中温固体氧化物燃料电池阳极支撑固体电解质复合膜的制备方法

摘要

一种中温固体氧化物燃料电池阳极支撑固体电解质复合膜，其特征为：由氧化镍—氧化钇稳定氧化锆(简称NiO-YSZ)金属陶瓷阳极分别和6-10％氧化钇稳定氧化锆或氧化钪稳定氧化锆或掺杂氧化钆氧化铈(分别简称为8YSZ或SSZ或CGO)固体电解质两层组成。采用流延叠加，经等静压、共烧结制得阳极支撑固体电解质复合膜。该复合膜尺寸＞100×100mm，其中电解质厚度10-30um，阳极厚度0.5-1.5mm。本发明的最大优点是工艺过程简单，制作成本低，可制得大面积所需厚度平整的阳极支撑复合膜，特别适用于平板型固体氧化物燃料电池制备，具有良好的产业化前景。

主权项

1、一种中温固体氧化物燃料电池阳极支撑固体电解质复合膜的制备方法，其特征在于该复合膜由氧化镍-氧化钇稳定的氧化锆复合金属陶瓷阳极和重量比为6-10％氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)或氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)或掺杂氧化钆的氧化铈(CGO)电解质层两层组成，通过流延制成，复合膜面积100×100(mm)2以上，电解质厚度10-30μm，阳极厚度0.5-1.5mm，包括下述步骤：(1)将按重量比6-10％氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)、氧化钪稳定的氧化锆(SSZ)、或掺杂氧化钆的氧化铈(CGO)，分别配上丁酮和乙醇混合溶剂，三乙醇胺分散剂，球磨混匀，行星式球磨机在0-50Nz可控条件下球磨1-3小时，并且转速不等于0Nz；在NiO占40-70wt％的NiO-YSZ混合物中，配上丁酮和乙醇混合溶剂，三乙醇胺分散剂，球磨混匀，球磨条件为用行星式球磨机在0-50Nz可控条件下再球磨1-3小时，并且转速不等于0Nz；(2)将步骤(1)的两种球磨混匀后的浆料分别再配邻苯二甲酸二丁酯和聚乙烯醇塑性剂，聚乙烯醇缩丁醛粘结剂，再球磨混匀，球磨条件为用行星式球磨机在0-50Nz可控条件下再球磨2-7小时，并且转速不等于0Nz；(3)将上述步骤(2)混匀的浆料分别经60-80目筛网过筛和真空除气处理后，在流延机上按所需厚度调好刀高分别流延并层叠制成复合膜；(4)将干燥后的复合膜素坯切割成所需尺寸大小，经真空封装后再以200MPa进行等静压，然后采用热压烧结装置，排塑和烧结一次完成，排塑和烧结的条件为以30-150℃/h速率升温，在600和1400-1500℃分别保温2-6h。