阴极与连接体界面接触示意图

在平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆的装配过程中，陶瓷阴极和金属连接体的直接接触效果差、应力大，容易产生较大的界面接触阻抗，进而影响电堆的性能和稳定性，通常在阴极和连接体之间添加阴极接触层以改善界面接触。LaNi0.6Fe0.4O3(LNF)具有电导率高、与阴极和连接体材料热膨胀系数相匹配等优点，是平板式SOFC中应用较为广泛的接触层材料。但LNF在电堆长期运行过程中存在颗粒粗化、面电阻变化显著等现象，导致接触界面损坏，进而影响电堆性能。南京理工大学朱腾龙课题组采用干压造粒和高温烧结两种方法，制备了大颗粒LNF材料，并研究了在电流负载下的面电阻演变规律及其对SOFC单电池电化学性能的影响。

面电阻测试结果及及测试前后LNF微观形貌图

研究结果表明，相比未经处理的LNF-1，经过干压造粒和高温烧结的的LNF-2和LNF-3具有较低的初始面电阻，小粒径LNF在电流负载下颗粒尺寸会显著增长；经过干压造粒的LNF-2虽然具有较大颗粒尺寸，但保留了较好的烧结活性，因此在电流负载下也表现出较明显的烧结现象，从而导致面电阻减小。而经过高温烧结预处理的LNF-3则基本失去了烧结活性，在电流作用下的颗粒尺寸变化较小，因此其面电阻保持稳定。此外，具有较大颗粒尺寸的LNF-2和LNF-3单电池欧姆阻抗均小于LNF-1，这与其较低的接触组件面电阻和较好的阴极界面接触有关。同时LNF-2和LNF-3单电池均表现出较小的极化阻抗，表明增大LNF颗粒尺寸能够改善阴极侧空气中氧的传输扩散。在多次热循环实验中，LNF-2单电池表现出优异的初始电化学性能，但由于其自身仍然保留较好的烧结活性，在高温长期运行和多次电化学性能测试过程中，其颗粒更容易粗化，发生孔隙破坏和界面剥离等现象，导致单电池性能明显衰减。相比之下，经过高温烧结预处理的LNF-3材料烧结活性较差，在高温热循环过程中能够保持较好的结构稳定性。

单电池在2.1×10⁴ 及3×10³ Pa阴极氧分压下的阻抗对比图

本文亮点：

1. 相比于没有处理的LNF-1材料，经过颗粒调控的LNF-2和LNF-3可以降低面电阻，实现电流负载下接触组件面电阻快速达到稳态，并在长期电流负载工况下保持结构稳定。

2. 大颗粒尺寸LNF接触材料能够优化阴极界面接触，促进阴极侧的氧扩散运输，提高单电池输出性能。

3. 干压造粒的LNF材料仍保留一定的烧结活性，导致热循环稳定性较差；高温烧结预处理能够显著提升LNF阴极接触材料在热循环和放电过程中的结构稳定性。

热循环前后单电池阴极接触界面变化示意图及微观形貌

同行评议：

1. 在本文中，作者研究了LNF材料颗粒尺寸对阴极接触组件面电阻演变规律及其对 SOFC 单电池电化学性能及稳定性影响机制，发现通过高温烧结增大颗粒尺寸可以降低阴极接触组件的面电阻，实现电流负载下接触组件面电阻快速达到稳态，并在长期电流负载工况下保持结构稳定，对于SOFC性能的提升提供较好的借鉴意义。

2. 本研究面向固体氧化物燃料电池电堆对低电阻、高电导接触材料的实际需要，研究了LaNi0.6Fe0.4O3颗粒尺寸调控对电导和SOFC单电池性能影响机制，并详细分析了采用不同手段对LNF造粒时空气氧含量和热循环等运行条件对单电池性能的影响。论文立意较新颖，思路清晰，所列数据能够很好支撑相应问题，有一定的实际应用价值，文章结构清晰、逻辑合理、写作规范。