[发明专利]一种低温烧结制备固体氧化物燃料电池复合阴极的方法

权利要求书

1.一种低温烧结制备固体氧化物燃料电池复合阴极的方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

1）首先制备所需要的粉体：按照化学计量比称取所需钙钛矿型和萤石型氧化物中金属元素的硝酸盐，加去离子水，搅拌使其完全溶解；向其中加入反应试剂，反应试剂与溶液中金属离子的摩尔比≥0.5，调节体系pH使反应试剂完全溶解，加热蒸发水分得透明溶胶后，移至加热炉上加热使其发生自蔓延燃烧，收集所得的初粉；

2）将所得初粉在玛瑙研钵中加无水乙醇研磨至体系呈油墨状；

3）将研磨后的粉体干燥后，加入711胶搅拌混合均匀得阴极浆料；

4）将所得阴极浆料涂敷到阳极电解质二合一基底或电解质膜基底上，从室温程序升温到900~1000°C，并于900~1000°C保温烧结2~5h，得复合阴极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所制备的复合阴极为钙钛矿/萤石相复合阴极；

其中钙钛矿的通式为(La_1-xZ_x)_a(M_1-yN_y)O_3±d，其中Z为掺杂占据钙钛矿A位的Ca或Sr元素，M、N为占据钙钛矿B位并选自Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu的元素中的一种或二种以上，并且a的值为0.8~1；x的值为0~0.5；y的值为0~0.4；0≤d≤0.1764；萤石相为YSZ、GDC、LDC、SDC中的一种或二种以上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：合成复合阴极材料所需的原料包括合成钙钛矿相和萤石相所用的原材料，钙钛矿相所用的原材料为钙钛矿中金属元素中的二种以上的硝酸盐，萤石相所用的原材料为Y、La、Zr、Gd、Sm、Ce的硝酸盐中的二种以上。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述a值优选0.9~0.95；x值优选0.1~0.2。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：复合阴极中钙钛矿氧化物与萤石相氧化物的质量比为40%:60%~70%:30%。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应试剂为柠檬酸三铵、EDTA+柠檬酸、甘氨酸、尿素中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应试剂与合成复合阴极材料所需原料中的金属离子总数的摩尔比优选1.2~1.5。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：烧结温度优选为950°C；

复合阴极中钙钛矿氧化物与萤石相氧化物的质量比优选为50%:50%，55%:45%，60%:40%，65%:35%，或70%:30%；

反应试剂优选为柠檬酸三铵或甘氨酸。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：从室温程序升温到≤400°C的低温阶段的升温速率小于等于1°C/min。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤1）中调节体系pH为小于等于2或pH为6-7；

步骤1）中711胶用量为粉体质量的40-100%。