[发明专利]熔融碳酸盐燃料电池中多孔镍基阴极材料的表面改性方法

摘要

涉及一种熔融碳酸盐燃料电池中多孔镍基阴极材料的表面改性方法，采用溶胶-凝胶法制备LiCoO₂纳米粉，以电泳沉积法在多孔Ni基体上修饰LiCoO₂纳米粉，其电压为125～150V，电流1～20mA，电泳时间1～2min，电泳沉积后的Ni基体经100～650℃煅烧后得覆有薄层LiCoO₂超细微晶的Ni-LiCoO₂复合材料；还可在含氧气的气氛下，对Ni-LiCoO₂复合材料进行原位预氧化处理，经电泳沉积的Ni基体因表面覆盖的LiCoO₂陶瓷层晶粒细化，强度和韧性高，且LiCoO₂覆盖均匀，可避免龟裂。解决了MCFC阴极材料在启动早期的形变和运行过程的溶解问题，延长运行寿命。

主权项

1、熔融碳酸盐燃料电池中多孔镍基阴极材料的表面改性以及进一步原位预氧化处理方 法，其特征在于其步骤如下： 1)溶胶-凝胶法制备LiCoO₂纳米粉：将Li∶Co＝1∶1的LiNo₃和Co(NO₃)₂·6H₂O混合 并用去离子水溶解，所得溶液再与聚丙烯酸水溶液混合并定容，按质量百分比聚丙烯酸的 用量为LiCoO₂理论产量的2％，搅拌下调pH值至1～2，并继续搅拌30～40min，将合成 溶液在70～80℃下水解，蒸发20～24h，得溶胶；保持温度，继续搅拌后得凝胶前驱体， 凝胶前驱体烘干后，先于300～350℃下预烧1～1.5h，再于600～650℃下煅烧1～2h，获 LiCoO₂纳米粉； 2)电泳沉积法在多孔Ni基体上修饰LiCoO₂纳米粉；按每100ml溶剂0.4～0.6gLiCoO₂纳米粉的比例，配制悬浮液，溶剂为异丙醇或乙酰丙酮，在室温下，以多孔Ni基体为阴极， 铂电极为阳极，控制电泳电压为直流125～150V，电泳电流1～20mA，在LiCoO₂悬浮液 中进行电泳沉积，Ni基体两面分别沉积1～2min，所说的电泳沉积的悬浮液溶剂为异丙醇 时，悬浮液pH值3～5，所说的电泳沉积的悬浮液溶剂为乙酰丙酮时，悬浮液pH值2～3； 3)将电泳沉积后的Ni基体晾干后，在600～650℃和N₂气氛中煅烧2～4h，得覆有薄 层LiCoO₂超细微晶的Ni-LiCoO₂复合材料； 4)原位预氧化处理：在450～480℃下和在含氧气的气氛下，将Ni-LiCoO₂复合材料 在熔融碳酸盐中进行原位预氧化处理6～12h。