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理论上,铝金属-空气燃料电池具有价格低廉、能量密度高、环保等优点,被广泛地应用于军事、抢险救灾等。空气电极作为金属空气电池的重要组成部分,其质量直接影响电池的性能。目前金属空气电池电极研究所面临的主要问题是寿命短及稳定性差,而这些问题与空气电极中的催化层和防水透气层直接相关。因此,本论文主要针对阴极材料中空气电极的制备及性能展开研究。在影响空气电极的诸多因素中,本论文主要关注于组成阴极电极材料各部分的配比,通过改善工艺过程从而优化性能。在实验中,首先制备出颗粒大小分布均匀的银、二氧化锰和碳复合材料催化剂,探究出催化剂中Ag最优质量占比,其次调制出最优的防水透气层配比,最后调制出最优的催化层配比。将制备的各配方电极片组装成电池,测试其放电性能。研究结果表明,当催化剂中Ag质量分数为17%,防水透气层的配方中炭黑与PTFE的比值为1:1.5,催化层中炭黑与催化剂的比值为1:1时,电池性能最佳且电极片使用寿命最长可达55.26 h,其电池比能量可达1096.10 Wh/kg。利用优化后的空气电极配方及实验条件,组装出Al金属空气电池产品,并对其放电性能进行测试。一系列的实验结果表明,小尺寸Al双面电极结构电池比能量可达1187.80 Wh/kg;大尺寸Al双面电极结构电池稳定性良好,放电能量可达311.16 Wh,放电寿命可达177.81 h。当缓蚀剂浓度为0.58 mol/L时,大尺寸Al双面电极结构电池放电容量、放电稳定性和放电寿命均为最优。利用最优空气电极配方和最优缓蚀剂浓度,组装Al金属空气电池产品,与商业电极电池产品进行性能对比。实验结果表明,我们的Al金属空气电池产品的比能量高达1221.81 Wh/kg,远高于商业电极电池产品。且在小灯泡点亮实验中,我们的电池在灯泡点亮亮度和时长上均优于商业电极电池产品。