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固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种直接将化学能高效、环保转化为电能的发电设备。作为SOFC核心组件之一,阴极性能的好坏将直接影响整个电池的性能。双钙钛矿SmBaCo205+8(SBCO)阴极材料是离子-电子混合导体,在中温范围内具有高的电导率、氧扩散及表面交换系数,是一种潜在的中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料。针对SBCO阴极材料的热膨胀系数高的问题,本文采用在Co位掺入过渡金属元素Ni和在阴极材料中加入电解质SDC制备复合阴极,研究Ni和SDC的掺入量对材料各性能的影响,并研究不同制备方法对阴极材料的结构和性能的影响。通过在Co位掺入Ni制备SmBaCo2-xNixO5+δ(SBCNx)阴极,研究不同含量的Ni对阴极材料各性能的影响。研究发现,SBCNx的电导率随着Ni含量的增加而减小,SBCO在250℃的电导率达到最大值1091 S·cm-1,而SBCNx的热膨胀系数随着Ni含量的升高有下降的趋势,从SBCO的19.96×10-6 K-1下降到SBCN0.5的16.26×10-6 K-1,而SBCN0.3的热膨胀系数达到了最小值15.59×10-6 K-1。随着Ni掺杂量的增加,SBCNx的极化阻值有上升的趋势而单电池输出功率密度有降低的趋势。其中,阴极材料SBCN0.3不仅有足够的电导率、最小的热膨胀系数(15.59×10-6 K-1),还有相对较低的极化阻值(800 ℃时为0.0464 Ω·cm2)和较高的功率密度(800 ℃时为536 mW.cm-2)。为了研究不同制备方法对阴极材料性能的影响,分别采用EDTA-甘氨酸法(EGP)和固相法(SSR)制备SBCN0.3阴极粉体。结果表明,EGP制备的初始粉体在900 ℃煅烧5h后可形成良好的双钙钛矿结构,颗粒细小且分布均匀;其平均热膨胀系数在25～800℃时为15.59×10-6K-1,远小于SSR的19.0S×10-6K-K。EGP法制备的SBCN0.3样品在500～800 ℃时的电导率为471～256 S·cm-1,其电导率均大于SSR;以EGP合成粉体制备的对称半电池,其阴极具有更好的形貌,颗粒细小均匀、具有良好的气体连通性和更多的三相界面,其电化学性能优于SSR。在阴极材料SBCN0.3中加入电解质SDC制备复合阴极材料SBCN0.3-xSDC来进一步降低材料的热膨胀系数。结果表明,随着SDC含量的增加,材料的热膨胀系数和电导率下降,极化阻值先减小后增大。当SDC的含量为20 wt%,其极化阻值达到最小值,在800 ℃时,其极化阻值为0.0272 Ω·cm2,而其对应的单电池NiO-SDC/SDC/SBCN0.3-20SDC具有最高的输出功率密度628 mW·cm-2。