Bi2O3 基电解质：纯的Bi2O3有α、β、γ和δ四种晶体相，其中δ－Bi2O3具有立方萤石结构，在目前报道的所有纯氧离子导体之中电导率最高。但δ－Bi2O3仅在730～825℃稳定存在，低温时易出现相变并产生体积变化，导致材料开裂和性能严重恶化。在Bi2O3中掺杂一些不同价态的金属氧化物可以使δ－Bi2O3的稳定性提高，但随之而来的是材料的离子导电率也降低了。另外Bi3+在低氧分压和还原气氛下容易被还原，造成电子电导。因此，当前Bi2O3基电解质材料的研究重点是寻找新的掺杂体系来提高其稳定性和抑制的Bi3+易还原性[29]。

（2） 钙钛矿型电解质

钙钛矿型( ABO3 ) 氧化物因其优越的导电性能正被人们广泛研究。在钙钛矿晶体结构中，半径较大的正离子 A 和氧离子以立方最紧密形式堆积，A 离子处在由八个氧离子所形成的十二面体间隙位置，半径小的 B 离子占据八面体间隙位置; 这一结构中，A 位通常为 La 系金属元素，B 位通常为过渡金属元素。如下图1。3所示。 钙钛矿型结构示意图

LaGaO3基氧化物是最典型的钙钛矿型电解质，其中 A 位的 La3+可被 Sr2+、Ca2+、Ba2+等取代，B 位的 Ga2+可被 Mg2+、 Fe2+、Co 3+ 等取代。实验表明，A 位的替代对电导率的提高效果是 S2+＞ Ba2+＞ Ca2+，而 B 位替代中 Mg的效果最佳。尧巍华等［30］合成了在 800 ℃ 时氧离子电导率为 0。12 S /cm 的 La0。9 Sr0。1Ga0。8 Mg0。2O2。85电解质。 Huang 等［31］合成的La0。8 Sr0。2Ga0。3Mg0。17O2。815电解质，在 800℃下测得氧离子电导率为 0。17 S/cm，比同温度下YSZ( 0。03S/cm) 要高的多。以 LaGaO3 基氧化物为电解质材料的 SOFCs 稳定性较好，在 873 K 时功率 密度可达到 0。82 W/cm2［32］。值得一提的是，LaGaO3 基电解质材料与常用的钙钛矿型阴极材料有着很好的兼容性，这为电池制备过程中的共烧结提供了可行性。近年来掺杂的 LaGaO3 基电解质材料成为了最有希望的中温 SOFCs 电解质材料。 但是其具有一些明显的缺点：组成元素较多，合成温度较高，很难得到纯相，薄膜化比较困难；Ga在高温下易挥发，导致电解质致密度降低，并生成一些杂相，最终影响电池性能[33]。

（3） 磷灰石型电解质

磷灰石型氧化物 Ln10-x ( MO4 ) Oy ( Ln = La、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy，M = Si、Ge) 作为一类性能良好的可满足 SOFC 使用要求的电解质材料正引起人们的浓厚兴趣。磷灰石型氧化物的晶体结构为六方晶系( P63 /m 空间群) ，由 M-O 四面体阴离子基团和具有 7、9 两种配位数 Ln3+组成［34］。这一独特结构使得磷灰石型氧化物 具有特殊的离子运输功能和高的离子电导率。在对硅系磷灰石型氧化物的研究方面发现[35],[36]，600℃ 时 La10 Si6O27氧离子电导率是 YSZ 的2倍，600℃以下 La10Si6O27氧离子电导率比 YSZ 要高，500℃时 La10Si6O27 氧离子电导率与 LSGM 相近，是( CeO2 )0。79 ( Er2O3 )0。21 的3倍，是BaGe0。8Gd0。2O3的5倍，350℃ 以下 LaD Si6O27氧离子电导率高于( Bi2O3 )0。75( Y2O3 )0。25，200℃时 La10 Si6O27 氧离子电导率( 1。32×10-5S/cm) 比 ( Bi2O3 )0。75( Y2O3 )0。25的离子电导率( 8。82×10-7S/cm) 大 15 倍。在锗系磷灰石型氧化物方面，Nakayama［37］制备的 La9 ( GeO4 )6O1。5 在 800℃ 时的离子电导率达到 0。16×10-2 S /cm; Berastegui［38］发现 La8。933 Sr0。6( GeO4 ) 6O2 的电导率在1160K时达到 0。16 S /cm; Tian 等［39］通过溶胶凝胶-自燃烧法制备出 La9。33Ge6O26在 800℃时离子电导率为 2。 6×10-2 S /cm，电导活化能为 0。89 eV。磷灰石型电解质作为一种新型电解质，由于具有高的氧离子电导率、低的活化能和适中的热膨胀性能等优点，使得它成为中低温化 SOFC 电解质的一种候选材料; 但是目前磷灰石类电解质的化学稳定性、相容性等还需进一步考察，磷灰石型氧化物欲在 SOFC中得到广泛应用还有待于进一步完善和研究［40］。 文献综述 钙钐共掺杂氧化铈薄膜制备工艺的研究(5):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_84582.html