[发明专利]阴极材料、含其的阴极和含其的固体氧化物燃料电池

权利要求书

1.用于燃料电池的阴极材料，包括：

钙钛矿型金属氧化物；和

用至少两种镧系元素共掺杂的基于二氧化铈的金属氧化物，所述镧系元素具有的平均离子半径。

2.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，其中所述钙钛矿型金属氧化物由如下式1表示：

[式1]

A_1-xBO_3±δ

其中A是选自镧系元素和碱土金属元素的至少一种元素；

B是至少一种过渡金属元素；

0≤x≤0.2；和

δ表示氧过剩量或缺乏量。

3.权利要求2的用于燃料电池的阴极材料，其中A是选自La、Ba、Sr、Sm、Gd和Ca的至少一种元素，和B是选自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Nb、Cr和Sc的至少一种元素。

4.权利要求2的用于燃料电池的阴极材料，其中所述钙钛矿型金属氧化物由如下式2表示：

[式2]

A’_1-y-zA”_y-z′B′O_3±δ

其中A’是选自Ba、La和Sm的至少一种元素；

A”是选自Sr、Ca和Ba的至少一种元素且与A’不同；

B′是选自Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Nb、Cr和Sc的至少一种元素；

0≤y＜1，0≤z≤0.2，0≤z′≤0.2，其中0≤y+z＜1，y＞z′和0≤z+z′≤0.2；和

δ表示氧过剩量或缺乏量。

5.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，其中所述基于二氧化铈的金属氧化物具有萤石结构。

6.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，其中掺杂在基于二氧化铈的金属氧化物中的镧系元素的平均离子半径为

7.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，其中所述基于二氧化铈的金属氧化物用选自Sm、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy和其合金的至少两种元素共掺杂。

8.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，其中所述基于二氧化铈的金属氧化物由如下式3表示：

[式3]

Ce_1-a-bSm_aM_bO₂

其中M是选自Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy和其合金的至少一种；和

0＜a≤0.20，0＜b≤0.20和0＜a+b≤0.3。

9.权利要求8的用于燃料电池的阴极材料，其中式3的b为a/2或更小。

10.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，所述钙钛矿型金属氧化物与所述基于二氧化铈的金属氧化物的重量比为1∶9-9∶1。

11.权利要求10的用于燃料电池的阴极材料，所述钙钛矿型金属氧化物与所述基于二氧化铈的金属氧化物的重量比为3∶7-7∶3。

12.权利要求1的用于燃料电池的阴极材料，进一步包括尖晶石型金属氧化物。

13.权利要求12的用于燃料电池的阴极材料，其中所述尖晶石型金属氧化物由如下式4表示：

[式4]

M₃O₄，

其中M是选自Co、Fe、Mn、V、Ti、Cr和其合金的至少一种。

14.权利要求13的用于燃料电池的阴极材料，其中所述尖晶石型金属氧化物包括选自Co₃O₄、Fe₃O₄和Mn₃O₄中的至少一种。

15.权利要求12的用于燃料电池的阴极材料，其中所述尖晶石型金属氧化物熔点为800℃-1800℃。

16.权利要求12的用于燃料电池的阴极材料，其中在所述尖晶石型金属氧化物的含量方面，所述钙钛矿型金属氧化物与所述尖晶石型金属氧化物的重量比为60∶40-99∶1。

17.包括权利要求1-16任一项的用于燃料电池的阴极材料的阴极。