环境污染与石化能源短缺使人类可持续发展举步维艰。为了突破这一窘境,亟需开发一种具有高能量密度的储能体系,以满足诸如电动汽车和移动电子产业的需求。在众多解决方案中,锂空气电池因具有超高理论能量密度（不计氧气可高达11430 Wh/kg）、环境友好性（无污染,反应物只有氧气）等优点,成为目前各类化学储能体系中最有前景的技术之一。然而,其广泛应用已经被放电产物分解较差、循环稳定性不佳和电池寿命不足等因素所阻碍。碳材料凭借自身诸多优良特性,在锂空气电池电极材料的研究中展现出巨大的活力。其中,还原氧化石墨烯（rGO）是极具有实际应用潜能的锂空气电池电极材料,常用作锂空气电池空气电极的催化剂负载体,但其自身的充放电比容量性能与空气电极结构组成还有待于进一步提升。基于以上问题,本论文系统研究了氧化石墨烯（GO）在制备过程中不同制备工艺下的官能团含量、层间距和缺陷密度等性质的变化规律,同时制备了其还原后产物rGO,研究了其官能团含量、比表面积、孔容和导电率等性质对锂空气电池性能的影响,并在此基础上研究了rGO-Super P复合材料的锂空气电池性能。得到了如下结果:（1）使用改良的Hummers法制备了不同官能团含量、缺陷密度与片径大小的GO。比较了氧化剂高锰酸钾用量和反应时间对GO官能团及缺陷密度等性质的影响。发现,随着氧化程度的增加,GO的官能团的变化顺序依次为环氧基、羟基和羧基,过度氧化后官能团转变为二氧化碳气体,导致官能团含量减少;随着氧化程度的增加,GO缺陷密度逐渐增加;GO的层间距随着官能团含量的变化而先增大后减小。当石墨与氧化剂的配比为1:5、低温反应1 h、中温反应1.5 h和延长中温反应2 h后可以得到官能团含量最多的GO。（2）研究了还原剂Na BH4用量对rGO官能团、缺陷、微观结构、比表面积、孔容和导电率等物理化学性质的影响。研究了不同尺寸GO被还原后的物理化学性质。发现,随着还原剂用量的增加,rGO官能团含量逐渐减小至稳定;缺陷程度逐渐增大;微观形貌逐渐由粘连状转变为片层-孔隙状,再转变为多孔团聚状;比表面积与孔容呈现先增加后减小的趋势;其导电率呈现先增加后减小的规律。当GO-L与Na BH4的配比为1:7.5时,还原得到的rGO-7.5-L具有最大的比表面积与孔径,及最高的导电性。（3）研究了rGO片径尺寸、比表面积、孔容、导电率对锂空气电池的影响。发现片径尺寸、比表面积、孔容与导电性越大,锂空气电池性能越优异。引入集流体改良疏水碳纸后,电极表现出了较好的电化学性能。rGO-7.5-L电极在100、200、500和1000m A/g的电流密度下,锂空气电池放电比容量分别为5788、3937、2099和1320 m Ah/g,在1000 m Ah/g的放电深度下可循环7、10、11和8圈。（3）系统研究了rGO/Super P复合对复合物的比表面积、孔容、导电率对锂空气电池充放电比容量及循环性能的影响。发现,随着SP复合量的增加,复合物的比表面积、孔径与导电率逐渐增加,按（rGO-7.5-L）:SP:PVDF=2:6:2进行复合的复合电极具有最佳的充放电比容量及循环稳定性。在100、200、500和1000 m A/g的电流密度下,复合电极首次放电比容量分别可达5985、5219、2592和1690 m Ah/g,在1000 m Ah/g的放电深度下循环圈数分别提升至8、13、29和35圈。