镁空气电池是目前十分具有应用前景的新能源储能装置,其具有理论能量密度高、成本低和绿色无污染等优点。阳极镁金属存在腐蚀反应和极化,以及阴极氧还原催化剂的电化学极化和氧还原动力学性能差的原因,限制了镁-空气电池的发展。因此,开发出良好性能的镁金属阳极及效率高、成本低的非贵金属氧还原催化剂是提高镁空气电池性能和应用前景的有效方法。本文用挤压Mg-Al-Pb-Re合金作为镁空气电池的阳极,选取锰氧化物和Co-N-C作为镁空气电池的阴极催化剂研究,本文的主要研究内容为:通过熔炼铸造法得到Mg-Al-Pb-Re合金,并借助热挤压对镁合金进行塑性变形来得到挤压Mg-Al-Pb-Re合金,研究不同挤压比对镁空气电池放电性能的影响。实验发现挤压比为20.5:1的带材在长时间放电（10 h）时有更高的放电电压和稳定性,在10 m A cm^-2的电流密度时金属阳极效率达到了64.1%,高于纯镁和AZ31。同时,挤压比为20.5:1的Mg-Al-Pb-Re合金具有独特的微观结构,细小的晶粒有助于提高阳极的放电效率和耐腐蚀性。利用高锰酸钾和导电碳黑的反应合成了Mn O₂/C催化剂,使二氧化锰纳米线均匀的在导电碳黑颗粒上生长。并研究了不同工艺对催化剂氧还原（ORR）性能和电池性能的影响。研究表明,滴加合成的催化剂的氧还原性能要高于混合油浴的催化剂,其半波电位达到了0.82 V（vs.RHE）,接近于商业Pt/C催化剂,极限电流密度为4.91 m A cm^-2,在氧还原反应过程中的电子转移数为3.6,接近4 e^-转移。通过对几种廉价化学材料（钴盐、三聚氰胺、EDTA）进行热解合成了Co-N-C复合材料,同时在前驱体中加入硝酸锌,在惰性气氛下高温煅烧合成Co（Zn）-N-C。在所合成的催化剂中,加入硝酸锌的Co（Zn）-N-C的起始电位和半波电位（0.84 V（vs.RHE））相比较Co-N-C（0.8 V（vs.RHE））正40 m V,而且Co（Zn）-N-C的极限电流密度都达到了6.97m A cm^-2,说明其具有良好的氧还原催化性能。