[发明专利]阳极/电解质半电池、阳极支撑型固体氧化物燃料电池及其制法

权利要求书

1.一种阳极/电解质半电池的制作方法，其特征在于，包括：

(1)将NiO粉体、YSZ粉体、造孔剂、分散剂溶于溶剂中并对所得混合物进行球磨，待混合均匀后，向所得浆料中加入粘结剂与增塑剂，继续球磨，对混匀的浆料进行抽真空处理后将浆料流延至聚酯薄膜上，再进行干燥后得到NiO-YSZ阳极支撑体流延片；

(2)对所述NiO-YSZ阳极支撑体流延片进行切割后再对其一侧表面进行微加工处理，以使其表面呈现正交网状结构；

(3)对步骤(2)中得到的表面处理后的NiO-YSZ阳极支撑体流延片进行预烧结；

(4)在步骤(3)所得预烧结后的NiO-YSZ阳极支撑体的修饰面涂覆纳米粉体浆料，干燥后形成阳极功能层；

(5)再于所述阳极功能层表面涂覆YSZ电解质层，再经干燥、焙烧后得到所述阳极/电解质半电池。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的NiO粉体与YSZ粉体的质量比为3:7～7:3；

优选地，所述造孔剂的用量为NiO粉体与YSZ粉体总质量的5～30％；更优选地，所述造孔剂选自高分子材料微球造孔剂中的一种或者多种；进一步优选地，所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚苯乙烯；

还优选地，所述分散剂的用量为NiO粉体与YSZ粉体总质量的0.5～5％；还更优选地，所述分散剂选自胺类分散剂中的一种或者多种；还进一步优选地，所述分散剂为三乙醇胺和/或2-氨基-2-甲基-1-丙醇；

还优选地，所述溶剂的用量为NiO粉体与YSZ粉体总质量的1～20倍；还更优选地，所述溶剂选自有机溶剂中的一种或者多种；还进一步优选地，所述有机溶剂为乙醇、二甲苯、三氯乙烯中的一种或者多种；

还优选地，所述粘结剂的用量为NiO粉体与YSZ粉体总质量的1～20％；还更优选地，所述粘结剂选自非水基粘结剂中的一种或者多种；还进一步优选地，所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸甲脂、乙基纤维素中的一种或者多种；

还优选地，所述增塑剂的用量为NiO粉体与YSZ粉体总质量的1～20％；还更优选地，所述增塑剂选自聚乙二醇、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇中的一种或者多种；

还优选地，步骤(1)中，所述球磨的时间为12～24h，继续球磨的时间为12～24h；

还优选地，步骤(1)中，所述的NiO-YSZ阳极支撑体流延片的厚度为1～10mm；

还优选地，步骤(1)中所述的干燥为于室温进行干燥。

3.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述NiO-YSZ阳极支撑体流延片切割成小圆片，所述小圆片的直径为10～50mm；

优选地，步骤(2)中采用脉冲光纤激光器对切割后的NiO-YSZ阳极支撑体流延片的一侧表面进行微加工处理，所述的脉冲光纤激光器使用功率为1～10W，频率为20～50Hz，扫描速度为100～500mm/s；

还优选地，所述正交网状结构中相邻两条平行线的间距为10～100μm。

4.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步骤(3)中，所述预烧结的温度为900～1300℃，时间为1～5h。

5.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的纳米粉体浆料的滴涂量为0.1～1mL/cm²，滴涂面积为1～10cm²；

优选地，所述的纳米粉体浆料中的纳米粉体为NiO纳米粉体和YSZ纳米粉体，NiO纳米粉体和YSZ纳米粉体的质量比为3:7～7:3；

还优选地，步骤(4)中所述的干燥为于室温进行干燥，干燥时间为30～120min。

6.根据权利要求1或2所述的制作方法，其特征在于，步骤(5)中，涂覆YSZ电解质层时所使用的YSZ电解质浆料的滴涂量为0.1～2mL/cm²，滴涂面积为1～10cm²；

优选地，步骤(5)中所述的干燥为于室温进行干燥，干燥时间为30～120min；

还优选地，步骤(5)中，所述焙烧的温度为1200～1500℃，时间为1～5h。