本申請涉及燃料電池，尤其涉及一種抗陰極毒化的燃料電池陰極板的制備方法。

背景技術(shù)：

1、高溫固體氧化物燃料電池(sofc)是一種高效的能量轉(zhuǎn)換裝置，它能夠在800℃的高溫下直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，可以直接采用甲烷、天然氣和水煤氣等含碳氣體作為燃料。隨著材料制造工藝和設(shè)計技術(shù)的不斷改進，sofc的運行溫度已經(jīng)由傳統(tǒng)的1000℃降低至600～800℃的中溫范圍。這一變化使得采用金屬連接體材料成為可能，因為金屬連接體能夠滿足這一工作溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和抗氧化性等基本要求。目前，研究較為細致的鐵素體不銹鋼連接體主要有crofer?22apu、sus430、x10cral18和zmg232等四種。

2、盡管上述合金性能優(yōu)越，但商業(yè)化使用仍存在瓶頸，目前不能滿足sofc電池堆長時間工作的要求。主要問題在于含cr合金在氧化環(huán)境下會形成揮發(fā)的氣態(tài)物質(zhì)，這些揮發(fā)性物質(zhì)會沉積在陰極表面，嚴重破壞sofc的電化學(xué)性能，即陰極毒化問題。目前，商業(yè)化合金一般采用向陰極涂層的方法來解決陰極毒化的問題。然而，這種方法增加了生產(chǎn)工序，延長了生產(chǎn)制備流程，提高了加工成本，并可能導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。此外，涂鍍過程還可能伴隨環(huán)境污染等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N抗陰極毒化的燃料電池陰極板的制備方法，以解決如下技術(shù)問題：如何解決現(xiàn)有燃料電池陰極板在600℃～900℃下cr揮發(fā)導(dǎo)致的陰極毒化問題。

2、本申請實施例提供了一種抗陰極毒化的燃料電池陰極板的制備方法，所述方法包括：

3、得到具有設(shè)定化學(xué)成分和第一設(shè)定厚度的鐵基基板；

4、得到具有第二設(shè)定厚度的鎳基基板；

5、對所述鐵基基板和所述鎳基基板進行修磨和脫脂處理，并控制所述鐵基基板和所述鎳基基板的表面粗糙度；

6、將脫脂處理后的所述鐵基基板和所述鎳基基板進行冷復(fù)合軋制，得到復(fù)合帶材；

7、將所述復(fù)合帶材依次進行退火、切邊定尺和流道機加工，得到陰極板。

8、可選的，所述冷復(fù)合軋制的單道次變形量為40％～75％。

9、可選的，所述退火的溫度為270℃～350℃，所述退火的保溫時間為1h～5h，所述退火的噴氫量≥20m3/h。

10、可選的，所述鐵基基板的表面粗糙度為80μm～120μm。

11、可選的，所述鎳基基板的表面粗糙度為50μm～80μm。

12、可選的，以質(zhì)量分數(shù)計，所述設(shè)定化學(xué)成分包括：cr：20％～25％，nb：0.2％～1.0％，w：1％～3％，si：0.15％～0.3％，mn：0.1％～0.8％，al：0.15％～0.4％，c+n≤0.010％，o≤0.0020％，以及基體元素fe；式中，c+n表示c和n的質(zhì)量分數(shù)之和。

13、可選的，所述第一設(shè)定厚度為2mm～7mm。

14、可選的，以質(zhì)量分數(shù)計，所述鎳基基板的化學(xué)成分包括：ni≥99.5％。

15、可選的，所述第二設(shè)定厚度滿足如下關(guān)系式為：0.1mm≥h*k-a≥0.01mm；

16、其中，h表示所述鎳基基板的第二設(shè)定厚度，k表示所述冷復(fù)合軋制過程中所述鎳基基板的變形率，a表示所述流道機加工的加工深度。

17、可選的，在o2-h2o氣氛下，所述陰極板在600℃～900℃溫度下氧化40000h后，asr≤0.015ω·cm2。

18、可選的，所述陰極板在900℃以上的溫度下，當通過400ma/cm2的電流進行4000h的極化后，陰極沉積的含cr物質(zhì)≤0.05mg/cm2。

19、本申請實施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

20、本申請實施例提供了一種抗陰極毒化的燃料電池陰極板的制備方法，所述方法包括：得到具有設(shè)定化學(xué)成分和第一設(shè)定厚度的鐵基基板；得到具有第二設(shè)定厚度的鎳基基板；對所述鐵基基板和所述鎳基基板進行修磨和脫脂處理，并控制所述鐵基基板和所述鎳基基板的表面粗糙度；將脫脂處理后的所述鐵基基板和所述鎳基基板進行冷復(fù)合軋制，得到復(fù)合帶材；將所述復(fù)合帶材依次進行退火、切邊定尺和流道機加工，得到陰極板。通過將鐵基基板與鎳基基板進行冷復(fù)合軋制，控制軋制參數(shù)，在大軋制力下使待復(fù)合金屬材料的表面硬化層破裂并在大壓力下實現(xiàn)焊合，并通過退火處理使金屬原子充分擴散從而實現(xiàn)牢固的冶金結(jié)合，從而實現(xiàn)了在固體氧化物燃料電池基板的陰極側(cè)復(fù)合一層ni金屬，避免了電池陰極板毒化。

技術(shù)特征：

1.一種抗陰極毒化的燃料電池陰極板的制備方法，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷復(fù)合軋制的單道次變形量為40％～75％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火的溫度為270℃～350℃，所述退火的保溫時間為1h～5h，所述退火的噴氫量≥20m3/h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵基基板的表面粗糙度為80μm～120μm；和/或，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以質(zhì)量分數(shù)計，所述設(shè)定化學(xué)成分包括：cr：20％～25％，nb：0.2％～1.0％，w：1％～3％，si：0.15％～0.3％，mn：0.1％～0.8％，al：0.15％～0.4％，c+n≤0.010％，o≤0.0020％，以及基體元素fe；式中，c+n表示c和n的質(zhì)量分數(shù)之和。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一設(shè)定厚度為2mm～7mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以質(zhì)量分數(shù)計，所述鎳基基板的化學(xué)成分包括：ni≥99.5％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二設(shè)定厚度滿足如下關(guān)系式為：0.1mm≥h*k-a≥0.01mm；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在o2-h2o氣氛下，所述陰極板在600℃～900℃溫度下氧化40000h后，asr≤0.015ω·cm2。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰極板在900℃以上的溫度下，當通過400ma/cm2的電流進行4000h的極化后，陰極沉積的含cr物質(zhì)≤0.05mg/cm2。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種抗陰極毒化的燃料電池陰極板的制備方法，屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：得到具有設(shè)定化學(xué)成分和第一設(shè)定厚度的鐵基基板；得到具有第二設(shè)定厚度的鎳基基板；對所述鐵基基板和所述鎳基基板進行修磨和脫脂處理，并控制所述鐵基基板和所述鎳基基板的表面粗糙度；將脫脂處理后的所述鐵基基板和所述鎳基基板進行冷復(fù)合軋制，得到復(fù)合帶材；將所述復(fù)合帶材依次進行退火、切邊定尺和流道機加工，得到陰極板。該陰極板在高溫下具有穩(wěn)定的電化學(xué)性能和低的ASR值，且陰極沉積的含Cr物質(zhì)較少，能夠滿足燃料電池對陰極材料的高要求。

技術(shù)研發(fā)人員：李振瑞,賈雅楠,安寧,牛永吉
受保護的技術(shù)使用者：北京北冶功能材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15