近年来,固体氧化物燃料电池(SOFC)因其可将燃料化学能高效转换为电能而受到广泛关注。为了使SOFC技术在经济上比化石燃料发电技术更具竞争力,必须有效地降低材料制造成本并延长电池使用寿命,这就需要将SOFC工作温度从高温(800-1000°C)降低到中温范围(500-700°C),同时开发具有高电化学性能的阴极材料,其中BaFeO_3-δ作为具有较高氧还原电催化活性的混合离子电子导体而成为研究热点,但BaFeO_3-δ在低温下为多相结构,且本身电化学性能并不高,需要对其进行改性处理,本论文就是以无钴基钙钛矿氧化物BaFeO_3-δ为基础,通过在Fe位掺杂不同离子稳定其结构,并将材料作为SOFC阴极探究其电化学性能和抗CO₂性等。在论文中主要选取低价态过渡金属元素(Y³⁺)、高价态金属元素(Ce⁴⁺)和高酸性离子(Zr⁴⁺)对BaFeO_3-δ在Fe位进行掺杂,研究其结构、电化学性质和抗CO₂性能等。通过传统高温固相法合成目标产物,发现三种元素离子均可稳定BaFeO_3-δ的多相结构。Y³⁺的离子半径较大,适量掺杂可增大晶胞体积和材料体相的氧空位浓度,同时,阴极的电化学性能和电池长期稳定性都有极大提高,在700°C时,阴极对称电池的极化电阻低至0.057?cm²,全电池功率密度可达1.1 W cm^-2;Ce⁴⁺的掺杂可有效提高氧化物的电导率,其中BaFe_0.95Ce_0.05O_3-δ的最大电导率为8.25 S cm^-1,在高温下可与电解质保持良好的化学相容性;高酸性离子Zr⁴⁺掺杂后电极表面粒子分布均匀,阴极与电解质连接紧密,同时,离子的酸性也能有效改善电池在CO₂环境中的中毒现象。通过Y³⁺,Ce⁴⁺,Zr⁴⁺对BaFeO_3-δ进行掺杂改性发现,离子在Fe位掺杂不仅可以提高材料的氧空位浓度和电化学性质,也可以增强电池的长期稳定性,是一类极具发展潜力的SOFC阴极材料。