專利名稱：電化學電池結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及電化學電池結構，尤其是涉及改進的電化學電池結構和增強的裝配以及相關的生產工藝。
背景技術：
電化學電池是能量轉換設備，其通常分為電解電池或燃料電池。電解電池可以用作氫發(fā)生器，其通過電解水產生氫氣和氧氣。燃料電池通過交換膜或電解質，由氫氣和氧化劑電化學反應來發(fā)電并生成水。燃料電池，例如固體氧化物燃料電池，已經(jīng)表明具有高效的潛能、污染低以及具有許多潛在的應用，包括大規(guī)模發(fā)電、分配動力和汽車中的使用。
與電化學電池進步相關的主要挑戰(zhàn)之一是研發(fā)成本效率工藝來制造電極和電解質材料，特別是具有大表面積的電極和電解質材料。
因此，在本領域中需要改進電化學電池配置和相關裝配工藝。

發(fā)明內容
電化學電池支撐結構包括限定多個孔的導電基底以及設置在導電基底上的柵格層。多孔支撐層至少部分將柵格層滲透到導電基底或孔的至少一個。


參考附圖，閱讀以下詳細描述的說明書，本發(fā)明的這些和其它特點、方面和優(yōu)點會變得更好理解，其中在所有的附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，其中圖1是本發(fā)明的一個實施例的部分除去的透視圖。
圖2是本發(fā)明的一個實施例的部分除去的另一個透視圖。
圖3是本發(fā)明的一個實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。
圖4是本發(fā)明的另一個實施例的部分除去的頂視圖。
圖5是本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
圖6是描述與本發(fā)明的一個實施例相關的方法步驟的流程圖。
圖7是本發(fā)明的另一個實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
如圖1所示，電化學電池支撐結構10包括限定多個孔14的導電基底12，這些孔14穿過導電基底12，設置在導電基底12的柵格層16以及至少部分滲透柵格層16的多孔支撐層18。
如上所述，與電化學電池相關的挑戰(zhàn)之一是相應的裝配及其生產工藝，特別是對于大表面積的應用。在許多傳統(tǒng)的電池設計中，利用傳統(tǒng)的陶瓷加工技術來制造電池，這些陶瓷電池利用粘結劑與金屬互連相結合。該粘結劑是電池結構中電阻損耗的來源。在可選工藝中，例如燃料電池的直接沉積，電解質的質量取決于下面電極(其上沉積電解質)中的粗糙度和瑕疵。電解質層中的波動可以產生電池裝配中的瑕疵，尤其是在高速沉積工藝中。產生的瑕疵之一是貫穿電池的針孔漏洞。解決該問題的一種方法是沉積后磨光電極的表面。然而該解決方法產生另一個加工步驟，該加工步驟對大面積沉積不期望很強并在效率已經(jīng)差的工藝中增加了低效率。
電化學電池支撐結構10解決所有上述問題。柵格層16設置在導電基底12上，多孔支撐層18滲透到柵格層12中。這樣的設置不需要粘結劑，而且這些組件在使用過程中幾乎不分離，因此結構比傳統(tǒng)設置更穩(wěn)定。另外，多孔支撐層18提供了一個相對平滑的表面以支持原子沉積工藝例如化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PE-CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)、濺射沉積、離子束沉積、分子束外延(MBE)、噴射高溫分解或微粒沉積工藝如等離子噴射、火焰噴射或高速氧燃料熱噴射工藝(HVOF)或其它沉積工藝。
如圖1-圖3所示，導電基底12由盤型結構組成，該盤型結構包括一系列孔14，其允許通過流體流，例如燃料或氧化劑流，從導電基底12的一側流到導電基底12的對側。在一個實施例中，這些孔具有介于大約0.25英寸到大約0.50英寸之間的直徑。如這里所述，術語“孔”指的是任何類型的空間、凹槽或其它允許流體從導電基底12的一側流到對側的洞結構。導電基底12典型地由金屬制成，其在與固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解質電池(SOEC)使用相關的運行條件下，即高溫和高壓下，氧化緩慢。導電基底12典型地是由鐵、鉻、鎳、錫、它們的組合物或其它通常用作互連材料的材料，尤其是在SOFC和SOEC中使用的材料制成的金屬互聯(lián)。這些材料通常包括例如含鉻合金，例如鐵鉻(FeCr)、鎳鉻(NiCr)或鎳鐵鉻(NiFeCr)基合金。在一個實施例中，導電基底12由鐵素體不銹鋼制成。導電基底12和伴隨的孔14可以主要依據(jù)應用要求和尺寸要求變化。在一個實施例中，導電基底12具有不具有孔14的外圍，使得電解質或密封材料可以與外圍重疊以密封流過其中的氣體。
柵格層16設置在導電基底12上。該柵格層16典型地設置成覆蓋包括孔14的導電基底12的頂面。該柵格層16典型地貼附到導電基底12以確保結構完整性，使用任何可以使用的工藝以確保貼附，例如用銅焊或焊接。為了便于討論，在柵格層16中的每個敞開區(qū)域將用空隙20表示。柵格層16典型地為鋼線柵、絲網(wǎng)、金屬線柵、導電泡沫、鉻模型柵或類似的材料。柵格層16典型地由金屬制成，這些金屬在與固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解質電池(SOEC)相關的運行條件下，即高溫和高壓下，氧化緩慢。柵格層16典型地是由鐵、鉻、鎳、錫、它們的組合物或其它通常用作互連材料的材料，尤其是在SOFC和SOEC中使用的材料制成的金屬互聯(lián)。這些材料通常包括例如含鉻合金，例如FeCr、NiCr或NiFeCr基合金。在一個實施例中，柵格層由鐵素體不銹鋼制成。
柵格層16的功能性要求是其能夠貼附到導電基底12以確保結構完整性并且提供開口或空隙20以促使流體流動以及和多孔支撐層18銜接，這在以下將詳細描述?？障?0可以具有多種尺寸并且不需要具有統(tǒng)一的橫截面。在一個實施例中，空隙20具有介于大約20到大約2500微米的范圍內的寬度。
如圖1-圖3所示，多孔支撐層18設置在柵格層16上并且穿過或滲透過空隙20并覆蓋柵格層16的頂面以產生一個平滑的外表面22。在一個實施例中，多孔支撐層18是電極材料。多孔支撐層18的功能性要求是其貫穿空隙20，促使流體流過其多孔結構并提供相對平滑的外表面22以可以進行沉積工藝。在一個實施例中，多孔支撐層18的熱膨脹系數(shù)(CTE)基本上與柵格層16的CTE匹配以避免熱循環(huán)過程中的開裂。
為完善電化學電池結構30，將濃稠的電解質24(圖3)施加到多孔支撐層18，或者在這種情況下，就施加到第一電極18。在一個實施例中，用直接沉積法，例如物理氣相沉積(PVD)或等離子噴射將電解質24沉積到多孔支撐層18的平滑外表面22上。典型地，濃稠的電解質24完全包覆第一電極18的平滑外表面22，使得平滑外表面22的每一部分都不暴露。最后，第二電極26施加到與第一電極18相對的電解質24中。在一個實施例中，用直接沉積法，例如PVD或可選擇的用絲網(wǎng)印刷或用分散有液體的顆粒的油漆噴射將第二電極26沉積到濃稠的電解質24上。
在一個實施例中，通過首先利用傳統(tǒng)工藝例如銅焊或焊接將金屬柵格層16貼附到金屬多孔導電基底12上來裝配電化學電池結構10(圖1)。接著，第一電極18(多孔支撐層)施加到金屬柵格層16上。在一個實施例中，通過利用任何傳統(tǒng)制造工藝例如絲網(wǎng)印刷將可變形的物質擠到柵格層16的空隙20來施加第一電極18。在另一個實施例中，通過將第一電極18的粉末形式粉漿澆鑄到柵格層16中以及利用多孔支撐薄片除去水分，將第一電極18施加到金屬柵格層16。在另一個實施例中，通過將金屬柵格層16和導電基底12浸入粉漿并且在施加電壓的情況下，微粒填充空隙20，利用electrcoheretic沉積將第一電極18施加到金屬柵格層16。
在另一個實施例中，利用共同鑄造工藝例如帶鑄造將第一電極18施加到金屬柵格層16。然后在介于大約800℃和大約1200℃之間的溫度加熱金屬柵16、基底板12以及第一電極18以在第一電極18的微粒之間產生強有力的結合。為提高第一電極18或第二電極26的催化活性，(圖3)它們可以通過電極材料的液體前體或微粒的精細分布進行滲透以獲得精細等級結構，這可以增加對催化活性有用的三倍的相邊界區(qū)域。
如圖4所示，在本發(fā)明的另一個實施例中，電極電池結構50由網(wǎng)格基底52和沉積并貫穿網(wǎng)格基底52的多孔電極材料54組成。
如上所述，與電化學電池相關的挑戰(zhàn)之一是相關的裝配和制造工藝，尤其是對于更大表面積的應用。在許多傳統(tǒng)的電池設計中，利用傳統(tǒng)的陶瓷加工工藝制造電池，并用粘結劑將這些陶瓷電池貼附到金屬互連。與傳統(tǒng)的陶瓷加工相關的一個問題是得到用來形成具有有利的微結構的電極材料厚度減小了。
電極電池結構50解決所有上述問題。網(wǎng)格基底52是一個絲網(wǎng)，典型地不銹鋼或鎳絲網(wǎng)或具有多個空隙56或開口的金屬薄片。合適的電極材料54，例如鎳(Ni)和氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)應用到網(wǎng)格基底52以在網(wǎng)格基底52的空隙56上產生具有大的柱形孔的微結構，并逐漸變細成更小的開口。這些柱形孔結構會促使流體滲透(燃料或氧化劑)到電極電池結構50中。在一個實施例中，電極材料54應用到網(wǎng)格基底52的頂部和底部。在該實施例中，網(wǎng)格基底52用作得到的電極的骨架以促使柱形孔的形成并在結構上支撐電極和限制開裂。
在本發(fā)明的一個實施例中，如圖5所示，利用沉積系統(tǒng)58，例如電子束物理氣相沉積系統(tǒng)(EB-PVD)或其它任何可以利用的沉積系統(tǒng)，將電極材料54沉積在網(wǎng)格基底52上。利用EB-PVD系統(tǒng)的一個優(yōu)點是EB-PVD典型地導致具有亞微顆粒尺寸的精細微結構，這在電化學電池結構中是令人滿意的。
在一個實施例中，用不銹鋼絲網(wǎng)作網(wǎng)格基底52，其具有大約50μm的厚度和大約75μm或更小的空隙直徑?？障兜拈g隔也很小，例如在中心處大約為150μm。通過EB-PVD工藝將電極材料54沉積在網(wǎng)格基底52上。在一個實施例中，使用兩種源，例如鎳和YSZ共同蒸發(fā)。在一個實施例中，沉積系統(tǒng)58相對于關于網(wǎng)格基底52的法線設置成θ角。在一個實施例中，θ角介于大約25°到大約65°之間，并優(yōu)選是介于大約35°到大約55°之間。在這些角度中，產生陰影部分并允許空隙56慢慢閉合。
在可選實施例中，沉積前空隙56由易變的材料例如氯化鈉覆蓋。在空隙中該易變的材料減小了空隙的尺寸同時在這個位置提供了生長缺陷。氯化鈉的蒸發(fā)還會產生電極內的高等級的多孔。
圖6是描述與本發(fā)明相關的工藝流程圖。在S1中，設置沉積用的網(wǎng)格基底52。接著，在S2中，將沉積源58相對于網(wǎng)格基底設置成角度θ。接著，在S3中，易變的材料選擇性地施加到網(wǎng)格基底。最后，在S4中，多孔電極材料54沉積到網(wǎng)格基底52上。
在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖7所示，電化學電池結構100由諸如金屬泡沫的多孔導電基底102和設置在多孔導電基底102上并部分滲透到多孔導電基底102中的支撐層104組成。在一個實施例中，該多孔導電基底102由鎳泡沫組成。在另一個實施例中，支撐層104是電極材料。
支撐層104設置在多孔導電基底102上并滲透到多孔導電基底102中。這樣的設置不需要粘結劑而且在使用過程中組件幾乎不分離，因此結構比傳統(tǒng)設置更穩(wěn)定。另外，支撐層104提供了相對平滑的表面以支持原子沉積工藝例如化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PE-CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)、濺射沉積、離子束沉積、分子束外延(MBE)，噴射高溫分解或微粒沉積工藝如等離子噴射、火焰噴射或高速氧燃料熱噴射工藝(HVOF)或其它沉積工藝。在一個實施例中，利用沉積工藝例如PVD或EB-PVD，將支撐層104設置在多孔導電基底102上。
如在此所討論的，電解質材料可以由任何傳統(tǒng)的電解質材料，包括，例如氧化釔穩(wěn)定氧化鋯；鑭五倍子酸鹽；摻雜鈰的氧化物；二氧化鈰穩(wěn)定氧化鋯；穩(wěn)定氧化鋯類CaO-穩(wěn)定氧化鋯，MgO-穩(wěn)定氧化鋯，M2O3穩(wěn)定氧化鋯，其中M選自Y、Sc、Yb、Nd、Sm或Gd的組中；鑭五倍子酸鹽具有通常的組成La1-x-wSrx-wGa1-yMgy+ZO3-0.5(x+y+5w-2z)，其中0.3≥x≥0.1；0.3≥y≥0.1；0.04≥w≥0.01；0.15≥z≥0.03；摻雜鈰的氧化物，其中CeO2用La2O3、Y2O3、Sm2O3、Gd2O3、其它稀土氧化物、Gd2O3+Pr2O3、CaO、SrO的一種或混合物一起摻雜；某些穩(wěn)定的三氧化二鉍，Bi2O3-MO，其中M是鈣、鍶或鋇；通式為A2B2O7的燒綠石氧化物，尤其是Ln2Zr2O7，其中Ln是鑭系元素如Gd2(ZrxTi1-x)2O7(GZT)以及Y2(ZrxTi1-x)2O7(YZT)；或者鈣鈦礦結構例如BaCe0.9Gd0.1O3，CaAl0.7Ti0.3O3，SrZr0.9Sc0.1O3或其組合物。
如在此所討論的，電極材料可以由陽極材料和陰極材料組成。該陽極材料可以由任何傳統(tǒng)的陽極材料制成，該陽極材料包括，例如由電子傳導材料，例如金屬和隨后會還原成金屬的金屬氧化物的至少一種和離子傳導材料組成的混合物；鎳、鎳氧化物、鉑基金屬的至少一種；單相電子傳導材料；包括Ni、Co、Pt、Pd或Ru的某些金屬；包括ZrO2-Y2O3-TiO2體系的混合氧化物導體；或其組合物。陰極材料可以由任何傳統(tǒng)陰極材料制成，該陰極材料包括，例如由電子傳導材料，例如金屬和隨后會還原成金屬的金屬氧化物的至少一種和離子傳導材料組成的混合物；鎳、鎳氧化物或鉑基金屬的至少一種；鑭鍶亞錳酸鹽；摻雜鑭的輝鈷礦；由鉑基金屬、鑭鍶亞錳酸鹽、摻雜鑭的鐵酸鹽以及摻雜鑭的輝鈷礦和電子傳導材料的至少一種組成的混合物；摻雜鑭的亞錳酸鹽；由多種陽離子例如Ba、Ca、Cr、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、K、Rb、Na、Sr、Ti或Y取代的LaMnO3；具有通式La1-xSrxMnO3的鑭鍶亞錳酸鹽，其還可以摻雜Co或Cr；鑭輝鈷礦；摻雜Sr、Ca、Mn或Ni的LaCoO3以調節(jié)電導率或熱膨脹；摻雜鑭的鐵酸鹽，例如La0.8Sr0.2FexCoyO3或其組合物。
另外，在根據(jù)兩個電極，陰極和陽極，設置在其中的電解質討論本發(fā)明時，其它實施例可以包括另外的層。例如，某些實施例可以包括設置在電極和電解質之間的緩沖層。這些緩沖層可以為了多個原因，包括無限制，防止其它層之間的有毒的化學反應。例如，一些實施例可以包括鈰-釓氧化物，或其類似物的中間層，其可以用來減小在YSZ層和鑭輝鈷礦層、鑭鍶鐵酸鹽或其混合物之間的相互擴散和化學反應。類似地，摻雜釤的鈰氧化物(Ce1-xSmxO2-0.5x)的中間層可以用來降低在NiOCeO2和LSGM(La1.8Sr0.2Ga1-yMgyO2.9-0.5y，其中0.05＜y＜0.3)的復合陽極之間的相互擴散和化學反應。
在本說明書中討論的幾個實施例提供了沉積，特別是大表面積沉積用的高孔率支撐體或基底，每個支撐體對耐氣體傳輸?shù)偷珜C械應力和熱應力強。另外，這幾個實施例提供了相對平滑的外表面，這對多種沉積方法來說是合適的。在本發(fā)明中討論的導電基底通常內部連接，尤其是金屬內部連接。多孔或微孔的支撐材料或基底材料可以由陰極材料或陽極材料組成，或可以選擇，多孔或微孔的支撐材料可以由另一層例如氣體擴散層組成。在許多實施例中，多孔或微孔的支撐材料是電極，并提供用于沉積剩余電池層的相對平滑的表面。另外，多個實施例涉及網(wǎng)格材料，例如貼附到導電基底的絲網(wǎng)的應用。典型地，該網(wǎng)格材料由與導電基底相同或相似的材料制成。在導電基底與網(wǎng)格材料的每個都由內部連接材料制成的情況下，該合成結構具有改進了的耐機械性，由于電流可以橫向傳輸?shù)骄W(wǎng)格材料然后傳輸?shù)綄щ娀?，電流通路對通常平行于電極/內部連接表面發(fā)展的開裂不敏感。另外，未支撐的電極和電解質層的尺寸被極大地減小到更小的網(wǎng)格材料的空隙尺寸，對得到的電池具有更多增加了的耐機械性。
雖然只是圖示和描述了本發(fā)明的某些特征，但是，對本領域技術人員來說可以進行許多改進和改變。例如，已經(jīng)根據(jù)燃料電池堆疊設置討論了本發(fā)明的多個實施例，這并不是對本發(fā)明的限定，實際上，本發(fā)明旨在在其它燃料電池設置中使用，包括例如，管狀燃料電池束或設置。即，因此，應該理解，附加權利要求旨在覆蓋落入本發(fā)明的真實精神內的所有改進和改變。
元件列表10電化學電池支撐結構12導電基底14孔16柵格層18多孔支撐層20空隙22外表面24電解質26第二電極30電化學電池結構50電極電池結構52網(wǎng)格基底54多孔電極材料56空隙58沉積系統(tǒng)100電化學電池支撐結構102多孔導電基底104支撐層
權利要求
1.一種電化學電池支撐結構(10)，包括導電基底(12)，其限定了多個貫穿所述導電基底(12)的孔(14)；設置在所述導電基底(12)上的柵格層(16)；以及多孔支撐層(18)，其將柵格層(16)至少部分貫穿所述導電基底(12)和孔(14)的至少一個。
2.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述導電基底包括金屬互連，該金屬互連由鐵、鉻、鎳、錫或其組合物的至少一種制成。
3.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述導電基底包括金屬互連，該金屬互連由鐵素體不銹鋼制成。
4.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述多個孔的尺寸在大約5到大約13毫米范圍內。
5.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構(10)，其中所述柵格層(16)包括不銹鋼線柵。
6.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構(10)，其中所述柵格層(16)由絲網(wǎng)、金屬線柵、導電泡沫、鉻模型柵或其組合物的至少一種組成。
7.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述柵格層由多個空隙組成。
8.根據(jù)權利要求7的電化學電池支撐結構，其中所述多個空隙的尺寸在介于大約20到大約2500微米的范圍內。
9.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述多孔支撐層包括電極。
10.根據(jù)權利要求9的電化學電池支撐結構，其中所述電極由合成材料構成。
11.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述多孔支撐層提供了基本平滑的表面以支持其上的沉積。
12.根據(jù)權利要求11的電化學電池支撐結構，其中電極和電解質的至少一種沉積在所述多孔支撐層上。
13.根據(jù)權利要求12的電化學電池支撐結構，其中使用原子沉積工藝例如化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PE-CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)、濺射沉積、離子束沉積、分子束外延(MBE)、噴射高溫分解或微粒沉積工藝如等離子噴射、火焰噴射或高速氧燃料熱噴射工藝(HVOF)的至少一種沉積所述電極或所述電解質。
14.電極電池結構(50)，其包括網(wǎng)格基底(52)；以及沉積在所述網(wǎng)格基底(52)并滲透其中的多孔電極材料(54)。
15.根據(jù)權利要求14的電極電池結構，其中所述多孔電極材料是Ni和氧化釔穩(wěn)定氧化鋯。
16.根據(jù)權利要求14的電極電池結構，其中所述多孔電極材料使用物理氣相沉積(PVD)進行沉積。
17.根據(jù)權利要求14的電極電池結構，其中所述多孔電極材料使用化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PE-CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)、濺射沉積、離子束沉積、分子束外延(MBE)、噴射高溫分解、等離子噴射、火焰噴射或高速氧燃料熱噴射工藝(HVOF)沉積。
18.根據(jù)權利要求14的電極電池結構(50)，其中所述網(wǎng)格基底(52)是不銹鋼絲網(wǎng)或鎳絲網(wǎng)的至少一種。
19.根據(jù)權利要求14的電極電池結構，其中所述網(wǎng)格基底(52)是具有精細孔的金屬薄片。
20.根據(jù)權利要求14的電極電池結構，其中所述網(wǎng)格基底具有介于大約25μm和大約75μm的范圍內的厚度。
21.根據(jù)權利要求14的電極電池結構，其中所述網(wǎng)格基底由多個柵空隙組成。
22.根據(jù)權利要求21的電極電池結構，其中所述柵空隙在最寬點的尺寸為大約75μm以下。
23.根據(jù)權利要求21的電極電池結構，其中在中心處所述相鄰柵空隙之間的間隔小于大約150μm。
24.根據(jù)權利要求21的電極電池結構，還包括設置在所述柵空隙的至少一部分中的易變材料。
25.根據(jù)權利要求24的電極電池結構，其中所述易變材料由鹽組成。
26.根據(jù)權利要求25的電極電池結構，其中所述鹽包括氯化鈉。
27.一種電化學電池支撐結構(100)，包括多孔導電基底(102)；以及組織在所述多孔導電基底(102)上并部分滲透到所述多孔導電基底(102)中的支撐層(104)。
28.根據(jù)權利要求27的電化學電池支撐結構(100)，其中所述多孔導電基底(102)包括金屬泡沫。
29.根據(jù)權利要求28的電化學電池支撐結構，其中所述金屬泡沫為不銹鋼泡沫或鎳泡沫的至少一種。
30.根據(jù)權利要求27的電化學電池支撐結構，其中所述支撐層材料使用化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PE-CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)、濺射沉積、離子束沉積、分子束外延(MBE)、噴射高溫分解、等離子噴射、火焰噴射或高速氧燃料熱噴射工藝(HVOF)沉積。
31.根據(jù)權利要求27的電化學電池支撐結構，其中所述支撐層使用電子束物理氣相沉積(EB-PVD)沉積。
32.根據(jù)權利要求27的電化學電池支撐結構，其中所述支撐層是電極。
33.根據(jù)權利要求27的電化學電池支撐結構，其中所述支撐層提供基本平滑的表面以支撐在其上的沉積。
34.根據(jù)權利要求33的電化學電池支撐結構，其中電極和電解質的至少一種沉積在所述支撐層上。
35.根據(jù)權利要求34的電化學電池支撐結構，其中所述電極或所述電解質使用原子沉積工藝例如化學氣相沉積(CVD)、等離子增強CVD(PE-CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)、濺射沉積、離子束沉積、分子束外延(MBE)、噴射高溫分解或微粒沉積工藝例如等離子噴射、火焰噴射或高速氧燃料熱噴射工藝(HVOF)的至少一種沉積。
36.一種電化學電池結構，包括限定多個貫穿所述導電基底的孔的導電基底；設置在所述導電基底上的柵格層；至少將柵格層部分滲透到導電基底或孔的至少一個的多孔支撐層；第一電極層和第二電極層，以及插入在在兩者之間的電解質。
37.一種電化學電池結構，包括限定多個貫穿所述導電基底的孔的導電基底；設置在所述導電基底上的柵格層；將柵格層至少部分滲透到導電基底或孔的至少一個的多孔支撐層；設置在所述多孔支撐層上的電解質；以及設置在所述電解質上的電極。
38.根據(jù)權利要求37的電化學電池結構，其中所述多孔支撐層是電極。
39.根據(jù)權利要求38的電化學電池結構，其中所述電解質密封重疊所述多孔支撐層。
40.一種制造電化學電池支撐結構的方法，包括步驟提供由多個通孔組成的導電基底；將柵格層貼附到所述導電基底以覆蓋所述通孔；以及沉積多孔支撐層以將所述柵格層部分貫穿所述導電基底或所述孔的至少一個。
41.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述電化學電池是固體氧化物燃料電池。
42.根據(jù)權利要求1的電化學電池支撐結構，其中所述電化學電池是固體氧化物電解電池。
全文摘要
一種電化學電池結構包括限定了多個孔的導電基底和設置在該導電基底上的柵格層。多孔支撐層將柵格層至少部分滲透到導電基底或孔的至少一個。
文檔編號C25B1/02GK1953258SQ200610141269
公開日2007年4月25日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權日2005年9月26日
發(fā)明者A·M·湯普遜, D·J·沃爾特曼, H·R·阿查亞, R·A·小納迪, 劉煜照, K·W·布羅沃爾 申請人:通用電氣公司