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一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯

阅读:234发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种柔性陶瓷集流层 薄膜 生坯,由浆料经流延并干燥而得,所述浆料包括48-65重量份的原料粉体、7-21重量份的增韧剂、0.1-5重量份的助烧剂、1-10重量份的分散剂、3-8重量份的粘结剂、10-20重量份的 增塑剂 、0.5-2.5重量份的 脱泡 剂、和50-75重量份的 水 ;其中,所述原料粉体为形成陶瓷集流层的金属 氧 化物中相应金属元素的金属氧化物和/或金属盐,并且所述原料粉体中各金属元素的用量比与陶瓷集流层中相应金属元素的用量比相同;或者所述原料粉体为陶瓷集流层中金属氧化物所形成的相应 钙 钛 矿相或 尖晶石 相 粉碎 后的粉体;该薄膜生坯具有柔韧性好、易于剪裁的特点,适宜安装在固体氧化物 燃料 电池 / 电解 池(SOFC/SOEC)中用作集流层。,下面是一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯专利的具体信息内容。

1.一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯,由浆料经流延并干燥而得,所述浆料包括以下组分:
其中,所述原料粉体为形成陶瓷集流层的金属化物中相应金属元素的金属氧化物和/或金属盐,并且所述原料粉体中各金属元素的用量比与陶瓷集流层中相应金属元素的用量比相同;或者所述原料粉体为陶瓷集流层中金属氧化物所形成的相应矿相或尖晶石粉碎后的粉体。
2.如权利要求1所述的薄膜生坯,其特征在于,所述原料粉体为金属氧化物和/或金属酸盐;或者为陶瓷集流层中金属氧化物所形成的相应钙钛矿相或尖晶石相粉碎后的粉体;
优选地,所述原料粉体为式碳酸与碳酸锰混合物粉体、碳酸钴与碳酸锰混合物粉体、(Cu,Mn)3O4粉体、(Co,Mn)3O4粉体、锰酸锶镧粉体或者镧锶钴粉体中的一种。
3.如权利要求1所述的薄膜生坯,其特征在于,所述增韧剂选自氧化莫来石纤维
4.如权利要求1所述的薄膜生坯,其特征在于,所述助烧剂选自Li2CO3、LiNO3和Bi2O3中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的薄膜生坯,其特征在于,所述分散剂选自聚丙烯酸、三乙醇胺和聚乙烯吡咯烷中的一种或多种;优选地,所述聚丙烯酸的分子量为3000-10000;所述聚乙烯吡咯烷酮分子量为3000-58000g/mol。
6.如权利要求1所述的薄膜生坯,其特征在于,所述粘结剂选自聚乙烯醇、糊精和乙基纤维素中的一种或多种;优选地,所述聚乙烯醇的醇解度为87-89%。
7.如权利要求1所述的薄膜生坯,其特征在于,所述增塑剂选自聚乙二醇和/或丙三醇;
所述脱泡剂选自正丁醇和/或磷酸三丁酯。
8.如权利1-7任一所述的薄膜生坯,其制备方法包括以下步骤:
(1)将原料粉体、增韧剂和助烧剂加入球磨罐中,然后加入和分散剂,并通过加入适量水调节悬浮液pH至9-11;球磨分散均匀后加入粘结剂、增塑剂、脱泡剂再继续球磨,得到分散均匀的浆料;
(2)将步骤(1)球磨所得浆料转移至真空除泡机中,进行真空脱泡,制得水基流延浆料;
(3)将步骤(2)所得水基流延浆料在流延机上进行流延,流延机刀口高0.2-1.8mm,然后干燥后获得所述薄膜生坯;优选地,流延时,通过控制流延机刀口高度将所述薄膜生坯厚度控制在0.2-1.6mm。
9.一种陶瓷集流层薄膜,其特征在于,所述陶瓷集流层薄膜由权利要求1-8中任一项所述的薄膜生坯在800-900℃煅烧0.5-10h得到;
优选地,煅烧时,经0.5-3℃/min升温至800-900℃,保温2-8h得到所述陶瓷集流层薄膜。
10.如权利要求1-8中任一项所述的薄膜生坯在固体氧化物燃料电池/电解池组装过程中的应用,其特征在于,在固体氧化物燃料电池/电解池组装时,通过加压使所述薄膜生坯贴紧SOFC/SOEC固体氧化物燃料电池/电解池连接体和电池电极,然后煅烧以形成陶瓷集流层薄膜并用作集流层。

说明书全文

一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯

技术领域

[0001] 本发明涉及一种可剪裁的柔性陶瓷集流层薄膜生坯,属于固体化物燃料电池/电解池(SOFC/SOEC)技术领域。

背景技术

[0002] 在固体氧化物燃料电池/电解池(SOFC/SOEC)中,集流层材料必须与连接体和电极具有化学兼容性,所以采用与电极材料同样成分的接触材料对于提高电池的传导性能很有帮助。目前空气极应用的有锰酸锶镧、镧锶钴矿及(Cu,Mn)3O4、(Co,Mn)3O4等尖晶石材料,这些集流层在固体氧化物燃料电池/电解池(SOFC/SOEC)堆长期运行中会发生不同程度的脱落,传导性会变差,而且制备工艺复杂,大大增加了连接体的制备成本。同时,在封装电池堆时,为了保证高温下内部电池的完整性及气密性,除了使用封接材料外,还需在电池堆上施加一定压(加压),因此需要集流层具备一定的韧性与硬度。
[0003] 另外,由于流延成型技术具有设备简单、可连续操作、生产效率高、自动化平高、工艺稳定、胚体性能均一等一系列优点,因此被广泛应用于变阻器、固体电解质燃料电池、片式电容等功能期间的生产。目前非水基流延是应用比较广泛的工艺,其发展运用已相对比较成熟,但由于其溶剂一般为有毒有机物(甲苯、丁、二甲苯等),不仅对人体有危害,对环境也有污染,具有易燃、生产成本高等问题。因此开发无毒无污染、生产成本低的水系流延技术,是目前研究的热
[0004] 如果可以成功制备陶瓷柔性集流层,其在生坯时具备易剪裁、抗压、易弯曲,在高温烧结后,具备多孔(例如孔隙率在40%以上)、陶瓷结构等特性,且电导率好(例如导电率在6.98S/cm以上),那么将能很好地适用于SOFC/SOEC的封装。
[0005] 然而,对于集流层而言,在其多孔性、陶瓷结构以及电导率之间通常难以兼顾,特别是在水基流延时,为制得良好的薄膜生坯,经研究需要添加诸多助剂,因此,实现多孔性、陶瓷结构以及电导率之间良好的平衡也是一大难点。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于制备一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯,该薄膜生坯耐压、可弯曲,煅烧形成陶瓷结构后具有多孔、导电率高;由于流延制备,厚度可控,例如为0.2-1.6mm,面积可在几平方厘米到上百平方厘米范围内任意调控,取决于流延成型大小(流延机的宽度、长度和流延范围)及后期剪裁;完全可以替代丝网印刷及喷涂技术在电池上制备集流层,该方法制备的柔性集流层薄膜生坯,具有易剪裁、易组装、性能好等优点。该柔性陶瓷生坯的制备方法——水基流延,是一种简单、高效、低成本、无毒环保的薄膜生产工艺。可剪裁柔性陶瓷集流层薄膜是一种极具市场潜力的新型集流材料产品。
[0007] 为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
[0008] 一种柔性陶瓷集流层薄膜生坯,由浆料经流延并干燥而得,所述浆料包括以下组分:
[0009]
[0010] 其中,所述原料粉体为形成陶瓷集流层的金属氧化物中相应金属元素的金属氧化物或金属盐,并且所述无机粉体中各金属元素的用量比与陶瓷集流层中相应金属元素的用量比相同,以便所述薄膜生坯经煅烧后能得到相应的陶瓷集流层。
[0011] 在一种实施方式中,所述柔性陶瓷集流层薄膜生坯的厚度为0.2-1.6mm,比如0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm或1.5mm;拉伸断裂强度为1.47-6.7MPa,比如2.0MPa、3.0MPa、
4.0MPa、5.0MPa或6.0MPa。所述柔性陶瓷集流层即由以上组分制成的流延生胚,在组装电池反应堆后高温烧结得到;流延生胚的韧性一般使用拉伸强度来表示,本领域技术人员理解通常一定厚度情况(比如本发明的上述厚度)下,生胚的拉伸强度越大其韧性越好。
[0012] 本发明的上述浆料中,所述原料粉体的用量为48-65重量份,比如49、50、55或60重量份;在一种实施方式中,所述原料粉体选自和碳酸锰混合物、碳酸钴和碳酸锰混合物、(Cu,Mn3)O4、(Co,Mn)3O4、锰酸锶镧或者镧锶钴铁粉体中的一种,其无毒无害,是常见制备集流层材料的原料。其粒度为过120目筛(泰勒标准筛)即可,即大于120目,比如150目或200目。在一种实施方式中,所述原料粉体为金属氧化物和/或金属碳酸盐;其中,碳酸盐包括正碳酸盐、酸式碳酸盐(碳酸氢盐)和碱式碳酸盐。
[0013] 本发明的上述浆料中,所述分散剂的用量为1-10重量份,比如2、4、6或8重量份;在一种实施方式中,所述分散剂可以为聚丙烯酸(PAA,分子量优选为3000-10000g/mol,比如4000、5000或8000)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP,分子量优选为8000-58000g/mol,比如10000、
15000、24000或58000)和三乙醇胺等有机分散剂中的一种或多种。
[0014] 本发明的上述浆料中,所述粘结剂的用量为3-8重量份,比如4、5、6或7重量份;在一种实施方式中,所述粘结剂可以是聚乙烯醇(PVA,醇解度优选为87-89%,15wt%)、糊精、乙基纤维素等水溶性粘结剂中的一种或多种。
[0015] 本发明的上述浆料中,所述增塑剂的用量为10-20重量份,比如12、15或18重量份;在一种实施方式中,所述增塑剂可以是聚乙二醇(PEG,聚合度优选为400-6000,比如500、
800、1000、2000、3000或5000)和丙三醇等水溶性增塑剂中的一种或多种。
[0016] 本发明的上述浆料中,所述脱泡剂的用量为0.5-2.5重量份,比如0.8、1、1.5、1.8或2重量份;在一种实施方式中,所述除泡剂可以是正丁醇和磷酸三丁酯等水溶性脱泡剂中的一种或多种。
[0017] 本发明的上述浆料中,所述助烧剂的用量为0.1-1.5重量份,比如0.2、0.5、0.8、1或1.2重量份;在一种实施方式中,所述助烧剂可以是Li2CO3、LiNO3和Bi2O3中的一种或多种。
[0018] 本发明的上述浆料中,所述增韧剂的用量为7-21重量份,比如10、15或20重量份;在一种实施方式中,所述增韧剂可以是氧化(α-Al2O3)或莫来石纤维。
[0019] 在一种实施方式中,所述浆料的pH值为9-11,比如10,当pH值不在该范围内时可以通过添加酸或碱性试剂加以调节,比如25%~28%的水。研究发现,通过控制pH值,也能增加其分散效果。在本发明中,使用呈碱性的三乙醇胺时无需进一步调节pH;比如PAA呈酸性,调pH后分散效果更好。本发明的薄膜生坯可以通过以下步骤制备得到:
[0020] (1)将原料粉体、增韧剂和助烧剂加入球磨罐中,然后加入水和分散剂,并通过加入适量氨水调节悬浮液pH至9-11;球磨分散均匀后加入粘结剂、增塑剂、脱泡剂再继续球磨,得到分散均匀的浆料;
[0021] (2)将步骤(1)球磨所得浆料转移至真空除泡机中,进行真空脱泡,制得水基流延浆料;
[0022] (3)将步骤(2)所得水基流延浆料在流延机上进行流延,流延机刀口高0.2-1.8mm,然后干燥后获得所述薄膜生坯;优选地,流延时,通过控制流延机刀口高度将所述薄膜生坯厚度控制在0.2-1.6mm。
[0023] 在上述步骤(1),中所述球磨的转速优选为200-360转/分,原料粉体、增塑剂、助烧剂、分散剂和水、氨水在球磨罐中球磨12-24小时,然后加入粘结剂、增塑剂、脱泡剂后再继续球磨12-24小时。研究发现,通过上述的分批加料,其球磨分散效果好。
[0024] 在上述步骤(2)中,所述真空除泡的真空度可以低至-0.1MPa,以便于脱泡。
[0025] 在上述步骤(3)中,所述干燥温度可以为室温至70℃,比如25℃、30℃、40℃、50℃或60℃。
[0026] 在一种实施方式中,所述水基流延浆料通过以下过程得到:称取总量70重量份的纳米级的碳酸锰、碱式碳酸铜、莫来石纤维、LiNO3粉体,其中碳酸锰与碱式碳酸铜的摩尔量为1:1,莫来石纤维为上述粉体总量的10wt%,LiNO3为粉体总量的1wt%;向球磨罐中加入40重量份的水,同时加入5重量份三乙醇胺分散剂。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分;
接着向球磨罐中加入37.3重量份15wt%的PVA(醇解度87-89%,比如购自麦克林,粘度3.2-
3.8mPa.s)粘结剂和7.5重量份聚乙二醇-400、7.5重量份丙三醇增塑剂,0.5重量份正丁醇脱泡剂,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度约-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料。
[0027] 在一种实施方式中,所述水基流延浆料通过以下过程得到:称取总量70重量份的纳米级的(Cu,Mn)3O4、莫来石纤维、Bi2O3,其中莫来石纤维为固含量的20wt%,Bi2O3为固含量的2wt%。向球磨罐中加入30重量份水,同时加入8重量份三乙醇胺(比如:购自麦克林,AR纯,98%)作分散剂。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入37.3重量份15%的糊精(比如:购自麦克林,AR纯)和10重量份聚乙二醇-400、10重量份丙三醇增塑剂,1.5重量份磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度约-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料。
[0028] 在本发明中,各组分的添加如果以其有效成分与水的混合物或溶液形式加入的话,则该组分的加入量以其有效成分的实际加入量计,水则计入组分水中。
[0029] 本发明上述制得的柔性陶瓷薄膜生坯强度好,可以进行剪裁,应用于固体氧化物燃料电池/电解池(SOFC/SOEC)堆中,薄膜生胚经0.5-3℃/min升温至800-900℃,保温0.5-10h可得导电集流层,集流层薄膜具备硬度高、孔隙率高、电导率高等性能,并且还可通过多层叠加控制厚度,完全可替代原有集流层制备技术,能在加压升温后不受影响,不易碎、不易干扰气体进出等特点。
附图说明
[0030] 图1为实施例3的水基流延制备的生胚;
[0031] 图2为实施例3的生坯经850℃烧结后的集流层。

具体实施方式

[0032] 以下结合实施例进一步说明本发明,但本发明不局限于以下实施例。
[0033] 应理解,本发明提到本发明所用原料的不同,并不影响其制备工艺,只为制备孔隙率满足使用要求的;还应理解,氧化铝与莫来石纤维都具备增韧作用,增加柔性材料的陶瓷结构性,一定程度的提高其强度与完整性。但其影响的电导率不同,增韧效果也不同。
[0034] 如未特别说明,以下试剂均为分析纯。
[0035] 实施例1:制备集流层
[0036] 称取总量70g的纳米级的碳酸锰、碱式碳酸铜、α-Al2O3粉体和Li2CO3粉体,其中碳酸锰与碱式碳酸铜的摩尔量为1:1,α-Al2O3的量为上述粉体总量的15wt%,Li2CO3的量为上述粉体总量的0.2wt%。向球磨罐中加入20g水,同时加入5g PAA(分子质量为3000g/mol,麦克林,固含量30%粘稠液体,平均分子量M.W-3000)分散剂,滴加氨水调节pH值为10。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入37.3g 10%的PVA(醇解度87-89%,麦克林,粘度3.2-3.8mPa.s)粘结剂和10g聚乙二醇-400(麦克林,平均分子量400)、10g丙三醇增塑剂(麦克林,AR纯,99%),0.5g磷酸三丁酯脱泡剂(麦克林,AR纯,99%),继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;
[0037] 将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为0.4mm,通过在室温下进行自然干燥获得表面无缺陷、厚度为0.241mm的柔性集流层生坯。
[0038] 使用时,将生坯剪裁与电池阴极大小一致,可通过将多片生坯冷等静压至想要厚度。在组装电池反应堆时,其作用与燃料极镍毡一致,简单操作。按0.5-3℃/min升温至850℃,保温6小时,有机物挥发,尖晶石成相,得到稳定的集流层。经测定,其电导率为12.96S/cm,孔隙率为45%。
[0039] 实施例2
[0040] 称取总量70g的纳米级的碳酸锰、碱式碳酸铜、莫来石纤维、LiNO3,其中碳酸锰与碱式碳酸铜的摩尔量为1:1,莫来石纤维为固含量的10wt%,LiNO3为固含量的1wt%。向球磨罐中加入40g水,同时加入5g三乙醇胺分散剂。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入37.3g 15%的PVA(醇解度87-89%)粘结剂和7.5g聚乙二醇-400、7.5g丙三醇增塑剂,0.5g正丁醇脱泡剂(麦克林,AR纯,99%),继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;
[0041] 将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为0.5mm,通过在室温下进行自然干燥获得表面无缺陷、厚度为0.331mm的柔性集流层生坯。
[0042] 使用时,将生坯剪裁与电池阴极大小一致,可通过将多片生坯冷等静压至想要厚度。在组装电池反应堆时,其作用与燃料极镍毡一致,简单操作。按0.5-3℃/min升温至850℃,保温6小时,有机物挥发,尖晶石成相,得到稳定的集流层。经测定,其电导率为16.23S/cm,孔隙率为45%。
[0043] 实施例3
[0044] 称取总量70g的纳米级的(Cu,Mn)3O4、莫来石纤维、Bi2O3,其中莫来石纤维为固含量的20wt%,Bi2O3为固含量的2wt%。向球磨罐中加入30g水,同时加入8g三乙醇胺(麦克林,AR纯,98%)作分散剂。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入37.3g 15%的糊精(麦克林,AR纯)和10g聚乙二醇-400、10g丙三醇增塑剂,1.5g磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;其余同实施例1。经测定,其电导率为11.88S/cm,孔隙率为40%。
[0045] 实施例4
[0046] 称取总量70g的(Co,Mn)3O4和莫来石纤维、Li2CO3粉体,其中莫来石纤维为固含量的30wt%,Li2CO3为固含量的3wt%。向球磨罐中加入20g水,同时加入10g三乙醇胺作分散剂。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入46.67g 15%的乙基纤维素粘结剂(麦克林,CP)和5g聚乙二醇-400、5g丙三醇增塑剂,2g磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;
[0047] 将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为0.7mm,通过在室温下进行自然干燥获得表面无缺陷、厚度为0.572mm的柔性集流层生坯。
[0048] 使用时,将生坯剪裁与电池阴极大小一致,可通过将多片生坯冷等静压至想要厚度。在组装电池反应堆时,其作用与燃料极镍毡一致,简单操作。按0.5-3℃/min升温至900℃,保温3小时,有机物挥发,尖晶石成相,得到稳定的集流层。经测定,其电导率为6.98S/cm,孔隙率为40%。
[0049] 实施例5
[0050] 称取总量70g的锰酸锶镧、α-Al2O3和Bi2O3粉体,其中α-Al2O3粉体为固含量的20wt%,Bi2O3粉体为固含量的4wt%。向球磨罐中加入20g水,同时加入7g PAA(麦克林,固含量40%粘稠液体,平均分子量M.W为4000)分散剂,滴加氨水调节PH值为10。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入46.67g 15%的乙基纤维素粘结剂和5g聚乙二醇-400、5g丙三醇增塑剂,2.5g磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;
[0051] 将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为1.2mm,通过在室温下进行自然干燥获得表面无缺陷、厚度为1.023mm的柔性集流层生坯。
[0052] 使用时,将生坯剪裁与电池阴极大小一致,可通过将多片生坯冷等静压至想要厚度。在组装电池反应堆时,其作用与燃料极镍毡一致,简单操作。按0.5-3℃/min升温至900℃,保温3小时,有机物挥发,尖晶石成相,得到稳定的集流层。经测定,其电导率为23.6S/cm,孔隙率为43%。
[0053] 实施例6
[0054] 称取总量70g的锰酸锶镧、α-Al2O3和Bi2O3粉体,其中α-Al2O3粉体为固含量的25wt%,Bi2O3粉体为固含量的5wt%。向球磨罐中加入30g水,同时加入5g PAA(麦克林,固含量50%粘稠液体,平均分子量M.W为5000)分散剂,滴加氨水调节PH值为10。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入46.67g 15%的乙基纤维素粘结剂和5g聚乙二醇-400、5g丙三醇增塑剂,2.5g磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;其余同实施例5。经测定,其电导率为21.2S/cm,孔隙率为40%。
[0055] 实施例7
[0056] 称取总量70g的镧锶钴铁、α-Al2O3和Bi2O3粉体,其中α-Al2O3粉体为固含量的30wt%,Bi2O3粉体为固含量的5wt%。向球磨罐中加入30g水,同时加入8g PVP(阿拉丁,平均分子量10000,K13-18)分散剂,滴加氨水调节PH值为10。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入37.3g 15%的乙基纤维素粘结剂和5g聚乙二醇-400、5g丙三醇增塑剂,2.5g磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡
30分钟,获得流延浆料;其余同实施例5。经测定,其电导率为18S/cm,孔隙率为40%。
[0057] 实施例8
[0058] 称取总量70g的(Co,Mn)3O4、α-Al2O3和LiNO3粉体,其中α-Al2O3粉体为固含量的20wt%,LiNO3粉体为固含量的5wt%。向球磨罐中加入40g水,同时加入5g PVP(阿拉丁,平均分子量24000,K23-27)分散剂,滴加氨水调节PH值为10。进行球磨12小时,球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入37.3g 15%的PVA(醇解度87-89%)粘结剂和10g聚乙二醇-
400、10g丙三醇增塑剂,1.5g磷酸三丁酯,继续球磨24小时,然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa),脱泡30分钟,获得流延浆料;其余同实施例5。经测定,其电导率为9.89S/cm,孔隙率为40%。
[0059] 其生胚的拉伸强度数据见表1。
[0060] 表1实施例1-8制得的可弯曲柔性集流层薄膜生坯
[0061]
[0062]
[0063] 作为柔性集流层材料,除要求保证孔隙率达到40%以上的基础上,电导率越好,则组装构成的SOFC/SOEC的电化学性能越好。但是还要保证陶瓷在加压的状态下保证完整度,随着增韧剂含量的增多,其烧结完整性越高,但是电导率会相应的降低。同时集流层的厚度由所使用电池与金属连接体、封料的厚度决定,实验发现当集流层厚度为0.2mm以上时其集流效果最佳。因此目前增韧剂的添加量(10%-30%)能保证集流层的电导率不低于5S/cm,又能适应加压的状态,而集流层厚度应根据电池组件所选择。特别是实例2与实例3在保证了较低的厚度的情况下,同时拉伸强度较好,电导率满足使用需求,增韧剂的添加量也在可接受范围内,可以作为更理想的选择。
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