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固体氧化物燃料电池（SOFC）因为具有高转化率和环境友好等优点被广泛关注。A2BO4型类钙钛矿因具有突出的热稳定性以及较小的热膨胀系数（TEC）等优点,有望成为SOFC的阴极材料。本论文系统研究了新型Ln2Cu O4+δ（Ln=Pr,Nd,Sm）类钙钛矿材料的制备、组成以及电化学性能,通过对其A位进行掺杂来提高材料性能。首先,在A位进行Y3+的掺杂。采用溶胶凝胶法在1000℃下煅烧24 h后合成了Ln2-xYxCu O4+δ（Ln=Pr,Nd,Sm;x=0,0.025,0.05,0.1）阴极材料。对阴极材料的物相结构、平均TEC、电导率、电化学交流阻抗进行表征与分析。X射线衍射（XRD）测试结果表明,随着Y3+掺杂量的增加,各阴极材料的晶胞参数均有下降。同时通过相容性测试发现阴极材料均可与SDC电解质保持良好化学相容性。热膨胀测试表明,Y3+掺杂量的增加降低了Ln2Cu O4+δ的平均TEC,在三种A位掺杂中,Pr掺杂材料表现出最低的平均TEC值,其中Pr1.9Y0.1Cu O4+δ的平均TEC值最小,为12.789×10-6K-1。电导率测试表明,与Nd2-xYxCu O4+δ和Sm2-xYxCu O4+δ相比Pr2-xYxCu O4+δ具有更高的电导率,同时Y3+掺杂提高了Ln2Cu O4+δ的电导率,其中Pr1.975Y0.025Cu O4+δ具有最高电导率,在800℃时其值为256 Scm-1。交流阻抗测试表明,Y3+的掺杂,促进了Ln2Cu O4+δ的氧还原活性,其中Pr2-xYxCu O4+δ的ASR值小于其他两种材料。在800℃时Pr1.9Y0.1Cu O4+δ具有最小ASR值为0.204Ωcm~2,表现出良好的电化学活性。随后,在A位进行Ca2+的掺杂。采用溶胶凝胶法在900℃下煅烧12 h后合成了Ln2-xCaxCu O4+δ（Ln=Pr,Nd,Sm;x=0,0.025,0.05,0.1）阴极材料,并对材料进行同样的测试。XRD测试结果表明,Ca2+掺杂量的增加,使阴极材料的晶胞体积逐渐缩小。通过相容性测试发现各阴极材料与SDC电解质具有良好的相容性。热膨胀测试表明,在一定掺杂范围内,Ca2+掺杂降低了Ln2Cu O4+δ的平均TEC,而以Pr为A位掺杂的阴极相比于Nd、Sm具有更低的平均TEC值,其中Pr1.95Ca0.5Cu O4+δ的平均TEC值最小,为12.723×10-6K-1。电导率测试表明,Ca2+掺杂提高了Ln2Cu O4+δ的电导率,其中Pr2-xCaxCu O4+δ比Nd2-xCaxCu O4+δ和Sm2-xCaxCu O4+δ具有更高的电导率,在800℃时Pr1.95Ca0.05Cu O4+δ具有最高的电导率,为265 Scm-1。交流阻抗测试表明,随着Ca2+的掺杂,降低了Ln2Cu O4+δ的氧还原活性,其中Pr2-xCaxCu O4+δ的ASR值小于其他两种系列阴极。掺杂后800℃时Pr1.975Ca0.025Cu O4+δ具有最小的ASR值,为0.336Ωcm~2。最后,在A位进行Sr2+掺杂和Sr2+、Ca2+共掺。采用溶胶凝胶法在900℃下煅烧12h后合成了Pr1.95Sr0.05Cu O4+δ、Pr1.9Sr0.05Ca0.05Cu O4+δ两种材料,并对其进行相同的测试。XRD测试结果表明,Sr2+掺杂和Sr2+、Ca2+共掺使阴极晶胞体积缩小。相容性测试发现两种材料与SDC电解质具有良好的相容性。热膨胀测试结果表明,Sr2+掺杂和Sr2+、Ca2+共掺降低了Pr2Cu O4+δ的平均TEC,平均TEC值分别为13.514×10-6K-1和13.490×10-6K-1。电导率测试结果表明,Sr2+掺杂和Sr2+、Ca2+共掺提高了Pr2Cu O4+δ的电导率,在800℃的电导率分别148 Scm-1和140 Scm-1。交流阻抗测试表明,Sr2+掺杂和Sr2+、Ca2+共掺降低了Pr2Cu O4+δ的氧还原活性,在800℃的ASR值分别为0.918Ωcm~2、1.220Ωcm~2。综上所述,在相同合成条件下,Ca2+掺杂对抑制TEC、提高电导率、改善氧还原活性方面要优于Sr2+掺杂。电化学性能测试表明,适当的Y3+和Ca2+掺杂,材料表现出较高的电导率和较低的面积比电阻值,表明了两种元素的引入可以提升Ln2Cu O4+δ作为SOFC阴极材料的相关性能,获得了具有良好电化学性能的Pr1.975Y0.025Cu O4+δ和Pr1.95Ca0.05Cu O4+δ阴极材料,也为相关研究提供了一定基础。