阴极是SOFC重要的组成部分，阴极的性能对整个电池的性能起着决定性的作用，近年来人们一直在通过各种努力寻找一种在中低温具有更好的催化活性而且在高温具有良好稳定性的新型阴极材料。最近具有K₂NiF₄型类钙钛矿结构进入了人们的视线，这种氧化物是由AO岩盐层以及ABO₃钙钛矿层在空间交替排列而来，这种材料在中温区具有较好的混合离子-电子电导率，而且具有较高的氧表面扩散系数，具有更高的对氧的还原反应的催化能力，因此成为SOFC阴极材料的强力竞争者。将SOFC阴极材料与具有一定离子电导率的电解质材料复合既可以使阴极材料与电解质间的热膨胀系数更加匹配，又可以将三相反应区从阴极电解质界面扩大到整个阴极，有效的降低阴极上由于极化造成的电池内阻的损失。Pr掺杂的铈酸盐Ce_1-xPr_xO_2-δ是一种低离子迁移数的混合离子-电子导体，当Pr的摩尔比超过0.2时它具有比传统电解质材料Ce_0.8Gd_0.2O_1.9更高的氧离子电导率。虽然在Ce_1-xPr_xO_2-δ系列样品中Ce0.8Pr0.2O2-δ的电导率并不是最高的，但它具有合适的TEC及一定的机械性能。因此可以预计将La_0.6PrSr_0.4NiO_4+δ和Ce_0.8Pr_0.2O_2-δ复合之后会得到具有较好的电化学性能的复合阴极。利用溶胶-凝胶法合成了LPSN以及CPO粉体材料，通过手磨机械混合的方式制备了（1-xwt%）LPSN-（xwt%）CPO（x=0,10,20,30,40,50）系列复合阴极，简记为LPSN-xCPO（x=0,10,20,30,40,50）。LPSN和CPO（GDC）之间具有较好的化学相容性，但GDC和CPO却容易发生固溶。复合阴极的电导率较纯的LPSN均有不同程度的降低，而由电导率数据拟合出的活化能较纯的LPSN都有少量的增加。复合阴极的平均热膨胀系数较纯的LPSN都有所增加，但与GDC之间仍然具有较好的热匹配性。LPSN-CPO系列复合阴极中LPSN-40CPO具有最小的极化电阻，在700℃时空气中测试的极化阻抗为0.22Ωcm²，只有相同条件下纯LPSN的1/8。不同氧分压下的阻抗谱的研究表明，阻抗谱由两个弧组成，高频弧代表氧的吸附、解离以及扩散过程，而低频弧则代表氧气在疏松多孔阴极内部的输运过程。在将CPO球磨之后再与LPSN复合，可以打开CPO粉体之间的团聚体，使CPO更均匀的分布在LPSN表面，因此可以得到具有更好的电化学性能的复合阴极。通过对烧结温度和烧结时间对复合阴极电化学性能的影响研究确定了电极最佳制备条件为1050℃烧结3h。LPSN-SDC（GNP法制备）系列复合阴极中LPSN-40SDC电化学性能最佳，但由于甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的GDC（SDC）的预烧温度只有800℃，在制备电极过程中经过1000℃高温烧结后发生了GDC（SDC）颗粒烧结的现象，非但没有有效的拓展TPB反而堵塞了气孔，影响了气体的输运，从而导致LPSN-SDC（GDC）（GNP法制备）系列复合阴极的电化学性能不佳。LPSN-40SDC（GDC）（sol-gel法制备）复合阴极的极化电阻较纯的LPSN有了很大程度的降低，700℃时LPSN-40GDC和LPSN-40SDC在空气中的极化电阻分别为0.18Ωcm²和0.22Ωcm²，LPSN-CPO和LPSN-GDC（SDC）（sol-gel法制备）复合阴极在GDC电解质上的电化学性能对比结果表明，由于LPSN-CPO和GDC接触面上存在裂纹，虽然CPO的离子电导率要高于GDC以及SDC，但LPSN-CPO系列复合阴极的电化学性能却不如LPSN-GDC（SDC）系列复合阴极好。以LPSN-40CPO为阴极的GDC电解质支撑型单电池在700℃时开路电压达到0.78V，由于电解质欧姆阻抗过大，电池的最大输出功率密度只有85mWcm-2。YSZ-GDC双层膜阳极支撑型单电池由于引入了与复合阴极具有更好的化学相容性及热匹配性的GDC隔离层，在保证开路电压足够高的情况下，电池的欧姆阻抗和极化阻抗得到了有效的降低，因此在700℃时电池的最大输出功率密度提高到317mWcm^-2。