能源是整个世界发展、国家经济增长的最基本的驱动力，是人类生存和发展的基础。二十一世纪，是经济高速发展的时代，伴随着的是能源需求的日益增加以及传统石化能源的日益枯竭，我们正面临着能源严峻的考验。因此新型清洁，可再生的能源日益成为了人们关注的焦点。燃料电池是一种非常有前景的高效清洁型能量转换装置，其能量转换效率高，对环境友好，不排放有害气体，因此燃料电池成为了新世纪最有发展前景的电池之一。阴极是固体氧化物燃料电池的又一个重要组成部分，阴极也叫空气电极，阴极材料的好坏直接影响着单电池的性能。近几年A-位有序的钙钛矿结构引起了人们的关注，有研究表明，有序的A-位钙钛矿结构，有利于氧离子的输运，因而能促进O^2-的扩散，并且能增加反应的表面活性。这类有序的钙钛矿结构的阴极材料被广泛的应用在了固体氧化物燃料电池中，成为了最有前景的阴极材料之一。简单钙钛矿A位是随机分布排列的，而双钙钛矿结构是高度有序化分布的，Ln³⁺和Ba²⁺有序的排列，并沿着c轴形成有序的交替层。双钙钛矿材料LaBaCo₂O_5+δ已经被证实具有很好的电化学性能，但是由于钴基材料通常具有较大的热膨胀系数（TEC），这与传统的电解质相比差距较大，使得阴极材料与电解质材料的热匹配性能不好，从而使整个电池的输出功率密度都大大降低。本文以寻找高性能的阴极材料为目的，通过B位掺杂Ni以及A-位缺陷的方式，降低其热膨胀系数，同时改善其与电解质的匹配状况，提高电化学性能，同时提高电池的整体性能。系统的研究了LaBaCo_2-xNi_xO_5+δ（LBCNx，x=0.0，0.1，0.2，0.3，0.4）和LaBa_1-xCo₂O_5+δ（LB1-xC，x=0.00，0.05，0.06，0.08，0.10）的结构，微观形貌，与电解质的匹配程度，以及电化学性能。本文用EDTA-柠檬酸溶胶凝胶法制备了阴极材料LBCNx，XRD测试结果表明，经过1000℃烧结了10个小时后的LaBaCo_2-xNi_xO_5+δ材料形成了正交钙钛矿结构。当Ni的含量相同时，随着温度的上升，电导率下降；在温度一定时，电导率在Ni含量为0.2时最大而后随着Ni含量的增加而减小。热膨胀系数测试显示，随着Ni含量的增加，热膨胀系数不断减少。半电池和单电池的研究结果表明，LaBaCo_1.9Ni_0.1O_5+δ表现出很好的催化性能，测试温度分别为600℃，650℃，700℃，750℃，800℃时，以SDC为电解质的半电池界面极化电阻分别为0.84296，0.37856，0.15024，0.07808，0.04621Ωcm²；以Ni_0.9Cu_0.1-SDC为阳极，SDC为电解质的单电池，功率密度分别为148.49，275.68，398.69，479.68，525.58mW/cm²。本文采用溶胶凝胶法制备了LB_1-xC阴极材料，并对其电导率，热匹配性及其电化学性能进行了测试。XRD测试结果表明，经过1000℃烧结10个小时之后，LB_1-xC形成了正交钙钛矿结构。当A-位缺位相同时，电导率随着温度的升高而降低；在相同的温度下，电导率随着A-位缺陷的增加呈现了先增加后减小的趋势，LB_0.94C展现了最好的电导率。热膨胀结果表明，随着A-位缺位的增加，热膨胀系数明显的减小。半电池和单电池性能测试结果表明：在800℃时LB_0.94C|SDC|LB_0.94C半电池的阻抗为0.0222Ωcm²；电解质支撑的单电池LB_0.94C|SDC|Ni_0.9Cu_0.1-SDC最大输出功率密度达到了522.85mW/cm²。这表明LaBa_0.94Co₂O_5+δ是一种很有应用前景的阴极材料。本文的基本出发点是降低材料的热膨胀系数，采用B-位掺杂和A-位缺陷的方式降低了材料的热膨胀系数，提高了材料的电化学性能。经过系统的研究，实验结果良好。