[发明专利]一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供的一种熔融碳酸盐燃料电池电解质隔膜及其制备方法，包括以下步骤，将多张MCFC隔膜素胚均分为若干组；将每组中的多张MCFC隔膜素胚进行切割，得到尺寸相同的MCFC隔膜素胚片；将每组中的多张MCFC隔膜素胚片进行整齐叠放，得到MCFC隔膜素胚堆；将每个MCFC隔膜素胚堆进行热压，得到成型后的MCFC隔膜素胚堆；将若干组成型后的MCFC隔膜素胚堆进行整齐叠放，得到匹配好的MCFC隔膜素胚堆；匹配好的MCFC隔膜素胚堆的各个测量点的厚度值小于等于0.2mm；将匹配好的MCFC隔膜素胚堆进行热压、干燥，得到MCFC隔膜，MCFC隔膜的重量损失率为1～3％；本发明保证了隔膜的平整性和绝缘性能，大大提高了MCFC电池堆的组装性能和放电性能。

技术领域

本发明属于发电技术领域，尤其涉及一种熔融碳酸盐燃料电池隔膜及其制备方法。

背景技术

熔融碳酸盐燃料电池((Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC)是一种工作于650℃的高温燃料电池，具有不需要贵金属作催化剂、燃料来源广、噪音低、污染物基本达到近零排放、发电效率高、可实现热电联供等优点，适合于百千瓦级至兆瓦级分布式电站或固定电站，具有良好的发展前景。

熔融碳酸盐燃料电池工作在650℃下，MCFC的结构可以分为阴极、电解质以及阳极三部分。MCFC的电解质体系由多孔的隔膜载体和碳酸盐构成，熔融的碳酸盐电解质依靠毛细作用力全部充满电解质隔膜的孔隙，碳酸盐电解质被固定在隔膜载体内形成电解质层。MCFC的核心部分是电解质隔膜，浸入电解质的隔膜起到阻隔电子与两极反应气体、导通离子的作用。MCFC隔膜的制备方法通常是将LiAlO₂与溶剂及其它功能性组分混合配置成稳定均匀的浆料，然后用流延或带铸的方法将制备的浆料做成隔膜。无论用有机溶剂还是水为溶剂制备的隔膜浆料，经过流延或带铸法制备的隔膜需要经过一定的干燥时间挥发膜中的溶剂成分成为隔膜素胚，多张隔膜素胚经过热压成为一张比较致密的隔膜。

隔膜素胚流延制备过程中存在一定的厚度误差，多张隔膜素胚热压过程中也存在一定的误差，热压成型隔膜内仍然后保持一定的溶剂，这些因素都会对组装的MCFC性能产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔融碳酸盐燃料电池电解质隔膜及其制备方法，解决了现有的熔融碳酸盐燃料电池电解质隔膜制备过程中其厚度存在误差的缺陷；本发明根据碳酸盐电解质隔膜的特性，提出了一种熔融碳酸盐燃料电池电解质隔膜质量的控制方法，通过一系列的制备过程控制和测试方法将熔融碳酸盐燃料电池隔膜的质量控制在一定水平，保证熔融碳酸盐燃料电池组装过程中的质量控制，并进一步保证熔融碳酸盐燃料电池的组装性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种熔融碳酸盐燃料电池电解质隔膜质量的控制方法，包括以下步骤，

步骤1，将多张MCFC隔膜素胚均分为若干组；将每组中的多张MCFC隔膜素胚进行切割，得到尺寸相同的MCFC隔膜素胚片；将每组中的多张MCFC隔膜素胚片进行整齐叠放，得到MCFC隔膜素胚堆；

步骤2，将每个MCFC隔膜素胚堆进行热压，得到成型后的MCFC隔膜素胚堆；

步骤3，将若干组成型后的MCFC隔膜素胚堆进行整齐叠放，得到匹配好的MCFC隔膜素胚堆，其中，匹配好的MCFC隔膜素胚堆的各个测量点的厚度值小于等于0.2mm；

步骤4，将匹配好的MCFC隔膜素胚堆进行热压，得到热压后的MCFC隔膜素胚堆；

步骤5，将热压后的MCFC隔膜素胚堆进行干燥，得到MCFC隔膜，MCFC隔膜的重量损失率为1～3％。

优选地，步骤1中，将每组中的多张MCFC隔膜素胚片进行整齐叠放，得到MCFC隔膜素胚堆，具体方法是：

在每张MCFC隔膜素胚片上任选多个测量点测量厚度；