一种SOFC电池及其制备方法发明专利

专利名称：一种SOFC电池及其制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210358894.6

专利申请（专利权）人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司
权利人地址：山东省淄博市高新区裕民路128号

专利发明（设计）人：宋涛,马腾飞,张晓丽,李小勇,赵世凯,徐传伟,陈大明,李洪达,张晓娇

专利摘要：本发明公开了一种SOFC电池，包括过滤层、功能层，以及连接过滤层、功能层的支撑体；所述功能层包括阳极功能层、电解质层、阴极功能层；所述阳极功能层、阴极功能层通过电解质层连接；所述阳极功能层与所述支撑体连接；所述SOFC电池工作时，燃气先与所述过滤层接触后再与支撑体接触；所述支撑体的孔隙率为25‑35％，支撑体强度为大于20MPa；以及SOFC电池制备方法；通过过滤层利用SOFC电池工作时的温度实现对燃气中的S元素在过滤层的截留及积碳问题的前置处理，既不降低支撑体的燃气导气效率，又有效降低了支撑体与阳极功能层的硫化物的毒化、积碳问题，且没有明显增加电池的制作成本。

主权利要求：
1.一种SOFC电池，其特征在于，包括过滤层、功能层，以及连接过滤层、功能层的支撑体；所述功能层包括阳极功能层、电解质层、阴极功能层；所述阳极功能层、阴极功能层通过电解质层连接；所述阳极功能层与所述支撑体连接；
所述SOFC电池工作时，燃气与过滤层接触后再与支撑体接触;所述支撑体的孔隙率为25‑35%，支撑体强度为大于20Mpa；所述过滤层包括第一过滤层、第二过滤层；
所述第一过滤层与所述支撑体一面连接；
所述第一过滤层的孔径大小小于所述第二过滤层的孔径大小；
所述支撑体的孔径大小大于第一过滤层的孔径大小；
所述支撑体80%以上的孔隙的孔径为3‑6μm，所述第一过滤层80%以上的孔隙的孔径≤
0.2μm，所述第二过滤层80%以上的孔隙的孔径为3‑30μm；
所述支撑体厚度为0.5‑6mm；所述第一过滤层、第二过滤层厚度均为10‑50μm；所述过滤层的孔隙率大于支撑体的孔隙率；所述第一过滤层的孔隙率≥30%；所述第二过滤层的孔隙率≥35%。
2.根据权利要求1所述的SOFC电池，其特征在于，所述过滤层包括氧化锆、氧化镍、氧化锌、烧结助剂；所述烧结助剂为氧化钙和/或氧化镁。
3.根据权利要求1所述的SOFC电池，其特征在于，所述支撑体与过滤层连接面的截面为环形。
4.一种制备权利要求1‑3任意一项所述的SOFC电池制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备支撑体泥料，所述支撑体泥料包括：氧化锆、氧化钇、造孔剂、第一分散剂；还包括氧化镍和/或Ni复合氧化物；
所述支撑体泥料经过成型、烧结制备得到支撑体；
制备第一过滤层料浆，将所述第一过滤层料浆涂覆在支撑体一面；
将所述支撑体远离第一过滤层的一面依次涂覆阳极功能层料浆、电解质层料浆、阴极功能料浆层，然后烧结，即得。
5.根据权利要求4所述的一种SOFC电池制备方法，其特征在于，在所述支撑体远离第一过滤层的一面涂覆阳极功能层料浆之前，在所述第一过滤层远离支撑体的一面涂覆第二过滤层料浆。
6.根据权利要求5所述的一种SOFC电池制备方法，其特征在于，所述支撑体泥料中固体颗粒大小D50为5‑10μm；
所述第一过滤层料浆中固体颗粒大小D50为0.1‑5μm；
所述第二过滤层料浆中固体颗粒大小D50为8‑12μm。
7.根据权利要求4所述的一种SOFC电池制备方法，其特征在于，所述造孔剂为碳粉、淀粉、石墨等一种或者几种；
所述造孔剂质量占所述支撑体泥料总质量的0.1‑15%；
和/或
所述分散剂为聚十二内酰胺、丙烯腈‑EPDM橡胶‑苯乙烯共聚物、共聚脂、聚甲醛中的一种或多种，所述第一分散剂分子量为4000‑8000。
8.根据权利要求6所述的一种SOFC电池制备方法，其特征在于，所述第一过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂；还包括除碳剂，所述除碳剂为氧化镍和/或Ni复合氧化物;所述烧结助剂为氧化钙和/或氧化镁；
所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂与除碳剂的质量比为（60‑
65）：（1‑10）：（4‑10）：（20‑30）、（0.1‑5）：（0.1‑5）；
所述第一表面活性剂分子量为2000‑5000；
所述第一过滤层料浆的粘度为10‑60mPa•S；
和/或
所述第二过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂；还包括除碳剂，所述除碳剂为氧化镍和/或Ni复合氧化物;所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂与除碳剂的质量为（30‑55）：（5‑30）：（1‑10）：（30‑
40）：（0.5‑15）：（3‑20）：（5‑20）；
所述第二表面活性剂分子量为4000‑10000；
所述第二过滤层料浆的粘度为30‑80mPa•S。 说明书 : 一种SOFC电池及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及固体氧化物燃料电池领域，具体涉及了固体氧化物燃料电池中燃气过滤纯化重整领域。背景技术[0002] 固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料中的化学能直接转化为电能的能源转化装置，固体氧化物燃料电池一般由支撑体、功能层组成，支撑体、或者功能层与金属连接体配合形成电池结构，可以用于便携式电源、热电联供以及大型发电系统，其效率高，无污染，燃料选择范围广，应用前景广阔，是未来氢能产业、电力行业根基型的核心技术之一。通过SOFC可以实现燃料与电力的高效快速转换，是一种重要的低碳能源技术。[0003] SOFC商业化进程中重点需要解决的是其使用寿命与成本问题，并在基础上提高电性能；[0004] 传统的燃料电池使用过程中由于存在的硫化物的毒化、积碳问题，为了降低上述问题对电池的影响，提高电池的使用寿命，一般采用增加支撑体或者阳极的厚度，或者采用增加多级燃气过滤装置将燃气处理后再进入电池，但存在阳极电极或者支撑体的加厚成本提高，单位面积的利用效率并没有提高的问题，实际过滤效果和使用寿命并没有明显改善；而增加多级燃气过滤装置，由于除去燃气中的S元素需要加热进行化学反应，因此需要增加能源的损耗，从而导致制作成本以及运行成本均明显提高。[0005] 因此如何解决燃料电池支撑体、阳极功能层出现的硫化物的毒化、积碳问题，明显提高固体燃料电池的使用寿命，同时不明显提高成本，成为本领域的一个难题。发明内容[0006] 本发明目的在于，解决了SOFC燃料电池支撑体、阳极功能层出现的硫化物的毒化、积碳问题，且不明显提高加工成本；提供了一种SOFC电池，包括过滤层、功能层，以及连接过滤层、功能层的支撑体；所述功能层包括阳极功能层、电解质层、阴极功能层；所述阳极功能层、阴极功能层通过电解质层连接；所述阳极功能层与所述支撑体连接；所述SOFC电池工作时，燃气与所述过滤层接触后再与支撑体接触；所述支撑体的孔隙率为25‑35％，支撑体强度为大于20Mpa；以及一种SOFC电池的制备方法；通过过滤层利用SOFC电池工作时的温度实现对燃气中的S元素在过滤层的截留，通过过滤层结构，提高过滤层结构内的水蒸汽含量，抑制积碳反应，同时又可将生成的少量碳与Ni反应，产生NiC,将积碳反应提前到过滤层中，即在支撑体和阳极功能层外，有效保护支撑体和阳极功能层，该发明既不降低支撑体的燃气导气效率，又有效降低了支撑体与阳极功能层的硫化物的毒化、积碳问题，且没有明显增加电池的制作成本。[0007] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：[0008] 根据本发明一个方面提供了一种SOFC电池，包括过滤层、功能层，以及连接过滤层、功能层的支撑体；所述功能层包括阳极功能层、电解质层、阴极功能层；所述阳极功能层、阴极功能层通过电解质层连接；所述阳极功能层与所述支撑体连接；所述SOFC电池工作时，所述燃气与过滤层接触后再与支撑体接触；所述支撑体的孔隙率为25‑35％，支撑体强度为大于20Mpa；所述支撑体厚度为0.5‑6mm，优选厚度为0.5‑2mm；所述功能层与过滤层不接触；[0009] 优先所述电解质层和阴极功能层之间设有阻隔层，所述阻隔层有利于阻挡电解质层和阴极功能层之间发生化学反应，降低发电性能。[0010] 本发明相对于现有技术的有益效果在于，通过所述支撑体中孔隙作为燃气通道；通过支撑体远离功能层一面连接过滤层，实现SOFC电池工作时利用电池的工作温度将燃气中S元素、产生的积碳与过滤层中的物质反应达到过滤截留目的，实现进入支撑体以及阳极功能层的燃气中不含有S元素，且积碳含量明显减少，避免了支撑体以及功能层出现硫化物的毒化，明显降低了积碳问题，且过滤层的单位面积使用时间长于支撑体进行过滤时单位面积的使用时间，因此既不影响支撑体的燃气通过效率、支撑体的强度以及导电性能，同时延长了电池的使用寿命；[0011] 同时支撑体无需考虑硫化物的毒化、积碳问题，孔隙率只要满足燃气的通过效率即可，因此孔隙率对支撑体的强度影响较低，附着有过滤层的支撑体厚度相对于没有附着过滤层的支撑体厚度可以降低；且过滤层强度低于支撑体，且不具有导电性，因此通过支撑体表面附着过滤层实现对燃气过滤的方案，不会明显增加电池的成本。[0012] 进一步的，所述过滤层包括第一过滤层、第二过滤层；所述第一过滤层与所述支撑体一面连接；所述第一过滤层的孔径大小小于所述第二过滤层的孔径大小；所述支撑体的孔径大小大于第一过滤层的孔径大小；优选第二过滤层的孔径大小大于支撑体的孔径大小；[0013] 所述支撑体80％以上的孔隙的孔径为3‑6um，所述第一过滤层80％以上的孔隙的孔径≤0.2um，所述第二过滤层80％以上的孔隙的孔径为3‑30um；[0014] 所述第一过滤层、第二过滤层厚度均为10‑50um。[0015] 采用上一步技术方案的有益效果在于，通过所述支撑体的孔径大小大于第一过滤层的孔径大小，实现燃气有足够时间在过滤层进行反应，将燃气中S元素、产生的积碳截留在过滤层，避免了燃气在过滤层过滤不充分；[0016] 通过所述第一过滤层的孔径大小小于所述第二过滤层的孔径大小，燃气先与第二过滤层接触，含S、含C气体在第二过滤层反应被第二过滤层过滤，因此避免了含S、含C气体在第一过滤层反应，避免了第一过滤层在使用过程中出现由于碳堆积堵塞现象，因为第二过滤层的孔径大，因此整体过滤层的单位面积使用时间要明显高于支撑体未经过滤时的单位面积使用时间，因此明显高了整体SOFC电池的使用寿命。[0017] 进一步的，所述过滤层的孔隙率大于支撑体的孔隙率；所述第一过滤层的孔隙率≥30％；所述第二过滤层的孔隙率≥35％，优选所述第二过滤层的孔隙率为≥40％。[0018] 采用上一步技术方案的有益效果在于，所述过滤层的孔隙率大于支撑体的孔隙率，既增加了燃气与过滤层的接触面积有利于实现过滤层对燃气中S元素、积碳的过滤处理效率，同时又有利于提高过滤层的使用寿命，从而提高电池的使用寿命。[0019] 进一步的，所述过滤层包括氧化锆、氧化镍、氧化锌、烧结助剂；所述烧结助剂为氧化钙和/或氧化镁中。[0020] 采用上一步技术方案的有益效果在于，通过所述过滤层中包括氧化锆，膨胀系数与支撑体膨胀系数相近，有利于与支撑体结合牢固，避免了过滤层与支撑体分离；[0021] 通过所述过滤层包括氧化锌，实现电池在使用过程中燃气通过过滤层时，燃气中S元素利用电池工作时温度与过滤层中的氧化锌反应并留在过滤层中，燃气进入支撑体中时，燃气中的S元素被过滤掉；通过所述过滤层包括烧结助剂，既能实现过滤层烧结时温度，可以实现过滤层与功能层同时烧结，有利于节约成本、提高了结合强度，同时又实现电池在使用过程中，通过过滤层结构，提高过滤层结构内的水蒸汽含量，抑制积碳反应，同时又可将生成的少量碳与Ni反应，生产NiC,将积碳反应提前到过滤层中，即在支撑体和阳极功能层外，有效保护支撑体和阳极功能层，同时燃气中的C颗粒又被过滤留在过滤层；从而避免了支撑体阳极功能层硫化物的毒化、集碳的问题。[0022] 进一步的，所述支撑体与过滤层连接面的截面为环形；优选所述支撑体为管状结构，所述过滤层附着在管状结构的内表面。[0023] 根据本发明另一个方面提供了一种SOFC电池制备方法，包括以下步骤：[0024] 制备支撑体泥料，所述支撑体泥料包括：氧化锆、氧化钇、造孔剂、分散剂、第一溶剂；还包括氧化镍和/或Ni复合氧化物；[0025] 所述支撑体泥料经过成型、烧结制备得到支撑体；[0026] 制备第一过滤层料浆，将所述第一过滤层料浆涂覆在支撑体一面；[0027] 将所述支撑体远离第一过滤层的一面依次涂覆阳极功能层料浆、电解质层料浆、阴极功能层料浆，然后烧结，即得；优选所述过滤层料浆与所述功能层同时烧结。[0028] 本发明相对于现有技术的有益效果在于，通过支撑体泥料包括氧化锆、氧化钇、氧化镍、造孔剂，实现支撑体中孔径大小以及孔隙率能够有效通过燃气，从而实现燃气通过支撑体中孔隙达到阳极功能层，既支撑体即具有支撑作用同时具有燃气通道作用；所述氧化镍形成可导电的网络结构，使支撑体具备导电性能；通过所述第一过滤层料浆涂覆在支撑体一面，实现过支撑体远离功能层一面连接过滤层，从而实现SOFC电池工作时利用电池的工作温度将通过过滤层燃气中S元素、燃气重整产生的积碳与过滤层中的物质反应并过滤留在过滤层，实现进入支撑体以及阳极功能层的燃气中不含有S元素，且燃气中重整产生的碳明显大幅度降低，避免了支撑体以及功能层出现硫化物的毒化、积碳问题，且过滤层的单位面积使用时间长于支撑体进行过滤时单位面积的使用时间，因此既不影响支撑体的燃气通过效率、支撑体的强度以及导电性能，同时延长了电池的使用寿命；[0029] 支撑体无需考虑硫化物的毒化、积碳问题，孔隙率只要满足燃气的通过效率即可，因此孔隙率对支撑体的强度影响较低，附着有过滤层的支撑体厚度相对于没有附着过滤层的支撑体厚度可以降低；且过滤层强度低于支撑体，且不具有导电性，因此通过支撑体表面附着过滤层实现对燃气过滤的方案，且不会明显增加电池的成本。[0030] 进一步的，在所述支撑体远离第一过滤层的一面涂覆阳极功能层料浆之前，在所述第一过滤层远离支撑体的一面涂覆第二过滤层料浆。[0031] 采用上一步技术方案的有益效果在于，通过在所述第一过滤层远离支撑体的一面涂覆第二过滤层料浆，实现第一过滤层远离支撑体的一面连接有第二过滤层。[0032] 进一步的，所述支撑体泥料中固体颗粒大小D50为5‑10um；固体颗粒大小D50为0.5‑5um；[0033] 所述第一过滤层料浆中固体颗粒大小D50为0.1‑5um；[0034] 所述第二过滤层料浆中固体颗粒大小D50为8‑12um。[0035] 采用上一步技术方案的有益效果在于，有利于实现所述第一过滤层的孔径大小小于所述第二过滤层的孔径大小；所述支撑体的孔径大小大于第一过滤层的孔径大小；[0036] 从而实现燃气有足够时间在过滤层进行反应，将燃气中S元素、产生的积碳充分留在过滤层，避免了燃气在过滤层过滤不充分；[0037] 且燃气先与第二过滤层接触，含S元素、C元素的燃气与第二过滤层反应被第二过滤层过滤，因此避免了S元素、C元素与第一过滤层反应，避免了第一过滤层在使用过程中出现由于碳堆积堵塞现象，因为第二过滤层的孔径大小大，因此整体过滤层的单位面积使用时间要明显高于支撑体未经过滤时的单位面积使用时间，因此明显高了整体SOFC电池的使用寿命。[0038] 进一步的，所述造孔剂为碳粉、淀粉、石墨等一种或者几种；[0039] 所述造孔剂质量占所述支撑体泥料总质量的1‑15％；和/或所述分散剂为聚十二内酰胺、丙烯腈‑EPDM橡胶‑苯乙烯共聚物、共聚脂、聚甲醛中的一种或多种，所述第一分散剂分子量为4000‑8000。[0040] 采用上一步技术方案的有益效果在于，所述造孔剂质量占所述第一支撑体泥料总质量的1‑15％，支撑体既能实现燃气有效通过支撑体，同时又不明显降低支撑体强度，无需增加支撑体的厚度；所述分散剂为聚十二内酰胺、丙烯腈‑EPDM橡胶‑苯乙烯共聚物、共聚脂、聚甲醛中的一种或多种，所述第一分散剂分子量为4000‑8000，既能起到支撑体泥料混合均匀以及粘结作用，同时又能实现能在烧结后支撑体内留下孔隙大小在3‑6um的孔隙，有利于在不提高造孔剂添加量同时增加支撑体的大孔数量，间接提高了支撑体强度；[0041] 既支撑体具有较高较好的导电性，支撑体中氧化镍含量至少要高于30％，且由于需要满足强度需求，因此造孔剂不能超过所述第一支撑体泥料总质量的15％，但是为了满足达到孔隙率25‑35％，且孔隙大，因此通过所述第一分散剂分子量，在实现泥料分散粘结的同时又有利于在不降低支撑体强度以及导电性的前提下提高支撑体中大孔的孔隙率。[0042] 进一步的，所述第一过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂；还包括除碳剂，所述除碳剂为氧化镍和/或Ni复合氧化物；[0043] 所述烧结助剂为氧化钙和/或氧化镁；[0044] 所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂与除碳剂的质量比为(60‑65)：(1‑10)：(4‑10)：(20‑30)、(0.1‑5)：(0.1‑5)；[0045] 所述第一表面活性剂分子量为2000‑5000；[0046] 所述第一过滤层料浆的粘度为10‑60mPa·S；[0047] 和/或[0048] 所述第二过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂；还包括除碳剂，所述除碳剂为氧化镍和/或Ni复合氧化物；所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂与除碳剂的质量比为(30‑55)：(5‑30)：(1‑10)：(30‑40)：(0.5‑15)：(3‑20)：(5‑20)；[0049] 所述第一表面活性剂分子量为4000‑10000；[0050] 所述第一过滤层料浆的粘度为30‑80mPa·S；[0051] 所述第一表面活性剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸氨或聚丙烯酸一种或几种；所述第二表面活性剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸氨或聚丙烯酸一种或几种；优选第二表面活性剂还包括纤维素和/或纤维素钠。[0052] 采用上一步技术方案的有益效果在于，所述第一表面活性剂、第二表面活性剂既能实现第一过滤层浆料、第二过滤层浆料分散均匀同时在第一过滤层、第二过滤层在烧结后，其挥发形成与分子量相适应的孔隙；[0053] 通过第一表面活性剂的分子量小于第二表面活性剂的分子量，以及第二过滤层料浆中包括造孔剂，实现第二过滤层中孔径大于第一过滤层中孔径；[0054] 通过所述第一过滤层料浆中烧结助剂质量以及氧化镍和/或者Ni复合氧化物含量低于第二过滤层料浆中烧结助剂质量以及氧化镍和/或者Ni复合氧化物含量，进一步有利于实现含S元素、C元素与第二过滤层反应被第二过滤层过滤，从而避免了S元素、C元素与第一过滤层反应，避免了第一过滤层在使用过程中出现由于碳堆积堵塞现象。具体实施方式[0055] 为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。[0056] 实施例1：[0057] 本实施例一个方面提供了一种SOFC电池，包括支撑体、过滤层、功能层；所述过滤层、功能层分别固定于支撑体两侧；所述过滤层与支撑体远离功能层的一面连接；所述功能层包括阳极功能层、电解质层、阴极功能层；所述阳极功能层、阴极功能层通过电解质层连接；所述阳极功能层远离电解质层一面与所述支撑体远离过滤层一面连接；所述SOFC电池工作时，所述过滤层与燃气接触；燃气经过过滤层过滤后通过支撑体内的孔隙到达阳极功能层表面；所述过滤层包括第一过滤层、第二过滤层；所述第一过滤层与所述支撑体一面连接；[0058] 所述支撑体的孔隙率为30％，支撑体强度为20Mpa；所述支撑体厚度为1.5mm；[0059] 所述第一过滤层的孔径大小小于所述第二过滤层的孔径大小；所述支撑体的孔径大小大于第一过滤层的孔径大小；第二过滤层的孔径大小大于支撑体的孔径大小；[0060] 具体所述支撑体90％以上的孔隙的孔径为4.5um，所述第一过滤层90％以上的孔隙的孔径≤0.1um，所述第二过滤层90％以上的孔隙的孔径为16um；[0061] 所述过滤层的孔隙率大于支撑体的孔隙率；所述第一过滤层的孔隙率30％；所述第二过滤层的孔隙率为40％。所述第一过滤层、第二过滤层厚度均为30um。[0062] 所述过滤层包括氧化锆、氧化镍、氧化锌、氧化钙；[0063] 所述过滤层与功能层不接触；所述支撑体为管状结构，所述支撑体内管状结构沿径向内表面与第一过滤层连接，管状结构沿径向外表面与阳极功能层连接；所述支撑体与过滤层连接面的截面为环形；所述支撑体的厚度为管状结构的壁厚，既管状结构壁厚为1.5mm。[0064] 根据本实施例另一个方面提供了一种SOFC电池制备方法，包括以下步骤：[0065] 制备支撑体泥料，所述支撑体泥料包括：氧化锆、氧化钇、造孔剂、分散剂、第一溶剂、氧化镍；[0066] 所述支撑体泥料中固体颗粒大小D50为7um；所述造孔剂为石墨；[0067] 所述造孔剂质量占所述第一支撑体泥料总质量的7.5％；所述分散剂为丙烯腈‑EPDM橡胶‑苯乙烯共聚物，所述第一分散剂分子量为6000；[0068] 所述支撑体泥料经过成型、烧结制备得到支撑体；所述支撑体最终烧结温度为1000‑1200℃；所述300‑600℃升温速率为3℃/min，所述600‑1200℃升温速率为8℃/min；[0069] 制备第一过滤层料浆，将所述第一过滤层料浆涂覆在支撑体一面；[0070] 制备第二过滤层料浆，所述第一过滤层远离支撑体的一面涂覆第二过滤层料浆；[0071] 所述第一过滤层料浆中固体颗粒大小D50为2um；[0072] 所述第二过滤层料浆中固体颗粒大小D50为10um；[0073] 所述第一过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂、氧化镍；所述烧结助剂为氧化钙；所述第一溶剂为乙醇；[0074] 所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂质量、第一溶剂、第一表面活性剂与氧化镍质量比为62：2：5：30：0.5：0.5；[0075] 所述第一表面活性剂分子量为3500；[0076] 所述第一过滤层料浆的粘度为35mPa·S；[0077] 所述第二过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂；还包括氧化镍；第二溶剂为水；所述造孔剂为淀粉；[0078] 所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂与氧化镍质量比为31：8：5：31：12：18：10；[0079] 所述第二表面活性剂分子量为7000；所述第一过滤层料浆的粘度为55mPa·S；[0080] 所述第二表面活性剂为聚丙烯酸钠；所述第二表面活性剂为聚丙烯酸氨、纤维素。[0081] 将所述支撑体远离第一过滤层的一面依次涂覆阳极功能层料浆、电解质层料浆、阴极功能层料浆，然后烧结，既所述支撑体上涂覆的过滤层与功能层同时烧结，得到SOFC电池。[0082] 实施例2：[0083] 本实施例与实施例1相同的内容不再赘述；所述支撑体的孔隙率为26％，支撑体强度为25Mpa；所述支撑体厚度为1.5mm；[0084] 具体所述支撑体80％以上的孔隙的孔径为5um，所述第二过滤层80％以上的孔隙的孔径为35um；[0085] 所述过滤层的孔隙率大于支撑体的孔隙率；所述第一过滤层的孔隙率35％；所述第二过滤层的孔隙率为40％。所述第一过滤层、第二过滤层厚度均为25um。[0086] 根据本实施例另一个方面提供了一种SOFC电池制备方法，包括以下步骤：[0087] 制备支撑体泥料，所述支撑体泥料包括：氧化锆、氧化钇、造孔剂、分散剂、第一溶剂、Ni复合氧化物；所述支撑体泥料中固体颗粒大小D50为8um；[0088] 所述造孔剂为碳粉；[0089] 所述造孔剂质量占所述第一支撑体泥料总质量的3％；所述分散剂为聚十二内酰胺、共聚脂，所述第一分散剂分子量为8000；[0090] 所述第一过滤层料浆中固体颗粒大小D50为0.5um；[0091] 所述第二过滤层料浆中固体颗粒大小D50为11um；[0092] 所述第一过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂、Ni复合氧化物；所述烧结助剂为氧化钙；[0093] 所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第一溶剂、第一表面活性剂与Li‑Ni‑La复合氧化物质量比为62：1：4：28：4.5：0.5；[0094] 所述第一表面活性剂分子量为2000；[0095] 所述第一过滤层料浆的粘度为20mPa·S；[0096] 所述第二过滤层料浆包括氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂、Ni复合氧化物；所述造孔剂为淀粉；[0097] 所述氧化锆、氧化锌、烧结助剂、第二溶剂、第二表面活性剂、造孔剂与氧化镍质量比为40：10：3：35：14：13：12；[0098] 所述第二表面活性剂分子量为8000；所述第一过滤层料浆的粘度为62mPa·S；[0099] 所述第二表面活性剂为聚丙烯酸钠；所述第二表面活性剂为聚丙烯酸氨、纤维素。[0100] 实施例3：[0101] 本实施例与实施例1相同的内容不再赘述；所述支撑体为内部设有若干通管的板状结构，所述支撑体包括支撑板，以及若干贯穿支撑体内部的通管，所述通管沿径向内表面与第一过滤层连接，所述支撑板远离所述通管的外表面与阳极功能层连接；所述支撑体的厚度为4mm。[0102] 实施例4：[0103] 本实施例与实施例1相同的内容不再赘述；所述支撑体为板状结构，所述支撑体包括支撑板，所述支撑板一表面与第一过滤层连接，所述支撑板与第一过滤层相对的另一面与阳极功能层连接；所述支撑体的厚度为支撑板的厚度，既支撑板的厚为0.6mm。[0104] 实施例5：[0105] 本实施例与实施例1相同的内容不再赘述；[0106] 根据本实施例另一个方面提供了一种SOFC电池制备方法，包括以下步骤：[0107] 制备第一过滤层料浆，将所述第一过滤层料浆涂覆在支撑体一面，然后烧结；[0108] 制备第二过滤层料浆，所述第一过滤层远离支撑体的一面涂覆第二过滤层料浆，然后烧结；[0109] 将所述支撑体远离第一过滤层的一面依次涂覆阳极功能层料浆、电解质层料浆、阴极功能层料浆，然后烧结，即得到SOFC电池。以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。

专利地区：山东

专利申请日期：2022-04-06

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114725454B