固态氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效清洁的能量转化装置。为了降低材料成本、提高电池性能和寿命,中温SOFC（600-800℃）已成为近十年来的发展趋势。如何提高阴极材料表面氧还原反应的速率是亟待解决的重要课题。本文首次应用等离子体辉光放电技术在阴极材料表面形成具有纳米结构的过渡金属镀渗层,提高了阴极材料的氧还原性能。本文应用电导弛豫法和阻抗谱弛豫时间分布技术表征了阴极材料表面氧还原速率和电极极化阻抗。同时提出了从阻抗谱解算弛豫时间分布改进方法,为中低温SOFC阴极制备和表征提供了新思路。本文用（La,Sr）（Co,Fe）O₃（LSCF）阴极材料为例,应用等离子体辉光放电技术进行LSCF表面修饰,成功在其表面镀渗靶材纳米颗粒,提高了表面氧还原催化活性。采用Ni/Cu/Fe空心阴极本身作为靶材,H2/Ar作为等离子体发生气氛。通过等离子体轰击靶材表面,在空心阴极内部形成一定浓度的靶材原子。样品置于空心阴极中,原子逐渐在表面聚集形成镀渗层。本文研究了镀渗Ni/Cu/Fe的工艺参数（温度、时间）与表面形貌的关系。结果表明,说随着温度的升高,镀渗层颗粒尺寸增大,生成相由低价态金属氧化物变为高价态氧化物,低温下镀渗层致密度较低;随着时间的延长,镀渗层颗粒数量增多,尺寸增大,镀渗层变厚;镀渗Ni/Fe形成柱状晶,而镀渗Cu形成球状和多边形颗粒,进而达到了通过控制工艺参数来控制表面形貌的目的。以上工作为表面修饰LSCF在单电池上的应用提供了可行工艺。本文对最佳工艺下的表面氧还原进行了初步表征。通过电导弛豫法,发现LSCF表面镀渗Ni后的表面氧交换系数在750℃时相比于未修饰的提高一个数量及以上。进一步优化了阻抗谱弛豫时间分布表征表面氧还原的理论方法,采用高斯方程对电化学阻抗谱数据进行离散化处理,得到了分辨率更高的计算结果。在综合考虑分辨率和数据稳健性后,得到了高斯方法的最佳参数。运用高斯方法对LSCF在不同温度下的阻抗谱进行了数据计算,可以分析出在不同温度下影响LSCF电化学行为的限制因素。