[发明专利]一种高温氧化物离子导体电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高温氧化物离子导体电池及其制备方法。所述方法包括以下步骤：(1)将阳极粉体与粘结剂和溶剂混合练泥制备成坯体，用膜包裹所述坯体，静置，用模具进行挤压，得到阳极支撑体；将第一粘结剂溶液、分散剂溶液以及电解质混合，得到电解质浆料；(2)将步骤(1)所述阳极支撑体预烧结后，将步骤(1)所述电解质浆料涂覆在预烧后的阳极支撑体表面，将涂覆后的阳极支撑体悬吊于耐火材料上或者平置与由同种氧化物离子导体材料制备的平板式衬体上，两阶段加热后降温，得到半电池，涂覆阴极材料并烧结阴极涂层，得到所述高温氧化物离子导体电池。本发明提供的制备方法可用于制备大面积管式或者平板式高温氧化物离子导体电池。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种高温氧化物离子导体电池及其制备方法，尤其涉及一种平板式或管式高温氧化物离子导体电池及其制备方法。

背景技术

目前欧洲多国、中国等的车企陆续颁布2030年停售燃油车计划。开发新能源车载电池技术势在必行。目前车载新能源电池技术主要为动力锂电池和低温氧化物离子膜燃料电池两种。前者在技术成熟度上有优势，但是存在充电时间长，液态电解质的安全性问题，及续航里程达不到预期的瓶颈。

低温(工作温度约为25-150℃)有机氧化物离子膜燃料电池技术可以直接利用氢气发电，产物是水，有效解决充电时间，安全性和续航里程问题，但是因为低温热力学及动力学上的限制，该技术使用的催化剂目前主要依赖铂金等贵金属，同时对氢气纯度要求极高(99.999％)，少量如几十到几百ppm一氧化碳杂质即可毒化铂金催化剂带来性能的衰减。

高温(工作温度约为450-850℃)氧化物离子导体电池，在近十年来迅速引起人们的关注。高温氧化物离子导体电池相比低温有机氧化物离子膜燃料电池技术,具有更高的燃料灵活性和更高的抗CO毒化能力。同时无需使用贵金属。高温氧化物离子导体电池的可逆应用为高温氧化物离子导体电解池，可用来电解水制备干纯氢。

虽然高温氧化物离子导体电池及可逆应用具有诸多优点，制备大面积高温氧化物离子导体电池工艺要求难度较大。

CN111416138A公开了一种氧化物离子导体电池及其制备方法，所述氧化物离子导体电池的制备方法，利用现有的化合物添加烧结助剂、分散剂、溶剂、增塑剂和粘结剂制成电解质浆料，在电解质浆料中添加造孔剂制成电极侧浆料，之后流延成型或流延-叠压成型，得到生坯，之后进行烧结，生坯内进行原位固相反应，生成BaZr_xCe_1-x-yM_yO_3-δ，之后进行采用浸渍制备阳极层，采用浸渍法或浆料涂覆法制备阴极层。

CN111819721A公开了氧化物离子导体电池及其制造方法。其制备方法包括：在由BaZr_xCe_1-x-zY_zO₃(x＝0.1～0.8，z＝0.1～0.25，x+z≤1.0)构成的电解质与阴极之间，形成膜厚在1～100nm的范围的薄膜；所述薄膜由电子传导性氧化物构成。电子传导性氧化物的薄膜通过溅射法或溶胶-凝胶法形成。

但是上述方法均不适宜进行大面积生产。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高温氧化物离子导体电池及其制备方法。本发明提供的制备方法适用于制备大面积管式或平板式高温氧化物离子导体电池。所高温氧化物离子导体电池是指工作温度在450-850℃的氧化物离子导体电池。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种高温氧化物离子导体电池的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将阳极粉体制备成坯体，用膜包裹所述坯体，静置，用模具进行挤压，得到挤出阳极支撑体；将第一粘结剂溶液、分散剂溶液以及电解质混合，得到电解质浆料；