[发明专利]用于电化学电池的阳极和用于制造包含此类阳极的电化学电池的方法

权利要求书

1.一种用于电化学电池的电极，其中，电极平坦地施加在固体氧化物电解质的表面，并且阴极平坦地施加在与所述电极相对的所述固体氧化物电解质的表面，以及

所述电极的基材为复合材料，所述复合材料的金属的催化活性成分包含镍相，所述镍相由NiO形成，所述镍相通过在含氢气氛中还原NiO而作为电极原料的成分；以及，

所述复合材料的陶瓷成分包含掺杂的铈氧化物和尖晶石，所述尖晶石包含具有化学式(Cu_xNi_1-x)_y(Mn_1-zM'_z)₂O₄的尖晶石，其中0x≤1.0，0.8≤y≤1.2，0≤z≤1，M'=Fe、Co或Cr；其中

所述电极为固体氧化物燃料电池中的阳极。

2.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述尖晶石以0.01体积%至15体积%的比例存在于电极材料中。

3.如权利要求1所述的电极，其特征在于，用稀土金属的氧化物稳定所述铈氧化物。

4.如权利要求3所述的电极，其特征在于，所述稀土金属的氧化物选自钆氧化物或钐氧化物。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电极，其特征在于，所述电极由多层结构形成，其中，各层通过材料-材料结合而彼此连接并且具有不同的黏稠度和孔隙度；相比存在于所述电极中的至少一个另外的层，在所述电解质表面上形成的第一层具有较低的孔隙度、较小比例的镍和较小比例的尖晶石。

6.如权利要求1-4中任一项所述的电极，其特征在于，所述电极包括至少三层，其中第一层的孔隙度不大于15%，镍的比例为0-15体积%但不等于0，且尖晶石的比例为0-10体积%但不等于0；以及第二层的孔隙度为至少30%，镍的比例为20体积%至70体积%，且尖晶石的比例为0-15体积%但不等于0；以及第三层的孔隙度为至少30%，镍的比例为70-100体积%但不等于100体积%，且尖晶石的比例为0-5体积%但不等于0。

7.如权利要求1-4中任一项所述的电极，其特征在于，所述电极的总厚度为0-100μm，但不等于0。

8.一种制造具有如权利要求1-7中任一项所述的电极的电化学电池的方法，其特征在于，将粘性悬浮液以恒定的层厚度施加到载体的表面，其中，在所述粘性悬浮液中存在有复合材料和至少一种液体，所述复合材料中的金属的催化活性成分包含由NiO形成的镍相，所述镍相通过在含氢气氛中还原而作为电极原料的成分，以及所述复合材料中的陶瓷成分包含含有掺杂的铈氧化物和尖晶石的粉末混合物，所述尖晶石包含具有化学式(Cu_xNi_1-x)_y(Mn_1-zM'_z)₂O₄的尖晶石，其中0x≤1.0，0.8≤y≤1.2，0≤z≤1，M'=Fe、Co或Cr；以及随后进行热处理，在所述热处理中除去液体和/或有机成分，实现烧结，并同时形成与所述载体的相应表面的材料-材料结合；并且由所述方法制造固体氧化物燃料电池的阳极。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述热处理中保持最高温度为1250℃。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在进行所述热处理之前，通过丝网印刷、旋涂、湿粉喷涂、刮刀法、喷墨印刷或3D打印，将所述悬浮液施加到所述载体的表面。

11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在进行所述热处理之前，通过连续施加和干燥，将各自具有不同黏稠度的多个层在所述载体的表面上彼此叠置。