质子导体固体氧化物燃料电池（H-SOFCs）是用于发电的全固态电化学能转换装置,具有发电效率高、全固态结构、低污染以及燃料灵活等优点,正吸引越来越多研究者的关注。电化学模型模拟技术有利于理解电池内部的电化学反应过程和物质迁移过程,对实验研究和提升电池性能有重要的指导作用。在质子导体固体氧化物燃料电池中,由于质子导体电解质材料存在不可忽略的电子空穴电导率,而引起的电解质内部短路（泄漏电流）是影响电池性能和能量效率的重要因素。了解泄漏电流的影响因素以及不同因素的相互作用对H-SOFCs技术的发展至关重要。本文首先依据钙钛矿型质子导体中电子空穴缺陷产生的机理,结合热力学分析,推导出电子空穴浓度与氢气分压力的关系式。然后在考虑电解质层内电子空穴电导率的不均匀分布的基础上,建立了一个新的电化学模型,用于研究泄漏电流和电池性能。同时推导出泄漏电流的解析解,并得出泄漏电流的主要影响因素。最后以BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3为电解质材料的H-SOFCs实验数据对模型进行验证,发现模型预测结果与实验数据吻合较好,证明了模型的有效性。利用该模型对影响泄漏电流的因素进行分析,结合单一因素影响和多因素共同影响的研究,得到了以下结论:（1）电解质的平均电子空穴电导率更接近阴极侧的电子空穴电导率,阴极侧气体组分对电解质的平均电子空穴电导率的影响更加明显。（2）温度越低,泄漏电流密度越小、法拉第效率和能量效率越高,说明降低温度可以一定程度上减轻电流泄漏。（3）通过降低阴极侧氧分压可以减轻电流泄漏,但会牺牲一定的开路电压,而且浓差过电势造成的电压损失也会相应增加。（4）在电解质的电子空穴导电性高和电极性能差的情况下,增加电解质的厚度能够明显减少电流泄漏。（5）随着电解质的电子空穴电导率的增加,H-SOFCs的法拉第效率、能量效率和功率密度出现线性的下降,而且下降的速率随着电解质厚度的变薄而加快。（6）提高电极的性能可以减少由于电流泄漏造成的电压和电流损失,从而提高H-SOFCs的法拉第效率、能量效率和功率密度。本文的理论研究结果能够在一定程度上为H-SOFCs的合理设计和优化提供新的思路和有价值的指导。