[发明专利]固体氧化物燃料电池用低热膨胀阴极材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种固体氧化物燃料电池用低热膨胀阴极材料，所述低热膨胀阴极材料由钡、锶、钴、铁和锰组成，其中Mn部分替代Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3‑δ基阴极材料中Co；替代发生在钙钛矿结构的B位；锰在阴极中的物质含量不超过15%，而化学式中Co和Mn的比例为0.8‑x:x；阴极组成为Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8‑xFe_0.2Mn_xO_3‑δ，其中0<x<0.3。本发明阴极材料释放晶格氧的速度放缓，晶格中氧空位浓度得到控制，热膨胀性随温度的升高而变化缓慢，提高了此阴极与电解质的热匹配性，同时，阴极的电学性能并没有减弱；制备方法简单，设备简单，成本低，重复性好，易实现产业化生产。

主权项

1.固体氧化物燃料电池用低热膨胀阴极材料，其特征在于：所述低热膨胀阴极材料由钡、锶、钴、铁、锰和氧组成，其中Mn部分替代Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ 基阴极材料中Co；所述替代发生在钙钛矿结构的B位；所述锰在阴极中的物质含量不超过15%，而化学式中Co和Mn的比例为0.8-x：x；所述阴极组成为Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8-xFe_0.2Mn_xO_3-δ，其中0<x<0.3；其制备方法是：以硝酸钡、硝酸锶、硝酸钴、硝酸铁和硝酸锰为原料，经过充分的混合搅拌后，通过柠檬酸和EDTA络合法，在高温反应炉内快速制备；所述EDTA络合法是指把氨水加入到EDTA中，加入硝酸盐原料，保持溶液温度为80℃，待完全溶解后，加入柠檬酸，不停的搅拌，直至胶体形成，搅拌时，用氨水调节溶液pH值为5～7；所述胶体放置在85℃的烘箱中15～24h，然后提高烘箱温度至110℃放置5～8h至完全干燥形成前驱体凝胶，在600℃的温度下分段煅烧4h，去除有机物；前驱体粉末放在高温炉中，以2～5℃/min速率升温，在900～1100℃保温3～4h后，然后以5℃/min速率降至室温，得到目标产物。/n