固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)是一个将燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置。作为一种新型的能源利用技术,它具有能量转化效率高、对环境污染小、燃料适应性强等优点,从可持续发展的能源战略和保护生态环境的角度来看,燃料电池是极具发展前景的,因此,它一诞生就吸引了世界各国广泛的关注与研究。经过二十年的快速发展,固体氧化物燃料电池技术已开始走向市场化和产业化。为了降低制造和使用成本,当前固体氧化物燃料电池技术的一个重要课题是通过使电解质薄膜化以实现中低温操作。而制备低成本、高活性、大面积的阴极材料是实现中低温SOFC的关键环节之一。本课题主要研究侧重点在于阴极材料合成和多孔阳极支撑的致密电解质膜制备两个方面,并在此基础上探讨了中温SOFC单电池的制作工艺,最后进行单电池的性能表征与评估。具体工作如下:论文第一章概述了本课题的研究背景及意义,简单介绍了SOFC的发展历史、工作原理,各关键材料(电解质、阴极、阳极、密封材料等)的性能要求,以及SOFC技术研究、发展的现状和趋势。最后给出了本论文的主要研究目标。第二章分析了SOFC粉体合成工艺,研究了不同体系阳极材料对单电池制备及电池性能的影响。实验结果表明,良好的阳极结构受阳极材料各组分配比、球磨条件、真空排气时间、外界环境和烧结工艺的影响。同时,采用甘氨酸-硝酸盐法,利用煅烧和球磨等手段制备了阴极材料La0.6Sr0.4CoO3-δ(LSC),并运用粒度分析仪、TGA、XRD及BET等方法分析了粉末的性能,得出了制备粉体合适的煅烧温度和球磨时间。第三章对单电池的制作工艺进行具体探索,制定出一套采用流延法和丝网印刷法制备中低温平板式SOFC单电池的工艺方案,并对阳极/电解质复合坯体的共烧结工艺进行了讨论,同时研究了单电池的烧结工艺,分析探讨了阳极/电解质层共烧结过程中出现开裂、起翘、分层剥离、龟裂和疏松等缺陷的原因,最后提出了相应的改进措施。第四章概述了单电池的组装和进行了单电池的性能测试。实验结果表明,中温平板式结构SOFC单电池在800℃工作温度下,获得开路电压1.10V,最大功率0.855W/cm2,最大电流密度为1250mA/cm2。第五章总结了本课题目前所取得的阶段性成果及实验过程中所发现的问题和相应的改进措施,最后对将来研究工作提出了展望。