一種含有改性白雲母的中溫固體氧化物燃料電池封接材料及製備方法
2023-05-29 15:18:56 2
專利名稱：一種含有改性白雲母的中溫固體氧化物燃料電池封接材料及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種平板式中溫固體氧化物燃料電池(SOFC)用封接材料和封接方法。
背景技術：
固體氧化物燃料電池(SOFC)適應了能源供應的安全性、多元化及長遠性的需求，是一種最有前途的高效、潔淨的發電技術，在國家環境、能源和國防戰略上將扮演重要的角色，已成為世界各國研發與競爭的高新技術之一。目前主要發展了管式結構和平板式結構兩種，其中平板式固體氧化物燃料電池由於功率密度高、生產成本低等優點引起了世界範圍內的普遍關注，因而是國內外發展的焦點。平板式固體氧化物燃料電池產業化的瓶頸在於密封。由於涉及專利技術保護的問題，總體說來對密封的報導數據較少，且可靠性較差。平板式固體氧化物燃料電池的難點在於PEN (Positive/Electrolyte/ Negative構成的三明治結構的多層膜)與金屬的密封。由於電池工作時電解質兩側同時有燃料氣體和氧化氣體存在，這就需要一種密封材料將陰、陽極工作室分隔並保持氣密性。由於連接體與PEN的化學、物理性質差距較大，單一封接材料很難同時與兩者匹配。中間層如果採用雲母層狀結構，則中間層的應力會因平面滑移而消除。平板式SOFC的雲母壓縮封接材料與技術的發展仍然存在諸多的問題，目前還沒有合適的封接材料能夠滿足SOFC的運行要求及發展商業應用的需要。由於白雲母所具有的層狀結構可將應力因平面滑移而消除並價廉易得，因此研發中間層含有白雲母的中溫固體氧化物燃料電池封接材料及製備技術勢在必行。我們研究發現，由於鱗片狀粉體材料具有阻擋與鱗片層垂直方向的氣體傳輸的性能，並具有粉體間接觸面積大，導熱性好的特性，有利於將封接材料做得緻密及改善玻璃的長程收縮。本專利提供的由改性白雲母、碘化銀與硝酸錳組成的封接材料在實施SOFC電池堆封接過程中，封接材料可分別在改性白雲母和母材的間隙中或表面上潤溼、毛細流動、 填充、鋪展，從而與母材相互作用，將母材聯結在一起。採用本發明的封接材料對單電池實施封接，測量多次循環下的開路電壓，單電池工作性能穩定，在工作溫度800°C與室溫之間反覆循環40次後，開路電壓穩定在1. 02 1. 09V之間，可用於大規格SOFC單電池陶瓷基片組堆。發明內容針對現有技術的不足，本發明採用由碘化銀、硝酸錳、改性白雲母封接材料，所封接的母材分別是利用水系流延及高溫燒結製備的大規格單電池陶瓷基片和商品化的!^eCrAl合金片，該封接材料可以實現平板式SOFC陶瓷電池片與!^eCrAl合金在大氣下的直接封接，具有氣密性好和耐熱衝擊的能力，該封接材料適用於650 800°C工作的平板式SOFC的密封。該方法工藝簡單、用量少、成本低廉、適合於工業化生產。本發明包括封接材料的製備過程、大規格單電池陶瓷基片的製備過程及封接材料對平板SOFC單電池和商品化的!^eCrAl合金封接過程，包括下述步驟(1)將碘化銀、硝酸錳的水溶液、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、阿拉伯膠-B1070乳膠及水按一定的比例稱量，放入球磨罐中；(2)球磨混合漿料，除氣，將漿料流延成型製成封接材料素坯膜片；(3)將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，製成封接材料膜片；
(4)將氧化鈧穩定的氧化鋯粉體、聚丙烯酸銨、阿拉伯膠-B1070乳膠複合粘結劑、 聚乙二醇增塑劑及水按一定的比例稱量，放入球磨罐中；(5)球磨混合漿料，除氣，將漿料流延成型製成電解質素坯膜片；(6)將氧化鈧穩定的氧化鋯粉體、NiO粉體、石墨造孔劑、魚油、調墨油和增塑劑混合調勻，製成陽極生坯泥料；(7)將陽極生坯泥料經軋膜成型工藝製備陽極生坯膜片；(8)將電解質素坯膜片與陽極素坯膜片經熱壓疊層製成陽極支撐型/薄層電解質複合素坯膜片；(9)將製得的陽極支撐型/薄層電解質複合素坯膜片進行熱處理，製成陽極支撐型/薄層電解質半電池；(10)將製得的陽極支撐型/薄層電解質複合素坯膜片進行熱處理。優選的排塑條件為450 600°C，升溫速度為0. 5 1°C /分。優選的高溫燒結條件為1350 1450°C下燒結2 10小時。優選的電解質素坯膜流延成型條件是刀高100 130 μ m，優選的陽極素坯膜的扎膜厚度為1. 0mm，將陽極生坯膜片在室溫下乾燥M小時。在上述步驟(1)的漿料中加入分散劑、連接劑和增塑劑。以水為溶劑；以聚丙烯酸銨為分散劑；以阿拉伯膠-B1070乳膠為連接劑；以聚乙二醇為增塑劑；在上述步驟的漿料中加入分散劑、連接劑和增塑劑；以水為溶劑；以聚丙烯酸銨為分散劑；以阿拉伯膠-B1070乳膠為連接劑；以聚乙二醇為增塑劑；在上述步驟(6)的陽極生坯泥料中加入分散劑、連接劑和增塑劑；以魚油為分散劑；以調墨油為連接劑；以聚乙二醇為增塑劑；封接材料中各組分的質量百分比具體組成為AgI40 65wt %、Mn (NO3) 28 12wt%,Co2032 4wt%,Cr2035 8wt%,Al2O3IO 15wt%,YSZ 10 20wt%、改性白雲母 10 30wt%。聚丙烯酸銨0.5 1.5克、阿拉伯膠-B1070乳膠5 10克、水18 30克。 針對不同的粉料，可採取不同的配比方式。電解質中各組分的質量百分比具體組成為AcSZ粉體100克，聚丙烯酸銨0. 5 1.0克，阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50%)5 8克。陽極生坯泥料中各組分的質量百分比具體組成為JcSZ粉體100克，NiO粉體100克、石墨造孔劑20 40 克，魚油0. 8 2. 5克，聚乙二醇(PEG400)2 6克；針對不同的粉料，可採取不同的配比方式。(11)取Liia7Sra3MnO3(LSM) 10g，松油醇溶液7g，於瑪珪研缽中充分研磨，將所得陰極漿料絲網印刷到陽極支撐型/薄層電解質半電池膜材電解質膜的一側，然後於1200°C燒結3小時，升溫速度為1°C /分。最終製得大規格微孔結構的NiO-YSZ/YSZ/PCM平板式SOFC 單電池陶瓷基片。(12) FeCrAl連接面經過砂紙細緻打磨以去除氧化膜，並分別在丙酮和酒精溶液中進行超聲波清洗，最後用冷風吹乾，備用。(13)合金片和單電池陶瓷基片間放置複合釺料素坯膜片，然後在其上載以重物，放入高溫爐中分別在150°C和500°C恆溫5小時以充分去除有機溶劑，接著加熱到980°C，保溫15分，隨後爐中自然冷卻。(14)本發明的封接材料可通過調整碘化銀、硝酸錳與改性白雲母的用量來調整封接材料與SOFC單電池陶瓷基片和商品化的!^eCrAl合金片之間的潤溼性和封接強度；本發明將碘化銀、改性白雲母、硝酸錳和阿拉伯膠-B1070乳膠水系漿料經流延成型製成封接材料素坯膜片，將其疊層作為墊片分別放置在大規格SOFC單電池陶瓷基片和商品化的i^eCrAl合金片之間進行封接，本發明的優點在於(1)封接材料的水系漿料配製簡單、成本低廉、無汙染；(2)封接材料素坯膜片的流延法工藝簡單、成本低廉、無汙染，且易實現大面積生產；(3)可根據需要對塑性的封接材料素坯膜片進行剪裁加工，易於實現大規格SOFC 單電池陶瓷基片和商品化的i^eCrAl合金片之間的封接；(4)可通過簡單的熱處理過程，在大氣下實現大規格SOFC單電池陶瓷基片和商品化的!^eCrAl合金片之間的封接；
附圖1是按實施例16在800°C以氫氣為燃料、熱循環測試時的開路電壓曲線，其中燃料氣流量為5000mL/分，02流量為5000mL/分。具體實施方案為了更清楚地理解本發明，以下結合具體實施方案來說明本發明實質性地進展和顯著的進步，給出發明人的應用實例以對本發明作進一步的說明，但不僅局限於實施例。 實施例IAg-Mn-Co-Cr-AUr封接材料素坯膜片的製備將等摩爾的硝酸銀水溶液和碘化鉀水溶液混合，取沉澱生成的初生態碘化銀細粉 50克、硝酸錳10克、氧化鈷3克、氧化鉻7克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10 克、改性白雲母10克、聚丙烯酸銨1克、水25克混合，放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比 50% )7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分鐘，在流延機上以刀高240 μ m 流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例2Ag-Mn-Cu-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例1製備的初生態碘化銀細粉50克、硝酸錳10克、氧化銅3克、氧化鈷3 克、氧化鉻4克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10克、聚丙烯酸銨1克、水25克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時， 然後加入阿拉伯膠(質量比50% )-B1070乳膠(質量比50% )7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分鐘，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓 0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例3Ag-Mn-Cu-Zn-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例1製備的初生態碘化銀細粉50克、硝酸錳8克、氧化銅3克、氧化鋅2克、 氧化鈷3克、氧化鉻4克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10 克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時， 然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50% )7克繼續球磨6小時，配製
6成漿料；將漿料抽真空10分鐘，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓 0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例4Ag-Mn-Cu-Fe-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例1製備的初生態碘化銀細粉50克、硝酸錳7克、氧化銅3克、氧化鐵3克、 氧化鈷3克、氧化鉻4克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10 克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時， 然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50% )7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分鐘，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓 0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例5Ag-Mn-Cu-V-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例1製備的初生態碘化銀細粉50克、硝酸錳7克、氧化銅3克、三氧化二釩 4克、氧化鈷2克、氧化鉻4克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母 10克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50% )-B1070乳膠(質量比50% ) 7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓 0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。 實施例6Ag-Mn-Pb-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例1製備的初生態碘化銀細粉50克、硝酸錳7克、氧化鉛7克、氧化鈷3克、 氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50% ) -B1070乳膠(質量比50% ) 7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分鐘，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例7Ag-Mn-Mg-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將等摩爾的硝酸銀水溶液和溴化鉀水溶液混合，取沉澱生成的初生態溴化銀細粉 50克、硝酸錳10克、氧化鎂4克、氧化鈷3克、氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比 50%)7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層， 在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例8Ag-Mn-Cu-Mg-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例7製備的初生態溴化銀細粉50克、硝酸錳7克、氧化銅3克、氧化鎂4克、 氧化鈷3克、氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10 克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50% )-B1070乳膠(質量比50% )7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5 小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例9Ag-Mn-Cu-Zn-Mg-Co-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例7製備的初生態溴化銀細粉45克、硝酸錳7克、氧化銅3克、氧化鋅5克、 氧化鎂4克、氧化鈷3克、氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50%)7克繼續球磨 6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥 24小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例IOAg-Mn-Cu-Fe-Mg-Co-Cr-AUr封接材料素坯膜片的製備將實施例7製備的初生態溴化銀細粉50克、硝酸錳5克、氧化銅3克、氧化鐵4克、 氧化鎂3克、氧化鈷2克、氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50%)7克繼續球磨 6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥 24小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。 實施例1 IAg-Mn-V-Mg-Co-Cr-AUr封接材料素坯膜片的製備將實施例7製備的初生態溴化銀細粉45克、硝酸錳8克、三氧化二釩7克、氧化鎂 4克、氧化鈷3克、氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母 10克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時，然後加入阿拉伯膠(質量比50% )-B1070乳膠(質量比50% ) 7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓 0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例12Ag-Mn-Pb-Mg-C0-Cr-Al-&封接材料素坯膜片的製備將實施例7製備的初生態溴化銀細粉45克、硝酸錳7克、氧化鉛8克、氧化鎂3克、 氧化鈷4克、氧化鉻3克、氫氧化鋁10克、氧化釔穩定的氧化鋯粉體10克、改性白雲母10 克、聚丙烯酸銨1克放入不鏽鋼球磨罐中，在行星式球磨機上以轉速250r/分球磨12小時， 然後加入阿拉伯膠(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50% )7克繼續球磨6小時，配製成漿料；將漿料抽真空10分鐘，在流延機上以刀高240 μ m流延成型，室溫下乾燥M小時後得到封接材料素坯膜片。將封接材料素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓 0. 5小時，製得0. 7mm厚的封接材料膜片。實施例13陽極支撐型/薄層YSZ電解質半電池的製備(I)YSZ電解質膜片的製備將YSZ (8moIY2O3穩定的&02)粉體100g，加入25ml聚丙烯酸鹽PAA-NH4分散劑水溶液(含PAAO. 65g)，控制漿料的ρ小時=8. 8，球磨M小時後，加入聚乙烯醇(質量比50%)-B1070乳膠(質量比50%)組成的複合粘結劑連接劑5g，繼續球磨12小時後，將得到的漿料經真空除泡後，在流延機上以刀高120μπι流延成型，自然乾燥3小時後可從基帶上剝離。(2)陽極生坯膜片的製備將YSZ(8mOH203穩定的&02)粉體100g、Ni0100g、石墨 20g、魚油1. 5克、調墨油20g、聚乙二醇(PEG400)5g混合，將其調勻，製成陽極生坯泥料；將陽極生坯泥料經軋膜成型工藝製備Imm厚的陽極生坯膜片；將陽極生坯膜片在室溫下乾燥 24小時；(3)陽極支撐型/薄層YSZ電解質半電池的製備將電解質素坯膜片與陽極素坯膜片經熱壓疊層，在70°C、2Mpa壓力下保溫保壓0. 5小時，製得陽極支撐型/薄層電解質複合素坯膜片。將製得的陽極支撐型/薄層電解質複合素坯膜片進行燒結排塑條件為580°C，升溫速度為0. 5-l°C /分。高溫燒結條件為1450°C下燒結5小時，升溫速度為 2°C /分。經燒結後製成陽極支撐型/薄層YSZ電解質半電池。該半電池中的陽極孔隙率為31vol. %、孔隙分布均勻、各相顯微結構均勻，電解質燒結相對密度為98. 6%、厚度為 21 μ m。實施例14微孔結構的NiO-YSZ/YSZ/L￡ia 7Sr0.3Mn03 (LSM)平板式SOFC單電池的製備取LSM 100g，松油醇溶液70g，於瑪珪研缽中充分研磨，將所得陰極漿料絲網印刷到按實施例13製備的陽極支撐型/薄層YSZ電解質半電池的電解質膜一側，然後於1200°C 燒結3小時，升溫速度為1°C /分。最終製得Nio-YszASzzlEia7Sra3Mno3 (LSM)平板式SOFC 單電池。實施例lSNiO-YSZ/YSZ/LiiuSruMnC^ (LSM)平板式 SOFC單電池陶瓷基片與FeCrAl 合金片的封接將(IOOmmX IOOmmX lmm)FeCrAl合金片連接面經過砂紙細緻打磨以去除氧化膜， 並分別在丙酮和酒精溶液中進行超聲波清洗5分鐘，最後用冷風吹乾，備用；分別在實施例 14製備的單電池陶瓷基片(IOOmmXlOOmm)的陰極面和陽極面的外周邊5mm寬處各放置一塊厚為0. 7mm、寬為5mm及中空的IOOmmX IOOmrn的Agl-Mn-Co-Cr-AUi 封接材料膜片作為墊片，然後將經過淨化的(IOOmmX IOOmmX lmm) FeCrAl合金片連接面分別覆蓋在Ag-Mn封接材料素坯膜片的表面，組裝成固體氧化物燃料電池部件。完成組裝的電池放入高溫爐中， 並在其上載以7公斤的磚塊，再按升溫速度為1°C /分的速率升溫，分別在150°C和500°C 恆溫5小時，接著加熱到980°C，保溫1小時，隨後爐中自然冷卻到室溫，取出得到固體氧化物燃料電池。將組裝好的電池以3°C /分的速率升溫到800°C，保溫1小時後，以氫氣為燃料，氧氣為氧化氣進行了實驗，實驗結果表明，在800°C時電池開路電壓達1.03V，輸出功率密度達0. 40ff/cm2,電池在800°C工作200小時，輸出電壓未發生下降，說明電池始終未發生洩漏。本發明克服了以往所用封接材料手工塗覆效率低、密封材料厚度不均勻的缺點。在使用過程中，封接材料素坯膜片墊片可以根據需求隨意彎曲，便於電池組堆操作；該方法可適用於實驗室研究和小批量試生產。實施例16熱循環測試將實施例15組裝好的電池分別以氫氣為燃料，氧氣為氧化氣進行了熱循環測試。 測試時，為使電池輸出性能穩定，每次在測試溫度點800°C停留30分鐘之後才開始測試升溫測試裝置以3°C /分升溫到800°C ；降溫採用隨爐冷卻方式降溫到室溫，然後再以相同的升溫程序升到800°C。另外在每次測試前及測試結束後均將99. 99%的高純氮氣通入到電池盒的腔體內，對電池進行保護處理。測量多次循環下的開路電壓，實驗結果為在工作溫度800°C與室溫之間反覆循環30次後，開路電壓穩定在1. 02 1. 09V之間，表明金屬連接體與單電池結構彼此形成緊密連接，單電池工作性能穩定，採用本發明的封接材料可使大規格單電池陶瓷基片和商品化的i^eCrAl合金片彼此形成緊密連接，可用於大規格SOFC 單電池陶瓷基片組堆。
權利要求
本發明涉及一種含有改性雲母、碘化銀與硝酸錳組成的封接材料及製備方法
1.一種用於平板式中溫固體氧化物燃料電池封接的封接材料，其特徵在於由改性白雲母、碘化銀與硝酸錳組成，其中各組分的組成分別為AgI 40 65wt%、Mn(NO3)2S 12wt%,Co2032 4wt%、Cr2035 8wt%、Al (OH)310 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
2.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成:AgI40-55wt%, Mn (NO3)26 12wt%, Cu02 5wt%、Co2032 4wt%,Cr2033 5wt%、Al (OH)3IO 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
3.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgI40 65wt%、Mn(NO3)25 9wt%,Cu02 4wt%,Zn01 3wt%、 Co2032 4wt%、Cr2032 5w%、Al(OH)3IO 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
4.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成:AgI40 65wt%、Mn (NO3) 26 8wt%、Cu02 3wt%、Fe2032 4wt %、Co2032 4wt %、Cr2033 5wt %、Al (OH) 310 15wt %、YSZlO 20wt %、改性白雲母 15 30wt%。
5.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgI45 65wt %、Mn (NO3) 26 8wt%、Cu02 4wt%、V2033 5wt %、Co2O3I 3wt %、Cr2033 5wt %、Al (OH) 310 15wt %、YSZlO 20wt %、改性白雲母 15 30wt%。
6.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgI45 65wt%、Mn (NO3) 26 8wt%、Pb06 8wt%、Co2032 4wt%,Cr2032 4wt%、Al (OH)3IO 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
7.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成:AgBr40 65wt %, Mn (NO3) 29 llwt%、Mg03 5wt% Co2032 4wt%,Cr2032 4wt%、Al (OH)3IO 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
8.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgBr40 65wt%、Mn(NO3)26 8wt%,Cu02 4wt%、Mg03 5%、 Co2033 4wt%、Cr2032 4wt%、Al (OH)3IO 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
9.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgBr40 60wt %、Mn (NO3) 26 8wt %、Cu02 4wt %、Zn03 5 %、 Co2032 4wt%、Cr2032 4wt%、Al (OH)3IO 15wt%、YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
10.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgBr40 60wt%、Mn (NO3) 26 8wt%、Cu02 3wt% Je2OJ 5%,Mg02 4%、Co2032 4wt%、Cr2032 4wt%、A1 (OH)310 15wt%、YSZlO 20wt%、 改性白雲母15 30wt%。
11.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgBr40 60wt%、Mn (NO3) 27 9wt%、V2036 8wt%、Mg03 5%、Co2032 4wt %、Cr2032 4wt %、Al (OH) 310 15wt %、YSZlO 20wt %、改性白雲母 15 30wt%。
12.根據權利要求1所述的平板式中溫固體氧化物燃料電池封接用的封接材料，其特徵在於它由以下原料組成AgBr40 60wt %、Mn (NO3) 27 9wt %、Pb09 IOwt %、Mg02 4%, Co2032 4wt%, Cr2032 4wt%, Al (OH)310 15wt%, YSZlO 20wt%、改性白雲母 15 30wt%。
13.權利要求1所述的改性白雲母粉體的製備為將白雲母粉體100克浸入矽溶膠(質量百分比為10wt%)的水溶液中，攪拌M小時後取出陰乾，在120烘箱中加熱2小時，即得改性白雲母粉體。
全文摘要
用於平板式中溫固體氧化物燃料電池的封接材料和其製備方法，屬於固體氧化物燃料電池材料技術領域。本發明為了解決現有技術中封接材料存在的長期穩定性低、高溫可靠性不高和使用壽命差等問題，提出一種用於平板式中溫固體氧化物燃料電池的封接材料，其主要成分包含AgI40～65wt％、Mn(NO3)28～12wt％、Co2O32～4wt％、Cr2O35～8wt％、Al(OH)310wt％、YSZ10wt％、改性白雲母10～30wt％。將封接材料配成水系漿料，然後流延成型為素坯膜片，素坯膜片經熱壓疊層，製得封接材料膜片，再根據需要衝切成一定的形狀和尺寸。本發明的封接材料用於固體氧化物燃料電池組堆時，製備的固體氧化物燃料電池循環使用次數多，具有較長的使用壽命。
文檔編號C03C8/24GK102180597SQ20111003011
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者吳也凡, 張家嵩 申請人:景德鎮陶瓷學院