非水系锂空气电池具有超高的理论比容量,是一种非常有前景的下一代电源体系。但目前非水系锂空气电池还面临着一些严峻挑战,比如稳定性不好、能量转换效率低、循环性能差、阳极腐蚀等。研究和开发高效的阴极催化剂是提高锂空气电池性能最有效的途径之一,使用高活性的催化剂及优化空气电极形貌能促进锂空气电池氧还原（ORR）和氧析出（OER）过程,有效降低过电位,显著改善电池性能。尖晶石型氧化物由于具有高效的双功能催化性能、经济易得等优点,是在锂空气电池中使用较多的催化剂之一。本文围绕CuCo₂O₄尖晶石型氧化物展开研究,用水热法合成了花状、片状、针状等形貌,并分别对这三种形貌的CuCo₂O₄进行了材料表征和电化学性能测试,并探讨了材料的形貌和催化性能之间的关系。本文主要研究结果如下:（1）用水热法合成了花状CuCo₂O₄阴极催化剂,通过调整煅烧温度得到最佳成相温度为400℃。然后探究了添加剂NH₄F浓度对花状CuCo₂O₄形貌的影响,得到当NH₄F为2 mmol时CuCo₂O₄具有更好的性能,比表面积高达64.2 m² g^-1,在电流密度100 mA g^-1下放电容量为9869 mAh g^-1,保持容量500 mAh g^-1循环了64圈。（2）通过水热合成法在碳布表面原位生长了片状CuCo₂O₄催化剂,并将得到的复合物直接作为自支撑阴极进行电池性能测试。发现CuCo₂O₄的包覆能够使放电产物紧贴催化剂表面生成薄膜状,显著地降低充放电过电势,使电池具有良好的可逆充放电能力和循环性能。将片状和针状CuCo₂O₄柔性阴极进行电化学性能对比,发现片状CuCo₂O₄阴极具有更大的放电容量和更好的循环性能,在200 mA g^-1电流密度下放电容量高达11793 mAh g^-1,能保持容量500 mAh g^-1循环65圈。（3）将片状CuCo₂O₄复合阴极组装为柔性电池,在限制容量为500 mAh g^-1条件下能够稳定循环46圈,并测试了其弯折性能,在弯折200次之后性能没有明显衰减,充分验证了该柔性阴极在可弯折设备中应用的前景。