[发明专利]一种氧传感器电极、具有该电极的浓差型氧传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种氧传感器电极，其特征在于，包括催化反应层和集流层，所述集流层包括集流部和引流部，集流部呈网格状形成于催化反应层上，引流部与集流部相连；所述催化反应层和集流部的材料包括金属铂和陶瓷体，且催化反应层中金属铂的重量小于陶瓷体的重量，集流部中金属铂的重量大于陶瓷体的重量；所述催化反应层用于在发生氧化还原反应的情况下产生电信号，集流层用于收集催化反应层产生的电信号，并将电信号导出。

2.根据权利要求1所述的氧传感器电极，其特征在于，所述集流层的引流部的成分与集流部成分相同。

3.根据权利要求1所述的氧传感器电极，其特征在于，所述催化反应层中金属铂占催化反应层重量百分比的5-10wt%，其余为陶瓷体。

4.根据权利要求3所述的氧传感器电极，其特征在于，所述催化反应层的陶瓷体成分包括氧化锆、氧化铝和稀土氧化物，以催化反应层陶瓷体的总重量为基准，氧化铝含量占5-20wt%，稀土氧化物含量占5-15wt%，其余为氧化锆。

5.根据权利要求4所述的氧传感器电极，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化铑和氧化镧的混合物；其中氧化铈、氧化铑、氧化镧的重量比为1：1：1或1：1：0.5。

6.根据权利要求2所述的氧传感器电极，其特征在于，所述集流层的成分包括金属铂和陶瓷体，其中金属铂占集流层重量百分比的75-95wt%的，其余为陶瓷体。

7.根据权利要求6所述的氧传感器电极，其特征在于，所述集流层的陶瓷体包括氧化锆、氧化铝、氧化硅、氧化钛和氧化锌，以集流层陶瓷体总重量为基准，氧化锆含量占50-70wt%、氧化铝含量占10-20wt%，氧化硅含量占10-20wt%，氧化钛含量占5-15wt%，氧化锌含量占5-15wt%。

8.根据权利要求1所述的氧传感器电极，其特征在于，所述催化反应层的厚度为5-50微米。

9.根据权利要求1所述的氧传感器电极，其特征在于，所述集流层集流部大小、形状与催化反应层相同，集流部网格线宽度为50-150微米，厚度为5-50微米，单一网孔面积为0.02-0.08mm²；所述引流部与氧传感器外部电路连接。

10.一种浓差型氧传感器，所述浓差型氧传感器包括加热单元、参比气基片、测氧单元，所述测氧单元包括氧化锆固体电解质基体和位于氧化锆固体电解质基体表面的电极，其特征在于，所述电极为权利要求1-9中任意一项所述的电极。

11.一种如权利要求10所述的浓差型氧传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、制备加热单元、参比气基片和氧化锆固体电解质基体的生坯；

（2）、制备测氧单元生坯，具体步骤如下：

a、分别配置催化反应层浆料和集流层浆料；

b、将催化反应层浆料涂敷于氧化锆固体电解质基体生坯两侧并烘干；

c、将集流层浆料涂敷于氧化锆固体电解质基体生坯两侧的催化反应层上并烘干得到测氧单元生坯；

（3）、将步骤（2）中制备的测氧单元生坯与步骤（1）中制备的加热单元和参比气基片的生坯组合，烧结后得到本发明的浓差型氧传感器。

12.根据权利要求11所述的浓差型氧传感器的制备方法，其特征在于，所述催化反应层浆料包括粉末体系和有机体系，粉末体系含量占整个催化反应层浆料的30-70wt%，所述粉末体系包括铂粉和陶瓷粉末，以粉末体系的总重量为基准，铂粉占粉末体系的5-10wt%，其余为陶瓷粉末。

13.根据权利要求12所述的浓差型氧传感器的制备方法，其特征在于，所述催化反应层浆料中陶瓷粉末包括氧化锆、氧化铝以及稀土氧化物粉末，以陶瓷粉末体系的总重量为基准，氧化铝占5-20wt%，稀土氧化物占5-15wt%，其余为氧化锆。

14.根据权利要求13所述的浓差型氧传感器的制备方法，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化铑、氧化镧的混合物；其中氧化铈、氧化铑、氧化镧的重量比为1：1：1或1：1：0.5。