Li 2 O助烧的Gd 0.1 Ce 0.9 O 1.95 烧结过程及其电导性能研究

氧化铈基电解质是中低温固体氧化物燃料电池最常用的材料之一。本研究利用密度泛函理论计算方法阐述了Li 2 O和CeO 2 分子之间的相互作用, 计算结果表明Li 2 O对CeO 2 具有助烧作用。在此基础上, 在氧化铈基电解质Gd 0.1 Ce 0.9 O 1.95 (GDC)中掺入不同比例(0~5mol%)Li 2 O, 通过烧结曲线测试及扫描电镜分析了其实际烧结过程, 并对其电化学性能进行了研究。实验结果表明, 添加Li 2 O后, GDC的烧结开始收缩温度明显向低温偏移, 随掺杂量的增加, 最大收缩速率的温度也逐渐降低, 其中掺入2.5mol%Li 2 O-GDC在650 ℃就开始迅速收缩, 900 ℃时相对致密度在99%以上; 添加Li 2 O后, GDC总电导率提高, 同时电池开路电压没有降低。因此, Li 2 O是一种很好的燃料电池氧化铈基电解质的助烧剂, 具有很好的应用前景。