[发明专利]一种用于燃料电池的钒硼共掺杂的阴极材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种用于燃料电池的钒硼共掺杂的阴极材料及制备方法，属于燃料电池阴极材料技术领域。本发明解决的技术问题是提供用于燃料电池的钒硼共掺杂的阴极材料的制备方法。该方法通过使用高价钛的钒、硼对ABO3型钙钛矿的B位进行掺杂，部分高价态的钒原子和硼原子的悬键进行自发结合，提高晶格的活化能，同时降低膜材的自发极化，降低内部极化阻抗的同时提高其结构稳定性。部分悬键作为氧离子吸附点，使氧离子跃迁势垒弯曲，提高氧离子在晶格内部的迁移能力。由本发明方法制备得到的钙钛矿结构阴极材料，在中温下的离子迁移能力和稳定性好，可应用在固体燃料电池中。

主权项

1.一种用于燃料电池的钒硼共掺杂的阴极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、称量：称取金属A的氧化物和金属B的氧化物，保证A与B的摩尔比为1:0.9～1，其中，A为La或Sr，B为Si、Al或Co；b、陶瓷前驱体的制备：将金属A的氧化物和金属B的氧化物混合后，加入五氧化二钒和助剂，混合球磨，使其粒径小于50微米，然后在有氧气氛下300～500℃下煅烧4～8h，得到含有大量气孔的陶瓷前驱体；其中，五氧化二钒的加入量为金属A的氧化物和金属B的氧化物重量和的10～20%；助剂的加入量为五氧化二钒重量的30～50%；c、压片：将陶瓷前驱体放入压片机中，在200～400MPa下压制成型，得到片状材料；d、低温等离子烧结：将片状材料在氢气和硼烷的混合气源下进行等离子烧结，得到烧结体；所述氢气和硼烷的混合气源中，氢气和硼烷的体积比为1:2～8；e、洗涤干燥：将烧结体置于水中，超声洗涤5～20min，然后取出，干燥，得到用于燃料电池的钒硼共掺杂的阴极材料。