專利名稱：碳酸鹽燃料電池基體及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳酸鹽燃料電池，特別是涉及一種在這樣的電池中使用的基體及其生產(chǎn)方法。
碳酸鹽燃料電池提供了一種高效環(huán)保潔凈的能源。在碳酸鹽燃料電池中，關(guān)鍵部件是填充有碳酸鹽電解質(zhì)(例如，Li/K碳酸鹽低共熔晶體)的多孔(氣孔率為40-50體積％)且薄的(0.5-1毫米)陶瓷基體。在碳酸鹽燃料電池中，陶瓷/電解質(zhì)基體所發(fā)揮的功能包括(1)使陰極室和陽(yáng)極室實(shí)現(xiàn)電隔離；(2)在陽(yáng)極和陽(yáng)極之間實(shí)現(xiàn)離子傳導(dǎo)；和(3)使陰極室和陽(yáng)極室中的氣體實(shí)現(xiàn)分離。
基體的陶瓷材料提供了電隔離，同時(shí)存在于陶瓷基體孔隙中的碳酸鹽又維持了離子傳導(dǎo)。要求基體的孔隙尺寸在亞微米范圍內(nèi)，以便獲得阻止電解質(zhì)穿越陰極和陽(yáng)極所要求的毛細(xì)管張力，和阻止陰極室和陽(yáng)極室中的氣體穿越陰極室和陽(yáng)極室所要求的泡壓差。盡量避免尺寸較大的孔隙，以便適宜穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)氣體分離。
在過(guò)去十年間，由于γ-鋁酸鋰(γ-LiAlO2)在熔融的碳酸鹽環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性，其被主要用作碳酸鹽燃料電池中的陶瓷基體載體材料。使用帶澆注工藝(例如，參見(jiàn)DE3235240；US4353958和US4478776)由γ-LiAlO2超細(xì)粉(0.1--0.2微米)制成的基體可提供阻止電解質(zhì)穿越陰極和陽(yáng)極并實(shí)現(xiàn)氣體分離所要求的孔結(jié)構(gòu)。帶澆注工藝涉及將陶瓷粉分散在一種溶劑中的過(guò)程，其中加入有機(jī)粘結(jié)劑和增塑劑，以便形成可澆注的陶瓷漿料。隨后該漿料在隔成室的帶澆注機(jī)中被成型為薄片。在該工藝中，通過(guò)使用空氣和/或加熱從而將溶劑蒸發(fā)掉。
有機(jī)溶劑主要用作陶瓷基體成型時(shí)的帶澆注賦形劑。然而，使用有機(jī)溶劑時(shí)會(huì)存在很多缺點(diǎn)。首先，使用有機(jī)溶劑時(shí)要求采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，以避免對(duì)身體造成傷害和避免爆炸。還有，必須防止有機(jī)溶劑逃逸到大氣中。結(jié)果，對(duì)設(shè)備的要求是非常嚴(yán)格的。這樣就增加了設(shè)備成本。在帶澆注工藝中使用有機(jī)溶劑的第二個(gè)缺點(diǎn)是由于有機(jī)溶劑的快速蒸發(fā)，陶瓷漿料容易形成表面硬皮。形成這樣的硬皮明顯地降低了澆注基體帶的干燥速度，并可能引入無(wú)法排出的空氣泡?；w中的空氣泡最終在基體中形成不希望有的大孔隙。這些大孔隙導(dǎo)致反應(yīng)性氣體穿越電極室的有害行為，由此降低了電池性能和使用壽命。
盡管使用有機(jī)溶劑會(huì)有上述缺點(diǎn)，但它們提供了比含水溶劑更實(shí)用的溶劑，因?yàn)棣?LiAlO2是吸水性的。水能夠?qū)ⅵ?LiAlO2水解為氫氧化鋰和氫氧化鋁。盡管通過(guò)干燥可再次形成鋁酸鋰。但形成的相是α或β鋁酸鋰相，這些相對(duì)于基體形成而言沒(méi)有多少使用價(jià)值。
除了相轉(zhuǎn)變外，由于γ-LiAlO2水解，形成大量的聚集體/或團(tuán)聚體，這也是在γ-LiAlO2基體帶澆注工藝中使用含水溶劑或水溶劑的障礙。僅用普通球磨機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械力非常難于使這些由水解粒子氫鍵結(jié)合導(dǎo)致的廣泛存在的聚集體解除聚集狀態(tài)。結(jié)果，形成粘度非常高的漿料，從而影響了實(shí)際中陶瓷的處理。
在γ-LiAlO2基體澆注的過(guò)程中使用水作為溶劑也能帶來(lái)少量實(shí)用的效果。在最近公開(kāi)的US5432138中描述了使用這樣的含水溶劑的帶澆注方法。在該方法中，羥基聚合物如聚乙烯醇(PVA)用于鍵合水分子以便阻止γ-LiAlO2水解。使用該方法，可由直接攪拌在PVA/水混合物中的γ-鋁酸鋰漿料形成柔軟的帶形物。
盡管該方法好像是阻止了在含水基料處理時(shí)γ-LiAlO2的水解，但對(duì)于用該方法制取的用在碳酸鹽燃料電池中的基體而言，其應(yīng)用仍然存在幾個(gè)為人們所關(guān)注的問(wèn)題。所關(guān)注的主要問(wèn)題是這樣的基體不具備適用于碳酸鹽燃料電池的孔尺寸分布(在電解質(zhì)儲(chǔ)存和氣體隔離中，他起關(guān)鍵作用)。因此，人們認(rèn)為如果使用US5432138中的方法，γ-LiAlO2較大的比表面積將導(dǎo)致其更易于團(tuán)聚，從而形成無(wú)法控制的團(tuán)聚或群聚。這些團(tuán)聚體或群聚體含有尺寸幾乎隨意的孔隙，并且這些孔隙中最大的孔隙將嚴(yán)重影響最終基體的密閉效果。
已知在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，α-鋁酸鋰(α-LiAlO2)比γ-LiAlO2更穩(wěn)定，所以最近增加了為在碳酸鹽燃料電池中使用這樣的材料而作的努力。使用有機(jī)溶劑的帶澆注工藝也是一種建議用于制備具有滿意孔尺寸分布的α-LiAlO2基體的方法。然而，使用含水溶劑或水溶劑，對(duì)這樣的材料進(jìn)行帶澆注的過(guò)程現(xiàn)在還沒(méi)有進(jìn)行。
在α-LiAlO2帶澆注的過(guò)程中使用水溶劑的一個(gè)困難是在解聚過(guò)程中將發(fā)生水解。盡管水解產(chǎn)物通過(guò)干燥最終還會(huì)轉(zhuǎn)變成α-LiAlO2，但由于氫鍵阻止了解聚過(guò)程，最終將使粘度增加或發(fā)生膠凝化。粉末的表面積，固體含量，解聚時(shí)間和所用的分散劑將強(qiáng)烈影響膠凝化的程度。粉末越多即固含量越高，粘度就越高。而且，整個(gè)粉末的表面積越大，膠凝化越容易產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明如果在水中長(zhǎng)時(shí)間(≥0.5小時(shí))地?cái)嚢璞砻娣e(≥20平方米/克)較大的α-LiAlO2，將形成凝膠或餅”。
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種用于碳酸鹽燃料電池中，并克服現(xiàn)有技術(shù)方法中上述缺陷的陶瓷基體的制備方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有滿意的孔尺寸分布的陶瓷基體制備方法，該方法中使用α-LiAlO2和含水溶劑。
按照本發(fā)明的原理，在其中用高能研磨機(jī)粉磨含水溶劑中含有的陶瓷材料從而進(jìn)行解聚過(guò)程的陶瓷基體制備方法中，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的上述目的和其他目的。使用這種研磨機(jī)時(shí)，要充分限定解聚時(shí)間，以便阻止水合效應(yīng)，可向含水溶劑中加入分散劑，優(yōu)選為檸檬酸，以便阻止陶瓷粒子的團(tuán)聚，由此提高解聚效果。
還有，再根據(jù)本發(fā)明，在解聚過(guò)程之后，緊接著進(jìn)行漿料形成過(guò)程，向其中加入解聚后的混合物，并再與由羥基聚合物和增塑劑組成的粘合劑系統(tǒng)混合。優(yōu)選的聚合物是PVA，而優(yōu)選的增塑劑是甘油。隨后對(duì)形成的漿料進(jìn)行排氣，帶澆注，干噪直至最后形成基體。
優(yōu)選的陶瓷材料是α-LiAlO2。
通過(guò)閱讀以下詳盡的說(shuō)明書(shū)并結(jié)合附圖，本發(fā)明的以上特征以及其他特征和方面將變得更加顯而易見(jiàn)，其中

圖1是說(shuō)明符合本發(fā)明原理，并用于碳酸鹽電解質(zhì)的陶瓷基體形成方法的流程圖。
圖2和圖3是給出用圖1中的方法制成的陶瓷基體各組分的表格。
圖4是用圖1中的方法形成的陶瓷基體的截面圖。
圖5是對(duì)應(yīng)于用圖1中的方法形成的陶瓷基體的溫度與粘合劑燒失量曲線。
圖6和圖7是表示用圖1中的方法形成的陶瓷基體孔隙特性的曲線。
圖8表示使用由圖1中的方法制成的陶瓷基體的燃料電池測(cè)試數(shù)據(jù)。
圖1說(shuō)明符合本發(fā)明原理，并使用含水溶劑，和具有所要求的孔尺寸分布的陶瓷基體或陶瓷帶制備方法的各步驟。優(yōu)選地，所用的陶瓷材料是α-LiAlO2。使用本發(fā)明方法時(shí)，可獲得在水中穩(wěn)定的α-LiAlO2懸浮液。隨后在制備陶瓷固含量(60體積％)較高，但不發(fā)生膠凝化的水基帶澆注漿料時(shí)使用該懸浮液。
如圖1所示，本發(fā)明方法由解聚過(guò)程11開(kāi)始，該過(guò)程包括將α-LiAlO2粉末分散在含水溶劑中，為了達(dá)到該目的，可向其中提供分散劑。分散在含水溶劑中的陶瓷粉末隨后在高能研磨機(jī)中進(jìn)行研磨。
高能研磨使得α-LiAlO2能夠在很短的時(shí)間(15分鐘-0.5小時(shí))內(nèi)完成解聚，并由此減少了α-LiAlO2水合的程度。進(jìn)行高能研磨意味著研磨時(shí)使用非常小(直徑為0.3-0.6毫米)的YTZ(釔增韌的二氧化鋯)磨球和較高的研磨速度(1000-1500RPM)，或等同結(jié)構(gòu)和/或工藝參數(shù)，同時(shí)研磨介質(zhì)或固體介質(zhì)的裝載量較高(40-60體積％)。
在含水溶劑中使用的優(yōu)選的分散劑是檸檬酸，人們認(rèn)為檸檬酸對(duì)α-LiAlO2的解聚作用應(yīng)歸因于足以將粒子分開(kāi)從而防止其接觸和團(tuán)聚的雙電子層排斥力。陶瓷粉末顆粒通過(guò)吸附檸檬酸從而產(chǎn)生表面(正)電荷，進(jìn)而形成排斥力。表面電荷化的程度由吸附在粒子上的檸檬酸的數(shù)量確定。
一旦完成了高能研磨，解聚過(guò)程也就完成，并且進(jìn)入漿料形成過(guò)程或過(guò)程12中，在該過(guò)程中，將解聚后的混合物加入到由羥基聚合物和增塑劑組成的含水粘合劑系統(tǒng)中。優(yōu)選地，使用聚乙烯醇(PVA)/甘油含水粘合劑系統(tǒng)。按照所需要的(PVA)/甘油比例配制粘合劑，以便避免在制備陶瓷漿料時(shí)在攪拌粘合劑期間經(jīng)常出現(xiàn)的“不良團(tuán)聚”或膠凝化。
通過(guò)調(diào)節(jié)檸檬酸的數(shù)量和粘合劑的PH值也可將在粘合劑攪拌期間出現(xiàn)的“不良團(tuán)聚”或膠凝化降低至最小。在粘合劑配料中，也可加入其他添加劑，如表面活性劑(Surfactant 420，空氣產(chǎn)品(AirProducts),Allentown,PA)和消泡劑(DE-75，空氣產(chǎn)品(AirProducts),Allentown,PA)。這些添加劑降低了漿料的表面張力和氣泡的穩(wěn)定性，從而達(dá)到了消泡目的和防止在澆注期間帶狀物斷裂。
使用PVA/甘油粘合劑系統(tǒng)是因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)它含有很少量的硫。在碳酸鹽燃料電池中，對(duì)硫是有嚴(yán)格限制的，因?yàn)樗粌H增加了各成分的腐蝕程度，而且導(dǎo)致陽(yáng)極毒化和催化劑還原。盡管丙烯酸粘合劑比PVA表現(xiàn)出較好的聚合物燒失性，但水基丙烯酸粘合劑硫含量通常較高，因而不能用在碳酸鹽燃料電池中。
在漿料形成步驟之后緊接著就是期間將多余的氣體排出的脫氣步驟13。特別是，通過(guò)柔和的攪拌使引入的氣泡逃逸出去和將空氣除去。提供低真空環(huán)境有助于該過(guò)程的有效進(jìn)行。該過(guò)程之后隨后就是帶澆注步驟14，該步驟是以常規(guī)方式進(jìn)行的，以便產(chǎn)生完全的α-Al2O3基體。
實(shí)施例用本發(fā)明方法形成的陶瓷基體的組成實(shí)例表示在圖2和圖3中。實(shí)施本發(fā)明方法以便獲得這些基體的說(shuō)明性實(shí)例描述如下在本實(shí)施例中使用的陶瓷粉末是比表面積為11.3平方米/克的α-LiAlO2(Cyprus Foote Mineral Company,Kings Mountain,NC)。X射線衍射分析表明在最終得到的粉末中僅有數(shù)量(0.4重量％)可忽略不計(jì)的γ-鋁酸鋰，用檸檬酸(試劑等級(jí)，Aldrich,Milwaukee,WI)和蒸餾水(“DI”)制備用于解聚步驟的水溶液，檸檬酸和蒸餾水的比例為1/20-1/15。在加入LiAlO2陶瓷粉末之前，攪拌該水溶液達(dá)0.5小時(shí)。
控制陶瓷粉末數(shù)量以使檸檬酸與陶瓷粉末之比保持為1/10-1/20。用試驗(yàn)用配有YTZ攪拌軸，水冷卻氧化鋁(99.8％)罐(1400cc)，和YTZ研磨球(直徑為0.6毫米，填充量為40體積％)的批料研磨機(jī)進(jìn)行解聚過(guò)程。逐漸地將粉末加入到水溶液中，并以1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進(jìn)行球磨達(dá)0.5小時(shí)。解聚過(guò)程之后，將含水混合物與粉磨設(shè)備分離，并隨后將混合物注入到粘合劑系統(tǒng)中，以便進(jìn)行漿料形成步驟。
用聚乙烯醇粘合劑(AIRVOL PVA,Air Product,Allentown,PA)和Glycerol增塑劑(甘油)(試劑等級(jí)，Aldrich,Milwaukee,WI)制備粘合劑系統(tǒng)?？墒褂?種等級(jí)不同的PVA制備粘合劑，他們包括AIRVOL203,AIRVOL 523，或AIRVOL 502。在溫度為80℃的蒸餾水中，AIRVOL203可與AIRVOL 523或AIRVOL 502混合?？蓪IRVOL 203/AIRVOL 502或523的重量之比調(diào)整為1-2，并且溶解在水中的PVA數(shù)量大約為25-35重量％。
在溶解PVA后，加入甘油并且攪拌，從而形成均勻的粘合劑系統(tǒng)。甘油和PVA粘合劑之比大約為0.5-1。也可向粘合劑混合物中加入少量(每100克粘合劑混合物中加入0.5-1.5克)消泡劑(SurfynolDF-75,Air Product,Allentown,PA)，以便起消泡目的。
另外，也可向粘合劑系統(tǒng)中加入表面活性劑(Surfynol 420,AirProduct,Allentown,PA)，以便改善粘合劑的表面張力和防止在帶澆注期間(在載體的表面張力低于粘合劑的表面張力的情況下)漿料出現(xiàn)分離現(xiàn)象。最后在加入解聚的陶瓷混合物之前，用0.5％的氫氧化銨將粘合劑的PH值調(diào)整至大約11.5。
在攪拌機(jī)中以30-50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌粘合劑系統(tǒng)和解聚的陶瓷粉末達(dá)5-10小時(shí)，從而形成均勻的漿料，粘合劑的數(shù)量為所有固體量的10-15重量％，并且最終漿料的粘度為2000-5000CPS(厘泊)。在攪拌期間，也可加入大約15-20重量％的增強(qiáng)材料如較大的氧化鋁(Al2O3)顆粒或片形物，其尺寸為20-100微米，它們用作裂紋緩沖劑。
用流延嘴刮刀注漿機(jī)進(jìn)行漿料的帶澆注，使用用硅涂覆的聚酯(PET,Maylar Grade D)或用聚合物涂覆的紙張(Ultracast patinaPVC,S.D.Warren Co.,Westbrook,ME)，這取決于漿料的表面張力。以大約10英寸/分鐘的速度澆注厚度大約為0.006英寸-0.015英寸的帶狀物，并在空氣中干燥12小時(shí)。干燥后的帶狀物很容易從載體上取下來(lái)，并且表現(xiàn)出均勻的微結(jié)構(gòu)和厚度。
由具有表1中組成的漿料制得的基體生坯或帶狀物澆注體的截面圖表示在圖4中。柔軟的帶狀物表明其具有滿意的機(jī)械強(qiáng)度，層壓性，以及微結(jié)構(gòu)。在室溫下用2000Psi的壓力層壓帶狀物生坯。
圖5表示從所構(gòu)成的基體或帶狀物中除去的粘合劑在氧化或惰性氣氛中的熱失重曲線分析。如所看到的那樣，在任何一種氣氛中，粘合劑大約在220℃時(shí)熱解，從而開(kāi)始除去粘合劑，連續(xù)的失重表明粘合劑的除去是連續(xù)進(jìn)行的，其僅在400℃和500℃之間有一個(gè)較尖銳的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在除去粘合劑后，所構(gòu)成的基體變脆，但仍然保持結(jié)構(gòu)的完整性。
圖6和7表示除去粘合劑后的所構(gòu)成的基體水銀測(cè)孔儀的分析曲線。其表明它具有直徑僅為0.2微米的較小的平均孔尺寸，并具有直徑為0.02-0.8微米的滿意的狹窄，均勻孔尺寸分布。對(duì)具有圖2表1中組成的所構(gòu)成的基體(圖8中表3)進(jìn)行單一電池測(cè)試，表明其具有良好的氣封效果，并且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可測(cè)試到的反應(yīng)性氣體穿越其間。由圖3表2中給出的組分制備的基體也獲得了相似的結(jié)果。
應(yīng)該說(shuō)明本發(fā)明基體上述厚度和平均孔尺寸范圍是優(yōu)選的，但也可使用更寬的范圍。特別是，可使用0.004英寸-0.050英寸的厚度范圍和直徑是0.06-0.40微米的平均孔尺寸范圍。
在所有情況下都應(yīng)該知道上述方案僅用于說(shuō)明本發(fā)明申請(qǐng)所代表的眾多可行特定技術(shù)方案。按照本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可很容易地設(shè)計(jì)出無(wú)數(shù)和變化了的其他方案。
權(quán)利要求
1．一種用于碳酸鹽燃料電池的陶瓷基體的形成方法，該方法包括以下步驟使陶瓷材料解聚，該過(guò)程包括將所說(shuō)的陶瓷材料與含水溶劑混合；對(duì)在所說(shuō)含水溶劑中的所說(shuō)陶瓷材料進(jìn)行高能研磨，從而使所說(shuō)的陶瓷材料解聚；和將在所說(shuō)混合物中的解聚后的陶瓷材料成型為基體。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的陶瓷材料是α-LiAlO2。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所說(shuō)的解聚過(guò)程還包括向所說(shuō)的含水溶劑中加入分散劑。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所說(shuō)的分散劑是檸檬酸。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中陶瓷材料與分散劑之比為1/20-1/15。
6．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中陶瓷材料與分散劑之比為1/20-1/15。
7．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所說(shuō)的高能研磨進(jìn)行的時(shí)間為15-45分鐘。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所說(shuō)的高能研磨進(jìn)行的時(shí)間為30分鐘。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中進(jìn)行所說(shuō)的高能研磨時(shí)使用直徑為0.3-0.6毫米的YTZ磨球，球磨速度為1000-1500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨的固體材料的存在量為40-60體積％。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中陶瓷材料在所說(shuō)的混合物中所占的體積為40-60體積％。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所說(shuō)的成型步驟包括將高能研磨后的混合物與粘合劑系統(tǒng)混合，從而形成漿料。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)的粘合劑系統(tǒng)是羥基聚合物和增塑劑的含水粘合劑系統(tǒng)。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所說(shuō)的羥基聚合物是聚乙烯醇，而所說(shuō)的增塑劑是甘油。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中在所說(shuō)粘合劑含水系統(tǒng)中，聚乙烯醇與水的數(shù)量比為25-35重量％，而甘油與聚乙烯醇之比為0.5-1。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所說(shuō)粘合劑系統(tǒng)還包括消泡劑和表面活性劑。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所說(shuō)粘合劑系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)粘合劑系統(tǒng)PH值的堿。
17．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所說(shuō)高能研磨進(jìn)行的時(shí)間為15-45分鐘。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所說(shuō)高能研磨進(jìn)行的時(shí)間為30分鐘。
19．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中進(jìn)行所說(shuō)的高能研磨時(shí)使用直徑為0.3-0.6毫米的YTZ磨球，球磨速度為1000-1500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨的固體材料的存在量為40-60體積％。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中陶瓷材料在所說(shuō)的混合物中所占的體積為40-60體積％。
21．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所說(shuō)的成型步驟包括將高能研磨后的混合物與粘合劑系統(tǒng)混合，從而形成漿料。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所說(shuō)的粘合劑系統(tǒng)是羥基聚合物和增塑劑的含水粘合劑系統(tǒng)。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所說(shuō)的羥基聚合物是聚乙烯醇，而所說(shuō)的增塑劑是甘油。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中在所說(shuō)粘合劑含水系統(tǒng)中，聚乙烯醇與水的數(shù)量比為25-35重量％，而甘油與聚乙烯醇之比為0.5-1。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所說(shuō)粘合劑系統(tǒng)還包括消泡劑和表面活性劑。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中所說(shuō)粘合劑系統(tǒng)還包括用于調(diào)節(jié)粘合劑系統(tǒng)PH值的堿。
27．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所說(shuō)的成型步驟包括將所說(shuō)研磨后的陶瓷材料和含水溶劑的混合物與粘合劑系統(tǒng)混合，從而形成漿料；和澆注所說(shuō)的漿料從而形成所說(shuō)的基體。
28．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所說(shuō)的基體具有直徑為0.06-0.4微米的平均孔尺寸。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中所說(shuō)的基體具有直徑為0.02-0.8微米的孔尺寸分布。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所說(shuō)的基體具有直徑為0.2微米的平均孔尺寸。
31．根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所說(shuō)的基體具有0.004-0.050英寸的厚度。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的方法，其中所說(shuō)的基體具有0.006-0.015英寸的厚度。
33．根據(jù)權(quán)利要求27方法，其中所說(shuō)的解聚過(guò)程還包括將分散劑與所說(shuō)的含水溶劑混合，而所說(shuō)的粘合劑系統(tǒng)是羥基聚合物和增塑劑的含水粘合劑系統(tǒng)。
34．根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中進(jìn)行所說(shuō)的高能研磨時(shí)使用直徑為0.3-0.6毫米的YTZ磨球，球磨速度為1000-1500轉(zhuǎn)/分鐘，球磨的固體材料的存在量為40-60體積％；并且所說(shuō)的羥基聚合物是聚乙烯醇，而所說(shuō)的增塑劑是甘油。
35．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所說(shuō)的混合步驟包括攪拌所說(shuō)的粘合劑和研磨后的混合物。
36．根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中在攪拌機(jī)中進(jìn)行所說(shuō)的粘合劑和研磨后的混合物的所說(shuō)攪拌，攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為30-50轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為5-10小時(shí)。
37．根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中所說(shuō)的漿料粘度為2000-5000CPS。
38．根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中所說(shuō)的粘合劑占所說(shuō)漿料固體量的10-15重量％。
39．根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其還包括將裂紋緩沖劑材料與所說(shuō)的研磨后的混合物和所說(shuō)的粘合劑系統(tǒng)相混合。
40．根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中所說(shuō)的裂紋緩沖劑材料占所說(shuō)漿料固體量的15-20重量％。
41．根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中所說(shuō)的裂紋緩沖劑材料形式為一種或多種顆?；蚱瑺钗铩?br> 42．根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中所說(shuō)的一種或多種顆粒或片狀物尺寸為20-100微米。
43．根據(jù)權(quán)利要求42的方法，其中所說(shuō)的裂紋緩沖劑材料包括氧化鋁。
44．根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中所說(shuō)的裂紋緩沖劑材料包括氧化鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于碳酸鹽燃料電池的電解質(zhì)基體的形成方法,該方法用高能研磨機(jī)將α－LiAlO
文檔編號(hào)H01M8/02GK1312781SQ99809772
公開(kāi)日2001年9月12日 申請(qǐng)日期1999年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月18日
發(fā)明者C·M·黃, J·D·杜伊昂, 喻肇宜 申請(qǐng)人:能量研究公司