[发明专利]氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质及制备方法

权利要求书

1.氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质，包括下述组分，按摩尔百分比组成：

氧化铋75～95mol%，氧化钪5～25mol%。

2.根据权利要求1所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质，包括下述组分，按摩尔百分比组成：

氧化铋80～90mol%，氧化钪10～20mol%。

3.根据权利要求1所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质，包括下述组分，按摩尔百分比组成：

氧化铋85～90mol%，氧化钪10～15mol%。

4.如权利要求1、2或3任意一项所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，包括下述步骤：

第一步：高效球磨并活化

按设计的电解质组分配比，分别取氧化铋，氧化钪混合，球磨至粒径D50为0.8-1.0μm的球磨料；

第二步：固相合成

将第一步所得球磨料分段加热、保温后，控温冷却至室温，得到氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质；

每一段的加热升温速率3–7℃/min；冷却速率1-3℃/min；

第一段保温温度400～500℃，保温时间至少1小时；

第二段保温温度600～700℃，保温时间至少1小时；

第三段保温温度750～950℃，保温时间至少5小时。

5.根据权利要求4所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：第二步得到的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质经粉碎、分级，得到粒径D50为1–2μm，比表面积在9-11m²/g的粉体。

6.根据权利要求5所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：球磨工艺参数为：球料质量比3～7：1，球磨机转速150～300转/min，球磨时间3～12h。

7.根据权利要求6所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：球磨料的比表面积为7-9.5m²/g。

8.根据权利要求5所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：第二步中，第一段保温温度430～480℃，保温时间1-3小时；

第二段保温温度630～680℃，保温时间1-2小时；

第三段保温温度780～920℃，保温时间5-10小时。

9.根据权利要求5所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：第二步中，第一段保温温度450～460℃，保温时间1.5-2.5小时；

第二段保温温度650～660℃，保温时间1.3-1.6小时；

第三段保温温度850～900℃，保温时间7-8小时。

10.根据权利要求4所述的氧化钪掺杂氧化铋固体氧化物燃料电池电解质的制备方法，其特征在于：所述粉碎、分级采用刚玉陶瓷颚式破碎机破碎、对辊，气流粉碎机粉碎，分级机分级。