用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器和包含所述陰極集電器的固體氧化物燃料電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器，更具體地涉及插入在電池和構(gòu)成燃料電池堆單元的金屬分隔體之間的陰極集電器，以及涉及包含該陰極集電器的固體氧化物燃料電池。
【專利說明】
用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器和包含所述陰極集電 器的固體氧化物燃料電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器，更具體地涉及插入在電池和 構(gòu)成燃料電池堆單元的金屬分隔體之間的陰極集電器，以及涉及包含該陰極集電器的固體 氧化物燃料電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 燃料電池是具有由多孔陽極、陰極和作為基底的具有致密結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)構(gòu)成的電 池的電力系統(tǒng)，當(dāng)將氫氣注入到陽極并將空氣注入到陰極時最終產(chǎn)生水，同時離子通過電 解質(zhì)迀移。其中，電子通過分隔體流動到外部，所述分隔體和電池的組合被稱為單元電池， 而串聯(lián)的多個這樣的單元電池被稱為燃料電池堆。
[0003] 更具體地，所述單元電池由分隔體、電池和集電器構(gòu)成，在這些之中，根據(jù)燃料電 池的種類，例如PEMFC、MCFC和S0FC，所述電池具有不同的構(gòu)成。
[0004] 例如，固體氧化物燃料電池(S0FC)具有由陽極、陰極和電解質(zhì)形成的電池結(jié)構(gòu)。其 中，所述陽極、陰極和電解質(zhì)均由陶瓷材料形成，由于這些進(jìn)行層疊并且隨后在高溫下燒結(jié) 以制備作為一片式電池，所述電池的表面可能不平整并且可能具有特定水平的表面粗糙 度。
[0005] 在如上所述的形成具有陽極、陰極和電解質(zhì)的電池結(jié)構(gòu)中，分隔體用于電連接單 元電池并且用于分隔用作燃料的氫氣和空氣以及用于形成氣流流動通道。所述分隔體可通 過機(jī)械加工、蝕刻、壓模等手段附加在陽極或陰極上來形成。
[0006] 不過，在如上所述形成分隔體的過程中，由于所述陽極或陰極可能不平整，可能會 不可避免地產(chǎn)生所述分隔體通道之間的高度差異。
[0007] 同時，通過進(jìn)一步在所述陽極和分隔體之間，以及在所述陰極和分隔體之間提供 集電器，所述電極和所述分隔體相互之間可能更加均勻地電接觸。
[0008] 在作為例子的S0FC中，使用具有單一組成的Ni泡沫作為陽極集電器，由于Ni泡沫 仍然在氫氣(一種燃料)流動的還原氣氛下保持金屬性，因此在集電器中不會發(fā)生問題。不 過，當(dāng)金屬網(wǎng)或者金屬泡沫被用作陰極集電器時，可能產(chǎn)生以下問題：陰極具有約700-800 °(：的操作溫度且有空氣流動通過該陰極，陰極集電器的金屬材料可被快速氧化，失去集電 效率。
[0009] 為了防止這樣的問題，導(dǎo)電陶瓷糊料通常用于形成陰極集電器。不過，當(dāng)通過例如 絲網(wǎng)印刷或粉末噴涂的工藝制備導(dǎo)電陶瓷時，導(dǎo)電陶瓷厚度的控制有局限性，這導(dǎo)致限制 了安裝集電器的區(qū)域，同時顯著減少了分隔體的高度差并減小了電池的表面粗糙度。
[0010]如在現(xiàn)有技術(shù)中公開的技術(shù)，專利文獻(xiàn)1使用了金屬氧化物泡沫作為陰極集電器； 不過該泡沫從初始安裝階段開始完全在氧化態(tài)中形成泡沫，因此幾乎不能減小分隔體的高 度差或減小電池的表面粗糙度，在制備方法方面，由于使用在聚合物上涂覆金屬氧化物漿 料的方法，制備具有均勻厚度的集電器是很困難的。還有一個限制是所述組合物僅限于鈣 鈦礦結(jié)構(gòu)。
[0011](專利文獻(xiàn)1)韓國專利第10-0797048號

【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 技術(shù)問題
[0013] 本發(fā)明的一個方面提供了能改善集電效率的陰極集電器以及包含所述陰極集電 器的固體氧化物燃料電池。
[0014] 技術(shù)方案
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器，其 中所述陰極集電器是具有孔的多孔金屬泡沫，所述金屬泡沫由一種、兩種或更多種的二元 合金或一種或兩種三元合金形成，所述二元合金由CoNi、CoMn和CuMn組成，所述三元合金由 CoNiMn 和 CoCuMn 組成。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制備用于包括陰極、陽極、電解質(zhì)和分隔體的固 體氧化物燃料電池的陰極集電器的方法，所述方法包括制備聚合物泡沫;在所述聚合物泡 沫的表面上沉積金屬;在所述沉積的金屬的頂部之上涂覆Co、Cu、Ni和Μη之中的兩種或更多 種金屬的金屬混合物;對所述涂覆后得到的產(chǎn)物進(jìn)行還原熱處理;在還原熱處理后通過去 除所述聚合物泡沫制備金屬泡沫，其中所述金屬泡沫是CoNi、CoMn、CuMn、CoNiMr^PCoCuMn 的一種或多種。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種包括所述陰極集電器的固體氧化物燃料電池。
[0018] 有益效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，與使用已有導(dǎo)電陶瓷糊料作為陰極集電器的例子相比， 可提供具有優(yōu)異的燃料電池性能和降級速率的燃料電池堆。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明中提供的陰極集電器以及包含所述集電器的固體氧化物燃料電池的 示意圖。
[0021] 圖2說明了在800°C下在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式制備的金屬泡沫上進(jìn)行1500小時 的ASR測量的結(jié)果。
[0022]圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有9:1的C〇:Ni比的金屬泡沫在ASR測量之 前和之后的微結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果。
[0023]圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有9:1的C〇:Ni比的金屬泡沫和用作陽極支 持物的Ni泡沫的收縮率測量結(jié)果。
[0024]圖5和6顯示了使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的金屬泡沫(CoNi泡沫，9:1)作為陰極 集電器的固體氧化物燃料電池堆的單元電池（l〇〇cm2)的功率輸出評估和長時間降級速率 評估結(jié)果。
[0025] [附圖標(biāo)記]
[0026] 1陽極集電器 [0027] 2 陽極 [0028] 3 陰極
[0029] 4陰極集電器
[0030] 5分隔體肋狀件
[0031] 6陰極通道
[0032] 7分隔體
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。本文的附圖是為了幫助解釋 本發(fā)明的示例性的實(shí)施方式，本發(fā)明并不限于所述附圖和實(shí)施方式。在附圖中，為了清楚或 簡明，一些元件可以在尺寸上放大、縮小或省略。
[0034]多孔金屬板、金屬網(wǎng)或類似物通常用作固體氧化物燃料電池的陰極集電器，不過， 具有這樣的陰極集電器的固體氧化物燃料電池可能有以下問題：當(dāng)所述燃料電池在高溫下 運(yùn)行時，由于陰極集電器的金屬材料的快速氧化，集電性能可能大大劣化。
[0035] 近來，導(dǎo)電陶瓷糊料在陰極集電器中的使用已逐漸增加;不過，將導(dǎo)電陶瓷糊料涂 覆成特定厚度需要大量時間，從而降低了生產(chǎn)率，并且均勻涂覆糊料也是困難的，這使得在 其上形成的分隔體的高度差，這導(dǎo)致了效率的下降。
[0036] 鑒于上述內(nèi)容，作為對于提供不僅具有優(yōu)異的集電效率還能有效地降低分隔體和 陰極集電器之間的高度差的用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器的深入研究的結(jié)果，本 發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)鑒定了，當(dāng)將所述陰極集電器用具有優(yōu)異電導(dǎo)率的金屬材料制備成三維 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時，即使在固體氧化物燃料電池的運(yùn)行后陰極集電器仍具有優(yōu)異的集電性能，并 且本發(fā)明的發(fā)明人完成了本發(fā)明。
[0037]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器具有有孔的多 孔金屬泡沫的形狀，其中所述金屬泡沫優(yōu)選由Co、Cu、Ni和Μη之中的兩種或更多種金屬組 成。下文中，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0039] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的陰極集電器在陰極和分隔體之間形成同時 覆蓋整個陰極表面。
[0040] 具體來說，圖1說明了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的固體氧化物燃料電池的例子，在所 示固體氧化物燃料電池中，電解質(zhì)和陰極3存在于與陽極集電器1接觸的陽極2上，陰極集電 器4覆蓋了整個陰極3,在其之上形成了分隔體7,在所示分隔體肋狀件5之間形成了陰極通 道6。
[0041] 通常，Ni泡沫通常用作固體氧化物燃料電池的陽極集電器，而其用作由金屬網(wǎng)或 金屬泡沫形成的陰極集電器具有明顯的局限性。這是由于，陰極的運(yùn)行溫度為700°C或更高 并且有空氣流動通過陰極，金屬材料被快速氧化并轉(zhuǎn)化成沒有電導(dǎo)率的氧化物，所述轉(zhuǎn)化 的氧化物不能保持初始金屬泡沫的彈性，并且不能減少分隔體通道之間的高度差或減少陰 極的表面粗糙度，因此失去了集電能力。
[0042] 鑒于如上所述的陰極集電器的局限性，本發(fā)明的發(fā)明人使用僅由在高溫下穩(wěn)定的 材料組成的金屬泡沫，同時保證足夠的集電區(qū)域以形成陰極集電器。
[0043] 用于根據(jù)本發(fā)明的一個方面的固體氧化物燃料電池的陰極集電器是由多孔金屬 泡沫形成的，所述金屬泡沫優(yōu)選包含能在高溫下形成具有尖晶石結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電陶瓷的元素。
[0044] 具體地，在本發(fā)明中，考慮到電導(dǎo)率和陰極集電器的彈性，所述金屬泡沫包含Co、 Cu、Ni和Μη之中的兩種或更多種金屬，優(yōu)選地是由一種、兩種或更多種包含CoNi、CoMn和 CuMn的二元合金，或一種或兩種包含CoNiMn和CoCuMn的三元合金的混合金屬形成的金屬泡 沫。
[0045] 本文中，在本發(fā)明中，優(yōu)選排除掉對固體氧化物燃料電池的電池性能具有有害影 響的絡(luò)(Cr)，以及具有與沒有電導(dǎo)率的氧化物有界面減聚力（interfacial decohesion)的 問題的鐵(Fe)組分。此外，由于在高溫下形成具有低電導(dǎo)率的氧化物并且因此金屬泡沫難 以用作集電器，所以在本發(fā)明中不優(yōu)選用單一元素形成金屬泡沫。
[0046] 更具體地，如以下表1所示，可鑒定，當(dāng)金屬泡沫是CoMn時，得到優(yōu)異的電導(dǎo)率，其 在高溫(約800°C)下形成的尖晶石氧化物(Mn xC〇y04)的電導(dǎo)率最高為60S/cm。因此，所示金 屬泡沫可適合用作固體氧化物燃料電池的陰極集電器。此外，具有與CoMn氧化物相似的電 導(dǎo)率的CoNiMn和CoCuMn以及CoNi和CuMn的金屬泡沫也可適合用作本發(fā)明預(yù)期的陰極集電 器。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，可鑒定，當(dāng)CoNi金屬泡沫用作陰極集電器時，即使當(dāng) 所述集電器在高溫下使用500小時或更長時間時，其性能降級率是優(yōu)異的，少于1 % (參見圖 6)〇
[0050](在表1中，導(dǎo)電率的單位是〃S/cm〃。)
[0051 ] 形成本發(fā)明的金屬泡沫的Co、Cu、Ni和Μη優(yōu)選滿足Co :Ni、Co :Mn或Cu :Ni的組成，其 中Cu:Mn = l :9-9:1，在該組成下，可形成在高溫下具有優(yōu)異的電導(dǎo)率的導(dǎo)電陶瓷。
[0052] 更具體來說，當(dāng)Co : Ni、Co :Mn和Cu :Mn分別具有 1 · 5-2 · 0:1 · 5-1 · 0，1 · 5-2 · 0:1 · 5-1.0和1.0-1.3:2.0-1.7的組成時，可形成具有更優(yōu)異的電導(dǎo)率的導(dǎo)電陶瓷。
[0053] 除了在高溫下具有優(yōu)異的電導(dǎo)率之外，由上述混合金屬形成的本發(fā)明的金屬泡沫 對于減少在運(yùn)行之前在室溫狀態(tài)下具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分隔體的通道之間的高度差是非 常有效的。
[0054]不過，為了使得所述效果最大化，所述金屬泡沫優(yōu)選制備成具有200g/m2或更高的 密度。
[0055] 具有小于100g/m2密度的金屬泡沫增加了孔隙率，但由于厚度不足而在作為陰極 集電器時難以保證足夠的電導(dǎo)率。不過，密度大于l〇〇〇g/m 2的金屬泡沫存在空氣不能平滑 流動的問題。因此，根據(jù)本發(fā)明的金屬泡沫的密度優(yōu)選限定為200-1000g/m 2。
[0056] 當(dāng)在初始階段的泡沫形狀時，將滿足上述組成和密度的本發(fā)明的金屬泡沫作為陰 極集電器安裝，具有通過增加高度差吸收率而使得接觸區(qū)域最大化的優(yōu)點(diǎn)，并在其后的燃 料電池運(yùn)行過程中，通過形成在表面上的具有數(shù)十至數(shù)百S/cm的高電導(dǎo)率的具有尖晶石結(jié) 構(gòu)的導(dǎo)電陶瓷來減少接觸電阻時，所述安裝仍能誘導(dǎo)平滑電流流到作為三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的陰 極。
[0057] 下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一個方面的包括陰極集電器的固體氧化物燃料 電池。
[0058] 更具體地，所述固體氧化物燃料電池包括陰極、陽極、電解質(zhì)和分隔體，還包括在 所述陰極和所述分隔體之間的陰極集電器，其中所述陰極集電器優(yōu)選是有孔的多孔金屬泡 沫。
[0059]具體地，本發(fā)明的金屬泡沫由一種、兩種或更多種二元合金，或一種或兩種三元合 金形成，所述二元合金由CoNi、CoMn和CuMn組成，所述三元合金由CoNiMn和CoCuMn組成，并 且所述金屬泡沫在高溫氧化后形成具有優(yōu)異電導(dǎo)率的導(dǎo)電陶瓷，并且因此所述金屬泡沫即 使在燃料電池運(yùn)行很長一段時間后也幾乎不會發(fā)生性能劣化。
[0060] 下文中，將以一個實(shí)施方式描述制備用于固體氧化物燃料電池的根據(jù)本發(fā)明的一 個方面的陰極集電器的方法。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明，用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器可通過以下方法制備：制備 聚合物泡沫，在所述聚合物泡沫表面上沉積金屬，隨后在其上涂覆如上文所述的混合的金 屬，對得到的產(chǎn)物進(jìn)行還原熱處理，隨后去除所述聚合物泡沫。
[0062]本文中，聚氨酯或聚乙烯泡沫優(yōu)選用作聚合物泡沫。
[0063] 所述聚合物泡沫沒有導(dǎo)電性，因此金屬優(yōu)選沉積在其上。當(dāng)如上所述將金屬沉積 在聚合物泡沫的表面上時，可隨后進(jìn)行涂覆處理。所述沉積的金屬沒有具體限制，只要其是 能提供導(dǎo)電性的金屬，例如可使用Ni、Cu和Cu之中的一種金屬，可使用PVD作為沉積方法。
[0064] 當(dāng)金屬沉積完成后，優(yōu)選涂覆根據(jù)本發(fā)明的混合金屬，即Co、Cu、Ni和Μη之中的兩 種或更多種金屬的金屬混合物。
[0065] 涂覆可以電鍍或粉末涂覆進(jìn)行，其中金屬間的組成優(yōu)選遵循上文所述的組成。
[0066] 當(dāng)使用電鍍進(jìn)行涂覆時，通過電鍍涂覆的表面（即在聚合物泡沫上用PVD沉積金 屬)作為負(fù)極，將要電沉積的金屬制備成作為正極。隨后，將負(fù)極和正極浸沒在包含混合金 屬離子的液體電解質(zhì)中，并通過施加電可粘附目標(biāo)金屬離子。其中，當(dāng)要被電沉積的金屬是 Co時，所述液體電解質(zhì)優(yōu)選包含Ni、Cu和Μη之中的兩種或更多種的混合金屬離子。當(dāng)如上所 述進(jìn)行電鍍時，施加的電壓和電流分別優(yōu)選為5-10V，和小于200Α，所述液體電解質(zhì)的溫度 和pH分別優(yōu)選地保持在30-35 °C和3.5-5.5的范圍內(nèi)。
[0067] 此外，當(dāng)使用粉末涂覆來進(jìn)行涂覆時，優(yōu)選首先使用噴涂法涂覆混合金屬粉末，隨 后在其上施加粘合劑，剩余的粉末進(jìn)行第二次涂覆。在第一次涂覆中，優(yōu)選涂覆對應(yīng)于大約 40-60%的總厚度的量。如上所述分兩次進(jìn)行粉末涂覆是為了獲得具有均勻厚度的金屬泡 沫。當(dāng)粒徑較小時使用所述粉末涂覆方法具有優(yōu)勢，更優(yōu)選使用粒徑在100nm至10mm范圍內(nèi) 的顆粒。
[0068] 當(dāng)涂覆完成后，優(yōu)選通過還原熱處理去除所述聚合物泡沫。本文中，所述熱處理溫 度可根據(jù)泡沫厚度、鍍覆層厚度等改變;不過優(yōu)選能去除所以聚合物泡沫的溫度范圍。在本 發(fā)明中，在500-100(TC的范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理是優(yōu)選的，因?yàn)檫@樣的溫度范圍能通過鍍覆層 的特性擴(kuò)散形成致密泡沫結(jié)構(gòu)。其中，所述熱處理優(yōu)選地在包含氫氣和氮?dú)?、或氫氣和氬?的混合氣體氣氛下進(jìn)行，以防止鍍覆層的氧化。
[0069] 下文中，將參照實(shí)施例更具體地描述本發(fā)明。不過，以下實(shí)施例僅是說明目的，而 不是用于限制本文的范圍。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書中的說明和由其合理外推的內(nèi)容決 定。
[0070] 實(shí)施例1:金屬泡沫的制備
[0071] l.CoNi泡沫的制備
[0072]使用PVD方法在聚氨酯泡沫表面上沉積Ni之后，使用5: 5(本發(fā)明實(shí)施例1)和9:1 (本發(fā)明實(shí)施例2)的C〇:Ni比例進(jìn)行電鍍。之后，通過在500-1000°C下對得到的產(chǎn)物進(jìn)行還 原熱處理來去除所述聚氨酯泡沫，以制備CoNi泡沫。
[0073] 2. Ni泡沫的制備
[0074]按照與制備CoNi泡沫相同的方法進(jìn)行制備，不同之處在于以電鍍進(jìn)行Ni鍍覆。
[0075]實(shí)施例2:金屬泡沫性能的評估
[0076] 1.對CoNi泡沫面積比電阻(ASR)的測量
[0077] 在實(shí)施例1中制備的本發(fā)明實(shí)施例1和2的CoNi泡沫的ASR在800 °C下測量1，500小 時，結(jié)果在圖2中顯不。
[0078] 如測量結(jié)果所示，鑒定了根據(jù)本發(fā)明的金屬泡沫的電阻值高于0.005 Ω (導(dǎo)電陶瓷 的電阻值），所述值在很長一段時間內(nèi)保持不變。
[0079] 這可能是由于根據(jù)本發(fā)明的金屬泡沫的外部膜由具有CoNi尖晶石結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電陶 瓷形成，其內(nèi)部具有由金屬制備的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0080] 換而言之，當(dāng)在ASR測量之前和之后觀察本發(fā)明實(shí)施例2的CoNi泡沫的微結(jié)構(gòu)時， 已鑒定ASR測量前金屬泡沫內(nèi)部的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在經(jīng)過1，500小時(800 °C)后得以穩(wěn)定保持 (參見圖3)。
[0081 ] 2. CoNi泡沫和Ni泡沫的收縮率測量
[0082]測量制備的用于與本發(fā)明實(shí)施例2的CoNi金屬泡沫比較的Ni泡沫的收縮率，結(jié)果 在圖4中顯示。Ni泡沫通常用作陽極集電器。
[0083]如圖4中所示，已鑒定根據(jù)本發(fā)明的CoNi泡沫與通常用作陽極集電器的Ni泡沫具 有相似的收縮率。具體地，考慮到本發(fā)明的CoNi泡沫在初始0.75mm的厚度下具有優(yōu)異的收 縮率，認(rèn)為本發(fā)明的金屬泡沫充分地減少分隔體通道之間的高度差以及減小陰極的表面粗 糙度。
[0084] 實(shí)施例3:使用CoNi泡沫作為陰極集電器的固體氧化物燃料電池的性能評估
[0085] 對于使用在實(shí)施例1中制備的本發(fā)明實(shí)施例2的CoNi泡沫作為陰極集電器的固體 氧化物燃料電池堆的單元電池（l〇〇cm2)的功率輸出和長期降級率在圖5和6中顯示。其中， 燃料電池的操作溫度為750°C，對使用現(xiàn)有導(dǎo)電陶瓷糊料作為陰極集電器和使用根據(jù)本發(fā) 明的CoNi泡沫作為陰極集電器的兩種情況的結(jié)果進(jìn)行了測量、比較和分析。
[0086] 如圖5所示，已鑒定，使用CoNi泡沫作為陰極集電器的單元電池的性能在電流密度 為0.6A/cm2時比使用導(dǎo)電陶瓷的單元電池高約11%。
[0087] 這可能是由于根據(jù)本發(fā)明的CoNi泡沫能通過有效減少分隔體通道之間的高度差 和陰極的表面粗糙度來充分保證集電面積，并且如圖2所示，相比于導(dǎo)電陶瓷，CoNi泡沫具 有更優(yōu)異的ASR。
[0088]此外，如圖6所示，已鑒定，使用根據(jù)本發(fā)明的CoNi泡沫的固體氧化物燃料電池在 電流密度為0.3A/cm2下運(yùn)行大約500小時之后沒有發(fā)生性能劣化，在電流密度為0.475A/cm2 下運(yùn)行大約900小時之后發(fā)生大約0.78 %的性能劣化，該結(jié)果與目前頂級S0FC所具有的1 % 的性能劣化相比更為突出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器， 其中，所述陰極集電器是具有孔的多孔金屬泡沫， 其中，所述金屬泡沫由一種、兩種或更多種類型的包括CoNi、CoMn和CuMn的二元合金， 或一種或兩種包括CoNiMn和CoCuMn的三元合金形成。2. 如權(quán)利要求1所述的用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器，其中，形成金屬泡沫的 Co、Cu、Ni 和 Μη 具有 Co: Ni 或 Co: Μη 的組成，其中 Cu: Mn = 1:9-9:1。3. 如權(quán)利要求1所述的用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器，其中，所述金屬泡沫的 密度為 200_1000g/m2。4. 一種制備包括陰極、陽極、電解質(zhì)和分隔體的用于固體氧化物燃料電池的陰極集電 器的方法，所述方法包括： 制備聚合物泡沫； 在所述聚合物泡沫的表面上沉積金屬； 在所述沉積的金屬的頂部之上涂覆Co、Cu、Ni和Μη之中的兩種或更多種金屬的金屬混 合物； 對涂覆后得到的產(chǎn)物進(jìn)行還原熱處理;并且 還原熱處理后通過去除聚合物泡沫來制備金屬泡沫， 其中，所述金屬泡沫是CoNi、CoMn、CuMn、CoNiMn和CoCuMn中的一種或多種。5. 如權(quán)利要求4所述的制備用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器的方法，其中所述 金屬是Ni、Cu和Co中的一種或多種。6. 如權(quán)利要求4所述的制備用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器的方法，其中通過 電鍍或粉末涂覆進(jìn)行所述混合金屬的涂覆。7. 如權(quán)利要求4所述的制備用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器的方法，其中在 500-1000°C下進(jìn)行所述還原熱處理。8. 如權(quán)利要求4所述的制備用于固體氧化物燃料電池的陰極集電器的方法，其中在氫 氣和氮?dú)狻⒒驓錃夂蜌鍤獾幕旌蠚夥障逻M(jìn)行所述還原熱處理。9. 一種包括陰極、陽極、電解質(zhì)和分隔體的固體氧化物燃料電池，所述燃料電池還包 括： 在所述陰極和分隔體之間的陰極集電器， 其中，所述陰極集電器是具有孔的多孔金屬泡沫，所述金屬泡沫由一種、兩種或更多種 類型的包括CoNi、CoMn和CuMn的二元合金，或一種或兩種包括CoNiMn和CoCuMn的三元合金 形成。10. 如權(quán)利要求9所述的固體氧化物燃料電池，其中所述陰極集電器在高溫氧化后被轉(zhuǎn) 化成導(dǎo)電陶瓷。
【文檔編號】H01M8/0232GK106030878SQ201480076375
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年12月24日
【發(fā)明人】李仁成, 樸萬鎬, 田宰昊, 樸致錄, 金范洙, 李昶祐, 崔圣煥
【申請人】浦項(xiàng)產(chǎn)業(yè)科學(xué)研究院, 艾藍(lán)騰股份有限公司