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可充电锂空气电池因其超高的理论比容量而备受关注。经过研究,Li-O2电池可否充电成功的关键在循环时阴极能否发生高度可逆的Li2O2的形成/分解。而由于空气电池中阴极反应的动力学速度迟缓,合成方便,成本低,催化效率高的催化剂研究引起了广泛的研究与关注。类石墨烯材料在光催化,材料化学与电化学中应用广泛,其特殊的物理化学结构表现出许多特殊的性能。本文第三章实验通过将B原子和N原子分别引入碳的惰性π系统中制备了B,N双掺杂二维石墨化碳（BNC）。结果表明,它打破了sp2碳的电化学稳定性,形成了充足的电荷位,有利于O2的吸附和有效激活碳π电子。碳中掺杂的N原子和B原子为催化剂分别提供了自由电子和SPZ空轨道,使电池反应过程中O2-更容易形成与扩散。在500 mA g-1cat电流密度和1000 mA h g-1cat截止容量下,阴极负载BNC的锂空气电池在2.2-4.8 V的电压范围内能保持160次稳定循环,阴极负载s-BNC催化剂的锂空气只持续20次,而阴极负载了GC催化剂的锂空气电池也仅仅循环了12圈。这也从另一方面说明BNC的容量保持率高,对锂空气电池的实际应用具有重要意义。对于复合材料,好的基底材料是成功的关键,本论文第四章实验中通过水热的方法将制备好的纳米级四氧化三钴与BNC合成出不同掺杂比例的碳基催化剂,通过过渡金属氧化物的独特性能使得复合型催化剂的性能比两种纯相催化剂要更好。我们用圆盘电极对不同掺杂比例的复合材料的ORR和OER性能进行了初筛测试,选择出最佳掺杂比例四氧化三钴:BNC质量比为3:1的25%BNC。当对电流密度和电压范围限定后测量负载了制备的催化剂的锂空气电池的电池性能,其中,25%BNC的首次放电容量高达12985 mA h g-1,首次充放电的过电压约为1.02 V。当限定电流密度为500 mA g-1,截止容量为1000 mA h g-1,电压范围为2.2-4.5 V时,其循环圈数为58。以上复合型的催化剂使得电池的放电容量增加,过电压降低,循环圈数提高,电池的综合性能获得极大提升。本论文的结果为锂空气电池及其它金属电池的正极催化剂的合理设计提供了依据。