[发明专利]用于固体氧化物燃料电池的复合氧化锆粉及其制备方法

摘要

本发明一种用于固体氧化物燃料电池的复合氧化锆粉及其制备方法，该方法包括向氧氯化锆水溶液中加入复合氧化物添加剂和PEG分散剂，所述复合氧化物添加剂由Al2O3、TiO2、CeO2、Bi2O3、Li2O组成，所述复合氧化物添加剂各成分占总体系的质量分数范围均为0.2‑5wt.％，经沉淀、陈化、过滤、洗涤等步骤，制备得到的复合氧化锆粉制备的固体氧化物燃料电池电解质片，其电导率在800℃时为0.37s/cm，抗弯强度Kf580MPa，不但能够满足固体氧化物燃料电池中作为高性能电解质材料的用途，而且本发明的制备方法具有团聚少、粒径小且粒度分布均匀、粉体活性高、操作安全方便等特点，适合工业化批量生产。

主权项

一种用于固体氧化物燃料电池的复合氧化锆粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、配制氧氯化锆浓度为0.5‑1.5mol/L的氧氯化锆水溶液，加热至70℃；将Sc2O3、Y2O3溶解于加热至70℃的氧氯化锆水溶液中，溶解后Sc2O3的含量为1‑7mol％，Y2O3的含量为1‑7mol％；步骤2、向步骤1所得溶液中加入复合氧化物添加剂和PEG分散剂，所述复合氧化物添加剂由Al2O3、TiO2、CeO2、Bi2O3、Li2O组成，所述复合氧化物添加剂各成分占总体系的质量分数范围均为0.2‑5wt.％，所述PEG分散剂占总体系的质量分数为0.2‑0.5wt.％；步骤3、在搅拌下向步骤2所得物中加入尿素，尿素占总体系的质量分数为5‑10wt.％，然后缓慢加入氨水，调节体系pH值为8.5‑9.5；步骤4、将步骤3所得物陈化2‑6h，加入反应釜中在200‑250℃下水热反应6‑18h；步骤5、将步骤4所得物进行过滤、洗涤，先用去离子水洗涤循环洗涤至排除洗涤水检测电导率小于150μs/cm为止，最后用乙醇洗涤2次，将滤饼在105℃下干燥2‑12h；步骤6、将干燥后的块料在650℃‑1000℃下煅烧1‑6h；步骤7、将煅烧后的块料经过振动磨粉碎后，采用砂磨机进行超细研磨至中位粒径D50<0.2μm，最后经喷雾造粒之后即得用于固体氧化物燃料电池的复合氧化锆粉。