CN105576251A - Ssofc的电极材料及其复合电极材料 - Google Patents

Ssofc的电极材料及其复合电极材料 Download PDF

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Abstract

一种固体氧化物燃料电池技术领域的SSOFC电极材料LnSFCM，分子式为(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种，M为Sc、Ti、Nb、Zr、Mo或V中的任意一种，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。本发明中少量M的掺入能显著地提高电极材料在阴阳极气氛中的结构稳定性，且由于该电极材料中含有Cu元素而非Co元素，在材料良好的热膨胀匹配性的基础上提高了氢氧化和氧还原催化能力，有利于提高电池的输出性能和长期运行稳定性。

Description

SSOFC的电极材料及其复合电极材料
技术领域
本发明涉及的是一种固体氧化物燃料电池领域的技术，具体是一种对称型固体氧化物燃料电池(SymmetricalSolidOxideFuelCell，SSOFC)的电极材料及其复合电极材料。
背景技术
传统SOFC由阳极、电解质和阴极三层不同材料组成，电池制备需要分别合成各层材料，在材料制备和电池制备过程中需要经过多次焙烧、浆料球磨和烧结，制备工艺复杂、成本高，能耗和废气排放大；使用碳氢燃料时，阳极积碳和硫中毒较难消除，导致电池长期运行稳定性差。而SSOFC的阳极和阴极使用同一种材料制备，可简化电池制备工艺，显著降低成本，当阴阳极具有氧化还原稳定性或氧化还原可逆性时，还可以通过阴阳极逆转，消除阳极积碳和硫中毒，从而有效提高电池运行的可靠性。但是目前SSOFC仍存在电池输出功率小、性能衰减的问题。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103794804A，公开(公告)日2014.05.14，公开了一种用于对称型固体氧化物燃料电池的电极及复合电极材料(LSCMCu)，其分子式为(La1-xSrx)a(Cr1-y-zMnyCuz)bO3-δ，其中：0.01<x<1，0.01<y≤0.5，0<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。但是该技术中阳极电催化活性和电池长时间运行稳定性仍难以满足工业需要。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种SSOFC的电极材料及其复合电极材料，能显著地提高电极材料在阴阳极气氛中的结构稳定性，得到的电极材料与电解质的热膨胀匹配性也得到改善。同时本发明改进了传统SOFC制备工艺复杂、成本高，能耗和废气排放大，长期运行稳定性差的缺陷，较目前使用的SSOFC的电极材料在电池输出功率和输出稳定性上更具优势。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种SSOFC的电极材料，即LnSFCM，其分子式为(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种，M为Sc、Ti、Nb、Zr、Mo、W或V中的任意一种，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。
优选地，上述SSOFC的电极材料中：0.2<x<0.5，0<y<0.3，0<z<0.2，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5；进一步优选地，a＝b＝1，-0.5<δ<0.5。
该SSOFC的电极材料在600～900℃之间具有很好的氢氧化和氧还原催化性能，可同时用于SSOFC的阴极和阳极电极的制备；该电极材料与氧化铈基电解质具有良好的化学相容性，合成的复合电极材料同样适用于SSOFC电极的制备。
本发明涉及上述电极材料的制备方法，通过①溶胶-凝胶法、共沉淀法将Ln、Sr、Fe、Cu和M元素各自的硝酸盐化合物合成LnSFCM前驱体，或通过②固相反应法、凝胶注模法将Ln、Fe、Cu和M元素各自的金属氧化物及Sr的碳酸盐合成LnSFCM前驱体，再经焙烧LnSFCM前驱体得到粉末状LnSFCM电极材料。
所述的溶胶-凝胶法是指：通过将Ln(NO3)3·6H2O、Sr(NO3)2、Fe(NO3)3·9H2O、Cu(NO3)2·3H2O和M(NO3)i溶解于EDTA溶液中；先加入柠檬酸，接着加入氨水调节溶液的pH值，再加热至水分蒸发得到凝胶物；将凝胶物热处理得到蓬松的LnSFCM前驱体；所述的EDTA、柠檬酸和总金属离子(即Ln3+、Sr2+、Fe3+、Cu2+和Mi+的总和)的摩尔比为1:1.5:1，其中：i＝3、4、5或6。
所述的溶胶-凝胶法中：优选地，在加入柠檬酸后用氨水调节溶液的pH值至5-8；所述的加热，其温度为50-90℃；所述的热处理，其温度为200-500℃。
所述的共沉淀法是指：将Ln(NO3)3·6H2O、Sr(NO3)2、Fe(NO3)3·9H2O、Cu(NO3)2·3H2O和M(NO3)i配制成溶液；在搅拌的状态下，将上述溶液逐滴加入碳酸钠和草酸盐的混合溶液中形成沉淀，持续搅拌、充分反应后，静置陈化过夜至完全沉降；沉降后进行抽滤，先用去离子水反复清洗，再用无水乙醇反复清洗，将得到的沉淀物在烘箱中烘干，得到LnSFCM前驱体。
所述的共沉淀法中:优选地，烘箱温度为100℃；所述的去离子水、无水乙醇清洗次数均为3次。
所述的固相反应法是指：将Ln2O3、SrCO3、Fe2O3、CuO和M2Oi加入适量无水乙醇混合；将上述混合物充分球磨得到浆料，将浆料烘干、研磨，得到粉体LnSFCM前驱体并压制成块状。
所述的固相反应法中：优选地，球磨时间为1-40h，转速为350rd/min，烘干温度为250℃。
所述的凝胶注模法是指：在聚合单体丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺构成的有机预混液中加入粉体原料Ln2Oi、SrCO3、Fe2O3、CuO和M2Oi，混合均匀后，放入球磨罐中球磨混合均匀；然后加入引发剂过硫酸铵，引发聚合反应，形成胶状体系；最后放入烘箱中加热，使体系内水分充分蒸干，得到LnSFCM前驱体并压制成块状。
所述的凝胶注模法中：以合成0.05molLnSFCM粉体为例，优选地，球磨时间为24h；所述的烘箱，其温度和加热时间分别为80℃、10h。
所述的焙烧是指：将LnSFCM前驱体放入高温电炉中，以1-15℃/min的升温速率升至800-1500℃，保温2-10h，然后以1-15℃/min的降温速率降至室温，得到粉末状LnSFCM电极材料。
所述的压制的强度和时间分别为200MPa和5min。
本发明涉及一种基于LnSFCM的复合电极材料LnSFCM-αNDC，其中：电解质材料NDC与电极材料LnSFCM的质量比为α，0.01≤α≤60％，NDC的分子式为N1-xCexO2-δ，N为Sm、Gd、Mn或Fe中的任意一种。
本发明涉及上述复合电极材料的制备方法，通过将电解质材料NDC与电极材料LnSFCM球磨1-24h后充分混合得到。
本发明涉及一种基于LnSFCM或LnSFCM-αNDC的SSOFC电极，包括：电解质片ES(electrolytesheet)及附着于其两侧的LnSFCM或LnSFCM-αNDC电极层。
所述的电解质片ES为电解质粉YSZ、ScSZ、LSGM或NDC经干压成型后，在1300-1500℃下高温烧结10-20h后制备得到。
本发明涉及基于上述SSOFC电极的全电池制备方法，包括以下步骤：先在电解质片ES两侧涂覆NDC过渡层，并在1100-1500℃下高温烧结1-20h；接着将LnSFCM或LnSFCM-αNDC粉体与乙醇、松油醇和以乙基纤维素配成电极浆料配成电极浆料后涂覆至电解质片ES两侧，在800-1500℃下高温烧结1-20h，得到LnSFCM电极或LnSFCM-αNDC电极；最后组装成构型为：
LnSFCM/NDC/ES/NDC/LnSFCM或LnSFCM-αNDC/NDC/ES/NDC/LnSFCM-αNDC两类SSOFC全电池。
所述的涂覆可采用丝网印刷法、喷涂法、涂刷法或流延法。
技术效果
与现有技术相比，本发明在LnSFC的B位掺入Sc、Ti、Nb、Zr、Mo、W或V，制备得到(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ(LnSFCM)系列电极材料，在材料良好的热膨胀匹配性的基础上提高了氢氧化和氧还原催化能力，有利于提高电池的输出性能和长期运行稳定性；以La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Ti0.10O3-δ为例，电池在含硫湿氢气和合成气中的最高功率密度分别达710mW·cm-2和517m·Wcm-2；以Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.10Nb0.15O3-δ为例，电池在700℃时稳定输出0.7V电压100h未衰减。
本发明中的电极材料可同时作为SSOFC的阴极和阳极使用；应用于固体燃料电池时，采用氢气、含硫氢气、合成气、甲烷或丙烷为燃料气时均表现出良好的电池输出性能。
附图说明
图1为本发明中电极材料LnSFCM的XRD图谱，图中：曲线由上至下分别为Ce0.15Sr0.35Fe0.75Cu0.2Nb0.05O3-δ、Pr0.6Sr0.4Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ、La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Ti0.1O3-δ和Sm0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15V0.1O3-δ；
图2为电极材料Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ的氧化还原可逆性XRD图谱，图中：曲线由下至上分别为空气中氧化、氢气中焙烧还原和重新在空气中氧化后的晶相图谱；
图3为以Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ作为电极材料的SSOFC全电池在以湿氢为燃料气时，分别在900℃、800℃、700℃下的电流密度-电压(I-V)曲线和电流密度-功率密度(I-P)曲线，图中：(a)为不同温度下的I-V曲线图，(b)为不同温度下的I-P曲线图；
图4为以Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ为电极材料的SSOFC全电池保持在700℃、0.7V时，电池的输出功率随时间的变化图；
图5为以La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ为电极材料的SSOFC全电池分别在以湿H2/54ppmH2S和合成气H2/50％CO为燃料气时，不同温度下的I-V、I-P曲线，图中：(a)为湿H2/54ppmH2S在850℃和800℃下I-V曲线图，(b)为湿H2/54ppmH2S在850℃和800℃下I-P曲线图，(c)为合成气H2/50％CO在850℃和800℃下I-V曲线图，(d)为合成气H2/50％CO在850℃和800℃下I-P曲线图；
图6为以Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ-SDC为电极材料的SSOFC全电池、以氢气为燃料气时在900℃和850℃下的I-V、I-P曲线，图中：(a)为不同温度下的I-V曲线图，(b)为不同温度下的I-P曲线图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，选取固相反应法进行电极材料制备，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ的合成及基于该材料的电极性能测试。
本实施例包括以下步骤：
S1，按照合成0.1mol的Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极材料所需各种金属元素的配比分别称取0.025molPr2O3、0.05molSrCO3、0.04molFe2O3、0.015molCuO和0.0025molNb2O5试剂，加入适量无水乙醇混合，以300rd/min的转速球磨24h，得到红色浆料；
S2，在烘箱中以120℃的温度烘干球磨得到的红色浆料，并研磨得到红色粉末状前驱体；
S3，液压机以200MPa压强压制5min，将红色粉末状前驱体压成块状，在电炉中以2-5℃/min的速度升温至1000℃烧结，保温10-15h后以2-5℃/min的速度降温至室温25℃，得到黑色固体；
S4，焙烧得到的黑色固体经研磨后即得到黑色粉末状Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极材料。
如图2所示，为XRD表征的Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极材料的晶相图谱。以干压法制备的YSZ电解质片在1500℃下高温烧结10h使其致密，然后在YSZ电解质片两侧通过丝网印刷涂覆NDC过渡层，在1300℃下高温烧结5h，防止Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极材料与YSZ电解质发生相反应而影响电池性能；将Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极材料与乙醇、松油醇和以乙基纤维素配成电极浆料后采用丝网印刷涂覆至YSZ电解质片两侧，在800-1500℃下高温烧结1-20h，获得Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极，组装Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ电极得到构型为Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ/NDC/YSZ/NDC/Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.15Nb0.05O3-δ的SSOFC全电池；
通过电脑控制的数字仪表测定SSOFC全电池的I-V、I-P输出曲线，以表征PSFCM材料同时作为SSOFC全电池阴阳极时的输出性能，如图3所示；测试时以湿氢为燃料气，阴极端静态的空气作为氧化剂，采用质量流量计控制湿氢的流速为60ml·min-1，采用银胶作为密封材料和收集电流，测得SSOFC全电池的I-V、I-P曲线，在900℃时最高功率密度可达660.5mW·cm-2。
实施例2
Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ的合成及基于该材料的电极性能测试。
本实施例包括以下步骤：
S1，按照合成0.1mol的Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ电极材料所需各种金属元素的配比分别称取0.025molPr2O3、0.05molSrCO3、0.04molFe2O3、0.005molCuO和0.0075molNb2O5试剂，加入适量无水乙醇混合，以400rd/min的转速球磨36h，得到红色浆料；
S2，在烘箱中以150℃的温度烘干球磨得到的红色浆料，并研磨得到红色粉末状前驱体；
S3，液压机以250MPa压强压制10min，将红色粉末状前驱体压成块状，在电炉中以10℃/min的速度升温至1100℃烧结，保温5h后以10℃/min的速度降温至室温25℃，得到黑色固体；
S4，焙烧得到的黑色固体经研磨后即得到黑色粉末状Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ电极材料。
同实施例1，将Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ电极组装成构型为Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ/NDC/YSZ/NDC/Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Nb0.15O3-δ的SSOFC全电池；稳定温度为700℃时，电池电压0.7V，可持续输出100小时，未出现衰减，测量电池的输出功率随时间的变化如图4，该电池在700℃的测定温度下不但保持了输出的稳定性，而且输出功率随时间推移还略有提高。
实施例3
La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ的合成及基于该材料的电极性能测试。
本实施例包括以下步骤：
S1，按照合成0.1mol的La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ电极材料所需各种金属元素的配比分别称取0.025molLa2O3、0.05molSrCO3、0.04molFe2O3、0.005molCuO和0.015molTiO2试剂，加入适量无水乙醇混合，以450rd/min的转速球磨40h，得到浆料；
S2，在烘箱中以100℃的温度烘干球磨得到的浆料，并研磨得到粉末状前驱体；
S3，液压机以150MPa压强压制20min，将红色粉末状前驱体压成块状，在电炉中以2-5℃/min的速度升温至1150℃烧结，保温15h后以2-5℃/min的速度降温至室温25℃，得到黑色固体；
S4，焙烧得到的黑色固体经研磨后即得到黑色粉末状La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ电极材料。
同实施例1，将La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ电极组装成构型为La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ/NDC/YSZ/NDC/La0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.05Ti0.15O3-δ的SSOFC全电池；分别以湿H2/54ppmH2S和合成气H2/50％CO为燃料气，阴极端静态的空气作为氧化剂，测定该电池的I-V、I-P曲线，如图5所示在850℃时电池在含硫湿氢气、合成气中的最高功率密度分别达710mW·cm-2和517mW·cm-2。
实施例4
Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ的合成及基于该材料的复合电极性能测试。
本实施例包括以下步骤：
S1，按照合成0.1mol的Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ电极材料所需各种金属元素的配比分别称取0.025molPr2O3、0.05molSrCO3、0.04molFe2O3、0.01molCuO和0.005molW2O5试剂，加入适量无水乙醇混合，以400rd/min的转速球磨36h，得到红色浆料；
S2，在烘箱中以150℃的温度烘干球磨得到的红色浆料，并研磨得到红色粉末状前驱体；
S3，液压机以250MPa压强压制10min，将红色粉末状前驱体压成块状，在电炉中以10℃/min的速度升温至1100℃烧结，保温5h后以10℃/min的速度降温至室温25℃，得到黑色固体；
S4，焙烧得到的黑色固体经研磨后即得到黑色粉末状Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ电极材料。
将Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ粉末与Sm0。2Ce0.8O2电解质片按1:0.3的摩尔比混合；
同实施例一，将Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ-SDC电极组装成构型为Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ-SDC/SDC/YSZ/SDC/Pr0.5Sr0.5Fe0.8Cu0.1W0.1O3-δ-SDC的SSOFC全电池；电池的I-V，I-P曲线见图6。

Claims (14)

1.一种电极材料，其特征在于，所述的电极材料为LnSFCM，分子式为(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种，M为Sc、Ti、Nb、Zr、Mo或V中的任意一种，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。
2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征是，0.2<x<0.5，0<y<0.3，0<z<0.2，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。
3.根据权利要求1或2所述的电极材料，其特征是，a＝b＝1，-0.5<δ<0.5。
4.一种制备权利要求1～3中任一所述的电极材料的方法，其特征在于，通过①溶胶-凝胶法、共沉淀法将Ln、Sr、Fe、Cu和M元素各自的硝酸盐化合物合成LnSFCM前驱体，或通过②固相反应法、凝胶注模法将Ln、Fe、Cu和M元素各自的金属氧化物及Sr的碳酸盐合成LnSFCM前驱体，再经焙烧LnSFCM前驱体得到粉末状LnSFCM电极材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的共沉淀法是指：通过将Ln(NO3)3·6H2O、Sr(NO3)2、Fe(NO3)3·9H2O、Cu(NO3)2·3H2O和M(NO3)i溶解于EDTA溶液中；先加入柠檬酸，接着加入氨水调节溶液的pH值，再加热至水分蒸发得到凝胶物；将凝胶物热处理得到蓬松的LnSFCM前驱体；
所述的EDTA、柠檬酸和总金属离子的摩尔比为1:1.5:1。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的固相反应法是指：将Ln(NO3)3·6H2O、Sr(NO3)2、Fe(NO3)3·9H2O、Cu(NO3)2·3H2O和M(NO3)i配制成溶液；在搅拌的状态下，将上述溶液逐滴加入碳酸钠和草酸盐的混合溶液中形成沉淀，持续搅拌、充分反应后，静置陈化过夜至完全沉降；沉降后进行抽滤，先用去离子水反复清洗，再用无水乙醇反复清洗，将得到的沉淀物在烘箱中烘干，得到LnSFCM前驱体。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的固相反应法是指：将Ln2Oi、SrCO3、Fe2O3、CuO和M2Oi加入适量无水乙醇混合；将上述混合物充分球磨得到浆料，将浆料烘干、研磨，得到粉体LnSFCM前驱体并压制成块状。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的凝胶注模法是指：在聚合单体丙烯酰胺和交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺配成的有机预混液中加入粉体原料Ln2Oi、SrCO3、Fe2O3、CuO和M2Oi，混合均匀后，放入球磨罐中球磨混合均匀；然后加入引发剂过硫酸铵，引发聚合反应，形成胶状体系；最后放入烘箱中加热，使体系内水分充分蒸干得到LnSFCM前驱体并压制成块状。
9.一种复合电极材料，其特征在于，所述的复合电极材料为LnSFCM-αNDC，其中：电解质材料NDC与电极材料LnSFCM的质量比为α，0.01％≤α≤60％，电解质材料NDC的分子式为N1-xCexO2-δ，N为Sm、Gd、Mn或Fe中的任意一种；电极材料LnSFCM的分子式为(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种，M为Sc、Ti、Nb、Zr、Mo或V中的任意一种，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。
10.一种根据权利要求9所述的复合电极材料的制备方法，其特征在于，将所述的电解质材料NDC与电极材料LnSFCM一起球磨、充分混合1-24h。
11.一种SSOFC电极，其特征在于，包括：电解质片SES及附着于其两侧的LnSFCM或LnSFCM-αNDC电极层，其中：
电解质片SES为YSZ、ScSZ、LSGM或NDC电解质片；
LnSFCM-αNDC电极层中电解质材料NDC与电极材料LnSFCM的质量比为α，0.01％≤α≤60％，
电解质材料NDC的分子式为N1-xCexO2-δ，N为Sm、Gd、Mn或Fe中的任意一种；
LnSFCM的分子式为(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种，M为Sc、Ti、Nb、Zr、Mo或V中的任意一种，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。
12.根据权利要求11所述的SSOFC电极，其特征是，所述的电解质片SES为电解质粉YSZ、ScSZ、LSGM或NDC经干压成型后，在1300-1500℃下高温烧结1-20h后制备得到。
13.一种含有SSOFC电极的全电池，其特征在于，该全电池的构型为：
LnSFCM/NDC/SES/NDC/LnSFCM或
LnSFCM-αNDC/NDC/SES/NDC/LnSFCM-αNDC
其中：
SES为YSZ、ScSZ、LSGM或NDC电解质片，
LnSFCM-αNDC中电解质材料NDC与电极材料LnSFCM的质量比为α，0.01％≤α≤60％，
NDC的分子式为N1-xCexO2-δ，N为Sm、Gd、Mn或Fe中的任意一种；
LnSFCM的分子式为(Ln1-xSrx)a(Fe1-y-zCuyMz)bO3-δ，其中：Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种，M为Sc、Ti、Nb、Zr、Mo或V中的任意一种，0.01<x<1，0.01<y<0.5，0.01<z<0.5，0.8<a/b<1.2，-0.5<δ<0.5。
14.一种制备权利要求13所述的全电池的方法，其特征在于，先在电解质片SES两侧涂覆NDC过渡层，并在1100-1500℃下高温烧结1-20h；接着将LnSFCM或LnSFCM-αNDC粉体与乙醇、松油醇和以乙基纤维素配成电极浆料配成电极浆料后涂覆至电解质片SES两侧，在800-1500℃下高温烧结1-20h，得到LnSFCM电极或LnSFCM-αNDC电极；最后组装成所述全电池。
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