近年来,在全球科技、经济高速发展以及人口快速增长过程中,能源扮演着举足轻重的角色。因此,发展绿色可持续的能源技术,减少人类社会对化石燃料的过度依赖,已经吸引了越来越多的关注。其中,可充锌空电池因其具有理论能量密度高、安全性好、环境友好等优点,被认为是一种非常有市场发展潜力的新型能源储存和转化设备/技术。但是,可充锌空电池的商业化进程仍存在一些阻碍,而清除这些阻碍的核心在于研发高效、稳定的正极催化剂和发展先进的电化学技术。因此,制备用于可充锌空电池阴极发生的高效、稳定性良好、成本低廉的电催化氧还原反应和析氧反应的催化剂,对其大范围商业化应用至关重要。本论文采用简单绿色的合成方法,制备了一系列具有成本效益、高活性和强稳定性的Ni基纳米复合材料。通过各种表征手段分析材料的形貌结构、性质与催化活性之间的联系,并通过可充锌空电池的初步测试研究了催化剂在实际应用中的性能和稳定性。主要工作内容如下:（1）通过操作简单的一锅法,以Ni²⁺、Fe³⁺和三聚氰胺为原料,P123诱导含氮碳纳米管的合成,制备了具有介孔结构的包裹Ni Fe合金在含氮纳米管内腔的Ni_xFe_100-x@N-CNTs（其中x表示Ni Fe合金中Ni原子的百分比）系列催化剂。在该系列样品中,Ni₅₀Fe₅₀@N-CNTs展示出了最好的双功能电催化性能（析氧反应和氧还原反应）,在析氧性能测试中,其电流密度在10 m A cm^-2时的过电位仅有318 m V,催化活性和稳定性都优于商业Ir O₂催化剂;且氧还原性能的稳定性远超商业Pt/C催化剂,而电化学活性略低于商业Pt/C催化剂。（2）采用简便的水热法合成了负载在碳纳米片上的Ni Mn合金纳米颗粒,命名为Ni_xMn_y/CSs（其中x,y分别表示Ni Mn合金中Ni,Mn原子的初始投入摩尔量）,并将其用于析氧反应和氧还原反应。在该系列样品中,Ni₃Mn/CSs显示出最好的双功能电催化性能,在析氧反应和氧还原反应测试中,催化活性和稳定性分别优于商业Ir O₂和Pt/C催化剂。（3）我们将上述制备的Ni_xFe_100-x@N-CNTs和Ni_xMn_y/CSs作为空气阴极催化剂并自制了可充锌空电池。（i）使用Ni₅₀Fe₅₀@N-CNTs作为空气阴极的可充锌空电池在Ni_xFe_100-x@N-CNTs纳米材料中展示出了最佳的电池性能,其功率密度、能量密度及比容量分别为203.6 m W cm^-2、972 Wh kg^-1和778 m A h^-1,均优于Pt/C+Ir O₂可充锌空电池。此外,该电池还表现出了持续的长循环寿命（1200次充放电循环）,且充放电电压带隙仅为0.76 V。此外,在经过200小时超长的稳定充电之后,Ni₅₀Fe₅₀@N-CNTs结构并没有遭到破坏;（ii）使用Ni₃Mn/CSs作为空气阴极的可充锌空电池在Ni_xMn_y/CSs复合材料中显示出了最佳的电池性能,其功率密度和充放电能力都优于基于Pt/C+Ir O₂的可充锌空电池,具有推向实际应用的巨大潜力。