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根据平板式高温固体氧化物电解池对阳极材料性能的要求，分别对La0.8Sr0.2MnO3（LSM）和La0.8Sr0.2FeO3（LSF）两种体系的四种阳极材料进行研究，采用了X射线衍射谱（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电化学阻抗谱（EIS）、X射线光电子能谱（XPS）等分析测试手段，从材料的成分和微观形貌入手，分析了在温度、氧分压和极化电流作用下，阳极的电化学性能变化。首先选取xLSM-（100-x）YSZ（0<x<60wt%）复相材料体系，深入研究了该体系随着LSM掺入量的变化，直流电导率转变机制、LSM与YSZ两相的三维连通模型、以及电化学特性的变化规律。结果表明，当x从10增加到30时，该体系的导电机制由离子导电向电子导电转变。当x=20，电导率激活能最大。根据实验结果，提出了该复相材料的三维连通模型，并发现LSM有效电导率与其体积分数的关系符合改进的Koh-fortini关系，该公式的模拟结果与实验测量数据基本吻合。对于多孔LSM-YSZ复合阳极，随着氧分压的增加，极化电阻大幅度减小，但随着孔隙率的增加，阻抗谱中低频弧的半径明显减小。通过微分阻抗谱分析，发现只有中频弧和低频弧与氧分压有关。随着孔隙率的增加，扩散过程的弛豫时间在缩短。而对于多孔LSF电极，随着孔隙率的增加，阳极极化电流对阻抗谱低频部分影响越来越明显，极化电阻随着极化时间延长而增加。采取离子注入法将LSM纳米颗粒引入LSF电极骨架，可以使具有催化活性的纳米颗粒均匀地分布在LSF电极表面，起到修饰效果。其极化电阻在800oC时为0.27·cm2，比单相的LSF和LSM低。进一步采用非水基LSM前驱体溶液包覆LSF电极，制备出芯壳结构电极。研究发现，0.010mol·L-1前驱体溶液所制备的芯壳结构电极，在800oC时其极化电阻约为0.30·cm2；并且在1A·cm-2阳极电流下极化处理20h后，极化电阻增加幅度比LSM-YSZ复合电极小近7倍，表明具有一定的抗阳极极化的潜力。针对经过LSF纳米颗粒修饰的LSF电极，建立了该电极结构的三相界面模型。基于电荷传输和质量传递机制，该模型中将三相界面的长度作为分析阳极浓差过电势的一个因素。模拟结果表明，纳米颗粒修饰后的电极的三相界面长度比传统方法制备的LSM-YSZ复合电极大58个数量级；而浓差过电势随着三相界面长度、氧分压、孔隙率、孔径四个因素的增加而减小，随着阳极厚度的增加而增加。