0*10_4Pa后，使靶和衬底以每分钟5转的转速均匀转动，开启脉冲激光器，使激光烧 蚀靶材2分钟去除靶材表面氧化物后，开始沉积。沉积90分钟后，停止脉冲激光烧蚀，在保 持真空的条件下，将样品降到室温后，向真空室内充入氮气取出样品，得到银铜合金催化剂 层。
[0042] 步骤2,制备空气扩散层。乙炔黑与PTFE按1 :2的比例在无水乙醇中超声分散 15min，并磁力转子搅拌30min，得到粘稠状的乙炔黑与PTFE的混合物。将所述混合物置于 80°C的恒温水浴锅中，保温至乙炔黑与PTFE混合物中的无水乙醇全部蒸发完毕，并形成膏 体状的乙炔黑与PTFE混合物。将到的膏体状乙炔黑与PTFE混合物取出，用滤纸吸掉表面 水分，用辊压机压制成膜状空气扩散层。
[0043] 步骤3,制备空气电极。将得到的银铜合金催化剂层放置在空气扩散层上面，用辊 压机将催化剂层与空气扩散层压制成厚度为膜状空气电极，用压片机将得到的膜状空气电 极在2?3MPa的压力下压制5min。将经过压制的膜状空气电极放入真空干燥箱中，50°C的 温度下真空干燥30min，随炉冷却，到基于银铜合金催化剂层的空气电极。
[0044] 步骤4,装配金属空气电池。按常规方法组装成金属空气电池。
[0045] 本发明中通过使用二元银铜合金作为金属空气电池中的阴极催化剂，可以提高金 属空气电池在一定的放电电流密度下的放电电压，改善金属空气电池的耐二氧化碳和海水 腐蚀性能，增加可充金属空气电池的往复循环效率。产生这一优异性能的主要原因是：金属 Ag对氧气吸附能过低，金属Cu对氧气有太强的吸附能，将金属Ag与金属Cu相互作用形成 纳米合金化，银铜合金中的协同效应促进了氧气的还原反应，减小了金属空气电池中阳极 与阴极的过电位。并且，银和铜以稳定的金属状态存在于催化剂层中，能够很好的抵抗二氧 化碳和氯离子的腐蚀，因此，通过使用银铜阴极催化剂，本发明中的金属空气电池可以获得 较高的放电电压，良好的耐二氧化碳和海水腐蚀性，优异的充放电往复循环效率。
【附图说明】
[0046] 图1是锌空气一次电池的放电电压极化和功率密度曲线。
[0047] 图2是锌空气一次电池在不同恒电流密度下放电20小时的放电电压。
[0048] 图3是锌空气一次电池在加入碳酸钾前后的放电电压，恒电流密度为20mA cnT2。 曲线1未加碳酸盐，曲线2加入碳酸盐。
[0049] 图4是锌空气可充电池在20mACnT2的恒电流密度下的充放电循环曲线。
[0050] 图5是锌空气可充电池在加入碳酸钾前后的充放电极化曲线。曲线1加入碳酸盐， 曲线2未加碳酸盐。曲线3充电过程。曲线4放电过程。
[0051] 图6是镁空气一次电池在海水电解液中的放电电压曲线。
[0052] 图7是铝空气一次电池在lOmAcnT2的恒电流密度下的放电电压曲线。
[0053] 图8是锂空气可充电池在550mAg1 亘电流密度下的充放电循环曲线。
[0054] 图9是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0055] 实施例1
[0056] 本实施例是一种基于银铜催化的锌空气一次电池及其制备方法。所述金属空气电 池包括金属阳极、空气电极、电解液、玻璃纤维隔膜和电池壳，并按常规方法组装。本实施例 的特征在于，所述金属空气电池的催化剂层由无碳无粘接剂的Ag-Cu纳米合金组成，所述 的催化剂层是在泡沫镍上直接电沉积一层Ag-Cu合金，Ag-Cu合金的微观形貌是球状纳米 颗粒，球状纳米颗粒的直径为200?600纳米，且球面上附着均匀分布的小颗粒。Ag-Cu合 金的原子比为Ag :Cu = 75:25。Ag-Cu合金的组成元素为零价的Ag和Cu。Ag-Cu合金为固 溶体相。
[0057] 所述金属空气电池制作过程是：
[0058] 步骤1，合成银铜合金催化剂层。将泡沫镍剪成条，依次浸入丙酮和质量分数 为5%的稀硫酸中，并分别浸泡3h和15min，用去离子水冲洗干净。共沉积的电解液由 0? Olmol ?L-1的硝酸铜溶液，0? 03mol ?L-1的硝酸银溶液和0? 005mol ?L-1的柠檬酸钠溶液 组成。配制共沉积液时，先在烧杯中称取50mL二次去离子水，将称量好的硝酸铜，硝酸银和 柠檬酸钠依次加入去离子水中，用磁力转子在中等转速下搅拌，即可得到硝酸铜、硝酸银和 柠檬酸钠的混合共沉积液。所述的银铜合金催化剂层是通过恒电位电沉积的方法在泡沫镍 上面制备得到的。采用三电极体系中的泡沫镍做工作电极，饱和甘汞电极做参比电极，铂网 做对电极。将处理好的泡沫镍放入配制好的共沉积液中，通过电化学工作站加-o. 4V的恒 电位，电沉积50秒。去离子水清洗以去除泡沫镍上残余的共沉积液，用氮气吹干，即可得到 银铜合金催化剂层。
[0059] 步骤2,制备空气扩散层。乙炔黑与PTFE按1 :2的比例在无水乙醇中，超声分散 15min，磁力转子搅拌30min，得到粘稠状的乙炔黑与PTFE的混合物。将所述乙炔黑与PTFE 的混合物置于80°C的恒温水浴锅中，保温至乙炔黑与PTFE混合物中的无水乙醇全部蒸发 完毕，并形成膏体状乙炔黑与PTFE混合物。将到的膏体状乙炔黑与PTFE混合物取出，用滤 纸吸掉表面水分，用辊压机压制成厚度为0. 5mm的膜状空气扩散层。
[0060] 步骤3,制备空气电极。将上述步骤中得到的银铜合金催化剂层放置在空气扩散层 上面，用辊压机将催化剂层与空气扩散层压制成厚度为0. 5_的膜状空气电极，用压片机 将得到的膜状空气电极在2?3MPa的压力下压制5min。将经过压制的膜状空气电极放入 真空干燥箱中，50°C的温度下真空干燥30min，随炉冷却，即可得到基于银铜合金催化剂层 的空气电极。
[0061] 步骤4,装配金属空气电池。将锌板、6M KOH溶液和得到的基于银铜合金催化剂层 的空气电极，按常规方法，将6M KOH溶液装入由特氟龙材料制成的电池壳中，再分别将锌阳 极和基于银铜合金催化剂层的空气电极垂直插入电池壳中，并将催化剂层中的催化剂材料 与电池壳中的通气孔对正，以保证空气能够进入空气电极，组装成一次锌空气电池。
[0062] 为了验证本实施例的效果，对得到的一次锌空气电池性能进行测试。将如上所述 组装好的金属空气电池在电池测试仪器上测试其放电性能，如图1?2所示，放电电压极化 和功率密度曲线见图1，放电电压曲线见图2。
[0063] 本实施例放电电压极化和功率密度曲线电池开路电压是1. 49V，在lOOmAcnT2电流 密度下的放电功率密度为86. 43mWcnT2;放电电压曲线如图2所示，在20小时的放电过程 中，20mAcm_2电流密度下的放电电压为1. 177V，在50mAcm_2电流密度下的放电电压为1? 1. 068V〇
[0064] 实施例2
[0065] 本实施例是一种基于银铜催化的锌空气一次电池及其制备方法。所述金属空气电 池包括金属阳极、空气电极、电解液、玻璃纤维隔膜和电池壳，并按常规方法组装。本实施例 的特征在于，所述金属空气电池的催化剂层由无碳无粘接剂的Ag-Cu纳米合金组成，所述 的催化剂层的特征是：泡沫镍上直接电沉积一层Ag-Cu合金，Ag-Cu合金的微观形貌是球状 纳米颗粒，球状纳米颗粒的直径为200?600纳米，且球面上附着均匀分布的小颗粒。Ag-Cu 合金的原子比为Ag :Cu = 50:50。Ag-Cu合金的组成元素为零价的Ag和Cu。Ag-Cu合金为 固溶体相。
[0066] 所述金属空气电池制备过程是：
[0067] 步骤1，合成银铜合金催化剂层。将泡沫镍剪成条，依次浸入丙酮和质量分数 为5%的稀硫酸中，并分别浸泡3h和15min，用去离子水冲洗干净。共沉积的电解液由 0? 02mol ? L-1的硝酸铜溶液，0? 02mol ?厂1的硝酸银溶液和0? 005mol ?厂1的柠檬酸钠溶液 组成。配制共沉积液时，先在烧杯中称取50mL二次去离子水，将称量好的硝酸铜，硝酸银和 柠檬酸钠依次加入去离子水中，用磁力转子在中等转速下搅拌，即可得到硝酸铜、硝酸银和 柠檬酸钠的混合共沉积液。所述的银铜合金催化剂层是通过恒电位电沉积的方法在泡沫镍 上面制备得到的。采用三电极体系中的泡沫镍做工作电极，饱和甘汞电极做参比电极，铂网 做对电极。将处理好的泡沫镍放入配制好的共沉积液中，通过电化学工作站加-〇. 4V的恒 电位，电沉积70秒。去离子水清洗以去除泡沫镍上残余的共沉积液，用氮气吹干，即可得到 银铜合金催化剂层。