相比于传统燃油汽车,新能源汽车最大优势在于环境友好,符合可持续发展的理念。发展新能源汽车的重要技术支撑是高性能动力电池,目前市面上的电动汽车使用的锂离子电池充满电续航能力大概在300至500公里之间,远远无法满足人们对长距离运输的要求。在锂离子电池可能的替代者中,有机体系锂氧气电池具有非常高的能量密度,被认为是最具有潜力的下一代储能装置,未来有望广泛用作车用动力电池。然而锂氧气电池由于迟滞的氧化还原反应而引发的放电容量低、极化电压大、循环寿命短等核心问题,都限制了锂氧气电池的实际应用。本论文通过制备高效的阴极催化剂来改善有机体系锂氧气电池电化学性能,主要取得了以下研究成果:（1）我们报道了一种新颖的阴极电催化剂,通过简单的改性乙二醇还原的方法成功将超精细的钌及其氧化物纳米颗粒负载在碳纳米管表面（标记为Ru/RuO_x@CNTs）。将此Ru/RuO_x@CNTs作为阴极电催化剂组装有机体系的锂氧气电池,在电流密度为0.1 mA/cm²的条件下,电池首圈放电比容量为3795 mAh/g,极化电压显著降低,并且在同样的电流密度,截止容量为500 mAh/g的条件下,电池能够稳定循环113圈,远超过同样条件下的碳纳米管（CNTs）电极性能,表现出优异的电化学性能,这主要是因为Ru/RuO_x纳米颗粒在碳纳米管表面均匀分布,没有发生团聚,为氧还原和氧析出反应提供了大量的氧化还原活性位点。（2）采用简单的两步溶剂热法成功的制备了NiCo₂S₄多孔核壳微球。将此NiCo₂S₄多孔核壳微球作为阴极电催化剂组装非水体系锂氧气电池,在电流密度为0.1mA/cm²的条件下,电池首次放电比容量为2683 mAh/g,并且在同样的电流密度,截止容量为500 mAh/g的条件下,NiCo₂S₄电极能够稳定循环80圈,远超过同样条件下的导电炭黑Super P电极性能,表现出了出色的充放电循环稳定性,这主要是由于NiCo₂S₄多孔核壳微球相对于Super P具有更高的电催化氧还原和氧析出的活性,同时多孔核壳球形貌具有更多的空间容纳放电产物Li₂O₂的沉积,进而避免了阴极的体积变化造成的电池性能衰减。