一种YSZ电解质浆料及其制备方法与流程

本发明涉及燃料电池用电解质领域，具体而言，涉及一种ysz电解质浆料及其制备方法。

背景技术：

固体氧化物燃料电池(sofc)是一类既能发电，又无噪声污染、高效清洁的能量转换装置。sofc制备的关键技术之一是获得足够薄且不透气的致密无缺陷的电解质薄膜，氧化钇稳定的氧化锆(ysz)是最好的电解质立方结构的csz(掺杂8mol％y2o3的zro2，即8ysz)，表现出最大的离子电导率(在1000℃高达0.1s·cm^-1)，具有在氧分压波动较大的范围内仍保持纯离子导体不变，在高温下物理化学性质保持稳定，高温下具有较高的机械强度和离子导电率等优点，氧化钇稳定的氧化锆(ysz)成为应用最为广泛的sofc电解质材料。

现阶段，制备sofc电解质所使用的ysz粉体以亚微米级为主，粉料越细，比表面积越大，配成浆料后易出现团聚颗粒；并且粉料越细，表面能越高，烧结过程中易出现晶粒的异常长大，为功能层带来缺陷；颗粒团聚后形成的团聚体和异常生长的大晶粒严重影响电解质层的致密性。另一方面，亚微米级的ysz粉体成本高，增加电解质的制备成本。

技术实现要素：

本发明提供了一种ysz电解质浆料及其制备方法，解决了现有技术亚微米级ysz粉体配成浆料时易团聚、烧结时晶粒异常长大产生缺陷、电解质层致密性差和成本高等问题。

一方面，本发明提供了一种ysz电解质浆料，包括ysz粉体、粘结剂和分散剂，其中，所述ysz粉体包括纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体；所述纳米级ysz粉体的粒径为d50＝0.05-0.07μm，所述亚微米级ysz粉体的粒径为d50＝0.1-0.5μm，所述微米级ysz粉体的粒径为d50＝1-1.2μm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明ysz电解质浆料中的ysz粉体按照d50＝0.05-0.07μm、d50＝0.1-0.5μm与d50＝1-1.2μm的比例进行纳米级、亚微米级和微米级的颗粒级配，在制备电解质膜层的烧结步骤时大尺寸粉体抑制晶粒的异常生长，而且大尺寸粉体可抑制膜层的烧结收缩，减少缺陷；从表面能的角度看，同等质量前提下，小颗粒表面积大，表面相原子占比较大，能量水平高于大颗粒，小颗粒粉体具有更高的烧结活性，更容易熔化，小尺寸的粉体填充进大尺寸粉体间的间隙中，附着吸附在大尺寸粉体上，粉体颗粒间接触面积增大，烧结过程中有利于颈部连接的生成，小尺寸粉体高温下优先烧结，小尺寸粉体与大尺寸粉体接触有助于促进物质传质与晶粒生长重排，进而促使电解质膜层烧结致密化。本发明ysz电解质浆料中的ysz粉体采用纳米级、亚微米级和微米级ysz粉体进行颗粒级配，制备电解质膜层的烧结步骤时，在减少电解质膜层缺陷保证膜层致密性的前提下，使电解质膜层致密所需的烧结温度降低。与现有技术所使用的ysz粉体以亚微米级为主相比，本发明的ysz粉体还包括纳米级和微米级ysz粉体，成本低，电解质膜层的制备成本低。另外，本发明ysz电解质浆料中添加分散剂，可以抑制较细粉体发生团聚，也可以提高浆料分散程度，促使浆料分散均匀。

在本发明的一些实施方式中，按重量份数计，所述ysz电解质浆料包括75-108份ysz粉体、61-88份粘结剂和0.7-2份分散剂。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明ysz电解质浆料中ysz粉体为75-108份、粘结剂为61-88份、分散剂为0.7-2份，在粘结剂和分散剂的作用下，纳米级、亚微米级和微米级ysz粉体的分布更均匀，分散性更好，使烧结时膜层结构更均匀一致，致密性更好。

在本发明的一些实施方式中，按重量份数计，所述ysz粉体包括5-8份纳米级ysz粉体、55-80份亚微米级ysz粉体和15-20份微米级ysz粉体。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明ysz粉体中纳米级ysz粉体为5-8份、亚微米级ysz粉体为55-80份、微米级ysz粉体为15-20份，混合后小尺寸的粉体能够充分填充进大尺寸粉体间的间隙中，烧结时优先熔化的小尺寸粉体与大尺寸粉体接触面积更大，发生物质传质，促进晶粒生长重排，进而使电解质层致密化效果更好。

在本发明的一些实施方式中，所述亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明对亚微米级ysz粉体进一步进行划分，将亚微米级ysz粉体分为d50＝0.1-0.2μm和d50＝0.3-0.5μm两种粒径范围，配合纳米级和微米级ysz粉体，使浆料中各粒径范围的ysz粉体混合后实现更好的相互填充，同时浆料中各种粒径范围的ysz粉体混合更均匀，烧结时电解质膜层结构更均匀一致，致密性进一步得到优化。

在本发明的一些实施方式中，按重量份数计，所述亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体10-15份、粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体45-65份。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体为10-15份、粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体为45-65份，在对亚微米级ysz粉体进行进一步的粒径划分后，对各粒径范围的亚微米级ysz粉体的含量进行了进一步研究设计，在该含量下，浆料制备的电解质膜层缺陷更少，致密性更高。

在本发明的一些实施方式中，按重量份数计，所述ysz粉体包括7份粒径为d50＝0.06μm的纳米级ysz粉体、12份粒径为d50＝0.15μm的亚微米级ysz粉体、55份粒径为d50＝0.4μm的亚微米级ysz粉体和18份粒径为d50＝1.1μm的微米级ysz粉体。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明的ysz粉体在上述配方含量下制备出的浆料在烧结制备电解质膜层时膜层的烧结收缩大幅度降低，缺陷更少；电解质膜层致密化程度更高，电解质膜层致密所需的烧结温度大大降低，大约可降低50-100℃。

在本发明的一些实施方式中，所述分散剂为偶联剂，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，所述粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合液。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所用的分散剂为偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，可以抑制较细粉体发生团聚，也可以提高浆料分散程度，促使浆料分散均匀。另一方面，在研究试验中发现，偶联剂(硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂)的添加除了提高分散性外，与未加偶联剂时相比，还能够明显的提高电解质膜层致密性。

另一方面，本发明还提供了上述任一项所述的ysz电解质浆料的制备方法，包括如下步骤：将ysz粉体球磨后分别得到粒径为d50＝0.1-0.5μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝1-1.2μm的微米级ysz粉体，通过溶胶凝胶法制备粒径为d50＝0.05-0.07μm的纳米级ysz粉体；称取乙基纤维素和松油醇，搅拌溶解至混合液澄清，得到粘结剂；将纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体与粘结剂混合，并加入分散剂，球磨混匀，得到所述ysz电解质浆料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体通过球磨工艺制得，方法简单；纳米级ysz粉体通过溶胶凝胶法制备，利于实现，克服了球磨难以制备纳米级ysz的难题；ysz电解质浆料由ysz粉体、粘结剂和分散剂球磨混合而成，在粘结剂、分散剂存在的情况下进行球磨，球磨不会对ysz粉体的粒径产生影响，球磨主要发挥混合物料的作用，另外分散剂的添加可以降低ysz粉体发生团聚的概率，进一步保证浆料的均匀性。

在本发明的一些实施方式中，ysz粉体球磨时加入助磨剂，球磨珠包括直径为0.3mm、3mm和6mm的氧化锆球，按照直径从小到大的顺序，氧化锆球的质量比为0.8:1:0.5，球料比为2-2.5:1；球磨转速为300-500r/min，球磨时间为4-16h。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明球磨制备亚微米级和微米级ysz粉体时加入助磨剂，可提高研磨效率，选用氧化锆球进行球磨，可避免对ysz粉体的污染，氧化锆球的直径选择、各直径氧化锆球的质量比、球料比、球磨速度与时间的限定可保证球磨的均匀性，使球磨后得到的ysz粉体符合亚微米级和微米级范围的要求。

再一方面，本发明还提供了一种ysz电解质膜层，所述ysz电解质膜层由上述任一项所述的ysz电解质浆料制备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的ysz电解质膜层由本发明包含颗粒级配的ysz粉体的ysz电解质浆料制备而来，其致密性高，膜层结构均匀一致，缺陷少。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1为本发明一种实施例的ysz电解质浆料在1300℃下烧结5h所制备的电解质膜层的sem图；

图2为本发明另一实施例的ysz电解质浆料在1300℃下烧结5h所制备的电解质膜层的sem图；

图3为本发明又一实施例的ysz电解质浆料在1300℃下烧结5h所制备的电解质膜层的sem图；

图4为未进行颗粒级配的ysz电解质浆料在1350℃下烧结5h所制备的电解质膜层的sem图；

图5为图2电解质膜层断面的sem图；

图6为未添加偶联剂时电解质膜层断面的sem图，其中，图6制备电解质膜层的ysz电解质浆料与图2所对应的ysz电解质浆料仅在是否添加偶联剂上存在区别。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合具体实施例对本发明涉及的各个方面进行详细说明，但这些具体实施例仅用于举例说明本发明，并不对本发明的保护范围和实质内容构成任何限定。

本发明提供一种ysz电解质浆料，包括ysz粉体、粘结剂和分散剂，其中，ysz粉体包括纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体；纳米级ysz粉体的粒径为d50＝0.05-0.07μm，亚微米级ysz粉体的粒径为d50＝0.1-0.5μm，微米级ysz粉体的粒径为d50＝1-1.2μm。

在本发明中，按重量份数计，ysz电解质浆料包括75-108份ysz粉体、61-88份粘结剂和0.7-2份分散剂。

在本发明中，按重量份数计，ysz粉体包括5-8份纳米级ysz粉体、55-80份亚微米级ysz粉体和15-20份微米级ysz粉体。

在本发明中，亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体。

在本发明中，按重量份数计，亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体10-15份、粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体45-65份。

在本发明中，分散剂为偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合液。

本发明还提供本发明的ysz电解质浆料的制备方法，包括如下步骤：

将ysz粉体球磨后分别得到粒径为d50＝0.1-0.5μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝1-1.2μm的微米级ysz粉体，通过溶胶凝胶法制备粒径为d50＝0.05-0.07μm的纳米级ysz粉体；

称取乙基纤维素和松油醇，搅拌溶解至混合液澄清，得到粘结剂；

将纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体与粘结剂混合，并加入分散剂，球磨混匀，得到本发明的ysz电解质浆料。

在本发明中，ysz粉体球磨时加入助磨剂，球磨珠包括直径为0.3mm、3mm和6mm的氧化锆球，按照直径从小到大的顺序，氧化锆球的质量比为0.8:1:0.5，球料比为2-2.5:1；球磨转速为300-500r/min，球磨时间为4-16h。

在本发明中，将ysz粉体球磨后得到粒径为d50＝0.1-0.5μm的亚微米级ysz粉体可以包括粒径为d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体，其中，通过设置4-16h范围内的不同的球磨时间分别获取粒径为d50＝0.1-0.2μm的亚微米级ysz粉体、粒径为d50＝0.3-0.5μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝1-1.2μm的微米级ysz粉体。

在本发明中，通过溶胶凝胶法制备粒径为d50＝0.05-0.07μm的纳米级ysz粉体的具体工艺如下：按y:zr＝0.08:0.92的摩尔比称取y2o3、zro2，分别溶于硝酸后，加入丁二酸，加热搅拌混合均匀为凝胶状态，将凝胶干燥后在700-800℃下烧结即可得到粒径为d50＝0.05-0.07μm的纳米级ysz粉体。

本发明还提供一种ysz电解质膜层，本发明的ysz电解质膜层由本发明的ysz电解质浆料制备。具体地，可以选择丝网印刷技术将电解质浆料丝网印刷成膜层坯体，烧结后得到ysz电解质膜层。

实施例1

本实施例提供一种ysz电解质浆料，包括ysz粉体、粘结剂和分散剂，其中，ysz粉体包括纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体；纳米级ysz粉体的粒径为d50＝0.05μm，亚微米级ysz粉体的粒径为d50＝0.1μm和d50＝0.3μm两种，微米级ysz粉体的粒径为d50＝1μm。

在本实施例中，按重量份数计，ysz电解质浆料包括75份ysz粉体、61份粘结剂和0.7份分散剂。

在本实施例中，按重量份数计，ysz粉体包括5份纳米级ysz粉体、55份亚微米级ysz粉体和15份微米级ysz粉体。其中，亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.1μm的亚微米级ysz粉体10份、粒径为d50＝0.3μm的亚微米级ysz粉体45份。

在本实施例中，分散剂为偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合液。

本实施例还提供本实施例的ysz电解质浆料的制备方法，包括如下步骤：

s1、按重量份数计分别称取三组ysz粉体，添加助磨剂(ysz粉体的使用量根据颗粒级配后所需的亚微米级和微米级ysz粉体的使用量确定，ysz粉体与助磨剂的质量比为100:1)，选取直径为0.3mm、3mm和6mm的氧化锆球作为球磨珠，按照直径从小到大的顺序，氧化锆球的质量比为0.8:1:0.5，按重量份数计，设定球料比为2-2.5:1，以300-500r/min的球磨转速在球磨罐中分别干磨，干磨时间设为4-16h范围内，球磨完成后按球磨时间的不同得到粒径为d50＝0.1μm的亚微米级ysz粉体、粒径为d50＝0.3μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝1μm的微米级ysz粉体。纳米级ysz粉体很难通过球磨制备，本实施例通过溶胶凝胶法制备粒径为d50＝0.05μm的纳米级ysz粉体，具体地，按y:zr＝0.08:0.92的摩尔比称取y2o3、zro2，分别溶于硝酸后，加入丁二酸，加热搅拌混合均匀为凝胶状态，将凝胶干燥后在800℃下烧结即可得到粒径为d50＝0.05μm的纳米级ysz粉体。

s2、按重量份数计，称取3份乙基纤维素和97份松油醇，以150-250r/min的转速搅拌溶解至混合液澄清，得到以乙基纤维素和松油醇的混合液为基础的粘结剂。

s3、按重量份数计，称取粒径为d50＝0.05μm的纳米级ysz粉体5份，粒径为d50＝0.1μm的亚微米级ysz粉体10份、粒径为d50＝0.3μm的亚微米级ysz粉体45份和粒径为d50＝1μm的微米级ysz粉体15份，混合均匀，加入61份粘结剂和0.7份偶联剂做分散剂，以200-250r/min的转速球磨8-12h，球磨混匀后得到本实施例的ysz电解质浆料。

本实施例还提供一种ysz电解质膜层，本实施例的ysz电解质膜层由本实施例的ysz电解质浆料制备。具体地，可以选择丝网印刷技术将电解质浆料丝网印刷成膜层坯体，烧结后得到ysz电解质膜层。

实施例2

本实施例提供一种ysz电解质浆料，包括ysz粉体、粘结剂和分散剂，其中，ysz粉体包括纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体；纳米级ysz粉体的粒径为d50＝0.06μm，亚微米级ysz粉体的粒径为d50＝0.15μm和d50＝0.4μm两种，微米级ysz粉体的粒径为d50＝1.1μm。

在本实施例中，按重量份数计，ysz电解质浆料包括92份ysz粉体、75份粘结剂和1.5份分散剂。

在本实施例中，按重量份数计，ysz粉体包括7份纳米级ysz粉体、67份亚微米级ysz粉体和18份微米级ysz粉体。其中，亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.15μm的亚微米级ysz粉体12份、粒径为d50＝0.4μm的亚微米级ysz粉体55份。

在本实施例中，分散剂为偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合液。

本实施例还提供本实施例的ysz电解质浆料的制备方法，包括如下步骤：

s1、按重量份数计分别称取三组ysz粉体，添加助磨剂(ysz粉体的使用量根据颗粒级配后所需的亚微米级和微米级ysz粉体的使用量确定，ysz粉体与助磨剂的质量比为100:1)，选取直径为0.3mm、3mm和6mm的氧化锆球作为球磨珠，按照直径从小到大的顺序，氧化锆球的质量比为0.8:1:0.5，按重量份数计，设定球料比为2-2.5:1，以300-500r/min的球磨转速在球磨罐中分别干磨，干磨时间设为4-16h范围内，球磨完成后按球磨时间的不同得到粒径为d50＝0.15μm的亚微米级ysz粉体、粒径为d50＝0.4μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝1.1μm的微米级ysz粉体。纳米级ysz粉体很难通过球磨制备，本实施例通过溶胶凝胶法制备粒径为d50＝0.06μm的纳米级ysz粉体，具体地，按y:zr＝0.08:0.92的摩尔比称取y2o3、zro2，分别溶于硝酸后，加入丁二酸，加热搅拌混合均匀为凝胶状态，将凝胶干燥后在750℃下烧结即可得到粒径为d50＝0.06μm的纳米级ysz粉体。

s2、按重量份数计，称取3份乙基纤维素和97份松油醇，以150-250r/min的转速搅拌溶解至混合液澄清，得到以乙基纤维素和松油醇的混合液为基础的粘结剂。

s3、按重量份数计，称取粒径为d50＝0.06μm的纳米级ysz粉体7份，粒径为d50＝0.15μm的亚微米级ysz粉体12份、粒径为d50＝0.4μm的亚微米级ysz粉体55份和粒径为d50＝1.1μm的微米级ysz粉体18份，混合均匀，加入75份粘结剂和1.5份偶联剂做分散剂，以200-250r/min的转速球磨8-12h，球磨混匀后得到本实施例的ysz电解质浆料。

本实施例还提供一种ysz电解质膜层，本实施例的ysz电解质膜层由本实施例的ysz电解质浆料制备。具体地，可以选择丝网印刷技术将电解质浆料丝网印刷成膜层坯体，烧结后得到ysz电解质膜层。

实施例3

本实施例提供一种ysz电解质浆料，包括ysz粉体、粘结剂和分散剂，其中，ysz粉体包括纳米级ysz粉体、亚微米级ysz粉体和微米级ysz粉体；纳米级ysz粉体的粒径为d50＝0.07μm，亚微米级ysz粉体的粒径为d50＝0.2μm和d50＝0.5μm两种，微米级ysz粉体的粒径为d50＝1.2μm。

在本实施例中，按重量份数计，ysz电解质浆料包括108份ysz粉体、88份粘结剂和2份分散剂。

在本实施例中，按重量份数计，ysz粉体包括8份纳米级ysz粉体、80份亚微米级ysz粉体和20份微米级ysz粉体。其中，亚微米级ysz粉体包括粒径为d50＝0.2μm的亚微米级ysz粉体15份、粒径为d50＝0.5μm的亚微米级ysz粉体65份。

在本实施例中，分散剂为偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合液。

本实施例还提供本实施例的ysz电解质浆料的制备方法，包括如下步骤：

s1、按重量份数计分别称取三组ysz粉体，添加助磨剂(ysz粉体的使用量根据颗粒级配后所需的亚微米级和微米级ysz粉体的使用量确定，ysz粉体与助磨剂的质量比为100:1)，选取直径为0.3mm、3mm和6mm的氧化锆球作为球磨珠，按照直径从小到大的顺序，氧化锆球的质量比为0.8:1:0.5，按重量份数计，设定球料比为2-2.5:1，以300-500r/min的球磨转速在球磨罐中分别干磨，干磨时间设为4-16h范围内，球磨完成后按球磨时间的不同得到粒径为d50＝0.2μm的亚微米级ysz粉体、粒径为d50＝0.5μm的亚微米级ysz粉体和粒径为d50＝1.2μm的微米级ysz粉体。纳米级ysz粉体很难通过球磨制备，本实施例通过溶胶凝胶法制备粒径为d50＝0.07μm的纳米级ysz粉体，具体地，按y:zr＝0.08:0.92的摩尔比称取y2o3、zro2，分别溶于硝酸后，加入丁二酸，加热搅拌混合均匀为凝胶状态，将凝胶干燥后在700℃下烧结即可得到粒径为d50＝0.07μm的纳米级ysz粉体。

s2、按重量份数计，称取3份乙基纤维素和97份松油醇，以150-250r/min的转速搅拌溶解至混合液澄清，得到以乙基纤维素和松油醇的混合液为基础的粘结剂。

s3、按重量份数计，称取粒径为d50＝0.07μm的纳米级ysz粉体8份，粒径为d50＝0.2μm的亚微米级ysz粉体15份、粒径为d50＝0.5μm的亚微米级ysz粉体65份和粒径为d50＝1.2μm的微米级ysz粉体20份，混合均匀，加入88份粘结剂和2份偶联剂做分散剂，以200-250r/min的转速球磨8-12h，球磨混匀后得到本实施例的ysz电解质浆料。

本实施例还提供一种ysz电解质膜层，本实施例的ysz电解质膜层由本实施例的ysz电解质浆料制备。具体地，可以选择丝网印刷技术将电解质浆料丝网印刷成膜层坯体，干燥烧结后得到ysz电解质膜层。

对比例

对比例与实施例1-3的不同在于对比例未进行颗粒级配，具体地，对比例提供一种ysz电解质浆料，包括ysz粉体、粘结剂和分散剂，其中，ysz粉体的粒径为d50＝0.05-1.2μm。

在对比例中，按重量份数计，ysz电解质浆料包括75-108份ysz粉体、61-88份粘结剂和0.7-2份分散剂。

在对比例中，分散剂为偶联剂，偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝酸酯偶联剂，粘结剂为乙基纤维素和松油醇的混合液。

对比例的ysz电解质浆料的制备方法包括如下步骤：

s1、准备粒径为d50＝0.05-1.2μm的ysz粉体(可以是市售ysz粉体)；

s2、按重量份数计，称取3份乙基纤维素和97份松油醇，以150-250r/min的转速搅拌溶解至混合液澄清，得到以乙基纤维素和松油醇的混合液为基础的粘结剂；

s3、按重量份数计，称取ysz粉体75-108份、粘结剂61-88份和分散剂0.7-2份，以200-250r/min的转速球磨8-12h，球磨混匀后得到对比例的ysz电解质浆料。

对比例还提供一种ysz电解质膜层，由对比例的ysz电解质浆料制备。具体地，可以选择丝网印刷技术将电解质浆料丝网印刷成膜层坯体，干燥烧结后得到ysz电解质膜层。

图1-3示出了实施例1-3的ysz电解质浆料在1300℃下烧结5h所制备的电解质膜层的sem图，图4示出了对比例未进行颗粒级配的ysz电解质浆料在1350℃下烧结5h所制备的电解质膜层的sem图。从图1-3可以看出，实施例1-3进行颗粒级配的的ysz电解质浆料在1300℃下烧结得到的电解质膜层孔隙极少，尤其是实施例2的ysz电解质浆料烧结得到的电解质膜层无孔隙，致密性极好，实施例1、3的ysz电解质浆料烧结得到的电解质膜层的孔隙很少，已达到固体燃料电池对电解质膜层致密性的要求。而从图4可以看出，未进行颗粒级配的对比例的ysz电解质浆料即使在1350℃(高于实施例1-3烧结温度50℃)下烧结5h所制备的电解质膜层也存在大量孔隙，电解质膜层致密性差，缺陷多。因此，本发明进行颗粒级配的ysz电解质浆料在较低的温度下烧结即可制备得到致密度更高的电解质膜层，电解质膜层缺陷少，即本发明的ysz电解质浆料降低了电解质膜层致密所需的烧结温度，烧结得到的电解质膜层致密性更高，缺陷更少。

图5示出了图2电解质膜层断面的sem图，图6示出了未添加偶联剂时电解质膜层断面的sem图，其中，制备图6电解质膜层的ysz电解质浆料与图2所对应的ysz电解质浆料仅在是否添加偶联剂上存在区别。从图5-6可以看出，添加偶联剂后，电解质膜层几乎无孔隙，致密度极高，而未添加偶联剂时，电解质膜层有明显的孔隙，致密度较差。可见，在本发明中，作为分散剂使用的偶联剂不仅仅发挥了抑制较细粉体团聚、提高分散程度与分散均匀性的作用，还起到了明显提高电解质膜层致密性的作用。

因此，本发明发现了偶联剂能提高电解质膜层致密性的作用，并通过对ysz粉体的颗粒级配和偶联剂的添加两方面，极大地提高了由本发明的ysz电解质浆料制备的电解质膜层的致密性，在固体氧化物燃料电池领域具有极大的贡献。

以上结合具体实施方式对本发明进行了说明，这些具体实施方式仅仅是示例性的，不能以此限定本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明实质的前提下可以进行各种修改、变化或替换。因此，根据本发明所作的各种等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。