可充电锌-空气电池具有能量密度高、安全易用、绿色环保、价格低廉的优点,作为一种新型储能设备,目前在大规模储能领域已具有相当的竞争力,前景十分广阔。但是,当前可充电锌-空气电池还存在工作效率低、功率密度低、循环性能差等缺陷,成为制约可充电锌-空气电池广泛商业化应用的首要阻碍。解决这一问题的根本在于优化可充电锌-空气电池的核心部件——空气电极的性能。空气电极上发生氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）需要较高的过电位,如何有效降低过电位是提高空气电极性能的最为关键的任务,这主要依赖于高效双功能氧电催化剂的开发。尽管基于贵金属的氧电催化剂具有优异的ORR和OER催化活性,但由于贵金属价格昂贵,贵金属的使用将使得可充电锌-空气电池的成本激增。过渡金属合金氧电催化剂具有价格低廉、制备简易、耐久性好的优点,有潜力成为贵金属氧电催化剂的替代品。但是,如何进一步提高过渡金属合金氧电催化剂的ORR和OER双功能电催化性能仍然是一项重要挑战。基于此,本论文利用形貌结构调控和材料组成调控策略,开发了一种高效的氮掺杂碳纳米管接枝碳纳米片框架包覆Fe-Co-Ni纳米合金双功能氧电催化剂（Fe Co Ni-NC）。碳纳米管接枝碳纳米片框架使得制备的催化剂具有分级多孔结构,提高了催化剂的比表面积(398.5 m~2 g-1)和电化学活性面积(244.8 m~2g-1),这保证了大量可接触的活性位点的暴露,并有效提高催化剂的电子传输速度和物质扩散能力。同时,Fe-Co-Ni纳米合金被严密保护在氮掺杂碳框架中,使得材料具有良好的耐腐蚀性。通过系统性的表征、电化学实验以及模拟计算,证明了制备的催化剂的活性来源于Fe-Co-Ni纳米合金与对其进行包覆的吡啶氮掺杂的碳层之间的协同作用。Fe-Co-Ni纳米合金能够对吡啶氮掺杂碳层表面的ORR和OER反应位点的电荷密度进行优化,平衡了各个ORR和OER反应含氧中间体在活性位点上的结合强度,降低了ORR和OER反应所需的过电位。Fe Co Ni-NC具有优异的ORR和OER双功能电催化性能,ORR半波电位仅为0.89 V,OER电流密度达到10 m A cm-2时的电位仅为1.54 V,两者之间的差值仅为0.65,超过了商业化Pt/C和Ru O2催化剂。此外,使用Fe Co Ni-NC作为空气电极催化剂的液态可充电锌-空气电池,放电峰值功率密度可达315.2m W cm-2,放电电流密度为100 m A cm-2时的比容量可达803.78 m Ah g-1,在50 m A cm-2的电流密度下可保持稳定循环超过100小时。本论文的工作对制备高性能非贵金属双功能氧电催化剂用于储能技术具有一定的参考价值。