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固体氧化物燃料电池(SOFC)能将化学能直接转换成电能,是一种高效和清洁的能量转换装置。电解质是SOFC最为关键的部分,电解质材料的性能在很大程度上决定了 SOFC的运行温度以及输出功率。SOFC在高温运行时会导致电池组件稳定性下降、电池组的选材以及造成成本的增加,因此,开发中低温条件下有着优良性能的电解质材料对SOFC的实际应用具有很大的意义。本论文主要研究Bi0.775La0.225O1.5(LSB)添加CeO2基电解质以及La2O3和In2O3共掺CeO2基电解质的组织和性能。首先采用溶胶凝胶燃烧法和固相反应法分别制备Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)和Bi0.775La0.225O1.5(LSB),然后采用机械混合法制备不同含量LSB添加的GDC(xLGDC);此外采用溶胶凝胶燃烧法制备La2O3和In2O3共掺CeO2电解质粉末,通过研究不同添加量的xLGDC(GDC-LSB,x=0～20wt%)以及Ce0.85La0.15-xInxO2-δ(x=0～0.03)电解质的XRD、SEM、电导率以及功率密度,探讨LSB添加量以及La3+和In3+共掺对CeO2基电解质组织和性能的影响规律。对不同LSB添加量的GDC电解质xLGDC(x=0～20wt%)组织和性能的研究结果表明:所有的xLGDC电解质都是单相的,没有任何其他杂质相存在。当LSB的含量≤3wt%时,xLGDC电解质的相对密度随着LSB的增加而增大;当LSB的含量3>wt%时,xLGDC电解质的相对密度随着LSB的增加而减小。在600时,3LGDC的离子电导率(1.47×10-2 Scm-1)达到最大,比GDC(8.38×10-3 Scm-1)电导率高约75%。以电解质10LGDC制备的单电池在700℃时的电化学性能可以达到655 mWcm-2,该电化学性能比基于GDC的单电池高约110%。10LGDC电解质长期稳定性大于或等于100小时,表明10LGDC电解质具有高稳定性。不同La3+和In3+掺杂量对电解质Ce0.85La0.15-xInxO2-δ(x=0～0.03)电解质组织和性能影响的研究结果表明:采用溶胶凝胶燃烧法可以制备In和La均匀掺杂CeO2电解质,不会出现第二相。由硬球模型计算电解质晶格参数的结果与实验数据一致。Ce0.85La0.15-xInxO2-δ电解质在1350℃烧结的相对密度均在96%以上,且相对密度和晶粒尺寸随着In3+浓度的增加而增大。Ce0.85La0.15-xInxO2-δ电解质的晶粒电导率随着In含量的增加变化不大,而晶界电导率随着In含量的增加而降低。此外,与La单独掺杂的CeO2相比,La和In共掺杂具有更高的离子电导率和更低的活化能。基于Ceo.85La0.14In0.01O2-δ电解质的单电池在700℃时电化学性能达到635 mWcm-2。