21世纪的今天,在开发新能源的同时,提高能源的转化效率也是如今对新能源开发提出的更高的要求。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）,作为第三代的燃料电池,是目前全世界范围内最高效的燃料电池系统,它的能源转化效率能够达到50%-60%,加上热电联产（SOFC工作温度在800-1000℃）其转化效率能够达到80%以上。为了实现固体氧化物燃料电池的大规模生产和实用化,探索研究大规格平板式固体氧化物燃料电池的低成本、高效、无污染的制备技术是当下的研究前沿和热点之一。轧膜成型（Tape Calendering）作为一种传统的陶瓷加工技术,属于可塑成型方法。因为简单的工艺技术和设备,极高的生产效率,膜片的致密度和光洁度好以及厚度均匀等优点,在制备大规格的平板陶瓷厚膜及薄膜等方面具备显著的技术和经济优势。目前,大多数被应用于固体氧化物燃料电池的轧膜成型工艺技术,基本都采用有毒、易燃的有机物作为溶剂,对环境和人造成了严重危害。因此,开发以水作为溶剂的水基轧膜成型（Aqueous Tape Calendering）,在制备大规格的电池的同时,能够体现出环境友好的绿色化学理念,是目前的研究发展趋势之一。本文立足于现有的常用的三种大规格固体氧化物燃料电池制备工艺的发展现状,对轧膜成型工艺制备固体氧化物燃料电池的工艺等方面进行探索和优化,侧重于优化水基轧膜成型工艺配方为主要目的,发展不同支撑体电池的制备工艺,利用本实验室创新提出的有机高分子薄膜的力学性能指导轧膜成型工艺的配方选择,通过粘结剂和增塑剂的优化组合以及电极的结构改善,从而提升电解质材料和多孔阳极的电导性能,达到水基轧膜成型制备SOFC的实用化要求。该论文在实际实验过程中,分别以YSZ（ZrO2稳定Y2O3）、NiO、玉米淀粉等为主要实验原料,选择PVA为粘结剂体系,以甘油、PEG200和PEG400其中的一种或多种组合作为增塑剂,通过PVA高分子膜的力学性能选择优化粘结剂与增塑剂的配方参数,并采用该优化的水基轧膜成型配方分别制备出了YSZ致密电解质支撑体、多孔YSZ骨架、以及NiO/YSZ多孔阳极支撑体的轧膜生坯,紧随其后烧结得到了其烧结体材料,系统且科学的分析研究了水基轧膜成型制备SOFC的工艺配方、参数以及烧结工艺制度等因素对所制备的水基轧膜烧结体的相对密度、孔隙率、微观形貌以及电导性能的影响。本论文所取得的主要工作成果归结如下:（1）以环境友好的PVA为水基轧膜成型的粘结剂,甘油、PEG400、PEG200中的一种或多种组合作为增塑剂,通过拉伸试验测试不同增塑剂种类及比例的PVA高分子膜的力学性能,选择出了以甘油、PEG400、PEG200组成的最优化的三元增塑剂,该PVA膜的断裂伸长率能够达到828.26%,其PVA与三元增塑剂的比例为1:1,其中甘油、PEG400、PEG200组成的三元增塑剂之间的比例为2:1:1。（2）同样的,粘结剂含量对水基轧膜成型生坯片的韧性、塑性和可加工性能有着显著的影响,PVA含量大于7wt%时,YSZ生坯片能够很好的成型;但是,生坯片的固含量会随着PVA含量的增加而降低,同时YSZ烧结体的相对密度也会随着大幅下降,从98.3%（7wt%的PVA含量,1400℃的烧结温度）降低到93.4%（11wt%的PVA含量,1400℃的烧结温度）;并且,1400℃时7wt%PVA含量的YSZ烧结体表面晶粒大小均匀,晶界处没有孔隙,其在800℃下的电导率为0.043 S·cm-1与1500℃下干压成型的YSZ烧结体的0.044S·cm-1无明显差异。（3）生坯中造孔剂的含量对多孔体材料的孔隙率有着密切的关系,以10wt%含量的PVA作为粘结剂,通过水基轧膜成型制备了不同淀粉含量的多孔YSZ生坯,设计了具体的烧结排胶制度,经过不同的烧结温度在烧结2h后得到了不同孔隙率的多孔YSZ骨架。从孔隙率大小,开孔、闭孔的比例,微观结构等方面,分析得出以20wt%含量的淀粉制备的多孔YSZ生坯在1275℃下烧结的多孔YSZ骨架综合性能较好,其开孔率和闭孔率分别为40.97%和3.18%,并且孔隙分布均匀。（4）孔隙率在很大程度上影响着SOFC种阳极的性能,它为燃料气提供了传输路径。以11wt%含量的PVA作为粘结剂,从孔隙率变化、微观结构和电导性能等方面系统的研究了NiO/YSZ阳极的性能。分析结果得出,以20wt%含量的淀粉制备的多孔NiO/YSZ阳极支撑体材料在1300℃下烧结5h后的坯片能够具有较好的综合性能,其烧结体孔隙率能够达到45.21%;还原后的Ni/YSZ金属陶瓷的开孔率和闭孔率分别为56.81%和0.46%,并且在室温下的电导率能够达到578.75S·cm-1。