[發(fā)明專利]一種鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)及制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810095218.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108288720A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶;廖健淞
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: H01M8/124
• 分類號: H01M8/124
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)，其特征在于：以磷灰石結構作為骨架，并對磷灰石骨架氟化以致其產(chǎn)生大量的氧空位，同時通過鈧離子摻雜與氟離子結合，形成類三氟化鈧結構，高溫震蕩收縮，形成鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)。

2.根據(jù)權利要求1所述的鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)，其特征在于：其化學式為La_10-xSc_x(SiO₄)₆O_3-x/4F_x/2。

3.根據(jù)權利要求2所述的鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)，其特征在于：所述的X取值范圍為0.25~1.5。

4.一種制備權利要求1~3任一所述的鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)的方法，包括以下步驟：

步驟一：按照Si、La系原子、Sc原子摩爾比為10：12~15：0.3~3.5的比例分別稱取硅基氧化物、鑭系氧化物、鈧基氧化物固體置于球磨罐中，并按照固液體積比1：0.6～2.5的比例加入無水乙醇，按照物料體積與磨球體積1：1~3的比例加入磨球，濕磨至混合均勻；其中所述的物料體積是指硅基氧化物、鑭系氧化物與鈧基氧化物固體的總體積；

步驟二：將經(jīng)過球磨后的混合物轉(zhuǎn)移至攪拌容器中，向容器中加入稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值至3~5，得溶膠前驅(qū)體；向容器中添加無水乙醇，之后緩慢加入堿性催化劑，調(diào)節(jié)pH值至5~7，得到水凝膠；

步驟三：將步驟二中制得的凝膠轉(zhuǎn)移至凝膠干燥設備中，調(diào)節(jié)干燥腔內(nèi)溫度值60~80℃、調(diào)節(jié)干燥腔絕對真空度為0.01 kPa～50 kPa；同時，干燥腔中通入氟化氫氨氣體，并持續(xù)循環(huán)；持續(xù)干燥5小時以上，至凝膠水分低于0.05%；

步驟四：將失水后的凝膠粉體研磨細化，經(jīng)200目篩網(wǎng)過濾后壓制為厚度在0.01~3.5毫米薄膜；

步驟五：將步驟四中制得的膜材在1100K高溫下煅燒5~7小時，得鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)。

5.根據(jù)權利要求4的一種鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)的方法，其特征在于：所述的硅基氧化物是SiO₂。

6.根據(jù)權利要求4的一種鈧摻雜氟磷灰石結構燃料電池陶瓷電解質(zhì)的方法，其特征在于：所述的鑭系氧化物是鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥元素氧化物的一種或幾種的任意比例的自由組合。