近年来,柔性电子发展迅猛在诸多领域取得了大量进展。与此同时,人们对与之相匹配的柔性储能器件的要求也越来越严格。锂空气电池因其具有超高的能量密度,而受到人们的广泛关注,有望应用于下一代柔性电子产品。然而当前锂空气电池还处于研究初期阶段,还有许多关键的科学问题亟需解决。锂空气电池目前的电化学性能还较低、电解液易挥发不稳定、锂金属负极容易被腐蚀及粉化、电池难以在空气中正常运行、刚性结构难以满足柔性器件应用需求、安全性较差等问题,限制了锂空气电池的进一步发展。针对上述这些问题,我们在催化剂的合成、电解质的制备、负极的保护、柔性电池的结构设计等方面开展了研究,取得的主要研究结果如下:通过光催化的方法,在锂金属棒表面原位生成一种凝胶聚合物电解质。该凝胶电解质具有良好的柔性、疏水性、电化学稳定性和较高的离子电导率,能够为锂金属负极提供全面的保护。基于该凝胶电解质和柔性的碳布正极,成功组装了一种新型的缆式柔性锂空气电池。该电池具有良好柔性,且在多种弯曲条件下或反复弯曲后,都能表现出良好的电化学稳定性。甚至当部分电池浸泡在水中,也依然能正常工作,证明了电池具有很高的安全性。受到“化整为零”思想的启发,制作了一种具有阵列式结构的超轻薄的可穿戴锂空气电池。并且合成了一种在碳纳米管管道内负载二氧化钌纳米粒子的催化剂,作为正极材料应用于锂空气电池提高了电池的整体性能。相比于普通的碳纳米管材料,管内负载二氧化钌后的碳纳米管表现出更高的能量转换效率、放电容量、倍率性能和循环稳定性。在电流密度200 mA g-1、限容量500 mAh g-1情况下,电池能够循环288次。此外,由于独特的电池结构,这种超轻薄的可穿戴锂空气电池在反复弯折10000次后,电化学性能依然没有衰减。而且,基于电池整体重量计算得到的电池重量能量密度为294.68 Wh kg-1,体积能量密度能达到274.06 Wh L-1,远高于锂离子电池和传统的锂空气电池。在锂金属上原位制备了一种多功能聚合物电解质保护层,其具有多种优异性能,如高柔韧性、疏水性、化学/电化学/热/机械稳定性。该保护层的引入,改善了负极与电解质的接触界面,减缓了空气中的有害气体对负极锂的腐蚀,提高了负极的循环寿命。从而提高了锂空气电池在空气中工作时的容量、倍率性能和循环稳定性(从循环24次提高到95次)。基于保护后的锂金属负极和高效的MnOOH催化剂,成功制备了一种袋式柔性锂空气电池,展现出较高的柔性、稳定的机械性能、长循环寿命(空气中循环180次)。此外,该袋式柔性锂空气电池还表现出优异的安全性,电池即使在反复的弯折、浸泡水后、高温下和钉子穿透后仍能稳定工作。