[发明专利]一种中性铝-空气电池正极材料的制备方法与应用

权利要求书

1.一种中性铝-空气电池正极材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)氮掺杂碳纳米管的制备；

(2)将上述氮掺杂碳纳米管与金属盐水溶液混合，并搅拌，用0.5mol·L^-1的NaOH溶液调节混合溶液的pH值至8；随后将混合溶液加热至180℃并保持4h；冷却至室温后，过滤，所得颗粒用水洗至中性，50℃下真空干燥，得到金属氧化物/碳纳米管复合物(M-O/N-CNT)；

所述氮掺杂碳纳米管与金属盐水溶液的质量:体积为500mg:120mL；金属盐水溶液为浓度为0.01mol·L^-1醋酸镍溶液与浓度为0.01mol·L^-1醋酸钴溶液的混合溶液，醋酸镍溶液与醋酸钴溶液的体积比为1:(0.5～3)；

(3)将金属氧化物/碳纳米管复合物(M-O/N-CNT)与十二烷基苯磺酸钠混合，加入少量无水乙醇，研磨，然后自然蒸发乙醇，加入水，充分搅拌，直至形成均匀的分散液；接着往该分散液中通入氮气，以赶走其中的氧气；然后0℃水浴，加入吡咯，搅拌均匀后，再逐滴加入浓度为20wt％的三氯化铁溶液；最后在缓慢搅拌下充分反应，过滤，所得固体用水洗至中性；40℃下真空干燥12h，得到PPy/M-O/N-CNT颗粒；

(4)在浓度为0.1mol·L^-1的PBS缓冲溶液中，加入上述PPy/M-O/N-CNT颗粒，将所得混合物超声分散后，加入浓度为1.5mg·mL^-1的多巴胺溶液，搅拌均匀，接着在搅拌下加入浓度为4.5mg·mL^-1的过硫酸铵溶液，之后再将所得混合物在室温下缓慢充分搅拌，过滤，水洗，40℃下真空干燥，得到聚多巴胺修饰PPy/M-O/N-CNT复合物，记为PDA/PPy/M-O/N-CNT；

(5)将上述PDA/PPy/M-O/N-CNT固体颗粒在氮气气氛下，以4℃·min^-1的升温速度升温到800℃，并在此温度下保持一定时间后自然冷却到室温，得到中性铝-空气电池的正极材料。

2.根据权利要求1所述的中性铝-空气电池正极材料的制备方法，其特征是，步骤(4)的PBS缓冲溶液是由等摩尔的磷酸二氢钾与磷酸氢二钾组成的水溶液。

3.一种根据权利要求1所述的方法制备的中性铝-空气电池正极材料。

4.根据权利要求1所述方法制备的中性铝-空气电池的正极材料在中性铝-空气电池中的应用。