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本研究采用非水基流延法制备大面积镓酸镧(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ简称LSGM)电解质支撑体,并对与之相匹配的新型高性能电极的材料制备、组织结构和各方面性能特别是电化学性能进行详细系统的研究,为大功率电池堆的组装打下坚实的基础。对固相反应法合成LSGM粉体的制备工艺进行优化,确定了LSGM粉体的最佳煅烧制度为:900℃预烧24 h,1300℃煅烧36 h,得到粉体平均粒径为3.04μm。随后通过沉降试验和粘度测试,确定了LSGM的流延浆料组成:粉料—LSGM 80 g,溶剂—丁酮/乙醇36 mL/24 mL,分散剂—三乙醇胺2 mL,粘结剂—聚乙烯缩丁醛6.4 g,塑性剂—聚乙二醇/邻苯二甲酸二乙酯3.2 g/4 mL。用此浆料流延出的素坯经过1500℃烧结6 h后,制备出宏观平整均匀、大小为10 cm×10 cm的大面积LSGM电解质,相对密度和显气孔率分别可以达到96.0%和0.38%,与玻璃陶瓷密封胶BCAS551的热膨胀匹配性良好,保证了工作温度范围内电池结构的稳定性。电化学阻抗谱分析表明LSGM电解质低温区电导率主要取决于晶界电导,而在高温区电导率主要取决于晶粒电导。低温下由于缺陷缔合的存在,电导率激活能较高为0.91 eV,随着温度升高到600℃解缔合之后,在高温下的激活能较低为0.62 eV。利用NiO-La0.45Ce0.55O2-δ（LDC）阳极/LDC阻挡层/LSGM电解质这一阳极半电池中La3+离子的等活度策略,设计并验证了LDC作为NiO-LDC新型阳极和LSGM电解质之间的阻挡层,来抑制阳极与电解质间的界面反应。采用草酸共沉淀法制备出分布范围较窄平均粒径为1.36μm的LDC粉体。通过对浆料粘结剂、丝网印刷和烧结工艺的系统研究,采用丝网印刷法成功制备出一层厚约10μm、表面致密且与电解质结合紧密的LDC阻挡层薄膜。该薄膜与电解质和阳极间化学相容性和热膨胀匹配性良好,并改善了阳极与电解质之间的热膨胀匹配性,抑制了阳极/电解质界面固相反应的发生,在还原气氛下的混合离子电导促进了阳极/电解质界面的电荷转移过程。采用共沉淀法合成了在分子级水平上混合均匀的NiO-LDC阳极复合粉体,制备了新型NiO-LDC复合阳极。发现NiO的含量决定了阳极的导电机制,当NiO的含量>25mass%时金属Ni在阳极中形成连通的网络结构所导致的“逾渗相变”是造成导电机制发生变化的微观机制,其中NiO含量为60mass%的阳极电导率高达2260 S·cm-1,催化性能较好,在极化电流密度接近200 mA·cm-2时,过电位为0.1V。通过对SrCo0.8Fe0.2O3-δ（SCF）粉体合成工艺、阴极烧结工艺、LDC与SCF和LSGM的热膨胀匹配性和化学相容性的系统研究,制备了SCF-LDC复合阴极,研究表明LDC的加入可以有效改善阴极材料的热膨胀性能,增大阴极的三相反应界面,内层中LDC含量为50mass%的SCF50双层复合阴极的电化学性能最好,800℃时在0.1 V过电位的极化电流密度达到了1.102 A·cm-2,极化电阻为0.1480 ?·cm2,优于单层复合阴极中最佳的SCF60阴极。在此基础上,提出并制备了SCF-LDC三层复合阴极,优化结构为SCF含量在三层阴极中由内至外分别为50mass%、70mass %和10mass %。复合阴极中LDC的加入,不仅大大改善了阴极与电解质间的结合和SCF阴极的热膨胀性能,而且增加了三相界面和阴极的总的比表面积,使三层复合阴极在800℃过电位为0.1 V时,极化电流密度达到了1.32 A·cm-2。通过电化学阻抗谱系统地研究了复合阴极的电化学性能,提出了SCF-LDC三层复合阴极的反应机理:氧的扩散和解离吸附—氧原子在三相界面处发生电化学还原—氧离子由三相界面处向阴极与电解质界面的传输,认为氧的扩散和解离吸附过程成为速度控制步骤。研究了电池各元件的热膨胀匹配性,组装了电池,并对SCF-LDC三层复合阴极组装的电池进行了放电性能测试,在800℃时开路电压为1.073 V,电池的最大功率密度为0.33 W·cm-2。