锂空气电池因其超高的能量密度被认为可解决当前日益增长的储能需求，有望取代锂离子电池成为新一代储能系统。但是，由于锂空气电池电解液分解、固体产物阻塞电极孔道、电导率等问题，严重制约电池的容量利用率、循环性及稳定性。具有氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)双催化活性的催化剂的应用可以很好的改善上述问题，成为锂空气电池研究重点之一。　　本文以PANI-Fe1-Co2-rGO非贵金属催化剂为研究目标，详细研究其制备及性能。利用SEM、BET、XRD、EDS等物理表征方法，对PANI-Fe1-Co2-rGO形貌结构进行分析。借助旋转圆盘电极对催化剂的催化性能和机理进行研究。并将催化剂应用于锂空气电池进行电化学性能研究。　　研究发现，PANI-Fe1-Co2-rGO具有372.86 m2/g比表面积，3～4 nm左右的孔结构，金属元素均匀分布，金属化合物颗粒包覆在碳材料内部。PANI-Fe1-Co2-rGO具有较高的ORR、OER活性，催化反应通过四电子反应途径进行。通过对比研究发现铁、钴金属元素的加入大大提高了氮掺杂碳材料的催化活性，尤其对于其OER催化性的改善最为明显。以PANI-Fe1-Co2-rGO为催化剂的锂空气电池具有很高的首次放电容量和较好的循环性能，在100 mA/g电流密度下，首次放电比容量4771.7 mAh/g，限制比容量500 mAh/g时循环30次几乎无衰减。　　基于上述研究结果，本文还详细考察了催化剂中铁钴金属比例、聚苯胺复合量、焙烧温度等制备条件对催化剂组成、形貌和性能的影响。　　首先，研究发现随着Fe元素比例的增加，催化剂碳载体石墨烯团聚现象减少，尺寸增加;表面Fe、Co碳氮化合物颗粒增加;催化剂ORR、OER性能先增加后减少，Fe-Co比例为1∶2催化剂综合性能最好。不同铁钴金属元素比例的催化剂催化氧还原反应均为四电子反应路径。对催化剂电化学性能进行研究发现，随着催化剂中Fe元素比例的增加，锂空气电池性能的首次放电性能和限制500mAh/g比容量循环性能同样呈先增加后减小的规律，与催化性能规律一致。其次，分析表明随PANI复合量的增加，催化剂碳载体空间结构更加明显，ORR性能先减小后增大而OER性能先增大后减小，电子转移数n逐渐接近4，Tafel曲线斜率减小。最后，随焙烧温度的增加，催化剂的空间结构更加明显，表面Fe、Co碳氮化合物颗粒增加，Tafel曲线斜率减小，催化反应由四电子反应路径转变为二电子反应路径。