有机电解液体系锂氧电池因其超高的理论比能量受到人们的广泛关注。目前对锂氧电池的研究仍处于初级阶段,一些关键技术问题还需要解决,包括能量转换效率低、循环性能差、实际应用能量密度低等。近年来,研究人员对锂氧电池的正极催化剂及电解质材料的研究取得了一定进展。一些研究表明,具有多孔结构的高效正极催化剂有助于提高电池性能。因此,本文主要制备了具有不同微纳结构的CuCo₂O₄尖晶石氧化物,利用XRD、SEM、XPS和BET等表征方法研究了复合材料的晶相组成和微观形貌,并研究了其作为锂氧电池正极催化剂的电化学性能。以沸石咪唑框架材料（Zeolitic Imidazolate Framework）ZIF-67为牺牲模板,采用纳米浇铸法制备了具有中空结构的CuCo₂O₄-Cu O和具有核壳结构的CuCo₂O₄-Co₃O₄过渡金属氧化物纳米复合材料。表征结果表明两种材料均很好地维持了菱形十二面体的形貌,且具有较高的比表面积。将两种复合材料作为正极材料分别组装锂氧电池,测试了其电化学性能。中空结构的CuCo₂O₄-Cu O和核壳结构的CuCo₂O₄-Co₃O₄复合材料组装的锂氧电池在电流密度为100 m A g^-1条件下放电,首次放电比容量分别为6844和6138 m A h g^-1。将放电比容量限定为1000 m A h g^-1,电流密度为400 m A g^-1的条件下分别可以稳定循环95圈和79圈。采用水热法在泡沫镍表面原位生长CuCo₂O₄纳米线阵列,煅烧后得到无碳自支撑的CuCo₂O₄@Ni foam复合材料。表征结果显示,CuCo₂O₄@Ni foam复合电极具有介孔和大孔的分级多孔结构。采用CuCo₂O₄@Ni foam复合电极作为正极的锂氧电池表现出了优异的倍率性能和循环性能。在电流密度为0.1 m A cm^-2的条件下,电池首次放电比容量高达13654 m A h g^-1;在放电容量限制为500和1000 m A h g^-1的条件下,电池可以稳定循环158圈和76圈。