[發明專利]一種中溫固體氧化物燃料電池復合陰極及其制備方法、固體氧化物燃料電池

在審

• 申請號: 202011166343.7
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN114497573A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 蔡東民;楊鈞;官萬兵;王建新
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;中國科學院大學
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/90;H01M8/124
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉樂

1.一種固體氧化物燃料電池復合陰極，其特征在于，包括LSCF多孔陰極基體和復合在所述LSCF多孔陰極基體上的LaPrNiO_4+δ納米材料。

2.根據權利要求1所述的復合陰極，其特征在于，所述LaPrNiO_4+δ納米材料包括LaPrNiO_4+δ納米顆粒和/或LaPrNiO_4+δ納米薄膜；

所述納米顆粒的粒徑為10～300nm；

所述薄膜的厚度為5～50nm；

所述LaPrNiO_4+δ納米材料復合在LSCF多孔陰極基體的表面和/或LSCF多孔陰極基體的孔洞中。

3.根據權利要求2所述的復合陰極，其特征在于，所述LaPrNiO_4+δ納米材料與其所復合的LSCF多孔陰極基體的質量比為(1～15)：100；

所述LaPrNiO_4+δ納米顆粒負載在LSCF多孔陰極基體的表面和/或LSCF多孔陰極基體的孔洞中；

所述LaPrNiO_4+δ薄膜包覆在LSCF多孔陰極基體的表面和/或LSCF多孔陰極基體的孔洞中；

所述LSCF多孔陰極基體的厚度為10～50μm；

所述固體氧化物燃料電池包括中溫固體氧化物燃料電池；

所述中溫固體氧化物燃料電池的運行溫度為600～800℃。

4.一種固體氧化物燃料電池復合陰極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將鑭鹽、鐠鹽、鎳鹽、水和有機溶劑混合后，得到LaPrNiO_4+δ的前驅溶液；

2)將LSCF多孔陰極基體源置于上述步驟得到的LaPrNiO_4+δ的前驅溶液中，并抽真空處理，得到電池基體；

3)將上述步驟得到的電池基體進行煅燒后，得到固體氧化物燃料電池復合陰極。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鑭鹽包括可溶性鑭鹽；

所述鐠鹽包括可溶性鐠鹽；

所述鎳鹽包括可溶性鎳鹽；

所述LaPrNiO_4+δ的前驅溶液中鑭離子、鐠離子和鎳離子的摩爾比為1：1：1；

所述LaPrNiO_4+δ的前驅溶液中金屬離子的總濃度為0.1～4mol/L。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述鑭鹽包括La(NO₃)₃、La(CH₃COO)₃和La₂(CO₃)₃中的一種或多種；

所述鐠鹽包括Pr(NO₃)₃、Pr(CH₃COO)₃和Pr₂(CO₃)₃中的一種或多種；

所述鎳鹽包括Ni(NO₃)₂、Ni(CH₃COO)₂和Ni(CO₃)₂中的一種或多種；

所述有機溶劑包括乙醇、丙醇和丙酮中的一種或多種；

所述水和有機溶劑的體積比為(0.6～1)：(1～0.6)。