[发明专利]一种非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料

权利要求书

1.一种非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料，其特征在于：在层状钙钛矿氧化物的晶格表面引入非金属元素；

所述的层状钙钛矿氧化物的结构式为A_n+1B_nO_3n+1+δ；其中，A位阳离子为稀土金属离子或碱土金属离子中的一种或几种，B位阳离子为过渡金属离子的一种或几种，0≤δ≤1，n的数值为1、2或3；

所述的非金属元素为P和N中的一种或两种；

所述的层状钙钛矿氧化物与非金属元素的摩尔比为1：x，其中0<x≤1；

所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料通过如下方法制备得到：先通过溶胶凝胶法或固相法制备出成相的层状钙钛矿氧化物，然后再对层状钙钛矿氧化物进行氨化或磷化处理，得到非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料。

2.根据权利要求1所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料，其特征在于：

所述的层状钙钛矿氧化物的结构式为La₂NiO_4+δ，Pr₃Ni₂O_7+δ，Sr₂FeO_4+δ，Sr₄Fe₃O_10+δ，La₃Mn₂O_7+δ或Pr_1.6Sr_0.4CoO_4+δ；其中，0≤δ≤1。

3.根据权利要求1所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料，其特征在于：

所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料的结构式为Sr₄Fe₃O_10+δP_0.1或La₃Mn₂O_7+δN_0.5；其中，0≤δ≤1。

4.根据权利要求1所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料，其特征在于：

所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料具体通过如下方法制备得到：

(i)先根据层状钙钛矿氧化物的化学计量比进行称重配料，然后通过溶胶凝胶法或固相反应法制备层状钙钛矿氧化物的前驱体；

(ii)将步骤(i)中得到的前驱体置于800～1300℃条件下高温焙烧1～10h；

(iii)将步骤(ii)中高温焙烧后的固体进行研磨，得到层状钙钛矿氧化物材料粉体；

(iv)将步骤(iii)中得到的层状钙钛矿氧化物材料粉体进行氨化或磷化处理，得到非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料。

5.权利要求1～4任一项所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料在电池领域中的应用。

6.一种含有非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料的对称电池，其特征在于，通过如下方法制备得到：

(a)将权利要求1～4任一项所述的非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料和有机溶剂混合后球磨，得到浆料；

(b)将电解质粉体在100～200MPa的压力下制成生坯，然后在1400℃空气气氛中焙烧，得到电解质圆片；

(c)将步骤(a)中得到的浆料喷涂到步骤(b)中得到的电解质圆片的两面，然后置于800～1000℃条件下保温2～5h，得到含有非金属元素修饰的层状钙钛矿氧化物氧还原电极材料的对称电池。