熔融碳酸盐燃料电池三元复合基体阴极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种熔融碳酸盐燃料电池三元复合基体阴极材料及其制备方法。本发明是在多孔镍基体上，同时沉积两种性能优良的纳米陶瓷颗粒，于惰性气氛中烧结制成复合基体阴极。纳米陶瓷颗粒主要包括LiCoO2以及LiFeO2和CeO2中的一种。所沉积的多元纳米陶瓷颗粒层在多孔镍基体表面分布均匀，与基体结合力好。该三元复合基体阴极机械强度高，具有优良的抗形变及抗溶解性能，且制备工艺简单，制备时间极短，可用于MCFC电池堆实际工业。

主权项

熔融碳酸盐燃料电池三元复合基体阴极材料制备方法，该材料为多孔(nano‑LiCoO2‑CeO2)‑Ni或多孔(nano‑LiCoO2‑LiFeO2)‑Ni材料，其孔隙率为65%～75%；其中纳米陶瓷颗粒镀层占复合基体阴极材料的质量百分比为1.2～2.2%；所述的纳米陶瓷颗粒镀层为nano‑LiCoO2‑CeO2或nano‑LiCoO2‑LiFeO2，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤2‑1.采用凝胶燃烧方法，控制煅烧温度600℃～700℃，制备出LiCoO2、CeO2和LiFeO2纳米颗粒；步骤2‑2.将纳米颗粒组分散于分散剂中制成悬浮液；所述的纳米颗粒组为LiCoO2/CeO2或LiCoO2/LiFeO2；当纳米颗粒组为LiCoO2/CeO2时，LiCoO2与CeO2的摩尔比为3～6：1，其对应的分散剂为异丙醇和乙二醇混合液，异丙醇与乙二醇的体积比为2～5：1；当纳米颗粒组为LiCoO2/LiFeO2时，LiCoO2与LiFeO2的摩尔比为4～8：1，其对应的分散剂为异丙醇；所述的纳米颗粒组与悬浮液比例为：0.1g～0.5g/50ml；步骤2‑3.调节悬浮液的pH值至2～6；步骤2‑4.在步骤2‑3制成的悬浮液中，以多孔镍为阴极，铂片为阳极，电极距离为2厘米～3.5厘米，控制电泳电压为35伏特～100伏特、电泳时间为1分钟～5分钟，将纳米颗粒组修饰至多孔镍表面；步骤2‑5将步骤2‑4制得的样品，在惰性气氛中于600℃～700℃烧结1小时，制成三元复合基体阴极材料。