本发明专利技术公开了一种固体氧化型燃料电池阴极材料及其制作方法，该固体氧化物型燃料电池阴极材料含有ＬＳＣＦ，向该固体氧化物型燃料电池阴极材料中掺入重量百分含量为１０％－４０％的ＳＤＣ，制成由ＬＳＣＦ和ＳＤＣ组成的固体氧化物型燃料电池阴极材料，对该固体氧化物型燃料电池的阴极材料进行加压处理。掺入ＳＤＣ后的阴极材料性能明显提升，再经加压处理后电池性能更进一步提升，欧姆电阻和极化电阻明显降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气机械及器材制造领域，涉及一种固体氧化物型燃料电池阴极材 料。
技术介绍
作为一种新能量转换装置，高效且低排放或者零排放的S0FC(固体氧化物型燃料 电池)在过去20年受到了非常大的重视。常规的Solid Oxide Fuel Cell(SOFC) 一般工 作在800-100(TC，在如此高温度下运行，而高温带来一系列问题如电极烧结导致性能衰 退、对材料要求苛刻，成本高等，电极材料和连接体材料的选择范围受到限制，并且SOFC的 使用寿命大大缩短，限制了 SOFC的进一步发展，因此降低该电池的工作温度(一般降至 600-8000C )成为SOFC发展的必然趋势。通常有两种方法减小反应温度，一种方法是减小 电解质厚度或者采用高电导率的介质来减小燃料电池的阴极极化电阻。另一种方法是开发 一种新的阴极材料来相应的减小电阻。考虑对薄膜片燃料电池的依赖，对于减小电解质厚 度存在严重的限制。这样，开发高效用竞争力阴极材料或许是最有可能实现的方法来减小 温度。目前，高温SOFC中使用的阴极材料是Lai_xAxMri03(A = Ca, Sr，Ba等)这种材料在高 温下具有较高的电导率，对氧也有较好的催化作用，并且与固体电解质YSZ(氧化锆)在化 学相容性和热膨胀等方面较匹配。但是随着温度的降低，传统LahSrxMnO3(LSM)阴极材料 由于活化能大而导致其过电位将急剧增大，进而成为限制中低温SOFC的工作性能的主要 因素。因此寻找新的阴极材料取代原材料已经成为发展中低温SOFC的一个重要课题。目前，SOFC阴极要求具有如下性质阴极材料必须能够在氧化性气氛中保持稳 定，另外，和阳极材料一样，它必须是具有多孔结构的电子导体，而且这种多孔结构必须能 够在高温下保持稳定。同样，高温也限制了材料的选择，通常可选择的是贵金属和电子电导 率很高的氧化物。实际上，由于价格原因，贵金属已经被排除在外，大量使用的是氧化物。氧 化物不仅要具有高的电子电导率，还要具备与电解质材料相差不大的热膨胀系数，且在高 温下不能与电解质材料发生反应。研究者对大量的掺杂氧化物进行了研究，其中LSM(锰酸 镧锶)是使用得最多的阴极材料。但LSM阴极材料在较低的操作温度下性能不佳，因此极 大的限制了 SOFC的性能。LSCF(纳米镧锶钴铁，化学式=Latl6Sra4C0a2Fea8O3- δ )具有更高 的电子电导率，且Fe含量较低时能够与YSZ (氧化锆)电解质热膨胀相匹配，这意味着它将 是中温SOFC最常使用的阴极材料。我国在该方向也取得了一定成果，但由于起步晚，资金 投入不足等原因发展仍较缓慢。国外已在电极材料的制备和优化，电介质材料的开发和薄 膜化方面做了系统的研究，并取得了显著的进展，而我国在这些领域的研究相对滞后，基本 处于模仿跟踪状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固体氧化物型燃料电池(SOFC)阴极材料及其制作方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方能实现一种固体氧化物型燃料电池阴极材料，其在于该固体氧化物型燃料电池阴极材料 含有 LSCF (La。.上述固体氧化物型燃料电池阴极材料，其在于向该固体氧化物型燃料电池阴极材 料中掺入SDC，制成由LSCF和SDC组成的固体氧化物型燃料电池阴极材料。上述固体氧化物型燃料电池阴极材料，其在于在该固体氧化物型燃料电池阴极材 料中掺入的SDC的重量百分含量为10% 40%，优选为30%。上述固体氧化物型燃料电池阴极材料，其在于对该固体氧化物型燃料电池的阴极 材料进行加压处理。一种固体氧化物型燃料电池阴极材料制作方法，其在于该固体氧化物型燃料电池 阴极材料含有LSCF。上述固体氧化物型燃料电池阴极材料制作方法，其在于向该固体氧化物型燃料电 池阴极材料中掺入SDC，制成由LSCF和SDC组成的固体氧化物型燃料电池阴极材料。上述固体氧化物型燃料电池阴极材料制作方法，其在于在该固体氧化物型燃料电 池阴极材料中掺入的SDC的重量百分含量为10% 40%，优选为30%。上述固体氧化物型燃料电池阴极材料制作方法，其在于对固体氧化物型燃料电池 的阴极材料进行加压处理。具体方案为选取两种阴极材料，一种为纯态的LSCF(Laa6Sra4C0a2Fea8C)3- δ )阴极材料，另一 种为由LSCF (La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.803- δ )和SDC (氯异氰尿酸钠)组成的复合阴极材料，在复合 阴极材料中SDC的重量百分含量为10 40%，优选30%，对部分阴极材料进行加压处理。 加压方法为常规技术手段，将纯态LSCF阴极材料或按比例进行混合的LSCF和SDC的复合 阴极材料倒入Φ 10 (直径为IOmm)模具中，采用7个大气压的压强对纯态LSCF阴极材料或 按比例进行混合的LSCF和SDC的复合阴极材料进行加压处理，然后将加压处理后的阴极材 料粉碎后制备成浆料。分别采用加压处理过的纯态LSCF阴极材料、加压处理过的LSCF和 SDC组成的复合阴极材料、未加压处理过的纯态LSCF阴极材料和未加压的LSCF和SDC组成 的复合阴极材料制作固体氧化物型燃料电池，固体氧化物型燃料电池的其它材料及制作工 艺与常规技术相同。本专利技术的有益效果掺SDC复合阴极的欧姆电阻和极化电阻均小于纯态LSCF阴极材料，进行加压处理 后的纯态LSCF阴极材料的欧姆电阻和极化电阻小于未经加压处理的纯态LSCF阴极材料， 而在复合阴极中加压处理后的阴极材料的欧姆电阻和极化电阻又均小于未经处理的阴极 复合材料。由此可以得出加压处理和掺SDC均能明显的降低固体氧化物型燃料电池的电 阻。附图说明图1阳极支撑型固体氧化物型燃料电池实物图。图2 700°C不同阴极材料的阻抗谱。三种不同阴极材料制作的单电池阻抗情况，-☆-曲线为加压处理后的LSCF阴极4材料单电池阻抗谱；_ Δ -曲线为LSCF+30% SDC复合阴极材料单体电池阻抗谱；-□-曲 线为加压处理后的LSCF+30% SDC复合阴极材料单体电池阻抗谱。图3单电池电化学测试示意图。I-YSZ膜2-阴极3-阳极4_引线5_瓷管6_细瓷管7_电化学综合测试 仪具体实施例方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不将本专利技术限制在实施例所述的 范围之内。实施例1利用加压的LSCF(Laa6Sra4C0a2Fea8O3)作为阴极材料制作阳极支撑体固 体氧化物型燃料电池阳极支撑体质量为0. 25g半径为13mm的YSZ+NiO+面粉片，将其1000°C高温煅烧 2小时。因YSZ经高温煅烧后表面会比较光滑，不易于阴极的涂覆，所以要对其进行粗糙化 处理，即将YSZ与粘结剂按适量比例混合配制成浆料，然后旋涂在YSZ片的表面上。在阳极 支撑体上旋涂YSZ浆料三层，每旋一层400°C烘15分钟，最后再粗糙化一层，其中在旋涂二、 三、四层时注意牙签不能碰到下面一层，从而保证电解质的致密，高温程控炉中1400°C高温 煅烧4小时，制成后如图1所示。将过渡层浆料SDC均勻旋涂在电解质层上(防止LSCF与 YSZ电解质发生化学反应)，1300°C高温煅烧4小时。将LSCF阴极材料倒入Φ 10 (直径为 IOmm)模具中用7个大气压的压强加压处理后粉碎并制成浆料，将加压过的LSCF阴极浆料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体氧化物型燃料电池阴极材料，其特征在于该固体氧化物型燃料电池阴极材料含有ＬＳＣＦ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李恩国，
申请(专利权)人：江苏双登集团有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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