近年来,随着地球化石资源的日渐枯竭,以及类似温室效应,环境恶化等等问题的产生,人们开始将目光投向自己赖以生存的地球家园。随着每个人环保意识的提高,电动车等使用清洁能源的交通工具越来越受到青睐。但是,纯电动车的一次充电可行驶里程数仍然远远满足不了人们的要求。另一方面,随着手机、平板等便携电子设备向着更轻更薄更强大的方向发展,对于电池的性能也提出了越来越高的要求,传统锂离子电池已经开始力不从心。锂空气电池以其堪比汽油的理论比容量和绿色环保的特点引起了人们的广泛关注。但是,其具备的一些缺点却一直在阻碍这种电池走向商业化:放电产物电导率过低,过电势居高不下等。因此,本文将用苯为碳源,以二茂铁为催化剂,以噻吩为生长促进剂,利用流动催化剂法制备多壁纳米碳管膜,并将之应用于锂空气电池的正极材料中,使用SEM,拉曼光谱,BET,电化学测试等方法对该纳米碳管膜进行表征。通过实验表明,制得的多壁纳米碳管膜的比表面积约为65 m2/g,其孔状结构主要由介孔构成,其中的纳米碳管的直径约为40nm。该材料在500mA/g的电流密度下达到了 15750mAh/g的首次充电比容量和13800mAh/g的首次放电比容量。在限制充放电比容量为3000 mAh/g的前提下循环了 15次后比容量仍未出现明显下降。通过控制苯与二茂铁的摩尔比例,除了可获得多壁纳米碳管膜外,也可以获得碳纤维。本文对这两种材料进行对比测试,深入分析了为何多壁纳米碳管膜的电化学性能要优与碳纤维。并借此深入研究了锂空气电池背后的电化学机制。另外,本文也探讨了为何目前要在纯氧气环境下对锂空气电池进行测试,并搭建出了一套能够在纯氧气条件下对锂空气电池进行测试的系统。通过对比同种锂空气电池在不同条件下表现出来的电化学性能,证明该测试系统可以有效的防止环境对锂空气电池造成的污染,从而提高电池的充放电性能以及循环性能。