[ΟΟ?Ο] Si，按照合成0.1mol的Pr0.5Sr0.5Fe().8Cu().1W().103-s電極材料所需各種金屬元素的配比分別稱取0.025mol Pr203、0.05mol SrC03、0.04mol Fe203、0.01mol CuO和0.005mol W2O5試劑，加入適量無水乙醇混合，以400rd/min的轉速球磨36h，得到紅色楽料；
[0061]&，在烘箱中以150°C的溫度烘干球磨得到的紅色漿料，并研磨得到紅色粉末狀前驅體；
[0062]S3，液壓機以250MPa壓強壓制lOmin，將紅色粉末狀前驅體壓成塊狀，在電爐中以10°C/min的速度升溫至1100°C燒結，保溫5h后以10°C/min的速度降溫至室溫25°C，得到黑色固體；
[0063]S4，焙燒得到的黑色固體經研磨后即得到黑色粉末狀Pr0.sSr0.sFe0.sCu0.1W0.1Os—s電極材料。
[0064]將?^).53^).抑().8(:11().11().103—?；粉末與3111()。辦().802電解質片按1:0.3的摩爾比混合；
[0065]同實施例一，將Pr0.sSr0.5Fe0.sCu0.!W0.!O3-s-SDC 電極組裝成構型為Pr0.sSr0.sFe0.sCu0.1ff 0.103-5-SDC/SDC/YSZ/SDC/Pr0.sSr0.sFe0.sCu0.1ff 0.1O3-s_SDC 的 SSOFC 全電池；電池的1-V，1-P曲線見圖6。
【主權項】
1.一種電極材料，其特征在于，所述的電極材料為LnSFCM，分子式為(LniiSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)b03—s，其中:Ln 為 La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd 中的任意一種，M為Sc、T1、Nb、Zr、Mo或 V 中的任意一種，0.01〈叉〈1，0.01〈7〈0.5，0.01〈2〈0.5，0.8〈&/13〈1.2，-0.5〈3〈0.5。2.根據(jù)權利要求1所述的電極材料，其特征是，0.2〈x〈0.5，0〈y〈0.3，0〈z〈0.2,0.8<a/b<1.2，-0.5〈δ〈0.5ο3.根據(jù)權利要求1或2所述的電極材料，其特征是，a= b= I，-0.5〈δ〈0.5。4.一種制備權利要求1?3中任一所述的電極材料的方法，其特征在于，通過①溶膠-凝膠法、共沉淀法將Ln、Sr、Fe、Cu和M元素各自的硝酸鹽化合物合成LnSFCM前驅體，或通過②固相反應法、凝膠注模法將Ln、Fe、Cu和M元素各自的金屬氧化物及Sr的碳酸鹽合成Ln SFCM前驅體，再經焙燒LnSFCM前驅體得到粉末狀LnSFCM電極材料。5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征是，所述的共沉淀法是指:通過將Ln(NO3)3.6H20、Sr(N03)2、Fe(N03)3.9H20、Cu(N03)2.3H20和M(NO3)i溶解于EDTA溶液中；先加入檸檬酸，接著加入氨水調節(jié)溶液的PH值，再加熱至水分蒸發(fā)得到凝膠物;將凝膠物熱處理得到蓬松的LnSFCM前驅體； 所述的EDTA、檸檬酸和總金屬離子的摩爾比為1: 1.5:1。6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征是，所述的固相反應法是指:將Ln(NO3)3.6H20、Sr(N03)2、Fe(N03)3.9H20、Cu(N03)2.3H20和M(NO3)i配制成溶液；在攪拌的狀態(tài)下，將上述溶液逐滴加入碳酸鈉和草酸鹽的混合溶液中形成沉淀，持續(xù)攪拌、充分反應后，靜置陳化過夜至完全沉降;沉降后進行抽濾，先用去離子水反復清洗，再用無水乙醇反復清洗，將得到的沉淀物在烘箱中烘干，得到LnSFCM前驅體。7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征是，所述的固相反應法是指:將Ln2OhSrCOh 加入適量無水乙醇混合;將上述混合物充分球磨得到漿料，將漿料烘干、研磨，得到粉體LnSFCM前驅體并壓制成塊狀。8.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征是，所述的凝膠注模法是指:在聚合單體丙烯酰胺和交聯(lián)劑N，N ’ -亞甲基雙丙烯酰胺配成的有機預混液中加入粉體原料Ln2O1、SrCO3^Fe2O3、Cu(^PM20i，混合均勻后，放入球磨罐中球磨混合均勻；然后加入引發(fā)劑過硫酸銨，引發(fā)聚合反應，形成膠狀體系;最后放入烘箱中加熱，使體系內水分充分蒸干得到LnSFCM前驅體并壓制成塊狀。9.一種復合電極材料，其特征在于，所述的復合電極材料為LnSFCM-aNDC，其中:電解質材料NDC與電極材料LnSFCM的質量比為a，0.01% < a < 60%，電解質材料NDC的分子式為N1-xCex02—fi，N為Sm、Gd、Mn或Fe中的任意一種；電極材料LnSFCM的分子式為(Ln1—xSrx)a(Fe1一y一zCuyMz)b03—fi，其中:Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一種，M為Sc、T1、Nb、Zr、Mo或V中的任意一種，0.01〈叉〈1，0.01〈7〈0.5，0.01〈2〈0.5，0.8〈&/13〈1.2，-0.5〈3〈0.5。10.—種根據(jù)權利要求9所述的復合電極材料的制備方法，其特征在于，將所述的電解質材料NDC與電極材料LnSFCM—起球磨、充分混合l_24h。11.一種SSOFC電極，其特征在于，包括:電解質片SES及附著于其兩側的LnSFCM或LnSFCM-aNDC電極層，其中: 電解質片SES為YSZ、ScSZ、LSGM或NDC電解質片； LnSFCM-aNDC電極層中電解質材料NDC與電極材料LnSFCM的質量比為a，0.0I % < a < 60%， 電解質材料NDC的分子式為N1-xCex02—?^為3111、6(1、111或?6中的任意一種； Ln SFCM 的分子式為(Lm-xSrx) a (Fe 1-y-zCuyMz) b03—s，其中:Ln 為 La、Ce、Pr、Nd、Sm 或 Gd 中的任意一種，M為5(3、11、恥、2廣]\10或￥中的任意一種，0.01〈叉〈1，0.01〈7〈0.5，0.01〈2〈0.5，0.8〈a/b<1.2,-0.5<5<0.5o12.根據(jù)權利要求11所述的SSOFC電極，其特征是，所述的電解質片SES為電解質粉YSZ、ScSZ、LSGM或NDC經干壓成型后，在1300-1500°C下高溫燒結l_20h后制備得到。13.一種含有SSOFC電極的全電池，其特征在于，該全電池的構型為: LnSFCM/NDC/SES/NDC/LnSFCM或 LnSFCM-aNDC/NDC/SES/NDC/LnSFCM-aNDC 其中: SES 為 YSZ、ScSZ、LSGM 或 NDC 電解質片， LnSFCM-aNDC中電解質材料NDC與電極材料LnSFCM的質量比為a，0.01% <a< 60%, NDC的分子式為N1-xCex02—s，N為Sm、Gd、Mn或Fe中的任意一種； Ln SFCM 的分子式為(Lm-xSrx) a (Fe 1-y-zCuyMz) b03—s，其中:Ln 為 La、Ce、Pr、Nd、Sm 或 Gd 中的任意一種，M為5(3、11、恥、2廣]\10或￥中的任意一種，0.01〈叉〈1，0.01〈7〈0.5，0.01〈2〈0.5，0.8〈a/b<1.2,-0.5<5<0.5o14.一種制備權利要求13所述的全電池的方法，其特征在于，先在電解質片SES兩側涂覆NDC過渡層，并在1100-1500 °C下高溫燒結I_20h ；接著將LnSFCM或LnSFCM-aNDC粉體與乙醇、松油醇和以乙基纖維素配成電極漿料配成電極漿料后涂覆至電解質片SES兩側，在800-1500°C下高溫燒結l_20h，得到LnSFCM電極或LnSFCM-aNDC電極;最后組裝成所述全電池。
【專利摘要】一種固體氧化物燃料電池技術領域的SSOFC電極材料LnSFCM，分子式為(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一種，M為Sc、Ti、Nb、Zr、Mo或V中的任意一種，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。本發(fā)明中少量M的摻入能顯著地提高電極材料在陰陽極氣氛中的結構穩(wěn)定性，且由于該電極材料中含有Cu元素而非Co元素，在材料良好的熱膨脹匹配性的基礎上提高了氫氧化和氧還原催化能力，有利于提高電池的輸出性能和長期運行穩(wěn)定性。
【IPC分類】H01M4/92, H01M8/1004, H01M4/86, H01M4/88
【公開號】CN105576251
【申請?zhí)枴緾N201610075116
【發(fā)明人】尹屹梅, 盧軍, 徐澤, 李竟成, 趙駿, 周凝, 馬紫峰
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月3日