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固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将燃料化学能直接转化为电能的装置,具有无污染无噪声和燃料适应性广等优点。SOFC最关键的组件是电解质,电解质材料的性能直接影响了电池的工作温度及功率密度。由于SOFC过高的工作温度一方面使电池组件稳定性下降,另一方面使电池组的选材受到了很大的限制,造成成本的增加。因此开发中温条件下具有良好性能的电解质材料十分必要。本论文采用溶胶凝胶燃烧法制备Gd203和In2O3共掺CeO2电解质粉末,通过研究不同掺杂量的Ce0.9Gd0.1-xInxO2-δ(x=0～0.05)电解质的XRD、SEM、热膨胀率、空间电势差及电导率,探讨不同掺杂量对电解质组织和性能的影响规律;研究不同烧结温度及不同保温时间对电解质Ce0.9Gd0.08ln0.02O2-δ组织和性能的影响,从而获得在中温下具有良好性能的电解质材料。不同掺杂量对电解质Ce0.9Gd0.1-xlnxO2-δ(x=0～0.05)电解质组织和性能影响的研究结果表明:溶胶凝胶燃烧法可以制备In和Gd均匀掺杂CeO2的电解质Ce0.9Gd0.1-xInxO2-δ(x=0.01～0.05),不会出现第二相析出。掺杂元素In提高Ce0.9Gd0.1-xInxO2-δ电解质的烧结性能,随电解质中In掺杂量的增加,电解质晶粒尺寸增大;电解质在晶界的空间电势差呈现先降低后升高的趋势;Ce0.9Gd0.08In0.02O2-δ电解质的空间电势差最小,其在低温下的总电导率最大。在较高的测试温度下,双掺电解质表现出比单掺电解质更优的离子导电性能和电化学性能。测试温度为800 ℃时,Ce0.9Gd0.08In0.02O2-δ电解质的离子电导率较Ce0.9Gd0.1O2-δ电解质提高了 21.4%。不同烧结温度对电解质Ce0.9Gd0.08In0.02O2-δ组织和性能影响的研究结果表明:Ce0.9Gd0.081n0.02O2O-δ电解质的平均晶粒尺寸和空间电势差均受烧结温度影响;随烧结温度升高,晶粒尺寸增大,空间电势差升高,低温区晶界电导下降。当烧结温度为1300 ℃时高温区总电导率达到最大值。不同烧结保温时间对电解质Ce0.9Gd0.08In0.02O2-δ组织和性能影响的研究结果表明:Ce0.9Gd0.08In0.02O2-δ电解质的最佳烧结保温时间为3h,当烧结保温时间太短,电解质的晶粒过小导致迁移率过低;当烧结保温时间过长,电解质晶粒内部无法提供足够氧空位,导致总电导过低。Ce0.9Gd0.08In0.02O2-δ电解质的最佳烧结工艺为1300 ℃保温3h,经该工艺处理后的电解质在800 ℃时的电导率为0.019S/cm;用该电解质制备的单电池,在700 ℃时的最大功率密度为553mW/cm2。