铝空气电池的结构是：阳极铝金属|电解质|阴极氧气，具有较高的理论开路电压2.73V和优异的比能量(金属铝的比能量为8.1kWh/kg；电池的比能量为2.8kWh/kg)，近年来引起了全世界的关注,是一种具有发展潜力的新型电源体系。而催化剂的性质对铝-空气电池的放电性能有很大的影响，石墨烯作为一种新型的铝-空气电池催化剂，因其具有良好的物理、化学和机械性能使其在催化载体等方面有着潜在的应用前景。本论文尝试将石墨烯作为催化剂及载体应用于铝-空气电池空气阴极。主要用热膨胀法制备了石墨烯，用微波辅助乙二醇法制备石墨烯基铂-钴合金催化剂(Pt-Co/rGO)，并将其应用于铝空气电池阴极。通过X-射线衍射、红外光谱、扫描电镜、拉曼光谱、透射电镜等测试手段对催化剂粉末进行表征，观察其形貌。利用循环伏安、线性扫描、恒流放电对空气电极进行测试。实验结果表明增加预处理过程，增长冰浴时间能得到氧化性较好的氧化石墨，使用PANI修饰制备的石墨烯具有较大的比表面积，还原效果好。在石墨烯上负载Pt-Co合金，改变金属Pt与Co质量比，发现当质量比为1:2时，所制备的催化剂具有较好的氧还原活性。分别将XC-72和MWCNT与石墨烯复合做催化剂载体，发现其活性远高于单独使用XC-72、MWCNT和石墨烯基催化剂的活性。当GO与XC-72质量之比为2:1时，得到的空气电池，在相同放电条件下具有更高的放电平台。在10mA、20mA、30mA、40mA放电条件下分别可以达到1.31V、1.0V、0.54V、0.48V。当GO与MWCNT质量之比为2:1时，得到的空气电池，在相同放电条件下具有更高的放电平台，在10mA、20mA、30mA、40mA放电条件下分别可以达到1.38V、0.65V、0.62V、0.58V。本论文所有空气电极的制备均采用扩散层-集流体-扩散层-催化层的构型，以增强氧气的扩散能力，减少集流体的腐蚀和电解液的泄露，这样可以提高电池的放电性能。