【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池制备，具体涉及一种固体氧化物燃料电池制备方法。
技术介绍
1、固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，sofc)是将燃料中的化学能直接转化为电能的电化学装置，以具有能量转换率高、排放低、噪声低和燃料灵活性等优点，在军事装备以及大型集中供电、中型分电和小型家用热电联供等民用领域作为固定电站，以及作为船舶动力电源、交通车辆动力电源等移动电源，具有广阔的应用前景。sofc常通过多次流延、丝网印刷、烧结等工艺支撑形成，包含3层以上结构，材料制备相对简单，但由于各层结构化学成分的差别，导致在烧结过程中因热膨胀系数的差异制备完成后不可避免的产生残余应力。烧结残余应力的存在对sofc的长寿命稳定服役具有很大的影响，降低烧结残余应力是提高sofc服役可靠性的最有效方法。但由于sofc尺寸较小，且对变形要求高，无法采用后处理方法降低烧结残余应力，基于此，提出了一种烧结残余应力原位控制的固体氧化物燃料电池制备方法。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种固体氧化物燃料电池制备方法，在燃料电池制备过程中通过优化工艺流程及参数实现原位控制残余应力。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、本专利技术提供一种固体氧化物燃料电池制备方法，包括步骤：
4、(1)制备阳极支撑体浆料，并通过一次流延制备阳极支撑体，待其成型后根据尺寸要求进行裁剪；
5、(2)在裁剪后的阳极支撑体上依次通过丝网印刷阳极功能层
6、(3)在完成烧结的半电池上丝网印刷阻隔层浆料形成阻隔层，并进行烧结；
7、(4)在完成烧结的阻隔层上依次丝网印刷过渡层浆料和复合阴极层浆料形成过渡层和复合阴极层，并进行共烧结，得到固体氧化物燃料电池单电池；
8、所述步骤(2)、(3)、(4)中的烧结过程具体为：先采用多次升温的方式升温至烧结温度进行烧结，然后采用多次降温的方式降温至室温。
9、进一步地，所述步骤(1)中阳极支撑体浆料采用nio-8ysz制成，阳极支撑体的厚度为300～500μm。
10、进一步地，所述步骤(2)中阳极功能层浆料采用nio-8ysz制成，阳极功能层的厚度为15～30μm。
11、进一步地，所述步骤(2)中电解质浆料为ysz，电解质层的厚度为10～15μm。
12、进一步地，所述步骤(3)中阻隔层浆料为gdc，阻隔层的厚度为8～10μm。
13、进一步地，所述步骤(4)中过渡层浆料为lscf和gdc，lscf和gdc的质量比为1:1，过渡层的厚度为5～20μm，复合阴极层浆料采用lscf和gdc制成，lscf和gdc的质量比为1:1，复合阴极层的厚度为30～40μm。
14、进一步地，所述步骤(2)中排胶及共烧结的过程具体为：
15、首先以2～4℃/min的升温速率升温至500～550℃，保温2～5h，进行排胶；然后再以5～8℃/min的升温速率升温至1000～1100℃，保温4～10h；然后再以4～6℃/min的升温速率升温到1300～1350℃，并施加0.4～0.5mpa压力，保温1～3h；随后分三段降温：第一段保持0.4～0.5mpa压力，以2～4℃/min的降温速率缓慢降温至1000～1100℃；第二段去掉加载压力，以4～6℃/min的降温速率降温至400～500℃；第三段以自然冷却方式降温至室温。
16、进一步地，所述步骤(3)中阻隔层的烧结过程具体为：
17、首先以3～5℃/min的升温速率升温至450～500℃，保温1～5h；然后再以5～8℃/min的升温速率升温至1200～1250℃，保温3～6h；随后再分三段降温：第一段以1～3℃/min的降温速率缓慢降温至800～900℃，第二段以5～7℃/min降温速率降温至400～500℃，第三段以自然冷却方式降温至室温。
18、进一步地，所述步骤(4)中过渡层和复合阴极层的烧结过程具体为：
19、首先以3～5℃/min的升温速率升温至450～500℃，保温1～5h；然后再以5～8℃/min的升温速率升温至1050～1100℃，保温3～8h；随后再分两段降温：第一段以3～5℃/min的降温速率降温至400～500℃，第二段以自然冷却方式降温至室温。
20、本专利技术的有益效果为：
21、本专利技术提供了一种固体氧化物燃料电池制备方法，在燃料电池制备过程中通过优化工艺流程及参数实现原位控制残余应力，使表面平整度更高，装配精度提高，弹性模量增大，弯曲强度增大，失效概率降低；同时还进一步提高了电化学性能，即提高了电池稳定性，并且使电池具有低晶界电阻值和高离子导电性，从而使极化阻抗减小、峰值功率密度提高、内阻降低。
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1.一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中阳极支撑体浆料采用NiO-8YSZ制成，阳极支撑体的厚度为300～500μm。
3.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中阳极功能层浆料为NiO-8YSZ制成，阳极功能层的厚度为15～30μm。
4.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中电解质浆料为YSZ，电解质层的厚度为10～15μm。
5.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阻隔层浆料为GDC，阻隔层的厚度为8～10μm。
6.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中过渡层浆料为LSCF和GDC，LSCF和GDC的质量比为1:1，过渡层的厚度为5～20μm，复合阴极层浆料采用LSCF和GDC制成，LSCF和GDC的质量比为1:1，复合阴极层的厚度为30～40μ
7.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中阳极支撑体、阳极功能层、电解质层的排胶及共烧结过程具体为：
8.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阻隔层的烧结过程具体为：
9.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中过渡层和复合阴极层的烧结过程具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中阳极支撑体浆料采用nio-8ysz制成，阳极支撑体的厚度为300～500μm。
3.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中阳极功能层浆料为nio-8ysz制成，阳极功能层的厚度为15～30μm。
4.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中电解质浆料为ysz，电解质层的厚度为10～15μm。
5.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阻隔层浆料为gdc，阻隔层的厚度为8～10μm。
【专利技术属性】
技术研发人员：罗云，张伊漩，蒋文春，雷盼盼，董新良，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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