锌-空气电池以成本低,能量密度高,稳定性好等优点有着极大的应用前景,但其广泛应用受限于功率密度低,这主要受空气电极上的氧还原反应（ORR）效率影响。过去十年在发展高活性ORR电催化剂方面取得了巨大进展,这些电催化剂通过改变结构及提高本征催化活性显著地将锌-空气电池的峰值功率密度提高到>200 mW cm^-2。然而,这仍难以和商业化锂离子电池相媲美。为了进一步提高其功率密度,需要调控电催化剂的多级结构以提高空气电极中气体（O₂）/液体（电解液）/固体（催化剂）三相界面处ORR的反应效率。（1）首先我们利用水热方法合成ZnO纳米片模板,再利用简单的气相阳离子交换方法通过调节不同温度及不同的Co/Ni比例得到不同含量的Ni掺杂CoO纳米片（NS）。实验及理论计算证明,我们实现了用于锌-空气电池的Ni掺杂CoO NS的多尺度结构工程:在微米和纳米级尺度中,稳定的二维结构与纳米片内的许多纳米孔一起提供了用于O₂扩散的有利微/纳米结构及高电催化活性表面;在原子尺度上,Ni掺杂显著提高了ORR中每个位点的本征催化活性及氧化物的导电性。（2）这种从微米到纳米到原子尺度的多尺度结构调控提高了Ni掺杂CoO NS的锌-空气电池性能,将我们的催化剂应用在锌-空气电池中,结合OER性能较好的NiFe LDH,峰值放电功率密度高达377 mW cm^-2,其充放电电压为0.63 V(充电电流密度:2 mA cm^-2,放电电流密度:20 mA cm^-2),优于Pt/C催化剂。此外,Ni掺杂CoO NS还具有良好的稳定性,在5 mA cm^-2的电流下稳定放电>400h。Ni掺杂的CoO NS还可组装成全固态纽扣电池,为17个发光二极管供电,并为iPhone 7手机充电。