高温不仅会对燃料电池造成过多的余热,而且会使其内部结构变化,降低性能和效率。因此降低燃料电池的操作温度,以及研发在中低温下能够拥有良好电性能的电极材料,已成为现阶段SOFC进一步发展的当务之急。目前,将工作温度降至中温(500-800℃)是SOFC发展的大势所趋。近几十年来,世界各地的学者们都投入了很大的人力,物力和财力想要解决或者是替换化石能源,所以燃料电池技术应运而生并且获得了很大的发展。其中模压法因其操作简单,制作成本较低,已经成为现阶段研究热点之一。单电池的制备工艺对其性能有影响,但是关于这方面的研究目前还没有深入。因此,对单电池的制备工艺进行研究来确定单电池的最佳工艺参数将是未来中低温固体氧化物燃料电池研究的一个方向,将为以后的中低温固体氧化物燃料电池的研究提供数据参考,能够进一步加快中低温燃料电池的实用化进程,具有重要的学术价值。本论文正是基于这一点,对SOFC的电极材料和单电池的制备工艺展开深入探索和研究。本文采用柠檬酸法和反向共沉淀法合成La0.7Sr0.15Ca0.15Co0.4Fe0.6O3-δ阴极材料,并分别测量其电导率随着温度变化的关系,随后组装成(NiO-SDC|SDC-碳酸盐|LCSSF-SDC)的单电池并对其电性能进行测试。结果表明:所得到的粉料的平均粒度分别为16.5、19.7 nm,当温度升高到650℃左右时,两种阴极材料的电导率性能达到最佳值分别为770、550 s·cm-1,表明了阴极粉料的平均粒度越小,其电极反应面积就会增大,相对应的阴极材料的电导率就会越大。因此,柠檬酸法所制备的阴极材料要优于反向共沉淀法。为此,以柠檬酸法制备的La0.7Sr0.15Ca0.15Co0.4Fe0.6O3-δ为阴极材料,以NiO-SDC(钐掺杂氧化铈)为阳极,SDC-碳酸盐为复合电解质,在不同的工艺参数下,采用模压成型共烧结的方法制备了单电池,然后以理论结合实验的方式,在成型压力、烧结温度、烧结时间、氢气流量等几个方面进行理论和数据的分析,进一步验证了最佳工艺参数,为本实验所得的最佳工艺参数提供了理论和数据的支撑。得到的结果为当阳极材料、电解质材料、阴极材料的质量比为4:1:2,压力:17 MPa,烧结温度:700℃,烧结时间为4 h,氢气流速:110 ml/min的条件下性能最佳,单电池的开路电压达到最大值,最大值达到1.02V。最后采用柠檬酸法制备阴极材料结合最佳工艺参数组装成单电池,并对其阻抗进行测试,得出该单电池在不同温度下的总电阻、欧姆电阻、极化电阻,其电阻随着温度的升高而降低,在700℃下达到最小值:总电阻0.256Ω,欧姆电阻0.145Ω,极化电阻0.111Ω。本实验工作将为中低温燃料电池的发展提供数据参考,具有较强的理论与实验的参考价值。