电极和电化学电池制造技术

技术编号:41275979 阅读:20 留言:0更新日期:2024-05-11 09:28
公开了一种用于电化学电池的电极,其具有第一层,所述第一层含有式Pr<subgt;(1‑x)</subgt;Ln<subgt;x</subgt;O<subgt;(2‑0.5x‑δ)</subgt;的第一电极材料,其中Ln选自至少一种稀土金属,δ是氧缺陷程度,并且0.01≤x≤0.4。所述稀土金属可以是镧系元素、钪或钇。还公开了一种具有这种电极的电化学电池以及制造这种电化学电池的方法。所述电化学电池可以是电解池、氧分离器、传感器或燃料电池。还公开了式Pr<subgt;(1‑x)</subgt;Ln<subgt;x</subgt;O<subgt;(2‑0.5x‑δ)</subgt;和Pr<subgt;(1‑x)</subgt;Sm<subgt;x</subgt;O<subgt;(2‑0.5x‑δ)</subgt;的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及用于电化学电池的电极、包括此类电极的电化学电池、生产此类电化学电池的方法以及在此类电极中使用的材料。


技术介绍

1、由氧化物层形成的电化学电池(经常被称为固体氧化物电池:soc)可以用作燃料电池或电解槽电池。

2、soc燃料电池单元使用氧化燃料的电化学转化过程来产生电。soc燃料电池单元还可以或替代地作为再生燃料电池(或反向燃料电池)单元(经常称为固体氧化物电解槽燃料电池单元)运行,例如从水分离出氢和氧,或从二氧化碳分离出一氧化碳和氧。

3、固体氧化物燃料电池(sofc)通过燃料气体(通常基于氢)的电化学氧化生成电能,并且所述装置通常基于陶瓷,使用含有陶瓷的氧离子导电金属氧化物作为电解质。许多陶瓷氧离子导体(例如,掺杂的锆氧化物或掺杂的铈氧化物)在超过500℃(对于基于铈氧化物的电解质)或650℃(对于基于锆氧化物的陶瓷)的温度下具有有用的离子电导率,所以sofc倾向于在高温下运行。

4、在操作中,sofc的电解质将氧离子从阴极传导至阳极,所述阴极和阳极位于电解质相对侧部。燃料,例如来源于碳氢化合物或醇的重本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于电化学电池的电极,所述电极包括至少第一层,所述第一层包含式Pr(1-x)LnxO(2-0.5x-δ)的第一电极材料,

2.如权利要求1所述的电极,其中所述稀土金属选自镧系元素、Sc、Y及其混合物。

3.如权利要求1或权利要求2所述的电极,其中所述稀土金属选自La、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y及其混合物。

4.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中所述稀土金属选自La、Sm、Gd和Yb;优选Sm。

5.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中0.02≤x≤0.25。</p>

6.如前...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于电化学电池的电极,所述电极包括至少第一层,所述第一层包含式pr(1-x)lnxo(2-0.5x-δ)的第一电极材料,

2.如权利要求1所述的电极,其中所述稀土金属选自镧系元素、sc、y及其混合物。

3.如权利要求1或权利要求2所述的电极,其中所述稀土金属选自la、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc、y及其混合物。

4.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中所述稀土金属选自la、sm、gd和yb;优选sm。

5.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中0.02≤x≤0.25。

6.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中所述第一电极材料具有式pr0.9ln0.1o(1.95-δ)、pr0.85ln0.15o(1.925-δ)、pr0.8ln0.2o(1.9-δ)或其混合物;其中ln是la、sm、gd或yb;优选sm。

7.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中所述第一层包含20重量%或更多的所述第一电极材料;任选地,30重量%或更多的所述第一电极材料;任选地,40重量%或更多的所述第一电极材料;任选地,55重量%或更多的所述第一电极材料。

8.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中所述第一层的厚度在1μm至7μm的范围。

9.如前述权利要求中任一项所述的电极,其中所述电极包括至少第二层,所述第二层包含第二电极材料。

10.一种用于电化学电池的电极,所述电极包括至少第一层和至少第二层,所述第一层包含式pr(1-x)lnxo(2-0.5x-δ)的第一电极材料,所述第二层包含第二电极材料;

11.如权利要求9或权利要求10所述的电极,其中所述第二电极材料是导电的,任选地是导电陶瓷材料。

12.如前述权利要求9至11中任一项所述的电极,其中所述第二电极材料选自钴酸镧、铁酸镧、铁酸镍镧、la0.99co0.4ni0.6co0o(3-δ)(lcn60)及其混合物。

13.如权利要求9至12中任一项所述的电极,其中所述第二层是还包含至少一种额外第二电极材料的复合层,任选地其中所述额外电极材料包括含锶材料,所述含锶材料任选地选自稀土钴酸锶、稀土锶铁氧体、稀土锶钴铁氧体;其中稀土组分能够任选地是pr、la、gd和/或sm。

14.如权利要求13所述的电极,其中所述复合层以在1:10至10:1之间、任选在1:5至5:1之间、任选在1:1至5:1之间的重量比包含所述第二电极材料和所述额外电极材料。

15.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·利亚M·拉赫曼
申请(专利权)人:赛瑞斯知识产权有限公司
类型:发明
国别省市:

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