固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一类新型的能源转换装置,因其清洁无污染且转换效率高而备受关注和研究。近年来有关于中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）的研究越来越多,相较于传统SOFC,IT-SOFC具有成本更低、材料选择范围更广和寿命更长等优点。开发适合在中温条件下工作的SOFC阴极材料至关重要,双钙钛矿结构氧化物Ln Ba Co2O5+δ（Ln=La、Pr、Nd等）在中低温条件下具有良好的电化学性能,但也存在与电解质材料高温不匹配等问题,因此本文以Pr Ba Co2O5+δ和Nd Ba Co2O5+δ为母体材料,通过采用不同烧结温度、复合或掺杂的方式来进行改性研究。首先,使用溶胶凝胶法合成了Pr Ba Co2O5+δ（PBC）,分别烧结了950℃,1000℃,1050℃和1100℃,并对其电化学性能进行系列研究。结果表明,较高的烧结温度有利于PBC单一钙钛矿结构的形成,但对材料的电化学性能没有提高。烧结温度为1000℃,1050℃和1100℃均可形成纯的钙钛矿相。电导率随烧结温度升高而增大,1000℃煅烧PBC在850℃时的最低电导率为552.5 S cm-1,远高于阴极材料电导率的最低要求;材料的极化阻抗值随烧结温度升高而增大,1000℃煅烧PBC在800℃时极化阻抗最低为0.069Ωcm~2,烧结温度越高,阴极与电解质之间的电荷转移提供的阻抗越大。为进一步优化PBC阴极材料的电化学性能,将1000℃煅烧的PBC阴极与电解质材料SDC复合,根据两种材料的质量比采用机械合成的方式制备了PBC-10%SDC、PBC-20%SDC、PBC-30%SDC和PBC-40%SDC四种样品。实验表明PBC和SDC在高温下具有良好的化学相容性,阴极材料电导率随着SDC的复合量增加下降,PBC-40%SDC在850℃时的电导率最低为108.05 S cm-1。600～750℃的测试范围内,复合阴极的极化阻抗随SDC负荷量的增大而降低,800℃的测试温度下,极化阻抗随复合量先降低后增大,在PBC-30%SDC时,阻抗值最低为0.027Ωcm~2。此外,采用溶胶凝胶法制备了钙钛矿Nd Ba Co2-xNbxO5+δ阴极材料,Nb掺杂量对Nd Ba Co2O5+δ（NBCO）电化学性能的影响。结果表明,Nb元素在NBCO氧化物中的溶限为x=0.02,超过溶限时,升高退火温度和烧结次数都不能形成纯钙钛矿相。为此,对Nd Ba Co2-xNbxO5+δ（x=0、0.01、0.02）阴极的结构和电化学性能进行了研究。在200～850℃的测试范围内,各样品均表现出类金属导电特性,且在同一测试温度下材料的电导率随Nb掺杂量的增大而增大,在850℃时x=0、0.01和0.02的电导率最低分别为370、627和735 S cm-1;通过电化学阻抗谱测试发现,样品的阻抗值都随Nb掺杂量的增多而降低,在800℃时,x=0、0.01和0.02的阻抗值分别为0.078、0.058和0.048Ωcm~2,碘滴定测试后发现Nd Ba Co2-xNbxO5+δ（x=0、0.01和0.02）在室温下过渡金属的价态和氧含量均随掺杂量的增大而增大。