[发明专利]一端自密封竹节管式固体氧化物燃料电池/电解池及其电池/电解池堆的制备方法

权利要求书

1.一种一端自密封竹节管式固体氧化物燃料电池/电解池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、利用支撑体粉末通过挤出成型装置制备出一端封闭一端开口的管状支撑体坯体；其中，所述管状支撑体坯体分为A区域、B区域和C区域，所述A区域对应所述管状支撑体坯体的封闭端，所述B区域对应所述管状支撑体坯体的中间区域，所述C区域对应所述管状支撑体坯体的开口端，所述支撑体粉末由不同种类的陶瓷粉末、粘结剂和造孔剂组成；

S2、在所述B区域的环形管壁表面印刷绝缘层浆料，并干燥、固化，形成绝缘层；

S3、在所述绝缘层表面沿所述管状撑体坯体轴线方向间隔印刷环状阳极汇流层浆料，并干燥、固化，形成多个环状阳极汇流层；

S4、在每一个所述环状阳极汇流层表面印刷阳极浆料，并干燥、固化，形成多个环状阳极层；

S5、在每一个所述环状阳极层表面印刷电解质浆料，并干燥、固化，形成多个环状电解质层；其中，每一个所述环状电解质层的一端覆盖对应的一个所述部分环状阳极层，另一端与部分绝缘层接触；每一个所述环状阳极汇流层与对应的一个所述环状阳极层和对应的一个所述环状电解质层形成多个单电池中间体；

S6、在所述A区域以及在多个所述单电池中间体的环状间隔处印刷连接体浆料，并干燥、固化，形成具有多个连接体的第一电池坯体中间体；其中，所述A区域的连接体覆盖所述封闭端，并部分覆盖与其相邻的所述单电池中间体的环状电解质层，所述B区域的连接体的一端与相邻的一个所述单电池中间体的环状阳极层和环状电解质接触，另一端部分覆盖另一个相邻的所述单电池中间体的环状电解质层；

S7、对所述第一电池坯体中间体进行一次预烧与一次焙烧，得到第二电池坯体中间体；

S8、在所述第二电池坯体中间体的每一个所述环状电解质层表面印刷阴极浆料，并干燥、固化，形成多个环状阴极层；其中，每一个所述环状阴极层部分覆盖对应的一个所述电解质层和对应的一个所述连接体；

S9、在每一个所述环状阴极层表面印刷阴极汇流层浆料，干燥、固化后，得到管状支撑固体氧化物燃料电池坯体；

S10、对所述管状支撑固体氧化物燃料电池坯体进行二次预烧和二次焙烧，得到一端自密封竹节管式固体氧化物燃料电池/电解池。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑体粉末中，所述陶瓷粉末由不可被氢气还的陶瓷粉末以及可被氢气还原的陶瓷粉末组成，其中，所述不可被氢气还原的陶瓷粉末包括氧化铝、莫来石、菫青石、氧化钛、氧化钙和掺杂氧化锆中的一种或几种组合，所述可被氢气还原的陶瓷粉末包括氧化镍、氧化铁、氧化钴、氧化铜中的一种或几种组合，所述不可被氢气还原的陶瓷粉末与所述可被氢气还原的陶瓷粉末的质量比为4：6～6：4；

所述粘结剂包括聚乙烯醇缩丁醛、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇中的一种或几种组合；

所述造孔剂包括碳酸氢铵、可溶性淀粉、蔗糖、聚甲基丙烯酸甲酯以及碳粉中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述陶瓷粉末和所述造孔剂的质量比为小于等于7：3；

所述粘结剂与所述陶瓷粉末和造孔剂的总质量的质量比为1：9～3：7。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管状支撑体坯体的厚度为0.5mm～3mm。