一種電解質薄膜材料的制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種電解質薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：將包括基物和酒精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物；對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨物；將包括所述手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物；將包括所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混合物進行第三次研磨，得到第三次研磨物；對所述第三次研磨物進行除泡，得到漿料；對所述漿料進行流延、燒結，得到電解質薄膜材料；所述基物為Ce0.8Sm0.2O1.9或Ce0.8Sm0.2O1.9與NiO的混合物。根據實施例的檢測結果可知，本申請得到的電解質薄膜材料在800℃一下依然具有良好的導電性能，最高能夠達到16×10?4S/mm。
【專利說明】
_種電解質薄膜材料的制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及燃料電池電解質技術領域，尤其涉及一種電解質薄膜材料的制備方 法。
【背景技術】
[0002] 固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，簡稱S0FC)，是一種在中高溫下直 接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效、環境友好地轉化成電能的全固態化學發電裝 置，被普遍認為是在未來會與質子交換膜燃料電池(PEMFC) -樣得到廣泛普及應用的一種 燃料電池。
[0003] S0FC主要組成部分有電解質、陽極、陰極和連接體或電極分離器。S0FC中電解質是 電池的核心，一般采用氧化物陶瓷制作，即燒結固溶體電解質-完全穩定化的Zr0 2。電解質 的性能直接決定著電池的工作溫度和性能。
[0004] 目前，用作電解質的材料很多，例如較為常見的材料為Y2〇3穩定Zr02(簡稱YSZ)，它 的離子電導率在氧分壓變化十幾個數量級時，都不發生明顯的變化。然而，傳統電解質得到 的S0FC需要在800~1000°C高溫下運行，從而限制了 S0FC的實際應用。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種電解質薄膜材料的制備方法，實現固體氧化物燃料電 池的中溫化。
[0006] 為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：
[0007] 本發明提供了一種電解質薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 將包括基物和酒精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物；
[0009] 對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨物；
[0010] 將包括所述手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物；
[0011] 將包括所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混合物進行第三次研磨，得到第三 次研磨物；
[0012] 對所述第三次研磨物進行除泡，得到漿料；
[0013] 對所述漿料進行成膜、燒結，得到電解質薄膜材料；
[0014] 所述基物為 CeQ. 8SmQ. 2〇1.9 或 CeQ. 8SmQ. 2〇1.9 與 NiO 的混合物。
[0015] 優選的，所述CeQ.8SmQ.2〇i.9與NiO的混合物中NiO的體積百分數為40~60%。
[0016]優選的，所述基物和酒精的質量比為1: (0.8~1.5)。
[0017] 優選的，所述第一次研磨的轉速為75~85r/min;
[0018] 所述第二次研磨的轉速為75~85r/min;
[0019] 所述第三次研磨的轉速為75~85r/min。
[0020] 優選的，所述第一次研磨的時間為5~10小時；
[0021] 所述第二次研磨的時間為15~30小時；
[0022] 所述第三次研磨的時間為5~25小時；
[0023] 所述手磨的時間為1~2小時；
[0024] 所述除泡的時間為0.5~1小時。
[0025] 優選的，所述燒結的溫度為1300~1400°C。
[0026]優選的，所述分散劑為三乙醇胺和/或聚丙烯酸。
[0027]優選的，所述粘結劑為聚乙烯醇粘結劑；
[0028]所述增塑劑為聚乙二醇增塑劑。
[0029] 本發明還提供了上述制備方法制備的電解質薄膜材料，其特征在于，所述電解質 薄膜材料在800 °C以下具有導電性，電導率為(1~16) X 1 (T4S/mm。
[0030] 本發明提供了一種電解質薄膜材料的制備方法，包括以下步驟:將包括基物和酒 精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物;對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨 物;將包括所述手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物;將包括 所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混合物進行第三次研磨，得到第三次研磨物;對所述 第三次研磨物進行除泡，得到漿料;對所述漿料進行成膜、燒結，得到電解質薄膜材料;所述 基物為Ceo.sSmo.:^.!)或Ceo.sSmt^Ch.!)與NiO的混合物。根據實施例的檢測結果可知，本申請得 到的電解質薄膜材料在800 °C以下依然具有良好的導電性能，最高能夠達到16 X 1 (T4S/mm。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發明實施例1中SCD粉體的XRD圖；
[0032]圖2為本發明實施例1中電解質薄膜材料的掃描電鏡圖；
[0033]圖3為本發明實施例1中電解質薄膜材料在750°C下的阻抗平面圖；
[0034]圖4為本發明實施例1中電解質薄膜材料在700°C下的阻抗平面圖；
[0035] 圖5為本發明實施例1中電解質薄膜材料在650°C下的阻抗平面圖；
[0036] 圖6為本發明實施例1中電解質薄膜材料在600°C下的阻抗平面圖；
[0037] 圖7為本發明實施例1中電解質薄膜材料在550°C下的阻抗平面圖；
[0038] 圖8為本發明實施例2中電解質薄膜材料的掃描電鏡圖；
[0039] 圖9為本發明實施例2中電解質薄膜材料的斷面圖；
[0040] 圖10為本發明實施例2中電解質薄膜材料在550°C下的阻抗平面圖；
[0041] 圖11為本發明實施例2中電解質薄膜材料在600°C下的阻抗平面圖；
[0042]圖12為本發明實施例2中電解質薄膜材料在650°C下的阻抗平面圖；
[0043]圖13為本發明實施例2中電解質薄膜材料在700°C下的阻抗平面圖；
[0044] 圖14為本發明實施例2中電解質薄膜材料在750°C下的阻抗平面圖。
【具體實施方式】
[0045] 本發明提供了一種電解質薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：
[0046] 將包括基物和酒精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物；
[0047] 對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨物；
[0048] 將包括所述手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物； [0049]將包括所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混合物進行第三次研磨，得到第三 次研磨物；
[0050]對所述第三次研磨物進行除泡，得到漿料；
[0051 ]對所述漿料進行成膜、燒結，得到電解質薄膜材料；
[0052] 所述基物為Ceo. 8Sm〇.辦.9或Ceo. 8Sm〇.辦.9與NiO的混合物。
[0053]本發明將包括基物和酒精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物。本發明 對所述酒精的來源沒有特殊限制，采用本領域技術人員所熟知的酒精即可。在本發明中，所 述酒精優選為分析純。在本發明中，所述基物和酒精的質量比優選為1: (0.8~1.5)，更優選 為1: (0.9~1.3)，最優選為1: (1.0~1.2)。
[0054] 在本發明中，所述基物為Ceo.sSmt^Ch.!)或Ceo.sSmt^Ch.!)與NiO的混合物。在本發明 中，所述Ceo.sSmt^Ch.g與NiO的混合物中NiO的體積百分數優選為40~60%，更優選為43~ 55%，最優選為45~50 %。
[0055]本發明對所述NiO的來源沒有特殊限制，采用本領域技術人員所熟知的NiO的市售 商品即可。本發明對所述Ceo.sSmo.sOu的來源沒有特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的 Ceo.8Sm〇.2〇i.9即可。在本發明中，所述Ceo.8SmQ.2〇i.9優選為自制產品。
[0056] 在本發明中，所述Ceo.8Smo.20L9的制備方法優選包括以下步驟：
[0057] 將Sm(N03)3 ? 6H20、Ce(N03)3 ? 6H20和水進行混合，得到反應體系；
[0058] 調節所述反應體系的pH值為9~10，產生沉淀；
[0059] 對所述沉淀進行洗滌、烘干和燒結，得到所述Ceo.sSmo.sOu。
[0060] 本發明將Sm(N〇3)3 ? 6H20、Ce(N03)3 ? 6H20和水進行混合，得到反應體系。本發明對 所述Sm(N03)3 ? 6H20、Ce(N03)3 ? 6H20和水的混合順序沒有特殊要求，能夠使得Sm(N03)3 ? 6H2O和Ce(N03)3 ? 6H2O被水溶解即可。在本發明中，所述Sm(N03)3 ? 6H2O和Ce(N03)3 ? 6H2O的 物質的量之比優選為（1~3): (5~10)，更優選為2: (6~9)，最優選為2:8;所述Sm(N03)3 ? 6H20的物質的量和水的體積比優選為（1~3)mol:(600~800)mL，更優選為（1~3)mol:(650 ~750)mL，最優選為2mol: 700mL。
[0061 ] 本發明對所述Sm(N03)3 ? 6H20和Ce(N03)3 ? 6H20的來源沒有特殊要求，采用本領域 技術人員所熟知的Sm(N03)3 ? 6H20和Ce(N03)3 ? 6H20即可，具體的可以為Sm(N03)3 ? 6H20和 Ce(N03)3 ? 6H20的市售產品。在本發明中，所述水優選為蒸餾水。
[0062] 得到所述反應體系之后，本發明調節所述反應體系的pH值為9~10,產生沉淀。本 發明優選使用氨水調節所述反應體系的pH值為9~10。在本發明中，所述氨水的體積濃度優 選為5~15 %，更優選為7~12 %，最優選為10 %。本發明優選將氨水滴加到所述反應體系 中。在本發明中，所述滴加的速度優選為5~15滴/分鐘，更優選為7~13滴/分鐘，最優選為 10滴/分鐘。本發明優選在所述滴加的同時攪拌反應體系。本發明對所述攪拌的速度沒有特 殊要求，能夠使得反應體系混合均勻即可。
[0063] 得到所述沉淀之后，本發明對所述沉淀進行洗滌、烘干和燒結，得到所述 Ceo.sSmo.sOu。本發明優選在所述洗滌之前，先對得到的沉淀進行過濾。本發明對所述過濾 的具體方式沒有特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的過濾操作即可。在本發明中，所述 洗滌優選包括水洗和酒精洗;在本發明中，所述水洗優選采用去離子水進行;所述水洗的次 數優選為三次。本發明優選在所述水洗之后進行酒精洗，所述酒精洗的次數優選為三次。在 本發明中，所述酒精優選為分析純。
[0064] 所述洗滌之后，本發明優選對洗滌后的沉淀進行烘干。在本發明中，所述烘干的溫 度優選為70~90 °C，更優選為75~85 °C，最優選為80 °C。本發明對所述烘干的時間沒有特殊 要求，能夠將所述沉淀烘干即可。在本發明中，所述烘干優選在烘干箱中進行。
[0065] 所述烘干之后，本發明優選對所述烘干后的沉淀進行燒結。在本發明中，所述燒結 的溫度優選為600~750°C，更優選為620~730°C，最優選為650~700°C。在本發明中，所述 燒結的時間優選為3~7小時，具體的可以為3小時、4小時、5小時、6小時或7小時。在本發明 中，所述燒結優選在馬弗爐或電解質爐中進行。
[0066] 所述燒結之后，本發明優選對所述燒結后的產物進行研磨，得到Ceo.sSmo.sOu。在 本發明中，所述CeQ.8Sm〇.2〇i.9的粒徑優選為16~20nm，具體的可以為16nm、17nm、18nm、19nm 或20nm 〇
[0067] 在本發明中，所述第一次研磨的轉速優選為75~85r/min，更優選為77~83r/min， 最優選為79~81r/min;所述第一次研磨的時間優選為5~10小時，具體的可以為5小時、6小 時、7小時、8小時、9小時或10小時。在本發明中，所述第一次研磨優選在球磨機中進行。
[0068] 得到所述得到第一次研磨物之后，本發明對所述第一次研磨物進行手磨，得到手 磨物。本發明優選在手磨之前對所述第一次研磨物進行干燥。在本發明中，所述干燥的溫度 優選為70~90°C，更優選為75~85°C，最優選為80°C。本發明對所述干燥的時間沒有特殊要 求，能夠將所述第一次研磨物烘干即可。在本發明中，所述干燥優選在烘干箱中進行。
[0069] 在本發明中，所述手磨的時間優選為1~2小時。本發明對所述手磨的速度沒有特 殊限制，采用本領域技術人員所常用的物體粉體的研磨速度進行即可。在本發明中，所述手 磨優選在瑪瑙研磨缽中進行。
[0070] 得到所述手磨物之后，本發明將手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得 到第二次研磨物。在本發明中，所述分散劑優選為三乙醇胺和/或聚丙烯酸。在本發明中，此 處所述水優選為去離子水。本發明對所述手磨物、分散劑和水的混合順序沒有特殊要求，三 者可以以任意順序進行混合。本發明優選將分散劑和水的混合物加入手磨物中。本發明對 所述分散劑的來源沒有特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的分散劑即可，具體的可以 為分散劑的市售產品。
[0071 ] 在本發明中，所述第二次研磨的轉速優選為75~85r/min，更優選為77~83r/min， 最優選為79~81r/min;所述第二次研磨的時間優選為15~30小時，更優選為17~28小時， 最優選為20~24小時。在本發明中，所述第二次研磨優選在瑪瑙球磨罐中進行。
[0072]得到所述第二次研磨物之后，本發明將所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混 合物進行第三次研磨，得到第三次研磨物。在本發明中，所述粘結劑優選為聚乙烯醇粘結 劑;所述增塑劑優選為聚乙二醇增塑劑。在本發明中，所述粘結劑和增塑劑的質量比優選為 1: (0.5~1.5)，更優選為1: (0.8~1.2)，最優選為1:1。本發明對所述粘結劑和增塑劑的來 源沒有特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的粘結劑和增塑劑即可，具體的可以為粘結 劑和增塑劑的市售產品。本發明對所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的的混合順序沒有 特殊要求，三者可以以任意順序進行混合。
[0073] 在本發明中，所述第三次研磨的轉速優選為75~85r/min，更優選為77~83r/min， 最優選為79~81r/min;所述第三次研磨的時間優選為5~25小時，更優選為10~24小時，最 優選為15~20小時。在本發明中，所述第三次研磨優選在瑪瑙球磨罐中進行。
[0074]本發明優選在添加所述粘結劑之前先對所述粘結劑進行溶解。在本發明中，所述 溶解的溫度優選為80~100°C，更優選為95~99°C，最優選為96~98°C。在本發明中，所述溶 解的溶劑優選為水，更優選為去離子水。
[0075]得到所述第三次研磨物之后，本發明對所述第三次研磨物進行除泡，得到漿料。在 本發明中，所述除泡所用物質優選為除泡劑和表面活性劑。在本發明中，所述除泡劑優選為 磷酸三丁酯。在本發明中，所述除泡的時間為〇. 5~1小時，具體的可以為0.5小時、0.6小時、 0.7小時、0.8小時、0.9小時或1小時。在本發明中，所述除泡操作優選在真空條件下進行。本 發明對所述真空條件的真空度沒有特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的混合漿料真空 除泡的真空度即可。
[0076] 得到所述漿料之后，本發明對所述漿料進行成膜和燒結，得到電解質薄膜材料。本 發明對所述成膜的具體操作方式沒有特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的成膜技術進 行操作即可，具體的可以為流延成膜。在本發明中，所述流延優選在流延機上進行。本發明 對所述成膜的尺寸沒有特殊要求，根據具體的產品型號要求而定。在本發明中，所述電解質 薄膜材料的成膜厚度優選為30~500111]1，更優選為50~400111]1，最優選為100~250111]1。在本發 明中，所述燒結的溫度優選為1300~1400°C，更優選為1320~1380°C，最優選為1350°C。
[0077] 本發明提供了一種電解質薄膜材料的制備方法，包括以下步驟:將包括基物和酒 精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物;對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨 物;將包括所述手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物;將包括 所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混合物進行第三次研磨，得到第三次研磨物;對所述 第三次研磨物進行除泡，得到漿料;對所述漿料進行流延、燒結，得到電解質薄膜材料;所述 基物為Ceo.sSmo.:^.!)或Ceo.sSmt^Ch.!)與NiO的混合物。根據實施例的檢測結果可知，本申請得 到的電解質薄膜材料在800 °C-下依然具有良好的導電性能，最高能夠達到16 X 1 (T4S/mm。
[0078] 下面結合實施例對本發明提供的電解質薄膜材料的制備方法進行詳細的說明，但 是不能把它們理解為對本發明保護范圍的限定。
[0079] 實施例1
[0080]將2molSm(N03)3 ? 6H2〇、8molCe(N03)3 ? 6H20和700mL水，得到反應體系。將體積濃 度為10 %的氨水以10滴/分鐘的速度滴加到反應體系中，逐漸產生沉淀，當反應體系的pH值 為9.4時停止滴加。過濾所述得到的沉淀，并依次用去離子水和分析純的酒精分別洗滌3次。 所述洗滌之后，將得到的沉淀在80 °C的烘箱中進行烘干。將烘干后的沉淀在電解爐中600 °C 條件下燒結5個小時，并研磨至粒徑為16~2〇11111，得到〇6().831]1().2〇1.9(30〇)。
[00811 將SDC和酒精按照質量比為1:1進行混合，以85r/min的轉速在球磨機中研磨8小 時。然后在80°C下干燥，使所述酒精揮發干凈。所述干燥之后，在瑪瑙研磨缽中手磨1小時。 所述手磨之后，將手磨得到的粉體倒入瑪瑙球磨罐中，再加入分散劑三乙醇胺和去離子水， 以85r/min的轉速球磨24小時。
[0082]用去離子水在80°C溫度下水浴聚乙烯醇粘結劑，使得聚乙烯醇粘結劑充分溶解。 將溶解好的粘結劑和聚乙二醇增塑劑與粉體混合，在瑪瑙球磨罐中繼續以85r/min的轉速 球磨24小時。將球磨好的漿料中加入磷酸三丁酯除泡劑和表面活性劑，在真空條件下除氣 半個小時。將除氣后的漿料在流延機上進行流延，干燥，然后在1400°C溫度下燒結，得到電 解質薄膜材料。
[0083] 本發明對得到的SDC粉體進行了 X射線衍射分析，XRD分析結果如圖1所示，圖1為本 發明實施例1中SCD粉體的XRD圖。從圖1中能夠知道，其衍射峰均與表征卡片中Ceo. 8Sm〇.辦.9 的立方相螢石結構吻合，表面所述粉體為Ceo.sSmo.is。此外，衍射峰較寬，峰型較尖銳，物 相純度較好。
[0084] 本發明還對本實施例得到的電解質薄膜材料的形貌和電性能進行了檢測。所述電 解質薄膜材料的掃描電鏡圖如圖2所示，圖2為本發明實施例1中電解質薄膜材料的掃描電 鏡圖。由圖2可知，電解質薄膜材料表面非常致密。
[0085] 所述電解質薄膜材料在不同測試溫度下的阻抗分別如圖3~7所示，電導率如表1 所示。其中，圖3為本發明實施例1中電解質薄膜材料在750°C下的阻抗平面圖；圖4為本發明 實施例1中電解質薄膜材料在700°C下的阻抗平面圖；圖5為本發明實施例1中電解質薄膜材 料在650°C下的阻抗平面圖；圖6為本發明實施例1中電解質薄膜材料在600°C下的阻抗平面 圖；圖7為本發明實施例1中電解質薄膜材料在550°C下的阻抗平面圖；表1為本發明實施例1 得到的SDC電解質薄膜材料在不同溫度下的電導率。
[0086]表1本發明實施例1得到的SDC電解質薄膜材料在不同溫度下的電導率
[0088]由圖3~7和表1能夠清楚地知道本實施例得到的電解質薄膜材料在800°C以下依 然具有良好的導電性能。
[0089] 實施例2
[0090]將2molSm(N03)3 ? 6H2〇、8molCe(N03)3 ? 6H20和700mL水，得到反應體系。將體積濃 度為10 %的氨水以10滴/分鐘的速度滴加到反應體系中，逐漸產生沉淀，當反應體系的pH值 為9.4時停止滴加。過濾所述得到的沉淀，并依次用去離子水和分析純的酒精分別洗滌3次。 所述洗滌之后，將得到的沉淀在80 °C的烘箱中進行烘干。將烘干后的沉淀在電解爐中600 °C 條件下燒結5個小時，并研磨至粒徑為16~2〇11111，得到〇6().831]1().2〇1.9(30〇)。
[0091] 將SDC、NiO和酒精按照質量比為l:0.5:l進行混合，以85r/min的轉速在球磨機中 研磨8小時。然后在80°C下干燥，使所述酒精揮發干凈。所述干燥之后，在瑪瑙研磨缽中手磨 1小時。所述手磨之后，將手磨得到的粉體倒入瑪瑙球磨罐中，再加入分散劑三乙醇胺和去 離子水，以85r/min的轉速球磨24小時。
[0092]用去離子水在90°C溫度下水浴聚乙烯醇粘結劑，使得聚乙烯醇粘結劑充分溶解。 將溶解好的粘結劑和聚乙二醇增塑劑與粉體混合，在瑪瑙球磨罐中繼續以85r/min的轉速 球磨24小時。將球磨好的漿料中加入磷酸三丁酯除泡劑和表面活性劑，在真空條件下除氣 半個小時。將除氣后的漿料在流延機上進行流延，干燥，然后在1350°C溫度下燒結，得到電 解質薄膜材料。
[0093]本發明對本實施例得到的電解質薄膜材料的形貌和電性能進行了檢測。所述電解 質薄膜材料的掃描電鏡圖如圖8和圖9所示，圖8為本發明實施例2中電解質薄膜材料的掃描 電鏡圖，圖9為本發明實施例2中電解質薄膜材料的斷面圖。由圖8可知，電解質薄膜材料晶 粒膨脹十分完全，結構十分致密；由圖9可知，電解質薄膜材料中NiO和SDG接口處縫隙細小， 結合的十分牢固。
[0094] 所述電解質薄膜材料在不同測試溫度下的阻抗分別如圖10~14所示，電導率如表 2所示。其中，圖10為本發明實施例2中電解質薄膜材料在550°C下的阻抗平面圖；圖11為本 發明實施例2中電解質薄膜材料在600°C下的阻抗平面圖；圖12為本發明實施例2中電解質 薄膜材料在650°C下的阻抗平面圖；圖13為本發明實施例2中電解質薄膜材料在700°C下的 阻抗平面圖；圖14為本發明實施例2中電解質薄膜材料在750°C下的阻抗平面圖；表2為本發 明實施例2得到的SDC-NiO電解質薄膜材料在不同溫度下的電導率。
[0095] 表2本發明實施例2得到的SDC-NiO電解質薄膜材料在不同溫度下的電導率
[0097]由圖10~14和表2能夠清楚地知道本實施例得到的電解質薄膜材料在800°C以下 依然具有良好的導電性能。
[0098] 實施例3
[0099] 將2molSm(N03)3 ? 6H2〇、8molCe(N03)3 ? 6H20和800mL水，得到反應體系。將體積濃 度為10 %的氨水以9滴/分鐘的速度滴加到反應體系中，逐漸產生沉淀，當反應體系的pH值 為9.4時停止滴加。過濾所述得到的沉淀，并依次用去離子水和分析純的酒精分別洗滌3次。 所述洗滌之后，將得到的沉淀在80 °C的烘箱中進行烘干。將烘干后的沉淀在電解爐中650 °C 條件下燒結5個小時，并研磨至粒徑為16~2〇11111，得到〇6().831]1().2〇1.9(30〇)。
[0100] 將SDC和酒精按照質量比為1:1進行混合，以80r/min的轉速在球磨機中研磨8小 時。然后在80°C下干燥，使所述酒精揮發干凈。所述干燥之后，在瑪瑙研磨缽中手磨1小時。 所述手磨之后，將手磨得到的粉體倒入瑪瑙球磨罐中，再加入分散劑三乙醇胺和去離子水， 以85r/min的轉速球磨24小時。
[0101] 用去離子水在100°C溫度下水浴聚乙烯醇粘結劑，使得聚乙烯醇粘結劑充分溶解。 將溶解好的粘結劑和聚乙二醇增塑劑與粉體混合，在瑪瑙球磨罐中繼續以85r/min的轉速 球磨24小時。將球磨好的漿料中加入磷酸三丁酯除泡劑和表面活性劑，在真空條件下除氣 半個小時。將除氣后的漿料在流延機上進行流延，干燥，然后在1400°C溫度下燒結，得到電 解質薄膜材料。
[0102] 所述電解質薄膜材料在不同測試溫度下的阻抗分別如圖3~7所示，電導率如表1 所示。其中，圖3為本發明實施例1中電解質薄膜材料在750°C下的阻抗平面圖；圖4為本發明 實施例1中電解質薄膜材料在700°C下的阻抗平面圖；圖5為本發明實施例1中電解質薄膜材 料在650°C下的阻抗平面圖；圖6為本發明實施例1中電解質薄膜材料在600°C下的阻抗平面 圖；圖7為本發明實施例1中電解質薄膜材料在550°C下的阻抗平面圖；表1為不同溫度下SDC 電解質薄膜材料的電導率。
[0103] 本發明按照實施例1所述的檢測方法對本實施例得到的產品進行了檢測，檢測結 果與實施例1相符，在此不再進行贅述。
[0104] 由以上實施例可知，本發明將包括基物和酒精的混合物進行第一次研磨，得到第 一次研磨物;對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨物;將包括所述手磨物、分散劑和水 的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物;將包括所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑 的混合物進行第三次研磨，得到第三次研磨物;對所述第三次研磨物進行除泡，得到漿料； 對所述衆料進行流延、燒結，得到電解質薄膜材料;所述基物為Ceo. sSmo. 2〇i. 9或Ceo. sSmo. 2〇i. 9 與NiO的混合物。根據實施例的檢測結果可知，本申請得到的電解質薄膜材料在800°C-下 依然具有良好的導電性能，最高能夠達到16Xl(T 4S/mm。
[0105]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種電解質薄膜材料的制備方法，包括以下步驟： 將包括基物和酒精的混合物進行第一次研磨，得到第一次研磨物； 對所述第一次研磨物進行手磨，得到手磨物； 將包括所述手磨物、分散劑和水的混合物進行第二次研磨，得到第二次研磨物； 將包括所述第二次研磨物、粘結劑和增塑劑的混合物進行第三次研磨，得到第三次研 磨物； 對所述第三次研磨物進行除泡，得到漿料； 對所述漿料進行成膜、燒結，得到電解質薄膜材料； 所述基物為Ceo. 8Sm〇.辦.9或Ceo. 8Sm〇.辦.9與NiO的混合物。2. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Ceo. 8Sm〇. 2(h. 9與NiO的混合物中 NiO的體積百分數為40~60%。3. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基物和酒精的質量比為1:(0.8~ 1.5)〇4. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一次研磨的轉速為75~85r/ min； 所述第二次研磨的轉速為75~85r/min; 所述第三次研磨的轉速為75~85r/min。5. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一次研磨的時間為5~10小時； 所述第二次研磨的時間為15~30小時； 所述第三次研磨的時間為5~25小時； 所述手磨的時間為1~2小時； 所述除泡的時間為〇. 5~1小時。6. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述燒結的溫度為1300~1400°C。7. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑為三乙醇胺和/或聚丙烯 酸。8. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為聚乙烯醇粘結劑； 所述增塑劑為聚乙二醇增塑劑。9. 權利要求1~8任意一項所述制備方法制備的電解質薄膜材料，其特征在于，所述電 解質薄膜材料在800 °C以下具有導電性，電導率為(1~16) X 1 (T4S/mm。
【文檔編號】C04B35/626GK105967689SQ201610289522
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】郭瑞華, 安勝利, 張捷宇, 周國治, 王林敏, 彭軍, 劉媛媛, 李慧琴, 王青春, 劉卓承
【申請人】內蒙古科技大學