的YSZ粉末放入磨球为玛瑙的行星式球磨机中，玛瑙球与混合物的重量比为2～5∶1，在球磨转速为150～250r/min的条件下球磨4～10h，干燥后在250～350MPa的条件下压制成厚度为0.4～0.5mm的阳极片，然后阳极片放入950～1050℃的环境中烧结1.8～2.2h，即为阳极支撑体；(二)YSZ电解质浆料的制备：将含有8mol％氧化钇、粒径为0.05～1.0μm的YSZ粉末放入磨球为玛瑙的球磨机中研磨，然后将经过球磨的YSZ细粉和有机粘结剂按4∶5的重量比放入玛瑙研钵中混合成均匀稳定的YSZ电解质浆料；(三)YSZ电解质膜的印刷：用400～440目的尼龙丝网印刷机将步骤(二)制得的YSZ电解质浆料均匀的印于步骤(一)制备的阳极支撑体的上表面，待一层电解质浆料干燥后再印下一层电解质浆料，YSZ电解质膜厚度为10～50μm；(四)制备YSZ片：将含有3mol％氧化钇的YSZ粉末进行压片，然后放入1500～1700℃的环境中烧结3.5～4.5h，经过烧结得到的YSZ片的横截面面积大于电解质膜的面积；(五)烧结YSZ电解质膜：将阳极支撑体印有电解质膜的一面向上放入马福炉中并在电解质膜上放置步骤(四)制备的YSZ片，使电解质膜面的压强为650～1310Pa，马福炉用3h升温至300～500℃，再用4h升温至500～900℃，然后用2h升温至900～1400℃，之后1400℃保温2h，再用2h降温至900～1399℃，最后冷却至室温并移去电解质膜上步骤(四)制备的YSZ片，即得到固体氧化物燃料电池阳极支撑型YSZ电解质膜。