随着电动汽车的大力发展,传统的锂离子电池技术已无法满足能量密度的要求,迫切需要研究和开发一种高比能量的新型二次电池。锂空气电池具有比锂离子电池高十倍以上的理论比容量(3860 mAh g-1)和比能量(11425 Wh kg-1),有望成为下一代的电动车用储能系统。然而在现阶段,由于空气中H2O和CO2会对电池带来严重的副反应,甚至引起安全问题,大多数的锂空气电池都是在纯氧条件下工作。因此研究应用于在环境空气中工作的锂空气电池的防水透氧层具有重要的理论和实际应用意义。本论文将一种全氟碳化合物(PFC)和硅油(PDMS)混合制备成一种液态的防水透氧层,并将其应用于锂空气电池中,在相对湿度为68%的环境空气下实现了较高的充放电性能。结果表明在电流密度为0.1mA cm-2时,在环境空气中,使用防水透氧层的锂空气电池首次放电比容量为4991 mAh g-1,与锂氧电池的5363 mAh g-1接近,远高于无防水透氧层锂空气电池的比容量1936 mAh g-1。在500 mAh g-1等容量循环模式下,使用防水透氧层锂空气电池可以稳定运行41次循环,接近于在氧气气氛中工作的锂氧电池的47次循环性能。而无防水透氧层的锂空气电池仅循环了8次。在高电流密度0.5 mA cm-2下,使用防水透氧层锂空气电池具有更高的放电平台,且等容量循环性能也与纯氧气氛中的锂氧电池相当。XRD与FTIR表征结果表明,使用防水透氧层的锂空气电池放电副产物更少。PFC-PDMS防水透氧层可以有效地为锂空气电池提供充足的氧传输,抑制水的渗透和电解液的蒸发,是一种非常有前途的锂空气电池防水透氧层材料。