随着世界人口大基数的逐渐增多也带来了大规模的能源利用和消耗。传统能源如化石燃料的燃烧,会导致全球变暖和环境污染等一系列的问题。因此,需要开发利用清洁、能源密度高和可持续的新型能源,来替代传统的化石燃料。可充电锌-空气电池的理论能量密度达到1084 wh kg^-1,反应过程中由O₂直接生成水,不会污染环境,满足绿色能源的要求。由于锌空气电池的充放电反应分别为析氧反应（OER）和氧还原反应（ORR）,贵金属催化剂是目前双功能催化活性最好的材料,但是它们成本高、储备有限而不能大规模利用。过渡金属基复合材料具有多样价态和晶态结构,表现出与Ru O₂和Ir O₂相当的电催化活性,因此在锌空气电池中具有潜在的应用前景。基于以上分析,本论文采用电沉积法成功的合成了Co、Fe、Mn基电催化剂并具有良好的双功能活性。研究内容具体分为以下三个方面:1.采用简单的电沉积方法在碳布基底上生长Co（OH）₂纳米片,后续经过空气煅烧以及碳包覆过程成功得到了NC-Co₃O₄/CC自支撑电极。这种材料具有优异的双功能催化活性。进一步组装成锌-空气电池,经测试发现经过碳包覆后电极的活性和稳定性都有了明显的提升,证明碳层的包裹有利于提升导电性以及避免催化剂在碱性电解液中的溶解。2.基于单金属氧化物催化剂的ORR性能仍可以提高,继续利用电沉积法在碳布上生长片层Fe Mn LDH前驱体,以二氰二胺为碳源,碳化得到了Fe Mn基催化剂。电化学测试表明,这种催化剂具有与商业Pt/C和Ru O₂类似的ORR和OER催化活性。作为正极材料组装锌-空气电池,具有优于较小的电位差和较好的循环稳定性。3.采用恒流电沉积法在碳布基底生长三维片层结构的Co Fe LDH,后续进行聚吡咯的成功包裹,热解最终得到了碳封装Co Fe合金纳米粒子结构。特殊的结构有利于降低反应的欧姆极化,并且有效提升催化剂的稳定性。通过同步辐射证明催化剂中的金属-O键和金属-N键的协同作用赋予其优异的双功能OER/ORR电催化活性。基于其优异的双功能活性组装可充电锌空气电池,在10 m A cm^-2的电流密度下,充放电电位差为0.77 V,并具有优异的循环稳定性,远优于商业的Pt/C+Ru O₂催化剂。组装的柔性全固态电池,具有较好的柔韧性和寿命,在柔性电子器件中展现了一定的应用前景。