锂空气电池因其具有超高的理论能量密度因而成为替代锂离子电池的有力竞争者。然而,目前仍有许多因素制约着锂空气电池的发展和应用。锂空气电池的主要放电产物Li2O2扩散性差,容易沉积在正极材料上并堵塞孔道,导致放电的终止。因此设计合理的空气电极结构,让其能够高效地承载更多放电产物,提高锂空气电池放电容量是至关重要的。本论文以镍、钴和铈氧化物为研究对象,利用水热-煅烧法分别制备了两种无需使用粘结剂的Co掺杂NiO非碳正极和CeO2@Co3O4非碳正极,再深入研究这两种氧化物电极的放电产物形成机理,以探究它们优异电化学性能的原因。因此本论文的研究内容如下:（1）通过水热-煅烧法制备了非碳材料Co掺杂NiO纳米片,经过各项物理表征证明已成功制备了Co掺杂NiO纳米片,并将其作为锂空气电池正极材料。在最佳比例的Co掺杂NiO电极的电化学测试上,在200 m A g-1的电流密度下,首次放电容量能达到12857 m A h g-1。在400 m A g-1的电流密度下,限制容量为500 m A h g-1的条件下能稳定循环165圈。与NiO相比,Co掺杂NiO电极具有更高的ORR和OER活性。这种优越的电化学性能是由于Co2+部分取代了NiO基体中的Ni2+,改善了NiO的特性,有利于提升锂空气电池的整体性能。（2）通过水热-煅烧法制备了非碳材料CeO2@Co3O4纳米线,经过各项物理表征证明成功制备出CeO2@Co3O4纳米线,将其作为锂空气电池正极材料。经过研究发现,CeO2在Co3O4的修饰改性后,其电化学性能明显得到改善,尤其在最佳比例的制备条件下制备的CeO2@Co3O4纳米线能在200 m A g-1的电流密度下,首次放电容量能达到10115 m A h g-1;在400 m A g-1的电流密度和限制容量为500 m A h g-1的条件下能稳定循环94圈,且充放电过电势较小。由此可以看出,CeO2@Co3O4复合材料能够极大地提升锂空气电池的性能。（3）通过对Co掺杂NiO和CeO2@Co3O4非碳正极进行充放电后和长循环后放电产物的机理研究,以探究放电产物Li2O2的作用机理,来实现锂空气电池的稳定循环。两种非碳正极材料在完全充电后能完全分解放电产物Li2O2。在长循环后的Co掺杂NiO和CeO2@Co3O4非碳正极结构依然能保持其原始形貌,这证明了两种电极具有良好的电化学性能。由此可见,通过分析Li2O2生长过程,有利于促进锂空气电池朝着可行技术的进一步发展。综上所述,本实验通过水热-煅烧法制备了Co掺杂NiO和CeO2@Co3O4非碳正极,再通过物理表征和电化学测试筛选出最佳比例的样品后,研究两种电极应用于锂空气电池中的放电产物的表现形态,进而深入探究两种催化剂在锂空气电池中的催化机理。