锂氧气电池具有极高的理论能量密度,但由于反应体系的复杂性,导致其发展迟缓。在存在的众多问题之中,正极催化剂的选择和设计无疑是最为核心的一项挑战。虽然碳材料、贵金属及其合金材料、金属氧化物和硫化物等都相继被提出来,但至今仍没有形成一种令人满意的催化体系。因此,探索一些可能的新型催化剂也成为大家研究的热点。而被称为“电子海绵”的多金属氧酸盐（Polyoxometalates）由于具有可逆多电子氧化还原过程,且能够进行多位点催化,结构稳定,在锂氧正极催化剂设计方面具有潜在的可能性。基于以上考虑,本研究工作致力于将合适的多金属氧酸盐用作锂氧正极催化剂,具体开展的研究工作如下:1.将具有OER活性和更高溶解性的夹心型钌（Ru）基POMs作为锂氧正极液相催化剂。当电流密度为100 mA/g时,放电比容量由原来的4934 mAh/g可以提升到14436 mAh/g,增加了约2倍的放电比容量。此外,控制比容量为500 mAh/g时,充电过程中的过电位由原来未加入时的3.8 V降低到约3.2 V,降低了 0.6 V。电池的循环寿命可以提升至90圈,且库伦效率仍能保持93.15%。结合X射线衍射光谱（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、过氧化锂（Li₂0₂）和氢氧化锂（LiOH）滴定实验等表征手段对放电产物进行分析。结果表明放电产物为晶态的LiOH,而非传统的Li₂0₂。微分电化学质谱（DEMS）进一步证实这种电化学生成的LiOH能够进行4e^-/O₂的分解。2.将具有室温O₂吸附能力的铁（Fe）基POMs框架材料（NH4-Mo-Fe）作为锂氧正极固相催化剂。相比于商品的四氧化三铁（Fe₃0₄）纳米粒子,当电流密度为100mA/g时,电池的放电比容量提升约一倍,达到1740 mAh/g,且充电过电位降低了 0.58 V。结合XRD、Raman、SEM和X射线光电子能谱（XPS）手段对其放电产物和副产物进行分析。结果表明,放电产物为无定形的破碎状大颗粒Li₂0₂,这也解释了充电时较低过电位的原因。此外,部分副产物碳酸锂（Li₂CO₃）的存在,揭示了电池长循环失效的重要原因。