[发明专利]一种中低温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种中低温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，属于电池阴极材料技术领域。该法先将六水合硝酸镨与三水合硝酸铜混匀后加入柠檬酸，高温烧结制得Pr2CuO4粉末，再用氧化钆与六水硝酸铈，柠檬酸等混合，煅烧后与氧化锂、无水乙醇球磨成粉，最后与Pr2CuO4粉末混料压制成型，经烧结即得中低温固体氧化物燃料电池阴极材料，本发明通过掺杂镨、铈、钆等金属元素形成电池的电解质材料，大幅提高其氧空位浓度，从而提高其离子导电性，并且弥补了电池阴极材料在高温作业下，热膨胀系数变化较大的缺陷，经实例证明，所得的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料在中低温条件下性质较稳定，具备良好的导电性，电池的使用寿命期限延长。

主权项

一种中低温固体氧化物燃料电池阴极材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取8.4～12.6g六水合硝酸镨，2.4～3.6g三水合硝酸铜，加入80～100mL去离子水中，以300～400r/min搅拌混合均匀，加入5.8～8.7g柠檬酸，在80～100℃恒温水浴下，加热蒸发至原体积的1/8，得粘稠状胶体，随后将粘稠状胶体置于马弗炉中，在180～200℃下烘烤10～15min，得氧化物粉末；（2）将上述氧化物粉末加入马弗炉中，在500～700℃下煅烧2～4h，随后将其置于研钵中研磨，过300目筛，将过筛后的氧化物粉末装入高温炉中，在800～900℃下，烧结8～10h，得Pr2CuO4粉末，备用；（3）称取3.2～3.6g氧化钆加入50～80mL质量分数为20%硫酸溶液中，以300～400r/min搅拌15～20min，加入20～22g六水硝酸铈，继续搅拌至固体完全溶解，加入9.6～11.5g柠檬酸，在80～100℃恒温水浴下，加热蒸发至原体积的1/8，得粘稠状胶体，随后将粘稠状胶体置于烘箱中，在180～200℃下烘干，得干凝胶；（4）将上述干凝胶置于马弗炉中，在500～700℃下煅烧2～4h，随后装入球磨机中，加入0.35～0.40g氧化锂，20～30mL无水乙醇，以300～500r/min球磨5～8h，得混合粉末，将混合粉末装入高温炉中，在800～900℃下，烧结8～10h，得电解质材料；（5）称取10～12g步骤（2）制备的Pr2CuO4粉末，10～12g上述电解质材料，装入球磨机中，加入10～15mL质量分数为10%乙基纤维素松油醇溶液，以300～400r/min球磨1～2h，得混合浆料，随后将混合浆料加入压片机中，在200～300MPa静压下压制成型，并装入高温炉中，在800～1000℃下烧结4～5h，得中低温固体氧化物燃料电池阴极材料。