1.一种空气电极,其特征在于,包括:
扩散层;
催化剂层,所述催化剂层设置在所述扩散层的一侧,所述催化剂层包括碳纳米管以及催化剂,且所述催化剂层中不含有粘结剂;以及
集电层,所述集电层设置在所述扩散层以及所述催化剂层之间,或设置在所述催化剂层远离所述扩散层的一侧。
2.根据权利要求1所述的空气电极,其特征在于,所述催化剂层中,所述碳纳米管的长径比500:1~3000:1。
3.根据权利要求1所述的空气电极,其特征在于,所述催化剂层包括由碳纳米管经过一次辊压成型处理而形成的碳纳米纸。
4.根据权利要求3所述的空气电极,其特征在于,所述碳纳米管在所述一次辊压成型处理之前,表面预先负载有所述催化剂。
5.一种制备权利要求1~4任一项所述的空气电极的方法,其特征在于,包括:
(1)制备催化剂层,所述催化剂层包括碳纳米管以及催化剂,且所述催化剂层中不含有粘结剂;以及
(2)将所述催化剂层与扩散层以及集电层进行压合处理,以便获得所述空气电极。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤(1)进一步包括:
对所述碳纳米管进行一次辊压成型处理,以便形成碳纳米纸;以及
在所述碳纳米纸上负载所述催化剂,以便获得所述催化剂层。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤(1)进一步包括:对预先负载有所述催化剂的所述碳纳米管进行一次辊压成型处理,以便获得所述催化剂层。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述一次辊压成型处理是由以下步骤实现的:
将所述碳纳米管与乙醇以及分散剂混合以便获得混合液,对所述混合液依次进行抽滤处理以及烘干处理,对所述烘干处理获得的固体进行辊压处理。
9.一种制备空气电极的方法,其特征在于,包括:
(1)将碳纳米管与乙醇按照液固比为3:1~10:1的比例混合后,按照硝酸锰与所述碳纳米管的质量比为1:5~2:1的比例,在所述碳纳米管与所述乙醇的混合液中加入硝酸锰溶液,按照蒸馏水与所述乙醇的质量比为1:10~1:5的比例加入蒸馏水,超声分散5~30min以便获得分散液,其中,所述碳纳米管的长径比500:1~3000:1。
(2)将所述分散液在室温条件下静置陈化1-10h;
(3)将经过所述陈化的所述分散液在50-100摄氏度的温度下烘干以便获得催化剂固体原料,所述烘干的时间为2-5h;
(4)将所述催化剂固体原料装入密闭气氛炉中进行焙烧处理,所述焙烧处理在惰性气体气氛下,200-500℃的温度下进行,焙烧时间为2-10h。将经过焙烧处理的催化剂固体原料进行研磨处理,以便得到粉状催化剂材料;
(5)将粉状催化剂材料与乙醇按照液固比为3:1-10:1进行混合搅拌,随后加入分散剂进行搅拌分散,分散时间10-60min。所述分散剂与所述粉状催化剂材料的质量比为0.1%-1.0%;
(6)对步骤(5)获得的混合物依次进行抽滤、烘干、以及辊压处理后,得到催化剂层;
(7)将所述催化剂层与扩散层、集电层在压片机下进行压合,以便获得所述空气电极,所述压合的压力5-30MPa,压合时间30-300s。
10.一种铝空气电池,其特征在于,包括:
本体,所述本体中限定出反应空间;
权利要求1~4任一项所述的空气电极;以及
阳极,所述阳极设置在所述本体内部并与所述空气电极电连接。