随着对环境保护意识逐渐增强,人们对新能源和清洁能源的研究不断深入,新能源电池的研究也取得了很大的进展,镁空气电池就是其中之一。但是由于镁阳极在水相电解液中存在较为严重析氢腐蚀,导致电池阳极利用效率较低,成本增加,使镁空气电池还不能够很好的商业化应用。故本文通过采用双电解液体系对镁空气电池阳极的优化以及利用水溶性石墨烯对电池电解液的优化,来提高镁空气电池的阳极利用率和放电电压。试验中使用的主要检测分析方法为动电位极化测试,电化学阻抗谱（EIS）,静态腐蚀测试,X-射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）和电池放电测试。具体工作如下:1.在本课题组研究的基础上,阳极采用Mg-6Al,Mg-6Al-1In,Mg-6Al-1Ce,Mg-6Al-1In-1Ce四种合金,研究了单液/双液不同体系的镁空气电池电化学性能和放电性能。通过静态腐蚀实验发现,镁合金阳极在3.5 wt%的Na Cl水溶液中的腐蚀速率大于在有机溶液中的腐蚀速率,说明有机溶液可以很好的抑制镁阳极析氢腐蚀,这与电化学测试和静态腐蚀形貌的结果相吻合。通过放电测试发现,双电解液体系与单液体系的镁空气电池相比有着较高的阳极利用率,并且使用Mg-6Al-1In-1Ce作为阳极,电池在2 m A·cm-2电流密度下,Mg（ClO4）2-DMF/Na Cl-H2O和Mg（ClO4）2-AN/Na Cl-H2O溶液体系中的阳极利用率分别可以达到61%,65%。但是放电电压会有小幅度降低,这是因为有机溶液的电导率低于Na Cl溶液造成的。在1 m A·cm-2恒流放电时,Mg（ClO4）2-AN/Na Cl双电解液体系镁空气电池的综合放电性能最好,阳极利用率为55%,相较于单液Na Cl体系镁空气电池提高了27%,放电电压可达到1.375 V,能量密度为1250 Wh·Kg-1。2.采用改进的Hummers法,以石墨粉为原料,成功制备出氧化石墨烯（GO）,之后将制得的GO和对肼苯磺酸（PHS,分子式:C6H8N2O3S）混合,进一步合成得到水溶性石墨烯（PG）。FT-IR结果表明PG中成功引入了PHS中的磺酸基团。使PG在水溶液中具有良好的分散性。将一定量的PG加入到3.5%的Na Cl水溶液中,通过电化学测试发现,Mg-6Al-1In-1Ce在加了PG的溶液中具有更高的电化学活性和较低的自腐蚀速率。高导电率、高比表面积的层状石墨烯可以提高离子迁移率,保护镁阳极,减少Cl-对阳极的腐蚀。在放电测试方面,在前期实验的基础上,使用放电性能最好的Mg-6Al-1In-1Ce合金作为镁空气电池阳极,分别研究了在单液Na Cl溶液中和不同双液体系Mg（ClO4）2-DMF/Na Cl-H2O和Mg（ClO4）2-AN/Na Cl-H2O中加入不同质量PG的放电性能,PG在Na Cl溶液中的浓度分别为0、0.5、1 g·L-1。发现随着PG浓度的增加,电池放电的平均电位先增加再降低。当浓度为0.5 g·L-1时,镁空气电池有着较高的平均电位和阳极利用率。且放电电流为1 m A·cm-2时,Mg（ClO4）2-AN/Na Cl双电解液体系镁空气电池的综合放电性能最好,阳极利用率为89%,相较于单液Na Cl体系镁空气电池提高了61%。放电平均电位可达到1.42 V,能量密度为2840 Wh·Kg-1。