CN108258263B - 用于固体氧化物燃料电池的低温封接方法 - Google Patents

用于固体氧化物燃料电池的低温封接方法 Download PDF

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Abstract

用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构及其封接方法，本发明属于固体氧化物燃料电池封接技术领域，它要解决现有紧固封接方法封接过程对不锈钢连接体损伤严重的问题。该低温封接结构是在不锈钢连接体上预制Ni镀层，在Ni镀层表面进行电镀三维纳米片处理；在电池片待封接位置化学镀Ni，获得Ni‑P合金镀层，在合金镀层表面进行电镀三维纳米片处理；在不锈钢连接体以及电池片表面分别溅射Au层，在不锈钢连接体和电池片的待封接位置之间涂覆焊膏，形成低温封接结构。本发明选用小尺度纳米焊膏及表面纳米结构化处理，在250～300℃低温环境下，实现不锈钢连接体和电池片的低温可靠封接，避免了不锈钢连接体封接过程的损伤。

Description

用于固体氧化物燃料电池的低温封接方法
技术领域
本发明属于固体氧化物燃料电池封接技术领域，具体涉及一种实现固体氧化物燃料电池低温可靠封接的方法及其封接用材料。
背景技术
提高能源利用率对于解决当前能源短缺问题至关重要，固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)是一种绿色高效的能源转化系统，其系统能源转化率可达到～85％，得到了广泛的关注。同时，SOFCs具备燃料多样性的特点，天然气、汽油、氢气以及生物燃料等都可以做为其燃料使用，污染小，NOx污染物的排放率极低，因此，世界范围内对SOFCs研究和应用的热度不断增加。在SOFCs的实际使用中，通常需要将单体燃料电池组合成燃料电池堆来满足大能量密度的使用需求。在燃料电池堆的构建过程中，电池片与不锈钢连接体的可靠封接是保障燃料电池堆可靠运行的关键技术。
燃料电池的封接技术主要包括压缩密封和紧固封接。压缩密封是将云母基材料制成垫片装配在待密封位置，虽然具备装配灵活的特点，但是该方法是动态密封过程，气体泄漏率较高，无法满足燃料电池对长期运行的要求。紧固封接方法主要包括玻璃-陶瓷封接、真空钎焊封接以及空气反应钎焊封接。其中，玻璃-陶瓷封接获得的接头抗静态或动态冲击能力差，尤其在封接和服役过程钎料体系会和不锈钢基体发生剧烈反应，容易导致封接位置失效。真空钎焊封接获得的接头不具备在高温氧化环境中使用的能力，服役过程，钎料中的活性元素会迅速氧化，导致封接位置出现裂纹和空洞缺陷。比较而言，空气反应钎焊封接获得的接头虽然高温使用特性优良，但是，封接过程中，钎料中的氧化物成分会与不锈钢连接体发生反应形成连续的复合氧化物层，后期服役过程，氧化物层会明显增厚，对SOFCs的可靠运行带来了很大的安全隐患。
如果可以实现燃料电池的低温封接，同时接头具备高温使用特性，将极大提高燃料电池的封接可靠性，推动SOFCs的发展。在电子封装领域，选用纳米钎料(尤其是纳米Ag)可以达到低温连接高温使用的目的，借鉴该设计思想，将纳米连接方法引入燃料电池封接领域，将彻底解决封接过程对不锈钢基体造成严重损伤的问题，同时封接接头可以获得高温使用特性。但是，目前关于燃料电池纳米低温封接的研究尚处于探索阶段，还没有系统的研究报道，解决纳米钎料与基体界面的连接问题是重点研究对象。
发明内容
本发明的目的是要实现SOFCs的低温纳米封接，解决现有紧固封接方法封接过程对不锈钢连接体损伤严重的问题，同时，封接接头具备高温使用特性，能够满足燃料电池长期高温运行的需求，而为了提高纳米焊膏与电池片以及不锈钢的界面连接强度，本发明提供了电池片和不锈钢连接体待封接位置表面纳米结构化的方法及纳米焊膏低温连接工艺。
本发明用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构是在不锈钢连接体待封接位置预制Ni镀层，在Ni镀层表面进行电镀三维纳米片处理，使不锈钢连接体表面获得三维纳米片阵列结构；在电池片待封接位置化学镀Ni，获得Ni-P合金镀层，在Ni-P合金镀层表面进行电镀三维纳米片处理，使电池片获得三维纳米片阵列结构；在不锈钢连接体表面的三维纳米片阵列结构以及电池片表面的三维纳米片阵列结构上分别溅射Au层，在不锈钢连接体和电池片的待封接位置之间涂覆焊膏，从而形成用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构；
其中所述的电镀三维纳米片处理过程调节电镀温度为45～55℃，pH值4～5，电流密度为5～8A/dm2，其中电镀液以水为溶剂，电镀液的组分及含量为：200～280g/L的NiCl2·6H2O、60～80g/L的H3BO3和0.1～0.5g/L的C12H25SO4Na。
本发明用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构在不锈钢连接体和电池片的待封接位置分别进行制备。选用电镀Ni的方法在不锈钢连接体待封接位置预制Ni镀层，通过调节镀液成分和电镀工艺，使Ni镀层表面获得三维纳米片阵列结构。电池片待封接位置首先要通过化学镀Ni，获得Ni-P合金镀层，随后，选用与不锈钢连接体表面电镀Ni相同的工艺，同样获得具有三维纳米片阵列结构的Ni镀层。为进一步改善界面连接特性，在不锈钢连接体和电池片的纳米结构表面通过溅射方法，制备Au薄层，最终获得三维Ni/Au复合纳米片阵列结构表面。
本发明用于固体氧化物燃料电池的封接方法按照以下步骤实现：
一、对不锈钢连接体进行碱溶液清洗，得到清洗后的不锈钢连接体；
二、将清洗后的不锈钢连接体放入HCl溶液中在室温下进行表面活化处理，得到活化的不锈钢连接体；
三、室温条件下在活化的不锈钢连接体表面预镀Ni处理，得到带有预制Ni镀层的不锈钢连接体；
四、对带有预制Ni镀层的不锈钢连接体进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的不锈钢连接体；
五、在具有三维纳米片结构的不锈钢连接体表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体；
六、将步骤五得到的具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体放入真空炉中，以550～600℃的温度进行热处理，热处理时间为2～3h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体；
七、将电池片待封接位置在HNO3溶液中进行表面粗化，得到粗化后的电池片；
八、将粗化后的电池片放入丙酮溶液中超声清洗，得到清洗后的电池片；
九、在室温环境下对清洗后的电池片待封接位置进行敏化处理，得到敏化的电池片；
十、对敏化的电池片在室温环境下进行活化处理，得到活化的电池片；
十一、将活化的电池片置于化学镀Ni液中进行化学镀处理，化学镀Ni的温度为80～90℃，pH值为4～5，化学镀时间为30～45min，获得具有Ni-P合金镀层的电池片；
十二、对具有Ni-P合金镀层的电池片进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的电池片；
十三、在具有三维纳米片结构的电池片表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的电池片；
十四、将步骤十三获得的具有Ni/Au复合纳米层的电池片放入真空炉中，以550～600℃的温度进行热处理，热处理时间为2～3h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片；
十五、将金属纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合，获得纳米焊膏；
十六、将纳米焊膏涂覆在三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体的待封接位置，得到涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体；
十七、将涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体与三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片进行装配，施加装配压力后放入低温马弗炉中，先以10～15℃/min的升温速率升至100℃，保温20～30min后，以10～15℃/min的速率继续升至250～350℃，保温20～40min后降温至室温，完成不锈钢连接体与电池片的低温纳米连接；
其中步骤四和步骤十二中的电镀三维纳米片处理的电镀液以水为溶剂，电镀液的组分及含量为：200～280g/L的NiCl2·6H2O、60～80g/L的H3BO3和0.1～0.5g/L的C12H25SO4Na，调节电镀温度为45～55℃，pH值4～5，电流密度为5～8A/dm2，电镀时间为8～15min；
所述步骤十一中的化学镀Ni液以水为溶剂，化学镀Ni液的组分及含量为：15～25g/L的NiSiO4·7H2O、25～30g/L的NaH2PO2·2H2O、10～15g/L的H3BO3、10～15g/L的C3H6O3、0.5～2g/L的NaF和40～50g/L的NaAc；
所述步骤十五中的金属纳米颗粒为Ag、Au、Pt、Ag@Cu、Cu@Ag或Ag-Cu合金颗粒。
本发明用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构及其封接方法包含以下有益效果：
(a)250～350℃的低温条件下即实现不锈钢连接体和电池片的可靠封接，避免了不锈钢连接体在高温封接过程中的氧化腐蚀，同时低温短时间封接提高了生产效率，有利于燃料电池的推广应用；
(b)不锈钢连接体和电池片表面制备的三维Ni/Au纳米片阵列结构，解决了纳米连接过程中界面连接强度不足的问题，提高了封接可靠性；
(c)不锈钢连接体表面预制的Ni镀层可以对不锈钢基体形成有效保护，避免不锈钢基体在服役过程过度氧化腐蚀，同时有效预防了燃料电池Cr中毒，提高了燃料电池的可靠性。
附图说明
图1为本发明用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构体系的示意图；
图2为实施例一选用纳米Ag焊膏获得的固体氧化物燃料电池300℃低温封接界面组织形貌；
图3为实施例一选用纳米Ag焊膏获得的固体氧化物燃料电池低温封接接头剪切强度测试图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构是在不锈钢连接体6待封接位置预制Ni镀层3，在Ni镀层3表面进行电镀三维纳米片处理，使不锈钢连接体表面获得三维纳米片阵列结构5；在电池片1待封接位置化学镀Ni，获得Ni-P合金镀层2，在Ni-P合金镀层2表面进行电镀三维纳米片处理，使电池片1获得三维纳米片阵列结构5；在不锈钢连接体6表面的三维纳米片阵列结构5以及电池片1表面的三维纳米片阵列结构5上分别溅射Au层，在不锈钢连接体6和电池片1的待封接位置之间涂覆焊膏4，从而形成用于固体氧化物燃料电池的低温封接结构；
其中所述的电镀三维纳米片处理过程调节电镀温度为45～55℃，pH值4～5，电流密度为5～8A/dm2，其中电镀液以水为溶剂，电镀液的组分及含量为：200～280g/L的NiCl2·6H2O、60～80g/L的H3BO3和0.1～0.5g/L的C12H25SO4Na。
本实施方式电池片材料为阳极支撑体电池片，阳极支撑体材料为Ni-YSZ复合材料，阳极为NiO-YSZ，电解质为YSZ，阴极为LSCF。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的焊膏4由金属纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合而成，金属纳米颗粒为Ag、Au、Pt、Ag@Cu、Cu@Ag或Ag-Cu合金颗粒。
本实施方式所述的Ag@Cu和Cu@Ag为核壳结构纳米材料，Ag@Cu表示核是Ag，壳是Cu，Cu@Ag表示核是Cu，壳是Ag。两种核壳结构材料均可通过商购获得。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是金属纳米颗粒的粒径≤30nm。
具体实施方式四：本实施方式用于固体氧化物燃料电池的封接方法按照以下步骤实施：
一、对不锈钢连接体进行碱溶液清洗，得到清洗后的不锈钢连接体；
二、将清洗后的不锈钢连接体放入HCl溶液中在室温下进行表面活化处理，得到活化的不锈钢连接体；
三、室温条件下在活化的不锈钢连接体表面预镀Ni处理，得到带有预制Ni镀层的不锈钢连接体；
四、对带有预制Ni镀层的不锈钢连接体进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的不锈钢连接体；
五、在具有三维纳米片结构的不锈钢连接体表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体；
六、将步骤五得到的具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体放入真空炉中，以550～600℃的温度进行热处理，热处理时间为2～3h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体；
七、将电池片待封接位置在HNO3溶液中进行表面粗化，得到粗化后的电池片；
八、将粗化后的电池片放入丙酮溶液中超声清洗，得到清洗后的电池片；
九、在室温环境下对清洗后的电池片待封接位置进行敏化处理，得到敏化的电池片；
十、对敏化的电池片在室温环境下进行活化处理，得到活化的电池片；
十一、将活化的电池片置于化学镀Ni液中进行化学镀处理，化学镀Ni的温度为80～90℃，pH值为4～5，化学镀时间为30～45min，获得具有Ni-P合金镀层的电池片；
十二、对具有Ni-P合金镀层的电池片进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的电池片；
十三、在具有三维纳米片结构的电池片表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的电池片；
十四、将步骤十三获得的具有Ni/Au复合纳米层的电池片放入真空炉中，以550～600℃的温度进行热处理，热处理时间为2～3h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片；
十五、将金属纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合，获得纳米焊膏；
十六、将纳米焊膏涂覆在三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体的待封接位置，得到涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体；
十七、将涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体与三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片进行装配，施加装配压力后放入低温马弗炉中，先以10～15℃/min的升温速率升至100℃，保温20～30min后，以10～15℃/min的速率继续升至250～350℃，保温20～40min后降温至室温，完成不锈钢连接体与电池片的低温纳米连接；
其中步骤四和步骤十二中的电镀三维纳米片处理的电镀液以水为溶剂，电镀液的组分及含量为：200～280g/L的NiCl2·6H2O、60～80g/L的H3BO3和0.1～0.5g/L的C12H25SO4Na，调节电镀温度为45～55℃，pH值4～5，电流密度为5～8A/dm2，电镀时间为8～15min；
所述步骤十一中的化学镀Ni液以水为溶剂，化学镀Ni液的组分及含量为：15～25g/L的NiSiO4·7H2O、25～30g/L的NaH2PO2·2H2O、10～15g/L的H3BO3、10～15g/L的C3H6O3、0.5～2g/L的NaF和40～50g/L的NaAc；
所述步骤十五中的金属纳米颗粒为Ag、Au、Pt、Ag@Cu、Cu@Ag或Ag-Cu合金颗粒。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤一中的碱溶液以水为溶剂，碱溶液的组分及含量为：20～40g/L的NaOH、20～40g/L的Na2CO3和20～40g/L的Na3PO4。
本实施方式中每升水中加入20～40gNaOH、20～40gNa2CO3和20～40g的Na3PO4。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是步骤二将清洗后的不锈钢连接体放入HCl溶液中在室温下进行表面活化处理1～3min，所述的HCl溶液是在每升水中加入150～300mL质量浓度为37％的浓盐酸。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是步骤三中在活化的不锈钢连接体表面预镀Ni处理，其中电镀液以水为溶剂，该电镀液的组分及含量为：100～150mL/L的质量浓度为37％的HCl和120～150g/L的NiCl2·6H2O，电镀过程的电流密度为2.5～4A/dm2，预镀Ni时间为3～6min。
本实施方式电镀液是在每升水中加入100～150mL质量浓度为65％的HCl，120～150g的NiCl2·6H2O。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至七之一不同的是步骤五和步骤十三磁控溅射Au层的过程中控制电子束能量为8keV，电流为200～300μA，溅射时间为60～120s。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式四至八之一不同的是步骤七中电池片待封接位置在40～65℃的HNO3溶液中进行表面粗化1.5～2h，HNO3溶液是每升水中加入180～240mL质量浓度为65％的浓硝酸。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式四至九之一不同的是步骤九对清洗后的电池片待封接位置置于敏化溶液进行敏化处理5～8min，然后在去离子水中浸泡10min，敏化溶液以水为溶剂，敏化溶液的组分及含量为：20～30mL/L的质量浓度为65％的HCl和18～25g/L的SnCl2·2H2O。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式四至十之一不同的是步骤十敏化的电池片置于活化溶液中进行活化处理150s，活化溶液是每升水中加入20～30mL的质量浓度为65％的HCl和0.1～0.5g的PdCl2。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式四至十一之一不同的是步骤十六采用丝网印刷将纳米焊膏涂覆在三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体的待封接位置，其中丝网板为500～600目，丝网厚度为50～100μm。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式四至十二之一不同的是步骤十六中纳米焊膏的厚度为50～100μm。
实施例一：本实施例本实施方式用于固体氧化物燃料电池的封接方法按照以下步骤实施：
一、对不锈钢连接体进行碱溶液清洗，得到清洗后的不锈钢连接体；
二、将清洗后的不锈钢连接体放入HCl溶液中在室温下进行表面活化处理，得到活化的不锈钢连接体；
三、室温条件下在活化的不锈钢连接体表面预镀Ni处理，得到带有预制Ni镀层的不锈钢连接体，该电镀液以水为溶剂，其中的组分及含量为：100mL/L的质量浓度为37％的HCl和120g/L的NiCl2·6H2O，电镀过程的电流密度为2.5A/dm2，预镀Ni时间为3min；
四、对带有预制Ni镀层的不锈钢连接体进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的不锈钢连接体；
五、在具有三维纳米片结构的不锈钢连接体表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体；
六、将步骤五得到的具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体放入真空炉中，以600℃的温度进行热处理，热处理时间为2.5h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体；
七、将电池片待封接位置在HNO3溶液中进行表面粗化，得到粗化后的电池片；
八、将粗化后的电池片放入丙酮溶液中超声清洗，得到清洗后的电池片；
九、在室温环境下对清洗后的电池片待封接位置进行敏化处理，得到敏化的电池片；
十、对敏化的电池片在室温环境下进行活化处理，得到活化的电池片；
十一、将活化的电池片置于化学镀Ni液中进行化学镀处理，化学镀Ni的温度为80℃，pH值为4，化学镀时间为45min，得到带有Ni-P合金镀层的电池片；
十二、对带有Ni-P合金镀层的电池片进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的电池片；
十三、在具有三维纳米片结构的电池片表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的电池片；
十四、将步骤十三得到的具有Ni/Au复合纳米层的电池片放入真空炉中，以600℃的温度进行热处理，热处理时间为2.5h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片；
十五、按照质量比为8:2将Ag纳米颗粒(粒径≤30nm)和乙二醇溶液均匀混合，获得纳米焊膏；
十六、将纳米焊膏涂覆在三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体的待封接位置，得到涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体；
十七、将涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体与三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片进行装配，施加装配压力6MPa后放入低温马弗炉中，先以10℃/min的升温速率升至100℃，保温25min后，以15℃/min的速率继续升至300℃，保温30min后降温至室温，完成不锈钢连接体与电池片的低温纳米连接；
其中步骤四和步骤十二中的电镀三维纳米片处理的电镀液以水为溶剂，其中的组分及含量为：200g/L的NiCl2·6H2O、60g/L的H3BO3和0.1g/L的C12H25SO4Na，调节电镀温度为45℃，pH值4，电流密度为5A/dm2，电镀时间为8min；
所述步骤十一中的化学镀Ni液以水为溶剂，其中的组分及含量为：15g/L的NiSiO4·7H2O、25g/L的NaH2PO2·2H2O、10g/L的H3BO3、10g/L的C3H6O3、0.5g/L的NaF和40g/L的NaAc组成。
为了直观显示本实施例低温连接的质量，对不锈钢连接体和电池片封接后的界面组织进行观察，300℃获得的典型界面组织照片如图2所示。结果表明，纳米Ag焊膏与两侧界面结合均良好，无气孔和裂纹缺陷，同时钎缝中心纳米Ag颗粒烧结程度较高，形成了致密的界面组织。同时，对封接位置进行剪切强度测试，获得的结果如图3所示。结果表明，在250～300℃的低温环境下，即可完成不锈钢连接体和电池片的可靠封接，接头强度超过了16MPa。
实施例二：本实施例与实施例一不同的是步骤十五按照质量比为8:2将Au纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合。
实施例三：本实施例与实施例一不同的是步骤十五按照质量比为8:2将Pt纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合。
实施例四：本实施例与实施例一不同的是步骤十五按照质量比为8:2将Ag@Cu纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合。
本实施例中的Ag@Cu核壳接头纳米颗粒通过商购获得。
实施例五：本实施例与实施例一不同的是步骤十五按照质量比为8:2将Cu@Ag纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合。
本实施例中的Cu@Ag核壳接头纳米颗粒通过商购获得。
实施例六：本实施例与实施例一不同的是步骤十五按照质量比为8:2将Ag-Cu合金纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合。

Claims (7)

1.用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：
一、对不锈钢连接体进行碱溶液清洗，得到清洗后的不锈钢连接体；
二、将清洗后的不锈钢连接体放入HCl溶液中在室温下进行表面活化处理，得到活化的不锈钢连接体；
三、室温条件下在活化的不锈钢连接体表面预镀Ni处理，得到带有预制Ni镀层的不锈钢连接体；
四、对带有预制Ni镀层的不锈钢连接体进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的不锈钢连接体；
五、在具有三维纳米片结构的不锈钢连接体表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体；
六、将步骤五得到的具有Ni/Au复合纳米层的不锈钢连接体放入真空炉中，以550～600℃的温度进行热处理，热处理时间为2～3h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体；
七、将电池片待封接位置在HNO3溶液中进行表面粗化，得到粗化后的电池片；
八、将粗化后的电池片放入丙酮溶液中超声清洗，得到清洗后的电池片；
九、在室温环境下对清洗后的电池片待封接位置进行敏化处理，得到敏化的电池片；
十、对敏化的电池片在室温环境下进行活化处理，得到活化的电池片；
十一、将活化的电池片置于化学镀Ni液中进行化学镀处理，化学镀Ni的温度为80～90℃，pH值为4～5，化学镀时间为30～45min，获得具有Ni-P合金镀层的电池片；
十二、对具有Ni-P合金镀层的电池片进行电镀三维纳米片处理，得到具有三维纳米片结构的电池片；
十三、在具有三维纳米片结构的电池片表面磁控溅射Au层，得到具有Ni/Au复合纳米层的电池片；
十四、将步骤十三获得的具有Ni/Au复合纳米层的电池片放入真空炉中，以550～600℃的温度进行热处理，热处理时间为2～3h，得到三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片；
十五、将金属纳米颗粒和乙二醇溶液均匀混合，获得纳米焊膏；
十六、将纳米焊膏涂覆在三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的不锈钢连接体的待封接位置，得到涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体；
十七、将涂覆有纳米焊膏的不锈钢连接体与三维Ni/Au复合纳米片阵列结构的电池片进行装配，施加装配压力后放入低温马弗炉中，先以10～15℃/min的升温速率升至100℃，保温20～30min后，以10～15℃/min的速率继续升至250～350℃，保温20～40min后降温至室温，完成不锈钢连接体与电池片的低温纳米连接；
其中步骤四和步骤十二中的电镀三维纳米片处理的电镀液以水为溶剂，电镀液的组分及含量为：200～280g/L的NiCl2·6H2O、60～80g/L的H3BO3和0.1～0.5g/L的C12H25SO4Na，调节电镀温度为45～55℃，pH值4～5，电流密度为5～8A/dm2，电镀时间为8～15min；
所述步骤十一中的化学镀Ni液以水为溶剂，化学镀Ni液的组分及含量为：15～25g/L的NiSiO4·7H2O、25～30g/L的NaH2PO2·2H2O、10～15g/L的H3BO3、10～15g/L的C3H6O3、0.5～2g/L的NaF和40～50g/L的NaAc；
所述步骤十五中的金属纳米颗粒为Ag、Au、Pt、Ag@Cu、Cu@Ag或Ag-Cu合金颗粒。
2.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于步骤一中的碱溶液以水为溶剂，碱溶液的组分及含量为：20～40g/L的NaOH、20～40g/L的Na2CO3和20～40g/L的Na3PO4。
3.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于步骤三中在活化的不锈钢连接体表面预镀Ni处理，其中电镀液以水为溶剂，该电镀液的组分及含量为：100～150mL/L的质量浓度为37％的HCl和120～150g/L的NiCl2·6H2O，电镀过程的电流密度为2.5～4A/dm2，预镀Ni时间为3～6min。
4.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于步骤七中电池片待封接位置在40～65℃的HNO3溶液中进行表面粗化1.5～2h，HNO3溶液是每升水中加入180～240mL质量浓度为65％的浓硝酸。
5.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于步骤九对清洗后的电池片待封接位置置于敏化溶液进行敏化处理5～8min，然后在去离子水中浸泡10min，敏化溶液以水为溶剂，敏化溶液的组分及含量为：20～30mL/L的质量浓度为65％的HCl和18～25g/L的SnCl2·2H2O。
6.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于步骤十敏化的电池片置于活化溶液中进行活化处理150s，活化溶液是每升水中加入20～30mL的质量浓度为65％的HCl和0.1～0.5g的PdCl2。
7.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征在于步骤十六中纳米焊膏的厚度为50～100μm。
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