碳类催化剂具有较多的孔隙导电性良好成本低，红宝石电容石墨烯纳米片表面吸收功能团

石墨烯在锂-空气电池中的应用锂-空气电池具有高比能量密度，还直接贡献着电池的输出电压/输出功率，是近几年来的研究热点，其理论比容量和理论比能量分别为3828mAh/g、11425Wh/kg（有机体系，不计氧气质量），锂空气电池中使用的催化剂需要满足以下条件: 红宝石电容对氧化还原反应及氧析出反应具有足够高的催化活性；稳定，不与电解液、活性物质、充放电过程中间产物反应；不会发生巨大的体积变化；电导率大；放电电压高，充电电压低，两者尽可能接近，以得到高的循环效率。最近研究发现锂-空气电池放电电压基本不受催化剂的影响，但充电电压与催化剂有很大的关系，早期开发的混合电解液的锂-空气电池一直使用固定了的催化剂的空气电极，这种电极是以高温烧结制作出来的贵金属和贵金属合金等超微颗粒催化剂为基础，由具有高比表面积的碳材料用黏结剂黏结的缓和催化剂层及疏水处理过的空气扩散层组成，其制作工艺非常复杂，成本很高，碳类催化剂具有较多的孔隙，导电性良好，成本低，且既可做催化剂又可做催化剂载体，成为锂空气电池中使用最多的催化剂材料。石墨烯电极用于锂-空气电池领域的研究已经取得了一定的进展。石墨烯作为催化剂或催化剂基底在锂-空气电池中表现出良好的潜能，其巨大的比表面积提升了锂-空气电池的放电容量。作为催化剂使用可以有效提升锂-空气电池的循环性能；作为催化剂基底，可以在其表面牢固黏附催化剂。红宝石电容石墨烯同时还可以有效地降低锂-空气电池的过电位。Zhou等用化学还原剥离的氧化石墨烯制备石墨烯片层(Graphene Nanosheet,GNS)，在混合体系锂-空气电池Li//1mol/L LiClO4/ED/DEC//LISICON//1mol/L LiNO3+0.5mol/L LiOH//O2中使用，石墨烯纳米片层单独作电极。在电流密度0.5mA/cm下，GNSs/Li电池比铂/碳电池放电电压高20%，因为石墨烯片层表面具有大量的缺陷和边缘位，为化学反应提供活性位点。作者还研究了热处理后的石墨烯纳米片层在锂-空气电池中的应用，结果证明经过热处理，GNSs不仅对空气中的氧气还原提供催化活性，还能改善电池的循环性能。作者解释为热处理后GNSs表面石墨化程度高，石墨烯纳米片表面吸收的功能团被移除，更耐O2腐蚀。