来源：期刊VIP网 时间：
作者：司宇;高铭泽;李世清;官万兵;杨钧;王建新;
单位：宁波大学材料科学与化学工程学院;中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江省先进燃料电池与电解池技术重点实验室;
摘要：La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_(3–δ)(LSC)材料是现在固体氧化物燃料电池(SOFC)空气极材料的主流研究方向之一，有着极佳的电化学性能，而其最大的短处就是热膨胀系数过大。负热膨胀材料因为特定温度区间内会呈现出热收缩的特性而被命名，复合后在理论上可以显著降低材料的热膨胀系数，更容易使SOFC空气极材料与电解质材料实现热匹配。本工作以LSC材料为基体，选择负热膨胀特性较为突出的Sm_(0.85)Zn_(0.15)Mn O_3(SZM)材料作为复合相，研究了复合料的电化学性能。通过固–液复合法合成了负热膨胀(NTE)氧化物SZM，将之与La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_(3–δ)(LSC)机械混合形成LSC–x SZM(x=0～40%)系列复合空气极材料。XRD结果显示SZM与LSC二者化学相容性良好。热膨胀测试表明，SZM有着优秀的热补偿能力，x=30%时，复合材料在室温至800℃的平均热膨胀系数为13×10~(–6 )K~(–1)，与阻隔层材料相近。LSC–30%SZM复合材料在800～550℃的面比电阻由LSC的0.012～1.240Ω·cm~2降至0.008～0.620Ω·cm~2，展现良好的界面接触。纽扣电池在750℃的功率密度为1 702 mW·cm~(–2)，而同温的纯相LSC为1 209 mW·cm~(–2)，实现41%的提升；同步的极化电阻R_p由0.65Ω·cm~2降至0.50Ω·cm~2。热循环和恒流放电的电压降幅均在1%以下，测试后的电池截面SEM照片均未发生分层现象。由于复合材料良好的热匹配，界面接触更好，最终实现电池的功率密度和稳定性的同时提升。
关键词：固体氧化物燃料电池;空气极;负热膨胀;材料复合;稳定性
基金资助：国家自然科学基金(22209191,11932005,U20A20251)
