JPH04289670A - 電極−固体電解質複合体の製造方法 - Google Patents
電極−固体電解質複合体の製造方法Info
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- JPH04289670A JPH04289670A JP3072352A JP7235291A JPH04289670A JP H04289670 A JPH04289670 A JP H04289670A JP 3072352 A JP3072352 A JP 3072352A JP 7235291 A JP7235291 A JP 7235291A JP H04289670 A JPH04289670 A JP H04289670A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電極−固体電解質複合体
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質燃料電池、水素や有機化合物
を製造するための高温電解セルには、安定化材を添加し
たジルコニアからなる固体電解質に電極を形成した電極
−固体電解質複合体が用いられている。
を製造するための高温電解セルには、安定化材を添加し
たジルコニアからなる固体電解質に電極を形成した電極
−固体電解質複合体が用いられている。
【０００３】このような電極−固体電解質複合体におけ
る固体電解質膜の作成方法としては、プラズマ溶射法、
化学蒸着法（ＣＶＤ）、電気化学蒸着法（ＥＶＤ）、有
機金属ジルコニウム塩の熱分解法などが知られているが
、緻密な固体電解質膜が得られる方法としては、プラズ
マ溶射法、電気化学蒸着法（ＥＶＤ）があるのみである
。
る固体電解質膜の作成方法としては、プラズマ溶射法、
化学蒸着法（ＣＶＤ）、電気化学蒸着法（ＥＶＤ）、有
機金属ジルコニウム塩の熱分解法などが知られているが
、緻密な固体電解質膜が得られる方法としては、プラズ
マ溶射法、電気化学蒸着法（ＥＶＤ）があるのみである
。
【０００４】また、上記のような緻密な固体電解質膜を
作成する方法として、図４のように安定化材を添加した
ジルコニア粉末３をスラリーにし、基材１上に塗布して
焼成する試みもなされている。
作成する方法として、図４のように安定化材を添加した
ジルコニア粉末３をスラリーにし、基材１上に塗布して
焼成する試みもなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した前者の製造方
法では、高価な製造装置を必要とするうえに、固体電解
質膜を必要とする部分と必要としない部分とを設けるマ
スキングに時間がかかるため、量産性の点で問題があっ
た。
法では、高価な製造装置を必要とするうえに、固体電解
質膜を必要とする部分と必要としない部分とを設けるマ
スキングに時間がかかるため、量産性の点で問題があっ
た。
【０００６】また、後者の製造方法では、焼成時にジル
コニア粉末３が収縮するため、基材１の上に作成された
固体電解質膜７に割れ２を生じたり、固体電解質膜７が
剥離するという問題があった。
コニア粉末３が収縮するため、基材１の上に作成された
固体電解質膜７に割れ２を生じたり、固体電解質膜７が
剥離するという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明は、有機溶媒に電極粉末を混合したスラリーを
成形して電極成形体とする工程と、前記電極成形体の一
方の面に、有機溶媒に固体電解質粉末を混合したスラリ
ーを成形して電解質成形体を形成し、電極成形体と電解
質成形体とを一体化した複合成形体を得る工程と、この
複合成形体を焼成する工程とからなることを特徴とする
ものである。
、本発明は、有機溶媒に電極粉末を混合したスラリーを
成形して電極成形体とする工程と、前記電極成形体の一
方の面に、有機溶媒に固体電解質粉末を混合したスラリ
ーを成形して電解質成形体を形成し、電極成形体と電解
質成形体とを一体化した複合成形体を得る工程と、この
複合成形体を焼成する工程とからなることを特徴とする
ものである。
【０００８】
【作用】上記のように、本発明は、有機溶媒に電極粉末
を混合したスラリーを成形して電極成形体としているの
で、電極成形体を短時間で乾燥させることができ、速や
かに次の電解質成形体を形成する工程に移行することが
できる。
を混合したスラリーを成形して電極成形体としているの
で、電極成形体を短時間で乾燥させることができ、速や
かに次の電解質成形体を形成する工程に移行することが
できる。
【０００９】また、有機溶媒に電極粉末を混合したスラ
リーを吸有機溶媒性の型に流し込んで電極成形体とする
場合、型を短時間で乾燥させることができる。
リーを吸有機溶媒性の型に流し込んで電極成形体とする
場合、型を短時間で乾燥させることができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の電極−固体電解質複合体の
製造方法によって形成した電極成形体５の断面図で、電
極粉末としての酸化ニッケルもしくは酸化コバルトを有
機溶媒としてのエチルアルコールに混合してなるスラリ
ーを、吸有機溶媒性を有する型４に流し込んで一定時間
放置した後、余剰のスラリーを除去した状態を示す。
製造方法によって形成した電極成形体５の断面図で、電
極粉末としての酸化ニッケルもしくは酸化コバルトを有
機溶媒としてのエチルアルコールに混合してなるスラリ
ーを、吸有機溶媒性を有する型４に流し込んで一定時間
放置した後、余剰のスラリーを除去した状態を示す。
【００１１】図２は、前記電極成形体５の一方の面、す
なわち内側の面に電解質成形体６を形成した状態の断面
図で、固体電解質粉末としてのイットリアを添加したジ
ルコニアを有機溶媒としてのエチルアルコールに混合し
てなるスラリーを、前記電極成形体５の内側の面に流し
込んで一定時間放置した後、余剰のスラリーを除去して
電極成形体５と電解質成形体６とを一体化した複合成形
体を形成した状態を示す。
なわち内側の面に電解質成形体６を形成した状態の断面
図で、固体電解質粉末としてのイットリアを添加したジ
ルコニアを有機溶媒としてのエチルアルコールに混合し
てなるスラリーを、前記電極成形体５の内側の面に流し
込んで一定時間放置した後、余剰のスラリーを除去して
電極成形体５と電解質成形体６とを一体化した複合成形
体を形成した状態を示す。
【００１２】図３は、図２の複合成形体を乾燥させて型
４を除去した後焼成して得た電極−固体電解質複合体の
断面図で、内側に緻密な固体電解質膜７が、外側に多孔
性の電極８が形成される。
４を除去した後焼成して得た電極−固体電解質複合体の
断面図で、内側に緻密な固体電解質膜７が、外側に多孔
性の電極８が形成される。
【００１３】前記電極成形体５中に含有される電極粉末
は、酸化ニッケルもしくは酸化コバルトであるが、これ
は電極を固体電解質燃料電池の燃料極として作用させる
場合であり、電極粉末としてＬａＭｎＯ３ 、ＬａＣｏ
Ｏ３、ＣａＭｎＯ３ を含有させると、電極を固体電解
質燃料電池の空気極として作用させることができ、上記
以外の電極粉末を含有させることにより、固体電解質燃
料電池以外の用途にも利用できる。
は、酸化ニッケルもしくは酸化コバルトであるが、これ
は電極を固体電解質燃料電池の燃料極として作用させる
場合であり、電極粉末としてＬａＭｎＯ３ 、ＬａＣｏ
Ｏ３、ＣａＭｎＯ３ を含有させると、電極を固体電解
質燃料電池の空気極として作用させることができ、上記
以外の電極粉末を含有させることにより、固体電解質燃
料電池以外の用途にも利用できる。
【００１４】また、前記電極成形体５は、電極粉末を有
機溶媒に混合してなるスラリーを吸有機溶媒性を有する
型４に流し込むスリップキャンティング法で形成したが
、ＣＩＰ法、ＨＩＰ法、テープキャンティング法などの
他の方法によることもできる。
機溶媒に混合してなるスラリーを吸有機溶媒性を有する
型４に流し込むスリップキャンティング法で形成したが
、ＣＩＰ法、ＨＩＰ法、テープキャンティング法などの
他の方法によることもできる。
【００１５】さらに、前記電解質成形体６は、電極成形
体５の形成方法に応じてスプレー法、塗布法、スクリー
ン印刷法、無電解メッキ法、スパッタリング法、溶射法
などの他の方法によることもできる。また、固体電解質
粉末としてのジルコニアに添加するイットリアの量に応
じてジルコニアを立方晶ジルコニア、正方晶ジルコニア
、部分安定化ジルコニアにすることができるので、形成
される固体電解質膜７の強度のコントロールも容易であ
る。
体５の形成方法に応じてスプレー法、塗布法、スクリー
ン印刷法、無電解メッキ法、スパッタリング法、溶射法
などの他の方法によることもできる。また、固体電解質
粉末としてのジルコニアに添加するイットリアの量に応
じてジルコニアを立方晶ジルコニア、正方晶ジルコニア
、部分安定化ジルコニアにすることができるので、形成
される固体電解質膜７の強度のコントロールも容易であ
る。
【００１６】
【発明の効果】上記した如く、本発明は、有機溶媒に電
極粉末または固体電解質粉末を混合したスラリーを成形
して電極成形体または電解質成形体を形成しているので
、乾燥させる時間を短縮することができ、製造に要する
時間短縮を図ることができる。
極粉末または固体電解質粉末を混合したスラリーを成形
して電極成形体または電解質成形体を形成しているので
、乾燥させる時間を短縮することができ、製造に要する
時間短縮を図ることができる。
【図１】型４にスラリーを流し込んで一定時間放置して
電極成形体５とした後、余剰のスラリーを除去した状態
の断面図である。
電極成形体５とした後、余剰のスラリーを除去した状態
の断面図である。
【図２】図１の電極成形体５の上にスラリーを流し込ん
で一定時間放置して電解質成形体６とした後、余剰のス
ラリーを除去して複合成形体とした状態の断面図である
。
で一定時間放置して電解質成形体６とした後、余剰のス
ラリーを除去して複合成形体とした状態の断面図である
。
【図３】図２の複合成形体から型４を除去した後焼成し
て得た電極−固体電解質複合体の断面図である。
て得た電極−固体電解質複合体の断面図である。
【図４】従来の電極−固体電解質複合体の製造方法によ
り製造された固体電解質膜７の断面図である。
り製造された固体電解質膜７の断面図である。
４ 型
５ 電極成形体
６ 電解質成形体
７ 固体電解質膜
８ 電極
Claims (6)
- 【請求項１】 有機溶媒に電極粉末を混合したスラリ
ーを成形して電極成形体とする工程と、前記電極成形体
の一方の面に、有機溶媒に固体電解質粉末を混合したス
ラリーを成形して電解質成形体を形成し、電極成形体と
電解質成形体とを一体化した複合成形体を得る工程と、
この複合成形体を焼成する工程とからなる電極−固体電
解質複合体の製造方法 - 【請求項２】 有機溶媒は、アルコールであることを
特徴とする請求項第１項記載の電極−固体電解質複合体
の製造方法 - 【請求項３】 電極粉末は、少なくとも酸化ニッケル
もしくは酸化コバルトを含有することを特徴とする請求
項第１項記載の電極−固体電解質複合体の製造方法。 - 【請求項４】 電極粉末は、少なくともＬａＭｎＯ３
、ＬａＣｏＯ３ 、ＣａＭｎＯ３ を含有することを
特徴とする請求項第１項記載の電極−固体電解質複合体
の製造方法。 - 【請求項５】 固体電解質粉末は、安定化剤を添加し
たジルコニアであることを特徴とする請求項第１項記載
の電極−固体電解質複合体の製造方法。 - 【請求項６】 焼成は、不活性気流中または還元雰囲
気中で行うことを特徴とする請求項第１項記載の電極−
固体電解質複合体の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072352A JPH04289670A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 電極−固体電解質複合体の製造方法 |
| US07/915,699 US5290323A (en) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Manufacturing method for solid-electrolyte fuel cell |
| PCT/JP1991/001701 WO1992010862A1 (fr) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Procede de production d'une pile a combustible electrolytique a l'etat solide |
| EP92900502A EP0514552B1 (en) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Method for manufacturing solid-state electrolytic fuel cell |
| DE69132207T DE69132207T2 (de) | 1990-12-10 | 1991-12-09 | Verfahren zur herstellung elektrolytischer feststoffzelle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3072352A JPH04289670A (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | 電極−固体電解質複合体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289670A true JPH04289670A (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=13486837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3072352A Pending JPH04289670A (ja) | 1990-12-10 | 1991-03-11 | 電極−固体電解質複合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04289670A (ja) |
-
1991
- 1991-03-11 JP JP3072352A patent/JPH04289670A/ja active Pending
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