CN113381041B - 一种电极支撑型固体氧化物燃料电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电极支撑型固体氧化物燃料电池及其制备方法，属于燃料电池技术领域。该燃料电池包括经相转化法制备得到的多孔陶瓷支撑体；多孔陶瓷支撑体的制备原料包括含有3‑5mol％的Y2O3的Y2O3‑ZrO2混合物；多孔陶瓷支撑体浸渍有电极材料。通过以含有3‑5mol％的Y2O3的Y2O3‑ZrO2混合物作为多孔陶瓷支撑体的主要制备原料并结合浸渍电极的方式代替现有技术中采用的电子导电相和8mol％的Y2O3的Y2O3‑ZrO2混合物制备支撑体骨架的方法，可有效提高相转化法制备得到的支撑体以及含有上述支撑体的燃料电池的整体断裂强度。该燃料电池的制备方法简单、易操作，适于工业化生产。

Description

一种电极支撑型固体氧化物燃料电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种电极支撑型固体氧化物燃料电池及其制备方法。
背景技术
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种非燃烧过程的化学能转换装置，具有全固态陶瓷结构，与传统电池最大的区别在于燃料电池是发电设备而非储能设备，燃料适用性广，发电过程中还能提供高品位的余热能，在分布式供能和热电联产等方面具有广阔的应用前景。其独特的优势结合天然气、生物质等低碳的清洁能源，将为实现可持续发展提供重要支撑。
SOFC主要有三种结构设计，即电解质支撑型、电极支撑型以及金属支撑型。降低工作温度是近年来SOFC研究的主流，探索重点在于采用电极支撑以实现电解质薄膜化。燃料极支撑型SOFC的燃料极最常用的是镍基复合材料，单电池在氧化还原过程中，镍金属相产生的体积膨胀或收缩会导致电池出现开裂，分层等现象，而致使电池机械强度降低，严重影响电池的性能及长期稳定性；对于空气极支撑型SOFC来说，电解质/空气极界面的化学相容性和电解质薄膜的致密化是制备空气极支撑SOFC的关键问题，这是涉及烧结温度的两个相互矛盾的问题。电解质的烧结温度常与空气极的烧结温度不匹配，虽然高温烧结可以促进电解质薄膜的致密化，但同时高温会加速电解质和空气极之间的化学反应或元素扩散。
譬如常用的氧化锆稳定的氧化钇(YSZ)电解质和空气极支撑材料La0.8Sr0.2MnO3-δ-Y0.15Zr0.85O2-δ(LSM-YSZ)，高温下烧结通常会产生绝缘杂质(如La2Zr2O7、SrZrO3)而阻碍电子与离子的传导，且高温烧结也会使LSM晶粒过分变大，比表面积和活性大幅下降，增加空气极极化阻抗。降低烧结温度可以改善电解质和空气极的化学相容性，但对获得致密电解质薄膜具有挑战性，也不能保证获得足够的机械强度。
截止目前为止的研究一般集中在纽扣电池的制备与测试，而且重点在于电化学性能的改善，很少涉及电池强度、平整度以及大面积电池制备等方面的报道。而电池在平整度、强度方面必须满足一定的要求才能在测试过程中经受住密封和电流收集的压力考验，所以提升电池机械强度也是制备时必须考虑的因素之一。
相转化流延法制得的支撑体可以有效解决传质阻力问题，在透氧膜和SOFC上都表现了较好的气体传输性能。但其存在以下问题：断裂强度较低，尤其是通过相转化法溶剂萃取会形成指状大孔的特性，使其在X方向上强度下降较为明显。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其不但具有良好的强度性能，同时还具有良好的气体传输性能。
本发明的目的之二在于提供一种上述电极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法，该方法简单、易操作，适于工业化生产。
本发明可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其包括经相转化法制备得到的多孔陶瓷支撑体；该多孔陶瓷支撑体的制备原料包括第一陶瓷粉体，第一陶瓷粉体为含有3-5mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物；多孔陶瓷支撑体浸渍有电极材料。
在可选的实施方式中，多孔陶瓷支撑体的制备原料还包括造孔剂。
在可选的实施方式中，多孔陶瓷支撑体的制备原料还包括含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。
进一步地，电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括多孔层，多孔层用于沉积于多孔陶瓷支撑体的厚度方向的一侧表面。
在可选的实施方式中，多孔层的制备原料包括第二陶瓷粉体，第二陶瓷粉体包括第一氧化钪稳定的氧化锆和第二氧化钪稳定的氧化锆，第二氧化钪稳定的氧化锆经第一氧化钪稳定的氧化锆于950-1100℃的条件下煅烧1.5-2.5h而得。
在可选的实施方式中，多孔层的制备原料还包括造孔剂和含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。
进一步地，电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括电解质层，电解质层用于沉积于多孔层的背离多孔陶瓷支撑体的一侧的表面。
在可选的实施方式中，电解质层的制备原料包括第二陶瓷粉体以及含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。
进一步地，电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括多孔电极，多孔电极用于沉积于电解质层的背离多孔层的一侧的表面。
在可选的实施方式中，当多孔电极为多孔阳极时，多孔阳极的制备原料包括阳极粉体和造孔剂。
在可选的实施方式中，当多孔电极为多孔阴极时，多孔阴极的制备原料包括阴极粉体和造孔剂。
在可选的实施方式中，阴极粉体包括(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ粉体和第二陶瓷粉体。
在可选的实施方式中，多孔陶瓷支撑体和多孔层均浸渍有与多孔电极的极性相反的电极材料。
在可选的实施方式中，当多孔电极为阳极电极时，用于浸渍的电极材料包括La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ和(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ中的至少一种，当多孔电极为阴极电极时，用于浸渍的电极材料包括SrFe0.75Mo0.25O3-δ、La1-xSrxNi0.4Fe0.6O3-δ或La1-xSrxNi0.6Fe0.4O3-δ中的至少一种，其中，La1-xSrxNi0.4Fe0.6O3-δ和La1-xSrxNi0.6Fe0.4O3-δ中的x取值为大于0且小于1的任意值。
第二方面，本发明提供如前述实施方式任一项的电极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法，包括以下步骤：将多孔陶瓷支撑体的制备原料通过相转化法制备多孔陶瓷支撑体，将该多孔陶瓷支撑体浸渍电极材料。
进一步地，还包括：于多孔陶瓷支撑体的厚度方向的一侧表面沉积多孔层。
进一步地，还包括：于多孔层的待沉积表面沉积电解质层。
进一步地，还包括：于电解质层的待沉积表面沉积多孔电极。
进一步地，还包括：将多孔陶瓷支撑体和多孔层共同浸渍与多孔电极的极性相反的电极材料，随后煅烧。
本申请的有益效果包括：
本申请通过以含有3-5mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物作为多孔陶瓷支撑体的主要制备原料并结合浸渍电极的方式代替现有技术中采用的电子导电相和8mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物制备支撑体骨架的方法，可有效提高相转化法制备得到的支撑体以及含有上述支撑体的燃料电池的整体断裂强度。该燃料电池的制备方法简单、易操作，适于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的阴极支撑型SOFC的断面扫描电镜图；
图2为本申请实施例1提供的阴极支撑型SOFC中的多孔层的断面的扫描电镜图；
图3为本申请实施例1提供的阴极支撑型SOFC中的电解质层的表面的扫描电镜图；
图4为本申请实施例1提供的阴极支撑型SOFC中的多孔陶瓷支撑体的表面的扫描电镜图。
图标：1-多孔陶瓷支撑体；2-多孔层；3-电解质层；4-多孔电极。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的电极支撑型固体氧化物燃料电池及其制备方法进行具体说明。
本申请提出一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其包括经相转化法制备得到的多孔陶瓷支撑体；该多孔陶瓷支撑体的制备原料包括第一陶瓷粉体，第一陶瓷粉体为含有3-5mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物；该多孔陶瓷支撑体浸渍有电极材料。
其中，Y2O3-ZrO2混合物中Y2O3的含量可以为3mol％、3.5mol％、4mol％、4.5mol％或5mol％等，也可以为3-5mol％范围内的其它任意值。以Y2O3-ZrO2混合物中Y2O3的含量可以为3mol％为例，该Y2O3-ZrO2混合物可简称3YSZ陶瓷粉体。
通过以含有3-5mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物作为多孔陶瓷支撑体的主要制备原料并结合浸渍电极的方式代替现有技术中采用的电子导电相和8mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物制备支撑体骨架的方法，可有效提高相转化法制备得到的支撑体以及含有上述支撑体的燃料电池的整体断裂强度。
上述多孔陶瓷支撑体在其厚度方向上具有多个通孔，该通孔基本呈直孔形式。
可参考地，本申请中多孔陶瓷支撑体的厚度可以为600-800μm，如600μm、650μm、700μm、750μm或800μm等。
在可选的实施方式中，上述第一陶瓷粉体的粒径可以为0.1-1μm，如0.1μm、0.2μm、0.5μm、0.8μm或1μm等，第一陶瓷粉体的比表面积可以为8-15m2/g，如8m2/g、10m2/g、12m2/g或15m2/g等。
具有上述粒径和比表面积的第一陶瓷粉体能够较在粒径和比表面积在上述范围之外的第一陶瓷粉体更利于得到机械性能更佳的多孔陶瓷支撑体。
进一步地，上述多孔陶瓷支撑体的制备原料还可包括造孔剂。
可参考地，造孔剂的添加量为多孔陶瓷支撑体的制备原料的5-15wt％，如5wt％、8wt％、10wt％、12wt％或15wt％等，优选为5-10wt％，如5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等。
进一步地，上述多孔陶瓷支撑体的制备原料还可包括含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。
可参考地，在该多孔陶瓷支撑体的制备原料中，粘结剂、分散剂以及有机溶剂的质量比可以为3-5:0.5-1.5:18-22，优选为4:1:20。
第一陶瓷粉体和造孔剂的总质量与添加剂的质量之比可以为1:1-3，优选为1:1.5-2，如1:1.5、1:1.8或1:2等。
进一步地，本申请提供的电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括多孔层，多孔层用于沉积于多孔陶瓷支撑体的厚度方向的一侧表面。
可参考地，多孔层的厚度可以为25-35μm，如25μm、28μm、30μm、32μm或35μm等。
上述多孔层的制备原料包括第二陶瓷粉体，第二陶瓷粉体包括第一氧化钪稳定的氧化锆和第二氧化钪稳定的氧化锆，第二氧化钪稳定的氧化锆经第一氧化钪稳定的氧化锆于950-1100℃的条件下煅烧1.5-2.5h而得，优选经第一氧化钪稳定的氧化锆于1000℃的条件下煅烧2h。
为便于理解，以下内容将第一氧化钪稳定的氧化锆简写为SSZ，将第二氧化钪稳定的氧化锆简写为SSZ-t，其中，t表示煅烧温度，例如，当第二氧化钪稳定的氧化锆经第一氧化钪稳定的氧化锆于1000℃的条件下煅烧2h而得时，第二氧化钪稳定的氧化锆简写为SSZ-1000。
在可选的实施方式中，第二陶瓷粉体中，SSZ和SSZ-t的质量比可以为2:8-3:7，如2:8、2.5:7.5或3:7等。
值得说明的是，第二陶瓷粉体中同时含有SSZ和SSZ-t可改变陶瓷粉体的烧结特性，若仅以SSZ作为第二陶瓷粉体，会导致在烧结过程中发生开裂和断裂等现象，通过将SSZ经过高温煅烧后的SSZ-t与SSZ混合，可使第二陶瓷粉体具有良好的烧结收缩性能。
进一步地，上述多孔层的制备原料还可包括造孔剂和含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。
在可选的实施方式中，多孔层的制备原料中，造孔剂的添加量为第二陶瓷粉体的5-10wt％，如5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等。第二陶瓷粉体和造孔剂的总质量与粘结剂以及分散剂的质量之比可以为100:20-30:2-3。此处将第二陶瓷粉体和造孔剂共同定义为多孔层粉体，则粘结剂的用量为多孔层粉体的20-30wt％，如20wt％、25％或30wt％等，分散剂的用量为多孔层粉体的2-3wt％，如2wt％、2.5wt％或3wt％等。
在可选的实施方式中，本申请中，多孔陶瓷支撑体与多孔层整体的孔隙率为25-35％。
进一步地，本申请提供的电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括电解质层，电解质层用于沉积于多孔层的背离多孔陶瓷支撑体的一侧的表面。
可参考地，电解质层的厚度可以为10-20μm，如10μm、12μm、15μm、18μm或20μm等。电解质层的致密度优选不低于95％。
在可选的实施方式中，该电解质层的制备原料也包括第二陶瓷粉体以及含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。为便于区分，以下将电解质层的制备原料中的第二陶瓷粉体成为电解质层粉体。
电解质层的制备原料中，第二陶瓷粉体(电解质层粉体)与粘结剂以及分散剂的质量之比可以为100:20-30:2-3。也即，粘结剂的用量为电解质层粉体的20-30wt％，如20wt％、25％或30wt％等，分散剂的用量为电解质层粉体的2-3wt％，如2wt％、2.5wt％或3wt％等。
进一步地，本申请提供的电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括多孔电极，多孔电极用于沉积于电解质层的背离多孔层的一侧的表面。多孔电极可根据需要设置成多孔阳极或多孔阴极。
可参考地，多孔电极的厚度例如可以为25-35μm，如25μm、28μm、30μm、32μm或35μm等。
在可选的实施方式中，当多孔电极为多孔阳极时，多孔阳极的制备原料包括阳极粉体和造孔剂。
其中，阳极粉体可包括氧化镍和第二陶瓷粉体，此外，也可根据需要将氧化镍替换成其它阳极材料。
可参考地，多孔阳极的制备原料中，氧化镍、SSZ与SSZ-t以及造孔剂的质量比可以为18-22:3-5:15-17:0.8-1.2，优选为20:4:16:1。
进一步地，上述多孔阳极的制备原料还可包括粘结剂溶液，粘结剂溶液与阳极粉体的质量比可以为80-100:100，如80:100、85:100、90:100、95:100或100:100等。
在可选的实施方式中，当多孔电极为多孔阴极时，多孔阴极的制备原料包括阴极粉体和造孔剂。
其中，阴极粉体包括(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ粉体和第二陶瓷粉体。
可参考地，多孔阴极的制备原料中，(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ粉体、SSZ与SSZ-t以及造孔剂的质量比可以为18-22:3-5:15-17:0.8-1.2，优选为20:4:16:1。
进一步地，上述多孔阴极的制备原料还包括粘结剂溶液，粘结剂溶液与阴极粉体的质量比可以为80-100:100，如80:100、85:100、90:100、95:100或100:100等。
在可选的实施方式中，多孔阳极和多孔阴极的制备原料中所用的粘结剂溶液均可以为乙基纤维素溶液。该粘结剂溶剂可通过以下方式制备得到：称取5g乙基纤维素，加入10mL无水乙醇溶解，再加入40g松油醇和5g三乙醇胺，搅拌至无水乙醇完全挥发。
在可选的实施方式中，本申请多孔陶瓷支撑体、多孔层以及多孔电极所使用的造孔剂均包括可溶性淀粉、石墨、球形碳粉以及聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种，优选包括石墨和聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。可以理解为：多孔陶瓷支撑体、多孔层以及多孔电极所使用的造孔剂具体可选用相同物质，也可选用不同物质。
此外，本申请所用的粘结剂、分散剂和有机溶剂可采用本领域常用的相应物质，在此不做过多限定。
在可选的实施方式中，本申请中，除了多孔陶瓷支撑体浸渍有电极材料以外，多孔层也浸渍有电极材料，浸渍的电极材料与多孔电极的极性相反。在具体操作中，可以是将多孔陶瓷支撑体和多孔层整体共同浸渍电极材料。
在可选的实施方式中，当多孔电极为阳极电极时，用于浸渍的电极材料例如可包括La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ和(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ中的至少一种，当多孔电极为阴极电极时，用于浸渍的电极材料例如可包括SrFe0.75Mo0.25O3-δ、La1-xSrxNi0.4Fe0.6O3-δ或La1- xSrxNi0.6Fe0.4O3-δ中的至少一种，其中，La1-xSrxNi0.4Fe0.6O3-δ和La1-xSrxNi0.6Fe0.4O3-δ中的x取值为大于0且小于1的任意值。
相应地，本申请还提供了上述电极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法，包括以下步骤：将多孔陶瓷支撑体的制备原料通过相转化法制备多孔陶瓷支撑体。
可参考地，多孔陶瓷支撑体的制备可以包括：将多孔陶瓷支撑体的制备原料中的第一陶瓷粉体、造孔剂以及添加剂的混合物进行球磨、流延，得到生坯。将生坯在非溶剂中进行相转化，完全固化后烘干。随后烧结并排出粘结剂和造孔剂。
优选的，可以先将第一陶瓷粉体和造孔剂按配比进行湿磨，得到YSZ-造孔剂混合粉体，随后再将该YSZ-造孔剂混合粉体与添加剂进行球磨。上述球磨过程可在行星球磨机中进行，球磨12-24h后即可得到灰色浆料。该灰色浆料经流延机流延即可得到生坯。可参考地，生坯的厚度可以为0.7-1.2mm。
随后，将生坯立即进入非溶剂中进行相转化。其中，非溶剂可以为去离子水，相转化时间可以为12-24h。
相转化后，使坯体完全固化，随后于60-90℃烘干，切成直径为15-25mm的圆片。
随后，将上述圆片放入高温炉中，以1-5℃/min(如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min或5℃/min等)的升温速率升温至800-1200℃(如800℃、900℃、1000℃、1100℃或1200℃等)，保温1-3h，随后以3-5℃/min(如3℃/min、3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min或5℃/min等)的降温速率降温至10-35℃(室温)，从而排出粘结剂和造孔剂，制得多孔陶瓷支撑体。
上述过程中，将坯体以尽可能缓慢的速度升温，能够使得坯体内粘结剂、分散剂和造孔剂缓慢的排出，可防止坯体出现断裂、分层等情况，提高坯体的成型率。在800-1200℃的温度下保温，可进一步促进生坯内的粘结剂和增塑剂完全分解排出；继续以合适的速度降温，可确保坯体应力均匀释放，防止降温速率过快导致坯体崩裂和弯折等问题。
进一步地，于多孔陶瓷支撑体的厚度方向的一侧表面沉积多孔层。
可参考地，多孔层的制备可包括：将多孔层的制备原料中的第二陶瓷粉体与造孔剂混合后进行球磨、烘烤，制得多孔层粉体。将多孔层粉体与粘结剂、分散剂以及有机溶剂混合并球磨，得到多孔层浸渍浆料。将多孔层浸渍浆料浸渍涂覆于多孔陶瓷支撑体的待沉积表面，烘干。
其中，第二陶瓷粉体与造孔剂混合球磨过程中可采用酒精作为球磨介质，球磨时间可以为12-24h。将第二陶瓷粉体和造孔剂球磨后得到的浆料进行烘烤，即可得到多孔层粉体。
随后，将多孔层粉体、粘结剂以及分散剂加入球磨罐中，添加有机溶剂至预设的浆料固含量(如5-20wt％，优选为5-10wt％)，研磨24-72h，即可得到浅灰色的多孔层浸渍浆料。
随后，采用浸渍涂覆法将多孔层浸渍浆料均匀沉积于多孔陶瓷支撑体的待沉积表面。浸渍涂覆次数可以为3-5次。浸渍涂覆后的烘干温度可以为30-50℃。
进一步地，于多孔层的待沉积表面沉积电解质层。
可参考地，电解质层的制备可包括：将电解质层的制备原料中的第二陶瓷粉体进行球磨、烘烤，制得电解质层粉体。将电解质层粉体与粘结剂、分散剂以及有机溶剂混合并球磨，得到电解质层浸渍浆料。将电解质层浸渍浆料浸渍涂覆于多孔层的待沉积表面，烘干。
其中，第二陶瓷粉体球磨过程中可以无水乙醇作为球磨介质，球磨时间可以为12-24h。将球磨后的浆料进行烘烤，即可得到电解质层粉体。
随后，将电解质层粉体、粘结剂以及分散剂加入球磨罐中，添加有机溶剂至达到预设的浆料固含量(如10-20wt％)，研磨24-72h，即可得到白色电解质浸渍浆料。
随后，采用浸渍涂覆法将电解质浸渍浆料均匀沉积在多孔层的待沉积表面。该过程的浸渍涂覆次数也可以为3-5次。浸渍涂覆后的烘干温度可以为30-50℃。
进一步地，于电解质层的待沉积表面沉积多孔电极。
当多孔电极为多孔阳极时，多孔阳极的制备可包括：将多孔阳极的制备原料中的阳极粉体、造孔剂与粘结剂溶液混合研磨，得到阳极浆料(绿色)。将阳极浆料沉积于电解质层的待沉积表面。
其中，阳极粉体氧化镍可以由三氧化二镍在750-850℃(如800℃)的条件下煅烧1.5-2.5h(如2h)后得到。
阳极粉体、造孔剂以及粘结剂溶液在研钵中的研磨时间可以为3-4h。
当多孔电极为多孔阴极时，多孔阴极的制备包括：将多孔阴极的制备原料中的阴极粉体、造孔剂以及粘结剂溶液混合研磨，得到阴极浆料(灰色)。将阴极浆料沉积于电解质层的待沉积表面。
其中，阴极粉体(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ粉体可按以下方式得到：将三氧化二镧在950-1050℃(如1000℃)的条件下煅烧3.5-4.5h(如4h)，将碳酸锶于115-125℃(如120℃)烘干，将碳酸锰于115-125℃(如120℃)烘干，随后将上述三者按化学计量依次加入球磨罐中，以适量的无水乙醇作为球磨介质，三乙醇胺作为分散剂，以380-420r/min(如400r/min)的转速球磨0.8-1.2h(如1h)，过滤后，于75-85℃(如80℃)烘干，再于1000-1100℃(如1050℃)煅烧3.5-4.5h(如4h)。
阴极粉体、造孔剂以及粘结剂溶液在研钵中的研磨时间也可以为3-4h。
进一步地，采用丝网印刷法将阳极浆料或阴极浆料均匀沉积于电解质层的待沉积表面。
可参考地，丝网印刷次数可以为1-2次。印刷后于30-50℃烘干，即可得到电池骨架素坯。
进一步地，电池骨架素坯完全干燥后，高温煅烧。具体可参照：将电池骨架素坯放入高温炉中，以1-5℃/min(如1℃/min、2℃/min、3℃/min、4℃/min或5℃/min等)的升温速率分段升温至1300-1400℃(如1300℃、1320℃、1350℃、1380℃或1400℃等)，再保温5-10h，然后以3-5℃/min(如3℃/min、3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min或5℃/min等)的降温速率分段降温至室温，得到电池骨架。
进一步地，将多孔陶瓷支撑体和多孔层浸渍与多孔电极的极性相反的电极材料，随后煅烧。
在可选的实施方式中，电极材料的浸渍总量为整个电极支撑型固体氧化物燃料电池的10-20wt％，如10wt％、15wt％或20wt％等。
浸渍液可采用柠檬酸络合法配制，浸渍液中金属离子浓度为0.5-1mol/L，如0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1mol/L等。
在可选的实施方式中，浸渍过程是采用离子浸渍法进行多次浸渍，除最后一次浸渍以外的每次浸渍后均于400-500℃(优选450℃)煅烧0.5-1.5h(优选1h)，最后一次浸渍后于800-900℃(优选850℃)的条件下煅烧1.5-2.5h(优选2h)。
在可选的实施方式中，最后一次浸渍后，先以2.5-3.5℃/min的速率升温至280-320℃，再以1.5-2.5℃/min的速率升温至800-900℃后进行煅烧。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其制备过程如下：
(1)3YSZ多孔陶瓷支撑体1(厚度为700μm)制备
将3mol％YSZ陶瓷粉体和占粉体重量5wt％的造孔剂(石墨：PMMA＝3:7，质量比)加入球磨罐中，加入无水乙醇为球磨介质，球磨12h，得浆料，80℃烘干得3YSZ-造孔剂混合粉体。其中，陶瓷粉体的粒径为0.5μm，比表面积为10m2/g。
将粘结剂聚醚砜(PESf)、分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和有机溶剂1-2-甲基吡咯烷酮(NMP)按重量比为4:1:20配置成的有机溶液。将3YSZ-造孔剂混合粉体放入球磨罐中，并加入有机溶液，重量比为1:1.5，再加入适量球磨珠球磨24h，得聚合物浆料，浆料真空脱泡30min。将流延刮刀的刀高调至1mm，倒入脱泡后的聚合物浆料，流延得厚度为1mm的生坯。生坯立即浸入水中，进行相转化，浸泡12h后捞出，烘箱80℃烘干后切成直径20mm的圆片，置于高温炉中1100℃煅烧2h，得到3YSZ多孔陶瓷支撑体1。
煅烧程序：室温→(3℃/min)300℃→(1℃/min)850℃，4h→(2℃/min)1100℃，2h→(2℃/min)400℃→自然降温。
(2)多孔层2(厚度为20μm)制备
将SSZ陶瓷粉体1000℃煅烧后得SSZ-1000粉体，将SSZ粉末、SSZ-1000粉末及造孔剂(石墨：PMMA＝3:7，质量比)按质量比为2:8:0.5加入球磨罐中，以酒精作为球磨介质，球磨12h，得浆料，80℃烘干得多孔层粉体。
将多孔层粉体、有机溶剂松油醇、粘结剂乙基纤维素溶液以及分散剂三乙醇胺按重量比4:34.9:1:0.1加入球磨罐中，球磨36h，得多孔层浆料。采用浸渍涂覆法将多孔层浆料均匀沉积在多孔陶瓷支撑体1的待沉积表面，浸渍涂覆次数为3次，放置于烘箱中40℃烘干。
(3)致密电解质层3(厚度为15μm)制备
将SSZ陶瓷粉体1000℃煅烧后得SSZ-1000粉体，将SSZ粉体、SSZ-1000粉体按重量比2:8加入球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，球磨12h，得浆料，80℃烘干得电解质层粉体。将电解质层粉体、溶剂松油醇、粘结剂乙基纤维素溶液以及分散剂三乙醇胺按重量比4:34.9:1:0.1加入球磨罐中，球磨36h，得电解质层浆料。采用浸渍涂覆法将电解质层浆料均匀沉积在多孔层2的待沉积表面，浸渍涂覆次数为3次，放置于烘箱中40℃烘干。
(4)多孔电极4(多孔阳极，厚度为20μm)制备
Ni2O3于800℃煅烧2h得NiO粉体，将NiO粉体、SSZ粉体、SSZ-1000粉体及造孔剂(石墨：PMMA＝3:7)按重量比为20:4:16:1混合均匀得阳极粉体。将阳极粉体、粘结剂乙基纤维素溶液按重量比1:1加入研钵中研磨3.5h，得阳极浆料。采用丝网印刷法将阳极浆料均匀沉积在电解质层3的待沉积表面，丝网印刷次数为1次，40℃烘干，得电池骨架素坯。
电池骨架素坯完全干燥后，置于高温炉中煅烧，煅烧程序为：室温→(2/min)200℃→(1.5℃/min)600℃，2h→(2℃/min)800℃，2h→(1.5℃/min)1350℃，5h→(2℃/min)1000℃，2h→(2℃/min)400℃→自然降温，降温后取出，打磨掉支撑体海绵层侧，使指状孔暴露，得到电池骨架。
(5)浸渍阴极材料制备及筛选
采用柠檬酸络合法制备金属离子浓度为1mol/L的La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ(LSCF)、(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ(LSM95)浸渍液，将两种浸渍液浸渍在对称电池上，进行电化学阻抗谱测试，根据阻抗谱确定阴极材料。浸渍总量为10wt％、15wt％、20wt％；最终煅烧温度800℃、850℃；测试气氛为Air、O2；测试温度为650-850℃。根据阻抗谱图知，800℃煅烧的LSCF在O2气氛下极化阻抗最小，且随着浸渍量的上升，极化阻抗呈下降趋势。所以最终确定阴极浸渍材料为LSCF，阴极原料气为O2。
(6)浸渍阴极
将筛选出的阴极材料浸渍在电池骨架的多孔支撑体和多孔层2中，浸渍总量为15wt％，每次浸渍后450℃烘干1h，最后一次浸渍的电池在850℃煅烧2h，得全电池。
煅烧程序：室温→(3℃/min)300℃→(2℃/min)850℃-2h→自然降温。
实施例2
本实施例提供一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其制备过程如下：
(1)4YSZ多孔陶瓷支撑体(厚度为600μm)制备
将4mol％YSZ陶瓷粉体和占粉体重量10wt％的造孔剂(球形碳粉：PMMA＝3:7，质量比)加入球磨罐中，加入无水乙醇为球磨介质，球磨12h，得浆料，80℃烘干得4YSZ-造孔剂混合粉体。其中，陶瓷粉体的粒径为0.1μm，比表面积为15m2/g。
将粘结剂聚醚砜(PESf)、分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和有机溶剂1-2-甲基吡咯烷酮(NMP)按重量比为3:0.5:18配置成的有机溶液。将4YSZ-造孔剂混合粉体放入球磨罐中，并加入有机溶液，重量比为1:1，再加入适量球磨珠球磨12h，得聚合物浆料，浆料真空脱泡30min。将流延刮刀的刀高调至1mm，倒入脱泡后的聚合物浆料，流延得厚度为0.7mm的生坯。生坯立即浸入水中，进行相转化，浸泡12h后捞出，烘箱40℃烘干后切成直径15mm的圆片，置于高温炉中1100℃煅烧2h，得3YSZ多孔陶瓷支撑体。
煅烧程序：室温→(1℃/min)800℃，3h→(3℃/min)室温。
(2)多孔层制备
将SSZ陶瓷粉体950℃煅烧后得SSZ-950粉体，将SSZ粉末、SSZ-950粉末及造孔剂(球形碳粉：PMMA＝3:7，质量比)按质量比为2.5:7.5:0.8加入球磨罐中，以酒精作为球磨介质，球磨18h，得浆料，80℃烘干得多孔层粉体。
将多孔层粉体、有机溶剂松油醇、粘结剂乙基纤维素溶液以及分散剂三乙醇胺按重量比4:34.9:0.8:0.08加入球磨罐中，球磨24h，得多孔层浆料。采用浸渍涂覆法将多孔层浆料均匀沉积在多孔陶瓷支撑体上，浸渍涂覆次数为4次，放置于烘箱中30℃烘干。
(3)致密电解质层制备
将SSZ陶瓷粉体950℃煅烧后得SSZ-950粉体，将SSZ粉体、SSZ-950粉体按重量比2.5:7.5加入球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，球磨18h，得浆料，80℃烘干得电解质层粉体。将电解质层粉体、溶剂松油醇、粘结剂乙基纤维素溶液以及分散剂三乙醇胺按重量比4:34.9:0.8:0.08加入球磨罐中，球磨24h，得电解质层浆料。采用浸渍涂覆法将电解质层浆料均匀沉积在多孔层的待沉积表面，浸渍涂覆次数为4次，放置于烘箱中40℃烘干。
(4)多孔阳极制备
Ni2O3于750℃煅烧2.5h得NiO粉体，将NiO粉体、SSZ粉体、SSZ-950粉体及造孔剂(球形碳粉：PMMA＝3:7，质量比)按重量比为18:3:15:0.8混合均匀得阳极粉体。将阳极粉体、粘结剂乙基纤维素溶液按重量比1:0.8加入研钵中研磨3h，得阳极浆料。采用丝网印刷法将阳极浆料均匀沉积在电解质层的待沉积表面，丝网印刷次数为1次，30℃烘干，得电池骨架素坯。
电池骨架素坯完全干燥后，置于高温炉中煅烧，煅烧程序为：室温→(1/min)1300℃，5h→(3℃/min)室温，降温后取出，打磨掉支撑体海绵层侧，使指状孔暴露，得到电池骨架。
(5)浸渍阴极
将筛选出的阴极材料(阴极浸渍材料为LSCF，阴极原料气为O2)浸渍在电池骨架的多孔支撑体和多孔层中，浸渍总量为10wt％，每次浸渍后400℃烘干1.5h，最后一次浸渍的电池在800℃煅烧2.5h，得全电池。
煅烧程序：室温→(3℃/min)300℃→(2℃/min)800℃，2.5h→自然降温。
实施例3
本实施例提供一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其制备过程如下：
(1)5SZ多孔陶瓷支撑体(厚度为800μm)制备
将5mol％YSZ陶瓷粉体和占粉体重量15wt％的造孔剂(可溶性淀粉：PMMA＝3:7，质量比)加入球磨罐中，加入无水乙醇为球磨介质，球磨12h，得浆料，80℃烘干得5YSZ-造孔剂混合粉体。其中，陶瓷粉体的粒径为1μm，比表面积为8m2/g。
将粘结剂聚醚砜(PESf)、分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和有机溶剂1-2-甲基吡咯烷酮(NMP)按重量比为5:1.5:22配置成的有机溶液。将5YSZ-造孔剂混合粉体放入球磨罐中，并加入有机溶液，重量比为1:2，再加入适量球磨珠球磨18h，得聚合物浆料，浆料真空脱泡30min。将流延刮刀的刀高调至1mm，倒入脱泡后的聚合物浆料，流延得厚度为1.2mm的生坯。生坯立即浸入水中，进行相转化，浸泡12h后捞出，烘箱50℃烘干后切成直径25mm的圆片，置于高温炉中1100℃煅烧2h，得3YSZ多孔陶瓷支撑体。
煅烧程序：室温→(5℃/min)1200℃，1h→(5℃/min)室温。
(2)多孔层制备
将SSZ陶瓷粉体1100℃煅烧后得SSZ-1100粉体，将SSZ粉末、SSZ-1100粉末及造孔剂(可溶性淀粉：PMMA＝3:7，质量比)按质量比为3:7:1加入球磨罐中，以酒精作为球磨介质，球磨24h，得浆料，80℃烘干得多孔层粉体。
将多孔层粉体、有机溶剂松油醇、粘结剂乙基纤维素溶液以及分散剂三乙醇胺按重量比4:34.9:1.2:0.12加入球磨罐中，球磨72h，得多孔层浆料。采用浸渍涂覆法将多孔层浆料均匀沉积在多孔陶瓷支撑体上，浸渍涂覆次数为5次，放置于烘箱中50℃烘干。
(3)致密电解质层制备
将SSZ陶瓷粉体1100℃煅烧后得SSZ-1100粉体，将SSZ粉体、SSZ-1100粉体按重量比3:7加入球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，球磨24h，得浆料，80℃烘干得电解质层粉体。将电解质层粉体、溶剂松油醇、粘结剂乙基纤维素溶液以及分散剂三乙醇胺按重量比4:34.9:1.2:0.12加入球磨罐中，球磨72h，得电解质层浆料。采用浸渍涂覆法将电解质层浆料均匀沉积在多孔层的待沉积表面，浸渍涂覆次数为5次，放置于烘箱中40℃烘干。
(4)多孔阳极制备
Ni2O3于850℃煅烧1.5h得NiO粉体，将NiO粉体、SSZ粉体、SSZ-1100粉体及造孔剂(可溶性淀粉：PMMA＝3:7，质量比)按重量比为22:5:17:1.2混合均匀得阳极粉体。将阳极粉体、粘结剂乙基纤维素溶液按重量比1:0.9加入研钵中研磨4h，得阳极浆料。采用丝网印刷法将阳极浆料均匀沉积在电解质层的待沉积表面，丝网印刷次数为2次，50℃烘干，得电池骨架素坯。
电池骨架素坯完全干燥后，置于高温炉中煅烧，煅烧程序为：室温→(5/min)1400℃，10h→(5℃/min)室温，降温后取出，打磨掉支撑体海绵层侧，使指状孔暴露，得到电池骨架。
(5)浸渍阴极
将筛选出的阴极材料(阴极浸渍材料为LSCF，阴极原料气为O2)浸渍在电池骨架的多孔支撑体和多孔层中，浸渍总量为20wt％，每次浸渍后500℃烘干0.5h，最后一次浸渍的电池在900℃煅烧1.5h，得全电池。
煅烧程序：室温→(3℃/min)300℃→(2℃/min)，900℃，1.5h→自然降温。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
多孔电极为多孔阴极，其通过以下方式制备得到：
将三氧化二镧(La2O3)1000℃煅烧4h，碳酸锶(SrCO3)120℃烘干，碳酸锰(MnCO3)120℃烘干，按预设的化学计量比依次加入球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质、三乙醇胺(TEA)为分散剂，400r/min球磨1h，过滤后80℃烘干，烘干后于950℃煅烧4h，再以适量无水乙醇作为球磨介质球磨1h，过滤后80℃烘干，1050℃煅烧4h，得(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ(LSM95)粉体。称取LSM95粉体、SSZ粉体、SSZ-1000粉体及造孔剂，重量比为20:4:16:1，混合均匀得阴极粉体。将阴极粉体、粘结剂溶液按质量比为1:1加入研钵中研磨4h，得阴极浆料。采用丝网印刷法将阴极浆料均匀沉积在电解质层的待沉积表面，丝网印刷次数为1次，40℃烘干，得电池骨架素坯。
电池骨架素坯完全干燥后，置于高温炉中煅烧，煅烧程序为：室温→(2/min)200℃→(1.5℃/min)600℃，2h→(2℃/min)800℃，2h→(1.5℃/min)1350℃，5h→(2℃/min)1000℃，2h→(2℃/min)400℃→自然降温，降温后取出，打磨掉支撑体海绵层侧，使指状孔暴露，得到电池骨架。
浸渍材料为浸渍阳极材料，将筛选出的阳极材料(SrFe0.75Mo0.25O3-δ)浸渍在电池骨架的多孔支撑体和多孔层中，浸渍总量为15wt％，每次浸渍后450℃烘干1h，最后一次浸渍的电池在850℃煅烧2h，得全电池。
试验例
对实施例1制备得到的电极支撑型固体氧化物燃料电池进行结构观察，其结果如图1-4所示，由扫描电镜图1-4可以看出：本实施例制备的阴极支撑型SOFC各层之间结合紧密，未出现开裂、分层等现象；浸渍液均匀分布；电池整体平整度较好。
此外，采用三点弯曲法对实施例1制备得到的电极支撑型固体氧化物燃料电池中的3YSZ多孔陶瓷支撑体抗折强度测定，抗折强度公式：σf＝3FL/2BH2。其中，F代表断裂时的力；B代表样品宽度；H代表样品高度；L代表样品长度，其结果如表1所示：
表1抗折强度测定结果
Figure BDA0003137836040000201
由表1可以看出，实施例1中3YSZ多孔陶瓷支撑体的平均抗折强度可达131.95MPa，抗折性能优异，可有效解决电池在测试过程中产生的开裂、断裂问题。
综上所述，本申请通过以含有3-5mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物作为多孔陶瓷支撑体的主要制备原料并结合浸渍电极的方式代替现有技术中采用的电子导电相和8mol％的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物制备支撑体骨架的方法，可有效提高相转化法制备得到的支撑体以及含有上述支撑体的燃料电池的整体断裂强度。该燃料电池的制备方法简单、易操作，适于工业化生产。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (31)

1.一种电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括经相转化法制备得到的多孔陶瓷支撑体；所述多孔陶瓷支撑体的制备原料包括第一陶瓷粉体，所述第一陶瓷粉体为含有3-5mol%的Y2O3的Y2O3-ZrO2混合物；
所述多孔陶瓷支撑体浸渍有电极材料；
所述多孔陶瓷支撑体的厚度为600-800μm；
所述第一陶瓷粉体的粒径为0.1-1μm；
所述第一陶瓷粉体的比表面积为8-15m2/g；
所述电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括多孔层，所述多孔层用于沉积于所述多孔陶瓷支撑体的厚度方向的一侧表面；
所述多孔层的厚度为25-35μm；
所述多孔陶瓷支撑体与所述多孔层整体的孔隙率为25-35%；
所述多孔层的制备原料包括第二陶瓷粉体，所述第二陶瓷粉体包括第一氧化钪稳定的氧化锆和第二氧化钪稳定的氧化锆，所述第二氧化钪稳定的氧化锆经所述第一氧化钪稳定的氧化锆于950-1100℃的条件下煅烧1.5-2.5h而得；
所述第二陶瓷粉体中，所述第一氧化钪稳定的氧化锆和所述第二氧化钪稳定的氧化锆的质量比为2:8-3:7。
2.根据权利要求1所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体的制备原料还包括造孔剂；所述造孔剂的添加量为所述多孔陶瓷支撑体的制备原料的5-15wt%。
3.根据权利要求2所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体的制备原料中，所述造孔剂的添加量为所述多孔陶瓷支撑体的制备原料的5-10wt%。
4.根据权利要求1所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体的制备原料还包括含有质量比为3-5:0.5-1.5:18-22的粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂。
5.根据权利要求4所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体的制备原料中，所述第一陶瓷粉体和造孔剂的总质量与所述添加剂的质量之比为1:1-3。
6.根据权利要求5所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体的制备原料中，所述第一陶瓷粉体和所述造孔剂的总质量与所述添加剂的质量之比为1:1.5-2。
7.根据权利要求1所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔层的制备原料还包括造孔剂和含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂；
所述多孔层的制备原料中，所述造孔剂的添加量为所述第二陶瓷粉体的5-10wt%；所述第二陶瓷粉体和所述造孔剂的总质量与所述粘结剂以及分散剂的质量之比为100:20-30:2-3。
8.根据权利要求1所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括电解质层，所述电解质层用于沉积于所述多孔层的背离所述多孔陶瓷支撑体的一侧的表面；
所述电解质层的厚度为10-20μm；
所述电解质层的制备原料包括所述第二陶瓷粉体以及含有粘结剂、分散剂和有机溶剂的添加剂；
所述电解质层的制备原料中所用的所述第二陶瓷粉体与所述粘结剂以及所述分散剂的质量之比为100:20-30:2-3。
9.根据权利要求8所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述电极支撑型固体氧化物燃料电池还包括多孔电极，所述多孔电极用于沉积于所述电解质层的背离所述多孔层的一侧的表面；
所述多孔电极的厚度为25-35μm。
10.根据权利要求9所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，当所述多孔电极为多孔阳极时，所述多孔阳极的制备原料包括阳极粉体和造孔剂；
所述阳极粉体包括氧化镍和所述第二陶瓷粉体；
所述多孔阳极的制备原料中，所述氧化镍、所述第一氧化钪稳定的氧化锆与所述第二氧化钪稳定的氧化锆以及所述造孔剂的质量比为18-22:3-5:15-17:0.8-1.2；
所述多孔阳极的制备原料还包括粘结剂溶液，所述粘结剂溶液与所述阳极粉体的质量比为80-100:100。
11.根据权利要求10所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，当所述多孔电极为多孔阴极时，所述多孔阴极的制备原料包括阴极粉体和造孔剂；
所述阴极粉体包括(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ粉体和所述第二陶瓷粉体；
所述多孔阴极的制备原料中，所述(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ粉体、所述第一氧化钪稳定的氧化锆与所述第二氧化钪稳定的氧化锆以及所述造孔剂的质量比为18-22:3-5:15-17:0.8-1.2；
所述多孔阴极的制备原料还包括粘结剂溶液，所述粘结剂溶液与所述阴极粉体的质量比为80-100:100。
12.根据权利要求11所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔阳极和所述多孔阴极的制备原料中的所述粘结剂溶液为乙基纤维素溶液。
13.根据权利要求11所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体、所述多孔层以及所述多孔电极所使用的造孔剂均包括可溶性淀粉、石墨、球形碳粉以及聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体、所述多孔层以及所述多孔电极所使用的造孔剂均包括石墨和聚甲基丙烯酸甲酯微球中的至少一种。
15.根据权利要求11所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体和所述多孔层均浸渍有与所述多孔电极的极性相反的电极材料。
16.根据权利要求15所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池，其特征在于，当所述多孔电极为阳极电极时，用于浸渍的所述电极材料包括La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ和(La0.8Sr0.2)0.95MnO3-δ中的至少一种，当所述多孔电极为阴极电极时，用于浸渍的所述电极材料包括SrFe0.75Mo0.25O3-δ、La1-xSrxNi0.4Fe0.6O3-δ或La1-xSrxNi0.6Fe0.4O3-δ中的至少一种；
其中，La1-xSrxNi0.4Fe0.6O3-δ和La1-xSrxNi0.6Fe0.4O3-δ中的x取值为大于0且小于1的任意值。
17.如权利要求1-16任一项所述的电极支撑型固体氧化物燃料电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述多孔陶瓷支撑体的制备原料通过相转化法制备所述多孔陶瓷支撑体。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述多孔陶瓷支撑体的制备包括：将所述多孔陶瓷支撑体的制备原料中的所述第一陶瓷粉体、造孔剂以及添加剂的混合物进行球磨、流延，得到生坯；将所述生坯在非溶剂中进行相转化，完全固化后烘干；随后烧结并排出粘结剂和造孔剂；
所述生坯的厚度为0.7-1.2mm；
所述非溶剂为去离子水；
相转化时间为12-24h；
烧结过程是以1-5℃/min的升温速率升温至800-1200℃，保温1-3h，随后以3-5℃/min的降温速率降温至10-35℃。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，还包括：于所述多孔陶瓷支撑体的厚度方向的一侧表面沉积多孔层。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述多孔层的制备包括：将所述多孔层的制备原料中的第二陶瓷粉体与造孔剂混合后进行球磨、烘烤，制得多孔层粉体；将所述多孔层粉体与粘结剂、分散剂以及有机溶剂混合并球磨，得到多孔层浸渍浆料；将所述多孔层浸渍浆料浸渍涂覆于所述多孔陶瓷支撑体的待沉积表面，烘干；
所述第二陶瓷粉体与所述造孔剂的球磨时间为12-24h；所述多孔层粉体与所述粘结剂、所述分散剂以及溶剂的球磨时间为24-72h；
所述多孔层粉体与所述粘结剂、所述分散剂以及所述有机溶剂混合后的浆料的固含量为5-20wt%。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述多孔层粉体与所述粘结剂、所述分散剂以及所述有机溶剂混合后的浆料的固含量为5-10wt%。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，还包括：于所述多孔层的待沉积表面沉积电解质层。
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述电解质层的制备包括：将所述电解质层的制备原料中的第二陶瓷粉体进行球磨、烘烤，制得电解质层粉体；将所述电解质层粉体与粘结剂、分散剂以及有机溶剂混合并球磨，得到电解质层浸渍浆料；将所述电解质层浸渍浆料浸渍涂覆于所述多孔层的待沉积表面，烘干；
所述第二陶瓷粉体的球磨时间为12-24h；所述电解质层粉体与所述粘结剂、所述分散剂以及溶剂的球磨时间为24-72h；
所述电解质层粉体与所述粘结剂、所述分散剂以及所述有机溶剂混合后的浆料的固含量为10-20wt%。
24.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，还包括：于所述电解质层的待沉积表面沉积多孔电极。
25.根据权利要求24所述的制备方法，其特征在于，当所述多孔电极为多孔阳极时，所述多孔阳极的制备包括：将所述多孔阳极的制备原料中的阳极粉体、造孔剂与粘结剂溶液混合研磨，得到阳极浆料；将所述阳极浆料沉积于所述电解质层的待沉积表面。
26.根据权利要求25所述的制备方法，其特征在于，当所述多孔电极为多孔阴极时，所述多孔阴极的制备包括：将所述多孔阴极的制备原料中的阴极粉体、造孔剂以及粘结剂溶液混合研磨，得到阴极浆料；将所述阴极浆料沉积于所述电解质层的待沉积表面。
27.根据权利要求26所述的制备方法，其特征在于，所述阳极浆料和所述阴极浆料采用丝网印刷法进行沉积。
28.根据权利要求26所述的制备方法，其特征在于，将所述多孔陶瓷支撑体和所述多孔层共同浸渍与所述多孔电极的极性相反的电极材料，随后煅烧。
29.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，所述电极材料的浸渍总量为整个电极支撑型固体氧化物燃料电池的10-20wt%。
30.根据权利要求29所述的制备方法，其特征在于，采用离子浸渍法进行多次浸渍，除最后一次浸渍以外的每次浸渍后均于400-500℃煅烧0.5-1.5h，最后一次浸渍后于800-900℃的条件下煅烧1.5-2.5h。
31.根据权利要求30所述的制备方法，其特征在于，最后一次浸渍后，先以2.5-3.5℃/min的速率升温至280-320℃，再以1.5-2.5℃/min的速率升温至800-900℃后进行煅烧。
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