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固体氧化物燃料电池（SOFC）是直接将碳氢化学能转换为电能的装置,无需燃烧反应,因此其具有清洁无污染、转换效率高、无噪声等优点。但是存在许多亟待解决的问题,例如材料老化、阳极硫毒化以及阴极的铬（Cr）毒化。其中阴极材料的Cr毒化是严重影响SOFC长期稳定性的一个问题,而通过电化学检测与材料分析的方法有一定的局限性,比如只能测试电流、电压等物理特征,而对于微观层面的毒化机理以及毒化和热力学性能之间的关系难以阐述清楚。因此,我们发展了从微观的材料计算到宏观的电化学测试、多物理场模拟相结合的研究方法,对传统阴极材料LSM的毒化特性做了深入系统的研究,揭示了燃料电池Cr毒化的机制。论文的研究内容分为以下几点:首先描述了SOFC的基本运行理论,基于文献调研综述了SOFC阴极材料的种类,并且总结了SOFC阴极Cr毒化的研究进展以及尚待解决的问题。同时,在COMSOL多物理场模拟结果的基础上,通过设计实验来测试LSM阴极接触SUS430不锈钢烧结前后阴极材料电导率变化情况,建立了探测气孔率以及施加的压力与阴极Cr毒化造成的电导率下降之间的关系。为了模拟不锈钢中的Cr与LSM阴极的反应,我们设计对比不同比例的LSM/Cr2O3混合物进行烧结实验,并测试分析其生成产物。此外,针对Cr在LSM晶体表面的吸附以及扩散行为进行DFT第一性原理计算,分析了Cr在LSM不同晶面上的吸附能以及迁移能的变化。其次利用COMSOL多物理场软件分别构建了SOFC半电池模型以及微观阴极/电解质/阳极（三明治）接触模型。在半电池模型中,我们假设了Cr的分布在沿着垂直于阴极向电解质的方向增加,因此在该方向上毒化之后的物理参数例如杨氏模量（E）、泊松比、热膨胀系数（TEC）、电导率等设置为Cr分布的函数,然后耦合动量传输、质量传输、热传输、电子和离子传输方程进行求解,得出Cr毒化前后热应力的分布情况。与之不同的是,在三明治微观模型中,我们设置了阴极与电解质接触层,研究了接触层的接触模式的变化对电解质和阴极界面处应力的影响,同时假设接触层完全被毒化之后在接触面处热应力的变化情况。综上,我们利用各种方法揭示了SOFC阴极Cr毒化机理,并且预测了在宏观以及微观层面上Cr毒化对热应力的影响,同时研究了接触面的接触形式对微观热应力的影响,对SOFC材料改性以及运行性能预测提供了理论基础。