目前,锂空气电池（Li-air）作为理论能量密度最高的体系,能够达到11586Wh/kg。在如今高能量密度需求如此旺盛的形式下,是较有发展前景的电池体系之一。虽然理论能量密度极高,但锂空气电池的应用仍无法突破瓶颈,特别是锂空气二次电池,主要表现在实际的能量密度与理论能量密度相差较大,同时循环性能仍限制了其实际使用。在商用的碳材料中仅能达5000-6000mAh/g_carbon左右的放电比容量,因此也并未表现出较有优势的商用价值。固相放电产物的氧化分解常常受限于与电极之间的电子传导,固相催化剂也存在固-固接触的问题,导致充电分解过电位增大。电解液分解等加剧产生副产物,同时无法进一步氧化分解,堆积增多导致电池失效,循环性能差。本论文利用离子液体良好的流动性作为前驱体,商用碳材料科琴黑（KB）作为骨架结构,将两者混合后经过热处理,而得到了表面包覆氮掺杂碳的碳材料（NC-KB）。通过比表面积分析该复合物仍然保持有基体碳材料的孔隙结构,XPS分析结果显示其表面包覆的氮掺杂碳主要是以吡啶型氮和吡咯烷型氮组成。将该复合材料作为空气电极活性物质进行了电池测试,经研究发现该表面包覆氮杂碳能促使放电产物Li₂O₂在空气电极的表面垂直生长,形成纳米片状从而减缓了Li₂O₂在电极表面覆盖的进程,提高了空气电极的孔隙利用率,25mA/g_carbon的恒电流放电下,从碳材料的7400mAh/g_carbon提高至复合材料12400mAh/g_carbon。同时电解液中锂盐浓度对锂空气电池放电比容量的影响也有所降低。经过综合分析NC-KB材料中,表面吡啶-N对锂空气电池中氧还原反应（ORR）的催化起到了主要作用。通过选用新型结构的Co（bpp）₃（TFSI）₂（CobT）,其能溶于锂空气电池常用的有机电解液体系如TEGDME、DMSO等溶剂。将CobT作为液相催化剂,通过循环伏安测试其氧化起始电位在4.0V左右,理论上能对析氧（OER）反应有催化作用。进行Li₂O₂充电分解测试结果显示,其能够对Li₂O₂的氧化分解起到催化作用,通过XRD、SEM测试能够将极片中的Li₂O₂分解完全。同时还探索了对锂空气电池副产物LiAC、LiOH、Li₂CO₃的氧化分解的催化能力,分别通过XRD和红外分析,结合SEM微观结构观察,其对LiAC、LiOH的氧化分解有一定的催化能力,但并不能完全催化Li₂CO₃的氧化分解。添加CobT液相催化剂的锂空气电池在电池测试中表现了稳定的充放电极化,在定容500mAh/g_carbon的充放电循环测试中从30周提升至100周。