一种固体氧化物燃料电池及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109671958A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201811301979.0(22)申请日2018.11.02(71)申请人全球能源互联网研究院有限公司地址102209北京市昌平区未来科技城滨河大道18号申请人国家电网有限公司国网辽宁省电力有限公司(72)发明人田博元刘少名宋洁梁丹曦杨岑玉徐桂芝邓占锋(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人李静(51)Int.Cl.H01M4/90(2006.01)H01M8/10(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种固体氧化物燃料电池及其制备方法(57)摘要本发明属于新能源发电技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池及其制备方法。该固体氧化物燃料电池包括阳极层、阴极层和电解质层，其中，阳极层为泡沫镍，电解质层包括钼酸镧和/或镓酸镧、氧化钇稳定氧化锆、掺杂氧化铈或碱土金属铈酸盐，阴极层是亚钴酸镧基材料和/或锰酸镧基材料；本发明制备得到的电池具有面积大、厚度薄、电解质层薄膜致密的优点，同时，可以以很薄的厚度实现隔绝阴极和阳极的功能；该固体氧化物燃料电池通过磁控溅射技术制备得到，在制备过程中先以铜镍合金作为支撑物，而后通过刻蚀工艺形成泡沫镍阳极的方式，节省支撑材料，引入杂质少；通过两次镀膜制备得到电池部件，具有工艺简单的优点。CN109671958ACN109671958A权利要求书1/1页1.一种固体氧化物燃料电池，包括，阳极层，阴极层和设置于其中的电解质层，其特征在于，所述阳极层为泡沫镍；所述电解质层包括钼酸镧和/或镓酸镧，氧化钇稳定氧化锆，掺杂氧化铈或碱土金属铈酸盐；所述阴极层是亚钴酸镧基材料和/或锰酸镧基材料。2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，还包括阳极支撑体和阴极支撑体。3.根据权利要求1或2所述的固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池的厚度为0.5-100μm；所述电解质层的厚度为0.1-20μm；所述阴极层的厚度为0.1-20μm。4.一种固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，包括，(1)采用磁控溅射技术，在衬底上蒸镀电解质材料，形成电解质层；(2)在电解质层上蒸镀阴极电解质材料，形成阴极层；(3)烧结蒸镀后的衬底，然后将其固定在阴极支撑体；(4)使用铜刻蚀液刻蚀衬底，形成泡沫镍阳极层，将其固定在阳极支撑体，得到固体氧化物燃料电池。5.根据权利要求4所述固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，衬底材料为铜镍合金箔。6.根据权利要求4或5所述的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铜镍合金箔中镍的质量分数为10％-90％。7.根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铜镍合金箔的厚度为0.1-100μm。8.根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述铜镍合金箔的对角线尺寸为2.54cm-254cm。9.根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述铜镍合金箔的形状为圆形或长方形。2CN109671958A说明书1/4页一种固体氧化物燃料电池及其制备方法技术领域[0001]本发明属于新能源发电技术领域，具体涉及一种固体氧化物燃料电池及其制备方法。背景技术[0002]燃料电池是通过电化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的装置。燃料电池具有能量转化效率高、噪声小、污染小的优点。其中固体氧化物燃料电池不使用贵金属催化剂/组件，兼容氢气与甲烷、一氧化碳等含碳气体和煤气化发电，被认为是未来极具竞争力的新型发电技术。[0003]固体氧化物燃料电池核心部件由电解质、阴极和阳极构成。电解质材料要求具有很高的氧离子电导与很低的电子电导，阴极和阳极材料需要有良好的电子电导并与电解质热匹配性好。目前的主流电解质材料为钇稳定氧化锆(YSZ)或者掺杂氧化铈陶瓷；阳极材料主要为多孔镍/氧化镍；阴极材料主要为锰酸镧基和亚钴酸镧基陶瓷材料。[0004]由于固体氧化物燃料电池核心部件主要为氧化物陶瓷材料，在加工过程中难以达到很薄的厚度，而且机械强度差，容易脆裂，所以目前的固体氧化物燃料电池部件面积都比较小，而且厚度较大。发明内容[0005]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中固体氧化物燃料电池部件面积较小、厚度较大的缺陷，从而提供一种固体氧化物燃料电池及其制备方法。[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：[0007]本发明提供了一种固体氧化物燃料电池，包括，阳极层，阴极层和设置于其中的电解质层，[0008]所述阳极层为泡沫镍；[000