[发明专利]一种固体氧化物燃料电池阴极的改性方法

权利要求书

1.一种固体氧化物燃料电池阴极的改性方法，其特征在于，所述方法具体实施步骤如下：

1)将含有Co/Fe基钙钛矿相的金属离子硝酸盐粉末按所需化学计量比加入到烧杯中搅拌溶解，溶解后加入金属离子0.5～1.5倍摩尔量的络合剂，使用氨水或硝酸调溶液pH，加热搅拌蒸发溶剂待溶液成透明粘稠状，转移至蒸发皿中加热使其自蔓延燃烧得到钙钛矿相粉体初粉，将初粉转移至马弗炉中，800～1000℃焙烧成相，得到阴极的钙钛矿相；

2)在阳极/电解质/铈基电解质隔层三合一基底或铈基电解质膜基底上，通过射频磁控溅射制备一层多孔Co/Fe基钙钛矿纳米过渡层即Co/Fe基钙钛矿相；

3)将步骤1)中成相的Co/Fe基钙钛矿相粉体加胶配置电池阴极浆料；

4)将步骤3)配置好的阴极浆料涂覆在多孔Co/Fe基钙钛矿纳米过渡层表面，从室温开始升温至800～1100℃下烧结1～10h成电池阴极。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所合成的阴极的钙钛矿相与步骤2)中溅射制备的Co/Fe基钙钛矿相通式为：(Ln_1-xZ_x)(M_1-yN_y)O_3-d，其中Ln为La、Sm、Ba、Pr中的一种，Z为Ln中掺杂元素Sr、Ca中的一种或两种，其中x取值介于0～0.5；M和N为Co、Fe中的一种但不能同时为同一种元素，其中y取值介于0～0.5，0≤d≤0.1764。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所选用的络合剂为尿素、甘氨酸、柠檬酸铵或EDTA与柠檬酸混合液中的一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中溶液pH可以通过浓氨水调节至pH值为8-9或者加入硝酸调节至pH值为0-1。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的阳极/电解质可以通过流延成型、压延成型或粉体干压成型工艺制备得到。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述的铈基电解质隔层可以通过浆料涂覆、磁控溅射、脉冲激光沉积或蒸镀工艺制备。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述射频磁控反应溅射的溅射参数为：靶基距为5～9cm，基片台的转速在1～20圈/分钟，溅射气压为0.1Pa～1.5Pa，溅射功率密度P＝3～15W/cm²，氧气流量与氩气流量比为1/2～1/20，溅射基底温度在250～500℃；溅射制备的多孔Co/Fe基钙钛矿相厚度控制在10nm～1μm之间。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述射频反应磁控溅射所用靶材为Co/Fe基合金靶材，其中合金靶材的制备由相应所需比例的金属粉末混合、熔化，然后压制而成。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中射频磁控反应溅射制备的Co/Fe基钙钛矿多孔层需要在400～1000℃之间进行退火处理，退火时间为0.5～4h。