OptiSense膜厚監控系統在SOFC單電池制備中的應用

關鍵詞：OptiSense膜厚監控系統，SOFC，SOFC單電池制備，超高壓納米均質機

固體氧化物燃料電池（SOFC）作為一種高效、清潔的能源轉換裝置，其核心性能取決于單電池的制備質量。單電池需具備均勻的厚度和穩定的離子傳導性能，其中膜厚的精準控制是關鍵環節——過厚會增大離子傳輸阻力，降低電池功率密度；過薄則易出現針孔、裂紋等缺陷，導致電池短路失效。傳統膜厚監控方法（如離線稱重法、螺旋測微法、渦流法、截面顯微鏡觀察法）存在滯后性強、破壞樣品、無法實時調控等弊端，難以滿足規模化制備的高精度要求。OptiSense膜厚監控系統憑借其在線實時監測、非接觸測量、高精度反饋等優勢，為SOFC單電池制備提供了高效的質量管控解決方案，有效提升了制備工藝的穩定性與產品合格率。

一、OptiSense膜厚監控系統的測量原理和特點

OptiSense膜厚監控系統的基本原理是：在涂層表面用一個短而強烈的光脈沖進行加熱，熱量將散發到更深的區域而再次冷卻。涂層越薄，溫度下降越快。隨時間變化的溫度曲線用快速、高靈敏度的傳感器記錄，并轉換成相應的涂層厚度。其中傳感器可根據制備場景靈活調整安裝位置，實現對不同制備工藝的適配。

SOFC單電池的制備通常采用 “分層成型 + 共燒結” 工藝，其中陰極（LSCF）、電解質（YSZ）、陽極（Ni-YSZ）均需先通過電子漿料制備（如分散、均質），再通過流延、絲網印刷等方式成型，最終燒結復合為一體。針對SOFC單電池常用的制備工藝，OptiSense膜厚監控系統具備良好的兼容性：對于流延成型工藝，探頭可安裝于流延機刮刀后方，實時檢測濕膜厚度，結合干燥收縮率模型推算干膜最終厚度；對于絲網印刷工藝，探頭可集成于印刷機刮刀組件或機架上，隨印刷動作同步完成膜厚檢測。此外，系統支持自定義膜厚閾值，當檢測數據超出設定范圍時，可立即觸發報警信號，并向制備設備控制系統輸出反饋指令，實現工藝參數的實時調控。

二、OptiSense膜厚監控系統在SOFC單電池制備中的具體應用

1. 流延成型工藝中的膜厚管控

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