固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种高效的全固态能源转换装置受到了人们广泛的关注。目前,开发中低温阴极材料是该领域的研究热点。铁基钙钛矿氧化物具有适宜的热膨胀系数、较高的稳定性以及较低的生产成本,被认为是极具潜力的阴极材料体系。本论文以改善阴极的物理和电极性能为研究目的,选择LaBaFe2O6-δ和LaBa0.5Sr0.5Fe2O6-δ作为研究的母体材料,通过在材料的A位、B位以及O位采取非化学计量和元素掺杂的方式进行组分调控,来实现电极性能的改进,并研究了上述优化方式对阴极性能的影响和作用机制。通过LaBaFe2O6-δ的Ba非化学计量的方式引入空位缺陷,采用溶胶凝胶法合成了 LaBai-xFe2O6-δ（x=0～0.03）系列材料。研究发现,材料中空位缺陷的形成使其氧吸附能力得到了提升。相比与母体材料,LaBa0.98Fe2O6-δ展现出了更加优异的性能表现。在750℃,极化电阻（Rp）从0.226 Ω cm2降到0.089 Ω cm2。在此研究中还发现,电极的催化活性与氧浓度的变化密切相关,并进一步明确了电极氧还原反应包含氧离子从TPB到电解质的传递、电荷转移和氧分子在电极表面的吸附过程,其中氧分子在电极表面的吸附过程为速率控制步骤。为考察低价态Ca2+取代LaBaFe206-δ中的La元素对电极材料物理和电极性能的影响,制备了 Lai-xCaxBaFe2O6-δ（x=0～0.4）体系材料。研究发现,当Ca取代La元素后,提升了材料的电导率,同时降低了热膨胀系数。增加的氧空位浓度,促进了电极的氧还原反应过程。在La1-xCaxBaFe2O6-δ体系中,La0.7Ca0.3BaFe2O6-δ具有最好的电极表现。在800℃,其Rp降到约为母体材料的3/8,同时电解质支撑的单电池最大输出功率密度（Pmax）达到了452 mW cm-2,并在运行100 h后仍展现出了较好的电极稳定性。鉴于B位元素关联着材料的催化活性,对比考察了高价态Sn4+和Nb5+掺杂提升LaBaFe206-δ催化活性和电极性能的可行性。采用溶胶凝胶法合成了LaBaFe2-xNbxO6-δ（x=0～0.1）和 LaBaFe2-xSnxO6-δ（x=0～0.2）系列材料。研究发现,高价态离子的掺杂增强了材料的氧吸附能力,并通过第一性原理计算验证了该现象。与此同时,材料中平均金属氧键能的增加使热膨胀系数减小。在长时间工作后,电极与电解质之间仍展现出较好的电极界面稳定性。在LaBaFe2-xNbxO6-δ（x=0～0.1）体系中,当Nb的掺杂量x=0.075时,获得了最小的 Rp。在 800℃,具有 LaBaFe1.925Nb0.075O6-δ|SDC|NiO-SDC 构型单电池的Pmax可达到553 mW cm-2,并在运行50 h后,电极性能没有出现明显的衰减。在LaBaFe2-xSnxO6-δ体系中,Sn4+的掺杂提升了材料的电极性能。在相同过电位时,LaBaFe 1.85 Sn0.15O6-δ比母体材料拥有更大的交换电流密度,展现出更强的电催化活性。在800℃,LaBaFe1.85Sn0.15O6-δ具有最好的电极表现,其Rp和Pmax分别为 0.073 Ω cm2和 514mW cm-2。为实现电极性能的进一步提升,采用O位掺杂F阴离子的策略,制备了LaBa0.5 Sr0.5Fe2O6-δ-xFx（x=0,0.1～0.15）系列材料。研究表明,掺杂适量的F离子,有助于改善晶格氧的迁移率以及加快氧在电极表面的交换过程。随着F离子的掺杂,Pp呈现减小的趋势。在测试温度区间内,LaBa0.5Sr0.5Fe2O5.875-δF0.125具有最小的Rp,表现出了最高的电催化活性。氧还原反应动力学以及对应的阻抗谱弛豫时间分布（DRT）结果表明,电荷转移过程为速率控制步骤。在750 ℃,LaBa0.5Sr0.5Fe2O5.875-δF0.125阴极的均为0.073 Ω cm2,且长时间工作性能稳定,是一种有潜力的电极材料。