固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell（SOFC））是利用物质之间化学反应将化学能直接转换成电能的装置。由于不经过燃烧过程,且不受卡诺循环的限制,所以SOFC具有高能量转换率、对环境友好等新型能源所需的优点。阴极材料是SOFC的关键组分之一。本论文以锰系钙钛矿结构Ln_1-xSr_xCr_0.5Mn_0.5O₃（Ln=La,Pr,Nd,Sm,Gd）（x=0.1,0.3,0.5）、双钙钛矿结构La_1-xBiMn₂O₆（x=0.0-0.20）和La_2-xNiMnO₆（x=0.0-0.4）为研究对象,通过形成阳离子(La³⁺)缺位,合成系列阴极材料,考察它们作为中温SOFC阴极材料的性能,诣在发现有较高电化学性能且与电解质具有较好相容性与较强稳定性的新型阴极材料。首先,本文采用高温固相法合成钙钛矿结构Ln1-xSrxCr0.5Mn0.5O3。研究发现这类化合物与CGO电解质有着良好的高温化学相容性。同时Sr²⁺的掺杂使Ln_1-xSr_xCr_0.5Mn_0.5O₃材料的电导率增大,从而改善阴极的电化学性能;但是随着Sr²⁺的掺杂量增大到x=0.7,体系中形成SrCrO₄,故后续工作选择Ln_0.5Sr_0.5Cr_0.5Mn_0.5O₃（Ln=La,Pr,Nd,Sm,Gd）系列进行电化学性质研究。测试发现阴极的极化电阻随着稀土元素原子序数增加而出现增大,La0.5Sr0.5Cr0.5Mn0.5O3的极化电阻在700^oC测试温度时为0.2?cm²。通过在不同氧分压条件下的交流阻抗测试,发现随着测试温度升高,La_0.5Sr_0.5Cr_0.5Mn_0.5O₃阴极上氧还原反应的速率控制步骤由氧离子经过三相界面向电解质传导过程转变为电荷转移过程。采用高温固相法合成了La_2-xBiMn₂O₆（x=0.0-0.4）)系列阴极材料。研究发现这类化合物与CBO电解质有着良好的高温化学相容性。LaBiMn₂O₆阴极在700 ^oC的极化电阻为0.71?cm²;过电位为85mV时,阴极电流密度达到216 mA cm^-2。镧缺位明显改善了电极的电化学性能。La0.80Bi Mn2O6阴极材料在700 ^oC测试时,极化电阻降低到0.18?cm²。过电位为180 mV时,阴极电流密度可达975 mA cm^-2。通过不同氧分压条件下的交流阻抗测试,确定了La_0.80BiMn₂O₆阴极上氧还原反应的速率控制步骤是三相界面（TPB）处氧离子向电解质传输的过程。采用高温固相法合成La_2-xNiMnO₆（x=0.0-0.4）)系列阴极材料。研究发现这些化合物与CGO电解质有着良好的高温化学相容性。La₂NiMnO₆阴极在700 ^oC的极化电阻为0.4?cm²。A位阳离子(La³⁺)的缺位有效地提高了材料的电导率,促进了阴极上的ORR反应;其中La_1.8NiMnO₆在700 ^oC极化电阻仅为0.22?cm²,是具有潜在应用价值的中低温SOFC阴极材料。氧还原反应动力学研究发现,La_1.8NiMnO₆阴极上的速率控制步骤为电解质/电极界面上的电荷转移过程。