随着电动汽车的快速发展，寻找和开发具有高能量密度的新型锂二次电池显得至关重要，锂空气电池是目前研究最为活跃的体系之一。采用量子化学为主的理论方法，有助于深入认识和理解锂空气电池电化学界面的一些关键科学问题。本文从理论计算的角度出发，开展对于锂空气电池的正极催化剂材料及电解液等关键组件的研究。主要研究内容如下:　　1.MnO晶体的(100)、(111)-Mn和(111)-O晶面对锂空气电池充放电过电势影响的机理研究。　　在N掺杂石墨烯(NG)表面上均匀生长MnO晶体，该复合材料表现出了优异的OER催化性能。通过MnO/NG材料的XRD谱，构建了主要的三个MnO表面——MnO(100)面，Mn暴露的MnO(111)-Mn面，O暴露的MnO(111)-O面。从热力学的角度分别计算了在这三个表面上的ORR和OER过电势。结果表明，MnO/NG复合材料所体现出来的优异电化学性能主要是由MnO(100)面所贡献的。　　2.α-MnO2/RuO2与DMSO体系的协同催化性能研究。　　通过机械混合方式在石墨烯上平铺一层α-MnO2/RuO2复合材料，选取DMSO作为电解液时，三者之间的协同效应使得该体系具有优异的电化学性能。通过计算α-MnO2/Li2O2/DMSO以及RuO2/Li2O2/DMSO两个三相界面处的表面张力，发现Li2O2能够以平铺的方式润湿RuO2表面，但是由于Li2O2不能润湿MnO2表面，因而以大颗粒的形式存在。并且该复合材料中，α-MnO2作为“储存”Li2O2的仓库，RuO2作为催化Li2O2分解的活性反应位点，所以体现出极低的OER过电势。　　3.LiO2在电解液当中的行为（歧化）机理研究。　　选取DME、DMSO和Me-Im这三种电解液，阐明了LiO2在其中的存在形式和歧化机理。与气相当中相比，四种构型的二聚体(LiO2)2的相对稳定性差异变小。并且在不同电解液当中，其还倾向于形成更大的团簇。此外，随着LiO2在电解液当中聚合度的增大，LiO2的歧化反应更容易进行。