CN102775068B - 一种燃料电池的密封片的制备方法 - Google Patents

一种燃料电池的密封片的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池的密封片的制备方法，其采用的玻璃密封材料的组分为：CaO：20-25，Al2O3：2-3，SiO2：30-40，TiO2：4-6，BaO：2-5，ZrO2：4-8，NiO：2-4，La2O3：1-5；将密封材料浆料均匀涂敷在金属基板的两面上，并使密封材料浆料于是成为结晶相和玻璃相的混合物，并致密烧结在金属薄板上，形成燃料电池的密封片。采用本发明的制备方法制备的密封片用于燃料电池后，使得燃料电池具备良好的密封性，并且具备良好的热膨胀匹配系数。

Description

一种燃料电池的密封片的制备方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池的密封片的制备方法，尤其涉及一种密封稳定可靠的密封片的制备方法。
背景技术
燃料电池工作于高温，能把燃料的化学能直接转换成电能，***效率高，对环境污染低，燃料来源广泛，正因为燃料电池具有以上的技术和经济优势，所以是一种很具有商业前途的能源转化设备。燃料电池在高温运行过程中，单电池与金属连接件和其他组件之间的密封要求具有相近的热膨胀系数和化学相容性。因此，发明一种性能稳定、热膨胀系数与单电池相近的复合密封片的制备方法具有重要的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池的密封片的制备方法，该方法密封的燃料电池具有密封稳定可靠，寿命长等优点。
为了实现上述目的，本发明提供的一种燃料电池的密封片的制备方法包括如下步骤：
步骤1，制备玻璃密封材料
a、选取玻璃原料，该原料按质量份的配比为：CaO：20-25，Al2O3：2-3，SiO2：30-40，TiO2：4-6，BaO：2-5，ZrO2：4-8，NiO：2-4，La2O3：1-5；
b、研磨上述玻璃原料，研磨后升温到1500-1650℃，烧结；
c、将烧结后的玻璃物冷却至室温，再次研磨成粉末；
步骤2，制备密封材料浆料
a、在上述研磨后的玻璃粉末中加入陶瓷纤维，陶瓷纤维与玻璃粉末的质量比为1:2，充分混合；
b、在上述混合物中加入有机粘结剂、非水溶剂以及增塑剂，搅拌制得密封材料浆料；
步骤3，将密封材料浆料均匀涂敷在金属基板的两面上，先在850-950℃软化温度下保温2-3小时，然后温度升至950-1000℃进行晶化，密封材料浆料于是成为结晶相和玻璃相的混合物，并致密烧结在金属基板上，形成燃料电池的密封片。
其中所述非水溶剂为甲苯溶剂。
其中所述陶瓷纤维中含有MgO。
其中所述有机粘结剂采用PVB材料。
其中所述增塑剂采用BBP材料。
采用本发明的制备方法制备的密封片用于燃料电池后，使得燃料电池具备良好的密封性，并且具备良好的热膨胀匹配系数。
具体实施方式
实施例一
制备玻璃密封材料
a、选取玻璃原料，该原料按质量份的配比为：CaO：20，Al2O3：2，SiO2：30，TiO2：4，BaO：2，ZrO2：4，NiO：2，La2O3：1；
b、研磨上述玻璃原料，研磨后放入坩埚中，升温到1500℃，烧结；
c、将烧结后的玻璃物冷却至室温，再次研磨成粉末。
制备密封材料浆料
a、在上述研磨后的玻璃粉末中加入陶瓷纤维(含MgO)，陶瓷纤维与玻璃粉末的质量比为1:2，充分混合；
b、在上述混合物中加入有机粘结剂PVB材料、甲苯溶剂以及增塑剂BBP，搅拌制得密封材料浆料。
制备密封片
将密封材料浆料均匀涂敷在预定大小的金属基板的两面上，先在850℃软化温度下保温2小时，然后温度升至950℃进行晶化，密封材料浆料于是成为结晶相和玻璃相的混合物，并致密烧结在金属基板上，形成燃料电池的密封片。
实施例二
制备玻璃密封材料
a、选取玻璃原料，该原料按质量份的配比为：CaO：25，Al2O3：3，SiO2：40，TiO2：6，BaO：5，ZrO2：8，NiO：4，La2O3：5；
b、研磨上述玻璃原料，研磨后放入坩埚中，升温到1650℃，烧结；
c、将烧结后的玻璃物冷却至室温，再次研磨成粉末；
制备密封材料浆料
a、在上述研磨后的玻璃粉末中加入陶瓷纤维(含MgO)，陶瓷纤维与玻璃粉末的质量比为1:2，充分混合；
b、在上述混合物中加入有机粘结剂PVB材料、甲苯溶剂以及增塑剂BBP，搅拌制得密封材料浆料。
制备密封片
将密封材料浆料均匀涂敷在金属基板的两面上，先在950℃软化温度下保温3小时，然后温度升至1000℃进行晶化，密封材料浆料于是成为结晶相和玻璃相的混合物，并致密烧结在金属基板上，形成燃料电池的密封片。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更改或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做出的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种燃料电池的密封片的制备方法，其特征在于了，包括如下步骤：
步骤1，制备玻璃密封材料
a、选取玻璃原料，该原料按质量份的配比为：CaO：20-25，Al2O3：2-3，SiO2：30-40，TiO2：4-6，BaO：2-5，ZrO2：4-8，NiO：2-4，La2O3：1-5；
b、研磨上述玻璃原料，研磨后升温到1500-1650℃，烧结；
c、将烧结后的玻璃物冷却至室温，再次研磨成粉末；
步骤2，制备密封材料浆料
a、在上述研磨后的玻璃粉末中加入陶瓷纤维，陶瓷纤维与玻璃粉末的质量比为1:2，充分混合；
b、在上述混合物中加入有机粘结剂、非水溶剂以及增塑剂，搅拌制得密封材料浆料；
步骤3，将密封材料浆料均匀涂敷在金属基板的两面上，先在850-950℃软化温度下保温2-3小时，然后温度升至950-1000℃进行晶化，密封材料浆料于是成为结晶相和玻璃相的混合物，并致密烧结在金属基板上，形成燃料电池的密封片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非水溶剂为甲苯溶剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纤维中含有MgO。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机粘结剂为PVB材料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增塑剂为BBP材料。
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