固体氧化物燃料电池（SOFC）是不需要将化学能燃烧而直接转化为电能的清洁能源装置。SOFC具有燃料范围选择广、材料价格低及电化学反应过程中不产生CO等有害气体的优点。随着对SOFC相关研究的不断探索,SOFC的研究制备技术日渐优化,但还面临着些许问题。如另外传统SOFC工作温度过高,工作温度达到800-1000℃时才能达到电池启动的温度条件,过高的工作温度对电池电化学组件之间热膨胀系数及材料本身性能要求高,并且电池寿命降低。为解决上述问题,SOFC的核心材料电解质成为研究热点。目前研究的电解质主要有以下几类:钙钛矿结构氧化物、层状钙钛矿结构、铌酸盐型氧化物和烧绿石型。钙钛矿型结构氧化物中BaCeO3和Ba Zr O3的质子电导率表现优异。其中BaCeO3基电解质材料具备良好的烧结性能,优于Ba Zr O3基电解质材料的电导率,已成为ABO3型电解质材料的研究热点。本篇论文主要探究了不同元素共掺杂对BaCeO3基电解质材料综合性能和微观结构的影响。对ABO3型结构的A位掺杂Sr、B位掺杂Sm、Zr、Y、Zn等元素来降低电解质材料的烧结温度并提高其致密度、质子电导率以降低SOFC电解质材料的工作温度。本文采用柠檬酸燃烧法制备了Ba0.6Sr0.4Ce1-x-yZrxSmyO3-δ（BSCZS-x,y;x,y=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20）,Ba0.6Sr0.4Ce0.9-zYxSm0.1O3-δ（BSCYS-z;z=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20）和Ba0.6Sr0.4Ce0.9-nZnnSm0.1O3-δ（BSCNS-n;n=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20）共掺杂的电解质材料。利用XRD、SEM对电解质观察电解质材料物相结构及微观形貌,测试其电化学交流阻抗和电导率,详细地分析了共掺杂对BaCeO3基电解质材料的晶型结构、微观形貌和质子导电性能的影响。对共掺杂的BSCZS-x,y电解质的研究结果显示,柠檬酸燃烧法可以制备稳定无杂质相产生的钙钛矿结构的电解质材料,钙钛矿结构B位掺杂Zr4+显著提高电解质材料的烧结性能。随着掺杂量的增加,电解质晶粒尺寸变大,空隙率减小。Zr4+、Sm3+的共掺杂显著提高了BSCZS电解质的电导率,电导率随着掺杂量的增加而升高,当掺杂量到达一定数值后电导率逐渐降低,即当x=0.1,y=0.1时电导率最高,σ=3.33×10-3 S/cm（700℃）,此时活化能最低为13.32 k J/mol。相比Zr4+掺杂的电解质材料,Sm3+掺杂量的变化使电解质材料的电导率变化程度更大,Sm3+在提升电解质材料的质子电导率中具备更大的优势。另外我们还研究了B位掺杂Y3+、Sm3+对BaCeO3基钙钛矿结构电解质材料综合性能影响。结论表明,采用柠檬酸燃烧法在900℃下煅烧5小时便可制备出稳定无杂质相形成的钙钛矿结构电解质。烧结温度越高BSCYS-z电解质的微观形貌越致密,当烧结温度为1250℃时可致密度高且无空隙存在的电解质材料。显著提升了BSCYS-z电解质的烧结性能。随着Y3+掺杂量的增加,BSCYS-z电解质晶粒尺寸增大,晶粒间的空隙减少直至消失。相比未掺杂Y3+时,烧结性能显著提升。BSCYS电解质的质子电导率随掺杂量的增加而升高,总体电阻降低。当Y3+掺杂量为z=0.20,烧结温度为1250℃时,BSCYS-0.2具有最佳的形貌结构和电化学性能,致密度高、晶粒尺寸大且分布均匀。电导率达到0.158 S/cm（700℃）,电解质活化能达到8.75 k J/mol。对BSCNS-n电解质及不同价态元素掺杂的BaCeO3基电解质综合性能的讨论分析表明,采用柠檬酸燃烧法制备的Ba0.6Sr0.4Ce0.9-nZnnSm0.1O3-δ电解质材料物相结构单一稳定,Zn2+的掺入显著提升了BaCeO3基电解质烧结性能。电解质材料的质子电导率随着Zn2+掺杂量的增加而提高,当掺杂含量达到一定值时,质子电导率随之降低。即当Zn2+掺杂量为n=0.10时,电导率表现最佳,为1.47×10-2 S/cm（700℃）,活化能为13.19 k J/mol。Zr4+,Y3+,Zn2+掺杂的BaCeO3基电解质晶型结构相同,均没有杂质相的形成,Zn2+掺杂的BSCNS-0.10电解质具备最佳的致密度、晶粒尺寸最大,烧结性能最好。Y3+掺杂的BSCYS-0.20电解质电导率最高且活化能最低,分别为σ=0.158 S/cm（700℃）,E=8.75 k J/mol。Y3+掺杂的BSCYS-0.20电解质在550℃时测得的总电阻值与700℃时仅相差3.2Ω,电导率为4.41×10-2 S/cm。综上所述,三价态的Y3+掺杂的BaCeO3基电解质材料具备结构稳定、烧结性能良好、致密度高、质子电导率优异的特点,更适用于中低温工作环境的应用。