一种固体氧化物燃料电池涂层制备装置及其工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池涂层制备装置，尤其涉及一种固体氧化物燃料电池涂层制备装置，还涉及一种固体氧化物燃料电池涂层工艺。
【背景技术】
[0002]固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种多层结构，由电解质、阴极、阳极等部件组成，多层结构可由流延、等离子喷涂、丝网印刷、浆料浸渍等工艺制得。在支撑型电解质薄膜的制备过程中，浆料喷涂是重要的成膜方法；将SOFC组装成电堆的时候，为了阻隔阳极和阴极侧气体、收集电流，需要连接体材料，连接体的表面需要制备保护层来防止氧化、增加导电性，该保护层一般采用喷涂、电镀等工艺制得。SOFC “纳米-微米”结构的高性能复合电极结构往往需要化学浸渗工艺(首先将电解质(纯离子导体)相如YSZ制成多孔骨架，然后将电极活性材料(离子、电子混合导体)的前驱体溶液在毛细管力的驱动下渗入此多孔骨架内，经过热处理过程，低温热解生成相应的氧化物，从而得到电极活性材料，并在多孔骨架内壁形成多孔膜)制得。
[0003]因此，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种固体氧化物燃料电池涂层制备装置，还提高一种固体氧化物燃料电池涂层工艺。
[0005]本发明采用的技术方案是:
一种固体氧化物燃料电池涂层制备装置，包括管路、低温炉、电机驱动的滑轮、溶液回收槽和传送带，所述管路末端安装有喷头，所述管路上安装有阀门，在喷头的下方设有传送带，所述传送带通过滑轮带动运动，所述传送带置于溶液回收槽上方，所述传动带末端与低温炉相连。
[0006]所述溶液回收槽与传动带之间留有一段距离。
[0007]所述溶液回收槽底端安装有溶液回收阀门。
[0008]一种固体氧化物燃料电池涂层工艺，包括以下步骤:准备好所需制备膜的前驱体溶液，打开阀门，通过管路达到喷头，喷头的压强为0.l_2MPa，喷头的流量控制在0.001-0.lL/min，前驱体溶液喷在下方通过传动带过来的电池或连接体上形成涂层，速度为0.01-0.2m/s，进而进入右侧的低温炉，温度控制在50-500 °C之间，进行干燥和热处理，完成涂层工艺。
[0009]所述前驱体溶液包括粉体、溶剂、分散剂、塑化剂和粘结剂，按质量份分别为:粉体48-52份，溶剂10-30份，分散剂3-15份，塑化剂2_16份，粘结剂3_15份。
[0010]所述粉体为8mol%氧化纪稳定的氧化错，I Omo I %氧化钪稳定的氧化错，8mol%氧化?乙、2mol%氧化钪共稳定的氧化错或2mol%氧化钟和8mol%氧化钪稳定的氧化错，锁镁掺杂的镓酸镧、氧化钐掺杂氧化钟、氧化礼掺杂氧化钟、掺杂La2Mo209、BaZr0 Aetl.7Y0.2 _ JbxO3 _ d、掺杂锆酸锶、掺杂锆酸钡、掺杂铈酸锶、掺杂铈酸钡、N1、N1、Cu、CuO、Co、Fe、Ag、Au、Pt、Ru、
Pd、V2O3、LahSrxCivyMnyO3-PLahSrxT13-PSr2MghMnxMoO6-P Sr2Fe^LaSr2Fe3_yCry08^LahSrxMnO3-^ Sm0 5Sr0 5Co03_z、LahSrxCcvyFeyO3-P LahSrxFeO3-^ Ι^ΧοΟ^、BahSrxCcvyFeyCVz(BSCF)、Co3O4、LaNi2O4或(AB) 304的尖晶石型材料，其中的一种或几种的复合物。
[0011]所述(AB)3O4中的A，B 可为 Mn、Y、Cr、Co、Cu、Zn、Fe、Zn、Cr 中的一种且 A、B 不相同。
[0012]所述溶剂为二甲苯、无水乙醇、丙酮、丁酮、乙酸丁酯、水中的一种或几种组合； 所述分散剂为鱼油、三乙醇胺、甲基戊醇、丙烯酸树脂中的一种或几种组合；
所述塑化剂为苯甲酸酯类、聚乙二醇、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种组合；
所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酯类、环氧树脂中的一种或几种组入口 ο
[0013]本发明的有益效果是:实现了大尺寸固体氧化物燃料电池中电解质层、电极层、电极内部纳米膜层，以及电池中的阻挡层、连接体表面涂层的制备，具有多功能，将涂层制备和热处理步骤有效结合，缩短涂层制备过程的周期和工序，涂层制备原料可回收，装置简单、成本低、可实现连续化生产，工艺操作简单，大大提高了工作效率；
该工艺简单实用，便于大规模的工业化生产，将涂层湿法制备和后续的热处理步骤有效结合，实现了连续的生产，制得涂层均匀性、一致性好，涂层成分可控，厚度可调。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0015]图1是本发明的结构示意图。
[0016]其中:1、管路，2、低温炉，3、滑轮，4、溶液回收槽，5、传送带，6、溶液回收阀门，7、喷头，8、阀门。
【具体实施方式】
[0017]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
[0018]如图1所示的一种固体氧化物燃料电池涂层制备装置，包括管路1、低温炉2、电机驱动的滑轮3、溶液回收槽4和传送带5，溶液回收槽4底端安装有溶液回收阀门6，管路I末端安装有喷头7，管路I上安装有阀门8，在喷头7的下方设有传送带5，传送带5通过滑轮3带动运动，传送带5置于溶液回收槽4上方，溶液回收槽4与传动带5之间留有一段距离，传动带5末端与低温炉2相连，实现了大尺寸固体氧化物燃料电池中电解质层、电极层、电极内部纳米膜层，以及电池中的阻挡层、连接体表面涂层的制备，具有多功能，将涂层制备和热处理步骤有效结合，缩短涂层制备过程的周期和工序，涂层制备原料可回收，装置简单、成本低、可实现连续化生产。
[0019]实施例1
一种固体氧化物燃料电池涂层工艺，包括以下步骤:准备好所需制备膜的前驱体溶液，前驱体溶液包括8mo 1%氧化钇稳定的氧化锆、二甲苯、鱼油、苯甲酸酯类和聚乙烯醇，按质量份分别为:8mol%氧化钇稳定的氧化锆48份，二甲苯10份，鱼油3份，苯甲酸酯类2份，聚乙烯醇3份，打开阀门，通过管路达到喷头，喷头的压强为0.1MPa,喷头的流量控制在0.001L/min，前驱体溶液喷在下方通过传动带过来的电池或连接体上形成涂层，速度为0.0lm/s，进而进入右侧的低温炉，温度控制在50°C，进行干燥和热处理，完成涂层工艺。
[0020]实施例2
一种固体氧化物燃料电池涂层工艺，包括以下步骤:准备好所需制备膜的前驱体溶液，前驱体溶液包括10mol%氧化钪稳定的氧化锆、无水乙醇、三乙醇胺、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，按质量份分别为:10mol%氧化钪稳定的氧化锆50份，无水乙醇20份，三乙醇胺8份，聚乙二醇10份，聚乙烯醇缩丁醛