复合金属氧化物颗粒及其制备方法技术

本说明书涉及通过使两种或更多种金属氧化物反应制备的复合金属氧化物颗粒以及制备所述复合金属氧化物颗粒的方法。

Composite metal oxide particle and preparation method thereof

The present specification relates to composite metal oxide particles prepared by reaction of two or more metal oxides and methods of preparing said composite metal oxide particles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合金属氧化物颗粒及其制备方法
本专利技术要求于2014年9月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0132099号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本说明书涉及通过使两种或更多种金属氧化物反应制备的复合金属氧化物颗粒以及制备所述复合金属氧化物颗粒的方法。
技术介绍
根据所使用的电解质和所使用的燃料的类型，燃料电池可以分为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)等。此外，燃料电池的工作温度和其组成部分材料根据所使用的电解质的类型而变化。其中，固体氧化物燃料电池是这种类型的燃料电池，其为通过电化学反应将具有氢和氧的化学能直接转化为电能的能量转化装置，并且由于在高转化效率和环境友好性方面具有许多优点而作为下一代能量转化装置受到关注。在这种情况下，优选的是，固体氧化物燃料电池中的电解质膜为薄且致密的。因此，已经进行了开发适合作为固体氧化物燃料电池的电解质材料的颗粒的研究。
技术实现思路
技术问题本说明书致力于提供通过使两种或更多种金属氧化物反应制备的复合金属氧化物颗粒以及制备所述复合金属氧化物颗粒的方法。技术方案本说明书提供了复合金属氧化物颗粒，包含：由以下化学式1表示的第一复合金属氧化物；由以下化学式2表示的第二复合金属氧化物；以及由以下化学式3表示的第三复合金属氧化物，其中基于所述第二复合金属氧化物和所述第三复合金属氧化物的总重量，所述第二复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％，并且所述第三复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％。[化学式1]La1-xQxGa1-yZyO3-δ[化学式2]LaQGaO4[化学式3]LaQGa3O7在化学式1至3中，Q是半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，Z是半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，并且0＜x＜0.25，0＜y＜0.25且0＜δ＜0.5。此外，本说明书提供了一种用于制备复合金属氧化物颗粒的方法，所述方法包括：合成复合金属氧化物颗粒，所述复合金属氧化物颗粒包含：由以下化学式1表示的第一复合金属氧化物；由以下化学式2表示的第二复合金属氧化物；以及由以下化学式3表示的第三复合金属氧化物，其中基于所述第二复合金属氧化物和所述第三复合金属氧化物的总重量，所述第二复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％，并且所述第三复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％。[化学式1]La1-xQxGa1-yZyO3-δ[化学式2]LaQGaO4[化学式3]LaQGa3O7在化学式1至3中，Q是半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，Z是半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，并且0＜x＜0.25，0＜y＜0.25且0＜δ＜0.5。有益效果根据本说明书的复合金属氧化物颗粒的优点在于，复合金属氧化物颗粒的粒径小且粒径分布均匀。由于根据本说明书的复合金属氧化物颗粒的粒径小且粒径分布均匀，因此可通过使用所述复合金属氧化物颗粒制造致密的膜。在本说明书的一个示例性实施方案中，当用包含钙钛矿型颗粒和结晶二次颗粒的组合物涂覆膜然后烧结时，复合金属氧化物颗粒中的结晶二次颗粒在烧结过程中被改性为钙钛矿型颗粒，因此，所制造的膜可以是由单一的钙钛矿型颗粒形成的膜。附图说明图1是实施例1和2以及比较例1和2中的颗粒的X射线衍射分析图。图2是通过使用实施例1和2以及比较例1和2中的颗粒制备的电解质膜的X射线衍射分析图。图3是示出了通过使用实施例1和2以及比较例1和2中的颗粒制备的电解质膜的离子电导率的图。具体实施方式下文中，将详细描述本说明书。本说明书提供了包含三种或更多种复合金属氧化物的复合金属氧化物颗粒。具体地，所述复合金属氧化物颗粒可包含第一复合金属氧化物、第二复合金属氧化物，和第三复合金属氧化物。所述复合金属氧化物颗粒可包含由以下化学式1表示的第一复合金属氧化物。[化学式1]La1-xQxGa1-yZyO3-δ在化学式1中，Q是半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，Z是半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，并且0＜x＜0.25，0＜y＜0.25且0＜δ＜0.5。在本说明书中，第一复合金属氧化物是LaGaO3基化合物，并且LaGaO3基化合物包括具有氧空位的化合物，因为三价镧(La)和镓(Ga)中至少之一的一部分被具有不同化合价的材料取代。具体地，LaGaO3中的三价镧和镓中的至少之一可以被一价金属、二价金属和四价金属中的至少一种金属取代，并且在这种情况下，由于在原子半径之差大时镧或镓不被取代，所以优选的是，取代镧或镓的金属的原子半径为镧或镓原子半径的90％或更大且110％或更小。在化学式1中，Q可以是锶(Sr)、钙(Ca)、钾(K)、钡(Ba)、铈(Ce)、镨(Pr)和钕(Nd)中的至少一者。在化学式1中，Z可以是镁(Mg)、锂(Li)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)和锗(Ge)中的至少一者。在化学式1中，Q可以是锶。具体地，第一复合金属氧化物可以由以下化学式4表示。[化学式4]La1-xSrxGa1-yZyO3-δ在化学式4中，Z是镁(Mg)、锂(Li)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)和锗(Ge)中的至少一者，并且0＜x＜0.25，0＜y＜0.25且0＜δ＜0.5。在化学式1中，Q可以是锶，并且Z可以是镁。具体地，第一复合金属氧化物可以由以下化学式5表示。[化学式5]La1-xSrxGa1-yZyO3-δ在化学式5中，0＜x＜0.25，0＜y＜0.25且0＜δ＜0.5。第一复合金属氧化物可以是钙钛矿型颗粒。在本说明书中，钙钛矿型氧化物颗粒是指具有立方晶体结构的金属氧化物颗粒，其不仅表现出非导体、半导体和导体的特性，而且表现出超导现象。一般而言，钙钛矿型氧化物颗粒可以由ABO3表示，并且在这种情况下，A位置是立方单元的顶点，B位置是立方单元的中心，并且这些原子与氧一起的配位数为12。在这种情况下，选自稀土元素、碱土金属元素和过渡元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合金属氧化物颗粒，包含：由以下化学式1表示的第一复合金属氧化物；由以下化学式2表示的第二复合金属氧化物；以及由以下化学式3表示的第三复合金属氧化物，其中基于所述第二复合金属氧化物和所述第三复合金属氧化物的总重量，所述第二复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％，并且所述第三复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％：[化学式1]La

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 KR 10-2014-01320991.复合金属氧化物颗粒，包含：由以下化学式1表示的第一复合金属氧化物；由以下化学式2表示的第二复合金属氧化物；以及由以下化学式3表示的第三复合金属氧化物，其中基于所述第二复合金属氧化物和所述第三复合金属氧化物的总重量，所述第二复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％，并且所述第三复合金属氧化物的含量为30重量％至70重量％：[化学式1]La1-xQxGa1-yZyO3-δ[化学式2]LaQGaO4[化学式3]LaZGa3O7在化学式1至3中，Q是半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镧原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，Z是半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的一价金属、半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的二价金属，和半径为镓原子半径的90％或更大且110％或更小的四价金属中的至少一种，并且0＜x＜0.25，0＜y＜0.25且0＜δ＜0.5。2.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中Q为锶(Sr)、钙(Ca)、钾(K)、钡(Ba)、铈(Ce)、镨(Pr)和钕(Nd)中的至少一者。3.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中Z为镁(Mg)、锂(Li)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、锌(Zn)和锗(Ge)中的至少一者。4.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中在化学式1至3中，Q为锶。5.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中在化学式1至3中，Q为锶且Z为镁。6.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中所述复合金属氧化物颗粒的平均粒径为6μm或更小。7.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中所述第一复合金属氧化物为钙钛矿型颗粒。8.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中所述第二复合金属氧化物和所述第三复合金属氧化物为结晶颗粒。9.根据权利要求1所述的复合金属氧化物颗粒，其中所述复合金属氧化物颗粒是这样的颗粒，其中在X射线衍射分析图中出现2θ值为32°或更大且33°或更小的第一峰，在所述图中2θ值为31°或更大且小于32°的第二峰，以及在所述图中2θ值为29.5°或更大且30.5°或更小的第三峰。10.根据权利要求9所述的复合金属氧化物颗粒，其中所述第一峰为与所述第一复合金属氧化物相关的峰。11.根据权利要求9所述的复合金属氧化物颗粒，其中所述第二峰为与所述第二复合金属氧化物和所述第三复合金属氧化物相关的峰。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟优，柳昌锡，金钧中，任上赫，崔光郁，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR