[发明专利]一种金属空气电池空气电极及其制备方法

权利要求书

1.一种金属空气电池空气电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.氮掺杂多孔碳的制备：

将金属有机骨架材料与氮源配制成混合溶液，搅拌均匀后静置吸附，然后离心、洗涤、干燥；接着在惰性气体氛围中进行高温碳化处理，碳化结束后，进行酸处理去除金属粒子，得到氮掺杂多孔碳；所述金属有机骨架材料与氮源的静置吸附包括以下步骤：将金属有机骨架粉末、糖醇、NH₄OH和尿素配置成混合溶液，保持搅拌状态12h后静置一晚上，通过离心收集固体颗粒；将收集到的固体颗粒用乙醇洗涤数次以除掉金属有机骨架粉末表面吸附的糖醇和尿素，然后再浸泡在NH₄OH中，在室温中自然晾干；

所述高温碳化处理包括如下步骤：以3～8℃/min的升温速率进行升温，首先升温至70～90℃保持18～30h，然后升温至130～180℃保持5～10h，最后升温至700～1000℃保持5～10h；

S2.空气电极的制备：

将步骤S1得到的所述氮掺杂多孔碳与粘结剂按预设质量比混合均匀，然后加入聚四氟乙烯乳液和N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀得到混合浆料；将电极浆料喷涂到导电基底上，得到所述空气电极；

或者，将步骤S1得到的所述氮掺杂多孔碳与粘结剂按预设质量比混合均匀，得到导电浆料；然后将导电浆料喷涂到导电基底上，再在基底上压制一层聚四氟乙烯薄膜，得到所述空气电极。

2.根据权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和氟化乙烯丙烯中的一种；所述氮掺杂多孔碳与粘结剂的预设质量比为80:20～95:5。

3.根据权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述金属有机骨架材料为沸石咪唑酯骨架材料或莱瓦希尔骨架材料。

4.根据权利要求3所述的一种金属空气电池空气电极的制备方法，其特征在于，所述金属有机骨架材料为金属节点为Zn的沸石咪唑酯骨架材料或金属节点为Al的莱瓦希尔骨架材料。

5.根据权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述酸处理的酸为氢氟酸。

6.根据权利要求1所述的一种金属空气电池空气电极的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述导电基底为泡沫镍、镍网、碳布、裂解石墨片中的一种。

7.一种金属空气电池空气电极，其特征在于，由权利要求1至6中任一项权利要求所述的制备方法制备得到。