为顺应社会高速发展的能源需求和遵循可持续发展战略,需要开发清洁高效的能源转换与储存器件。锌-空气电池具有理论能量密度高、低成本和环境友好等优点,有望发展成为继锂离子电池后的主流电池。由于阴极氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）动力学缓慢限制了锌-空气电池的性能,开发廉价高效的非贵金属催化剂是解决该问题的关键。钴基磷化物具有高电导率和耐久性等优点,可作为替代贵金属催化剂的材料之一,但因其氧还原活性较差,不能满足商业化锌-空气电池的需求。掺杂金属阳离子是改性材料催化活性的方法之一。基于此,本工作以磷化钴和氮掺杂碳为结构单体构筑磷化钴@氮掺杂碳复合材料,将所制备的复合材料进行改性,并对其电化学性能进行系统研究。主要研究内容和结论如下:（1）将三嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷（P123）作为主要碳源,单氰胺（DICY）作为主要氮源,磷酸二氢铵（NH4H2PO4）作为主要磷源,通过调节P123的加入量制备了一系列氮掺杂碳包覆磷化钴纳米颗粒（Co2P@NC-x）复合材料催化剂。结果表明,P123的加入量会影响氮掺杂碳纳米管的形成、材料的比表面积和石墨化程度等。与制备的其它样品相比,Co2P@NC-4催化剂含有丰富的石墨氮和吡咯氮,比表面积较高,使其表现出最佳的ORR/OER活性和动力学反应速率,将Co2P@NC-4作为可充锌-空气电池的阴极催化剂时电池展现出了较高的功率密度和稳定的循环性能。（2）掺杂金属阳离子引入缺陷一定程度上可以增加活性位点或赋予催化剂新的催化活性。在第一部分的工作基础上,掺杂过渡金属元素Fe对Co2P@NC进行改性,通过调节Fe的掺杂量合成一系列(Co1-xFex)2P@NC催化剂。研究发现,掺杂一定量的Fe能够提高材料的比表面积和缺陷程度,有利于活性位点的暴露。(Co0.90Fe0.10)2P@NC在碱性条件下表现出了比Co2P@NC优异的ORR/OER催化活性和稳定性。(Co0.90Fe0.10)2P@NC基二次锌-空气电池也具备更好的倍率性能、更高的功率密度和更优的循环稳定性。（3）以乙酸锰作为锰源,调控锰的掺杂量合成一系列(Co1-xMnx)2P@NC。结果表明,Mn的掺杂没有改变原来的物相结构,合适的掺杂量可以增加材料的缺陷程度,并提高吡咯氮的含量和比表面积,丰富材料的活性位点,从而获得优异的ORR/OER性能。经过优化的(Co0.95Mn0.05)2P@NC催化剂ORR/OER性能优于Co2P@NC,作为锌-空气电池的空气阴极催化剂时,与基于Co2P@NC的锌-空气电池相比,具有更大的功率密度和更好的倍率性能。