研究了微量Mo元素?fù)诫s對PrBaCo₂O_5+δ（PBCO）的熱膨脹行為、電導(dǎo)率和電化學(xué)性能等方面的影響。使用溶膠凝膠法合成了PrBaCo_1.97Mo_0.03O_5+δ（PBCM0.03）陰極材料,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Mo元素的引入有效地降低了PBCO的熱膨脹系數(shù),PBCM0.03在30～800℃范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為2.08×10^-5/℃,相比于PBCO得到了降低。以300μm厚的SDC電解質(zhì)支撐的PBCM0.03電極在750℃時(shí)的極化阻抗為0.031Ω·cm²,采用NiO-SDC作為陽極、PBCM0.03作為陰極制備的單電池在800℃時(shí)功率密度可以達(dá)到658 mW/cm²,因此PBCM0.03是一種非常有前景的SOFC陰極材料。 

【文章來源】：燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,44(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

1 150 ℃下煅燒10 h后PBCM0.03的XRD圖樣

如果電極與電解質(zhì)層發(fā)生相反應(yīng)則可能生成絕緣界面層,這個(gè)連接層可能導(dǎo)致高阻抗出現(xiàn)。為了研究PBCM0.03與SDC是否發(fā)生反應(yīng),將PBCM0.03粉體和SDC粉體按質(zhì)量1∶1混合后在900 ℃煅燒5 h。混合粉體的XRD圖譜如圖2所示,可以發(fā)現(xiàn)除了SDC和PBCM0.03的衍射峰之外沒有任何雜質(zhì)峰出現(xiàn),煅燒后的混合粉體仍屬于SDC和PBCM0.03物理混合物。這說明兩者之間不存在嚴(yán)格意義上的反應(yīng),因此PBCM0.03與SDC具有良好的化學(xué)兼容性。2.2 電導(dǎo)率測試

材料的電導(dǎo)率是衡量該材料作為SOFC陰極的一個(gè)重要條件。圖3為PBCM0.03從200到850 ℃的電導(dǎo)率曲線,可以看出電導(dǎo)率隨著溫度的升高而降低。這種電導(dǎo)率的變化規(guī)律歸因于p型小極化子躍遷,小極化子空穴跳躍導(dǎo)電與載流子數(shù)目密切相關(guān),類似的電導(dǎo)率變化趨勢在其他Co基鈣鈦礦材料中已有報(bào)道[15,18]。隨測試溫度升高,晶格中的氧不斷釋放,為了保持價(jià)態(tài)平衡,Co離子的價(jià)態(tài)從+4降低到+3,同時(shí)出現(xiàn)氧空位。隨著溫度的升高,樣品的電導(dǎo)率隨著晶格氧的釋放和載流子Co4+濃度的減少而降低[18]。總體而言,該材料在測試溫度下的電導(dǎo)率高于100 S/cm, 滿足SOFC陰極材料對導(dǎo)電性能的要求[19]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋰離子電池老化差異特性研究現(xiàn)狀[J]. 張金龍,李端凱,佟微,漆漢宏,張純江,于溫方.  燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]表面三維結(jié)構(gòu)構(gòu)造對磷酸鐵鋰電化學(xué)性能的影響[J]. 姜振康,馮碩,沈文卓.  燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)



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