孔隙率提高。通过控制微观结构和成分，可以提高功能层的催化活性和结构稳定性。
[0078]由于本发明通过喷雾法制备功能层，因此可以通过改变喷雾过程的参数(喷雾浆料成分，喷雾时间，喷雾速率等)而精确地控制功能层的微观结构和成分。
[0079]将通过上述方式获得的功能层喷雾浆料通过载气(例如压缩空气)喷涂在电解质生坯层上。举例而言，载气的压力可以为0.05?0.25MPa，优选为0.12?0.15MPa，喷雾速率为5?15mL/min,优选为10mL/min,喷雾时间为5?45min,优选为15min,载带温度为20?50°C，优选为40?45°C，干燥后形成功能层。
[0080]喷雾坯体烧结后功能层的厚度为优选为10?30 μ m,更优选为15?25 μ m。这是因为催化活性区域主要集中于上述范围内，特别是集中于25 μ m以内。过厚的功能层会阻碍反应气体扩散到活性区域。
[0081 ] 在喷雾干燥过程中，通过喷雾-干燥-喷雾-干燥的循环多次，实现了不同成分和厚度的多层坯体，从而在载带上依次形成了电解质层和功能层。其中喷雾的浆料的溶剂和添加剂含量可控，浆料所含的陶瓷粉体的成分可控，浆料喷雾量与喷雾坯体干燥后的厚度具有比例关系，喷雾坯体烧结后厚度(在不使用功能层的情况下，指的是电解质层的厚度；在使用功能层的情况下，指的是电解质层与功能层的总厚度)为3-100μπι，优选为10?40 μ m,最优选为25?30 μ m。
[0082]2.流延过程
[0083]该过程包括在步骤I形成的喷雾坯体上直接流延形成阳极支撑层或阴极支撑层，并使流延坯体干燥。
[0084]具体而言，在不形成功能层的情况下，可以在干燥后的电解质层上直接流延形成上述支撑层；而在形成功能层的情况下，在干燥后的功能层上流延形成上述支撑层。需要指出的是，在不形成功能层的情况下，支撑层本身即可起到功能层的作用。
[0085]作为阳极支撑层或阴极支撑层，其采用与阳极功能层或阴极功能层相同的材料。例如阳极支撑层，可以采用N1/YSZ材料，阴极支撑层可以采用LagSrxMnO3(LSM，x为0.15?0.3)/YSZ材料。通过这样的方式，使他们的热性质基本相同，从而避免烧结后层间的剥离。但是，通常而言，功能层的粒径较小，支撑层的粒径较大。
[0086]对于阳极支撑层的浆料，也可以在N1/YSZ材料中加入合适的溶剂、分散剂和粘结剂,混合并球磨而成。举例而言,将乙醇、三乙醇胺、YSZ粉体、N1粉体按照质量比例为1.2 ?1.6:0.06 ?0.1:0.6 ?1.0:1，优选为 1.44:0.08:0.8:1 混合后球磨 18 ?24h。然后加入邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，其质量与N1粉体比例分别为0.12 ?0.16:0.12 ?0.16:0.2 ?0.3:1，优选为 0.14:0.14:0.27:1，继续球磨 18 ?24h。
[0087]对于阴极支撑层，可以在Lai_xSrxMn03/YSZ材料中加入合适的溶剂、分散剂和粘结齐IJ，混合并球磨而成。举例而言，可以将乙醇、三乙醇胺、YSZ粉体、Laa8Sra2MnO3粉体按照质量比例为1.2?1.6:0.06?0.1:0.6?1.0:1，优选为1.44:0.08:1:1混合后球磨18?24h。然后加入邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，其质量与Laa8Sra2MnO3粉体比例分别为 0.12 ?0.16:0.12 ?0.16:0.2 ?0.3:1，优选为 0.14:0.14:0.27:1，继续球磨18?24h。
[0088]将上述流延浆料脱泡后，在喷雾坯体上直接流延形成阳极支撑层或阴极支撑层。流延工艺可以是水基流延或非水基流延，流延过程可以是一次流延或多次流延，流延坯体烧结后厚度为100-1200 μ m。
[0089]3.烧结过程
[0090]将流延后的坯体干燥，使坯体与载带分离，将分离后的多层坯体一步共烧结，获得阳极支撑的半电池或阴极支撑的半电池。
[0091]举例而言，烧结过程可以为以I °C /min?5 °C /min的升温速率升温至200-500°C，保持一段时间，以使坯体脱胶，然后以2°C /min?6°C /min的升温速率升温至1100-1500°C (此处未给数据)，保持 120-600min，优选 200_400min。
[0092]本发明的烧结过程中包含在200-500°C温度范围内的脱胶过程，所述脱胶过程占总体烧结时间的10-25%。
[0093]脱胶的目的是为了防止出现烧制过程中出现气泡和裂纹，使得烧制品致密，不出现剥离。
[0094]流延后整体坯体烧结后厚度为100-1200 μ m,优选为300 μ m?1000 μ m,最优选为500 μ m ?750 μ m。
[0095]通过上述步骤，可以使电解质、可选的功能层以及支撑层一步烧结获得，从而能够节省制作时间和成本。
[0096]经过上述1、2、3步骤获得半电池后，通过在半电池上制备相应的阴极或阳极即可获得完整的固体氧化物燃料电池。
[0097]二、固体氧化物半燃料电池和固体氧化物燃料电池
[0098]本发明还提供一种固体氧化物燃料电池的半电池，依次包括电解质层、可选的功能层和支撑层，所述电解质层为一层或多层，所述功能层是一层或多层阳极功能层或一层或多层阴极功能层，所述支撑层为一层或多层支撑层功能层或一层或多层阴极支撑层，其中所述电解质层的外表面在微米尺度上是平整的。
[0099]为了增加电解质与电极之间的接触而提高电池性能，优选的是，电解质层的外表面具有亚微米或者纳米微观结构，还优选的是，所述外表面具有亚微米或者纳米级别的突起、起伏或枝状结构。将电解质层的外表面定义为与电解质层和可选的功能层或电解质层和支撑层的接触面相对的面。在多层电解质层的情况下，其为与功能层或支撑层距离最远的电解质层的面。并且在组装成固体氧化物燃料电池的情况下，其为与阴极或阳极接触的面。
[0100]为了形成上述结构，电解质层可以在载带表面上使用喷雾干燥法形成，从而使电解质生坯以载带为模板，复制载带表面的微观形貌，所述载带的表面在微米尺度上是平整的，优选的是载带表面经过再加工和修饰，形成有亚微米或者纳米微观结构，从而使电解质层与载带接触的表面在烧结后形成亚微米或者纳米微观结构。
[0101]进一步优选的是，本发明的固体氧化物燃料电池的半电池通过上述第一部分中描述的制作方法制备而成。
[0102]本发明还提供一种固体氧化物燃料电池，其为在上述固体氧化物燃料电池的半电池上制备相应的阴极或阳极而获得。
[0103]实施例
[0104]以下通过实施例更为详细地说明本发明，但这并不意味着本发明的保护范围受这些实施例限制。
[0105]实施例1:
[0106]本实施例为阳极支撑的固体氧化物燃料电池的制作流程，具体按照以下方式实现:
[0107]I)电解质层喷雾浆料配制:
[0108]将乙醇、三乙醇胺和YSZ粉体按照质量比例为6:0.1:1混合后球磨18?24h ;然后加入邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，其质量与YSZ粉体的比例分别为0.1:0.1:0.14:1，继续球磨 18 ?24h。
[0109]2)阳极功能层喷雾浆料配制:
[0110]将乙醇、三乙醇胺、YSZ粉体、N1粉体按照质量比例为13:0.18:0.8:1混合后球磨18?24h。然后加入邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，其质量与N1粉体比例分别为0.1:0.1:0.1:1，继续球磨18?24h。
[0111]3)阳极支撑层流延浆料配制:
[0112]将乙醇、三乙醇胺、YSZ粉体、N1粉体按照质量比例为1.44:0.08:0.8:1混合后球磨18?24h。然后加入邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，其质量与N1粉体比例分别为0.14:0.14:0.27:1，继续球磨18?24h。
[0113]4)电解质层喷雾:
[0114]将步骤I)得到的电解质层喷雾浆料以压缩空气作为载气喷涂在聚乙烯载带上，压缩空气的压力为0.12?0.15MPa，喷雾速率为10mL/min，喷雾时间为15min，聚乙烯载带保持在40?45°C。干燥后形成电解质层生坯层。
[0115]5)阳极功能层喷雾:
[0116]将步骤2)得到的阳极功能层喷雾浆料以压缩空气作为载气喷涂在步骤4得到的电解质生坯层上，压缩空气的压力0.14?0.2MPa，喷雾速率为10mL/min，喷雾时间为20min，聚乙烯载带保持在45?50°C。干燥后形成阳极功能层_电解质层双层生坯层。
[0117]6)阳极支撑层流延:
[0118]将步骤3)得到的阳极支撑层流延浆料脱泡后，流延在步骤5得到的阳极功能层-电解质层双层生坯层上，干燥后形成阳极支撑层-阳极功能层-电解质层三层生坯。
[0119]7)生坯裁切和烧结:
[0120]将步骤6)得到的三层生坯与聚乙烯载带分离，裁切成需要的尺寸，在1350?1400°C烧结获得半电池。
[0121]8)阴极制作:
[0122]在步骤7)得到的半电池上采用丝网印刷的方法制作阴极生坯层，然后在1100?1150°C烧结后获得阳极支撑固体氧化物燃料电池单电池。
[0123]图1为采用本实施例方式工艺步骤，对电解质致密促进的示意图。由图可以看到，在阳极支撑层生坯干燥过程中，会形成向电解质生坯方向的压力，这种压力可以促进电解质生坯的致密，从而提高烧结过后电解质致密性。
[0124]图2为采用本实施例方式制作的单电池断面和电解质表面的SM图片。从断面可以看到电解质层-阳极功能层-阳极支撑层的三层结构；电解质层厚度为15μπι，阳极功能层厚度为20 μ m ;阳极支撑层的厚度为700微米。三层之间没有分层，电解质层致密无孔洞。从表面可以看到电解质表面平整致密无孔洞。
[0125]本实施例工艺流程简单，成品率高，获得的单电池电解质致密并且表面平整。
[0126]