[发明专利]一种浸渍法制备固体氧化物燃料电池的纳米复合阴极材料的方法

权利要求书

1.一种浸渍法制备固体氧化物燃料电池的纳米复合阴极材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）采用丝网印刷法，在YSZ电解质的表面涂覆YSZ-LSM复合浆料，并高温烧结制得LSM-YSZ/YSZ/LSM-YSZ对称的阴极骨架；

（2）将Ce(NO₃)₃·6H₂O和 Y(NO₃)₃·6H₂O按摩尔比为1：1~5：1溶于酒精与蒸馏水组成的混合溶液中，然后加入表面活性剂，制得浓度为0.1~0.5 mol/L的YDC浸渍溶液；

（3）将步骤（1）制备的阴极骨架浸入YDC浸渍溶液中，并抽成真空；浸渍后取出干燥；

（4）移入高温炉在500~800℃下煅烧1~4h，使硝酸盐转变为YDC纳米颗粒；

（5）重复步骤（3）、（4）1-10次，制得纳米复合阴极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的YSZ电解质的制备方法如下：在YSZ粉体中加入占YSZ粉体质量5~13%的聚乙烯醇（PVA）进行混合、造粒，然后于50~300MPa下压制成纽扣状的电解质生坯，最后经高温煅烧制得YSZ电解质。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述高温煅烧是以不高于2℃/min的升温速度升温至500℃，保温不低于2h；然后以不高于3℃/min的升温速度升温至1000℃，保温不低于2h；最后以不高于1.5℃/min的升温速度升温至1300~1600℃，保温2~5h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述YSZ-LSM复合浆料是将LSM粉料与YSZ粉料按质量比为3：7~7：3进行混合、球磨、干燥、过筛，然后在过筛后的物料中加入松油醇和乙基纤维素制得。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述球磨的时间为12~24 h、球磨机转速为100~300 r/min；干燥是指将经球磨后的浆料放置于50~80℃的烘箱内烘干；所述过筛是指过60~100目筛。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述过筛后的物料、松油醇和乙基纤维素的质量比为1：1.33：0.07。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述高温烧结是在空气气氛下以900~1200℃温度煅烧1~4 h；所述阴极骨架的厚度为10~40 μm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述混合溶液中酒精的质量百分比为10~30%；所述表面活性剂为三乙醇胺，所述三乙醇胺加入量占YDC浸渍溶液的质量百分比为1~3%。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述阴极骨架浸入YDC浸渍溶液中的时间为60~120min；干燥是指在60~90℃的烘箱干燥0.5~3 h。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中在高温炉煅烧的升温速率不高于2℃/min。