CN114420951A - 一种铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于空气电池材料制造工艺技术领域，具体涉及一种铝空气电池Ag‑石墨烯复合电催化材料及其应用。本发明通过化学还原法一步合成了Ag‑石墨烯复合电催化材料作为空气阳极催化剂材料应用于制备柔性铝空气电池。本发明制备方法具有工艺简单、成本低廉、环境友好、可重复性强、可大量制备的特点，所制备的Ag‑石墨烯复合电催化材料质量轻、比能量大、安全无毒，具有较好的电化学储能性能，作为一种新型纳米电催化材料，所述Ag‑石墨烯复合电催化材料为便携可穿戴的柔性铝空气电池、超级电容器、固态燃料电池等电极材料的研究和应用提供了原料基础。
Description
技术领域
本发明属于空气电池材料制造工艺技术领域，具体涉及一种铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料及其应用。
背景技术
随着全球经济和社会的迅猛发展，能源的需求与日俱增。我国目前能源结构仍以化石能源为主，要实现“碳达峰、碳中和”目标，离不开新能源的推广和技术创新。在新能源开发中，铝空气电池作为高效、清洁能源技术已成为世界各国关注的新能源之一。由于铝空气电池具有能量密度高，重量轻，材料来源广泛，可靠性高，安全性强，无污染，续航长等优点，故被誉为“21世纪的绿色能源”。柔性铝空气电池使用新型纳米复合电极材料和高度集成的制造工艺，具有完全柔性轻巧的形态，与传统电池相比突出轻薄、柔性可弯折、可定制等特点，能够更好的适应可穿戴设备和柔性电子市场的需求。柔性铝空气电池作为一种新兴的能源使用方式，其体积小、能量转换效率高、工作安静、续航持久、成本低廉成为新能源领域非常重要的发展领域，是未来能源发展的优质研究方向。
铝空气电池中空气阴极与催化剂是整个铝空气电池中最重要、技术含量最高、成本最高的部分。空气阴极的结构优劣影响着氧气交换速率，催化剂的性能好坏影响着能量转换速率。为了更好地与氧气、电解液接触，催化剂通常位于空气电极内部，通过空气阴极表面的微小的气孔与空气接触，以达到催化效果。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子在平面处以六边形晶格紧凑排列成的材料，具有卓越的导电性和延展性。石墨烯具有超高的表面积，能够使催化剂颗粒的附着便捷高效，加上其优异的导电性和韧性，石墨烯常常被用在电极阴极上，作为沟通催化剂与电极的导电桥梁，且对电极有着一定的保护能力。此外加入催化剂颗粒后可以防止石墨烯的堆积，进而保持大的比表面积，为催化剂颗粒的均匀附着提供保障。
基于此现状，本发明采用一步化学还原法制备Ag/还原氧化石墨烯纳米复合电催化材料作为催化剂应用于铝空气电池中，以改善铝空气电池的性能和催化效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料及其应用，本发明所述Ag-石墨烯复合电催化材料采用一步化学还原法进行制备，制备工艺简单、成本低、可规模化生产，同时所述Ag-石墨烯复合电催化材料具有较好的电化学储能性能，作为一种新型纳米材料，所述Ag-石墨烯复合电催化材料为柔性铝空气电池、超级电容器、固态燃料电池等电极材料的研究和应用提供了原料基础。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料的制备方法，以AgNO3和氧化石墨烯为前驱体制备Ag-石墨烯复合电催化材料，包括以下步骤：
a、将固体AgNO3和固体氧化石墨烯（GO）混合，得到混合原料，将混合原料加入去离子水中，并放入超声波清洗机中超声分散1-2h，得到混合溶液；
b、将步骤a的混合溶液转移至磁力搅拌器中室温下搅拌10-20h，向搅拌好的混合溶液中滴加水合肼溶液，并水浴加热到90-95℃下保温12-24 h，得到黑色溶液；
c、将步骤b的黑色溶液倒入抽滤漏斗中进行过滤，将得到的滤饼依次用无水乙醇和去离子水进行洗涤至中性，将洗涤后的滤饼放入马弗炉中于40-45℃下干燥4-6小时，得到铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料；制备得到的铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料作为催化剂可以应用于制备铝空气电池。
具体的，步骤a混合原料中AgNO3和氧化石墨烯（GO）的质量比为（1-3）：1。
具体的，步骤a中混合原料与去离子水固液比为（0.5-0.75）g：1mL。
具体的，步骤b中加入的水合肼溶液为10-15ml。
具体的，步骤b中加入的水合肼溶液中水合肼质量分数为80%。
上述方法以AgNO3和氧化石墨烯为前驱体采用一步化学还原法制备得到的Ag-石墨烯复合电催化材料。
进一步的，本发明还提供了所述Ag-石墨烯复合电催化材料作为催化剂在制备铝空气电池中的应用，具体的，所述铝空气电池为柔性铝空气电池。
进一步的，本发明还提供了所述Ag-石墨烯复合电催化材料作为催化剂制备铝空气电池的方法，具体步骤如下：
（一）制备空气电极
（1）将Ag-石墨烯复合电催化材料、导电碳源、活性炭加入无水乙醇中，混合后，进行球磨1-2 h，得到黑色塑性泥状球磨样品；
（2）将步骤（1）中球磨样品依次进行粗辊压和细辊压，得到催化膜材料；
（3）将步骤（2）得到催化膜材料与防水膜层、集流网层复合制备空气电极复合体，将空气电极复合体放入马弗炉中，先预热再升温至280-300℃，保温20-30 min，然后自然冷却，得到空气电极；
（二）制备柔性铝空气电池
（4）配置含有NH4C1、三乙醇胺(TEA)、NaNO3的溶液，并用HCl调节溶液pH至3后加入羧甲基纤维素，再用磁力搅拌器搅拌20-30 min，然后静置3-4 h，制得液体状的凝胶电解质；
（5）将滤纸浸泡在凝胶电解质中1-2 min后，将空气电极与铝箔电极、浸泡后的滤纸装配，制备柔性铝空气电池。
优选的，步骤（1）中Ag-石墨烯复合电催化材料、导电碳源、活性炭的质量比为（2-3）：（1-2）：1。
优选的，步骤（1）中碳源为Vulcan导电炭黑。
优选的，步骤（1）球磨过程中，少量多次加入PTFE（聚四氟乙烯），边加入边混合均匀，直至加入后得到球磨样品为黑色塑性泥状。
进一步优选的，步骤（1）中，PTFE加入的质量为Ag-石墨烯复合电催化材料、导电碳源和活性炭总质量的60%。
优选的，步骤（2）粗辊压和细辊压的具体步骤为：将球磨样品先放入粗辊机（辊缝为2.5mm）中辊压至矩形，成型后，再辊压15次，直到表面无褶皱，得到粗辊样品材料；
再将粗辊样品材料中放入细辊机（辊缝为1.8mm）辊压1次，辊压4次，然后再将细辊机的辊缝调至0.8 mm再次辊压，得到催化膜材料。
优选的，步骤（3）中空气电极复合体的具体制备步骤为：按照白纸、防水膜层、集流网层、防水膜层、催化层、白纸的顺序叠合后，放入压延机中进行辊压，辊距0.43mm，辊压后干燥，熔融烧结制得空气电极复合体；防水膜层材质为PTFE，集流网层材质为镀镍集流铜网，催化层即为催化膜材料。
优选的，步骤（3）中空气电极复合体的具体加热步骤为：将空气电极复合体在10℃下放置30 min，然后在100 min内匀速升至290℃，再于290℃保温30 min。
优选的，步骤（4）溶液中NH4C1的浓度为2 mol/L，三乙醇胺(TEA)的浓度为0.1mol/L，NaNO3的浓度为0.05 mol/L，加入的羧甲基纤维素质量为溶液质量的3％。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
本发明通过化学还原法一步合成了Ag-石墨烯复合电催化材料作为空气阳极材料（催化剂）应用于制备柔性铝空气电池。
本发明所述Ag-石墨烯复合电催化材料中，通过银和石墨烯的协同作用，为柔性铝空气电池的空气阴极提供更多的反应位点，从而提高了柔性铝空气电池的催化效率。
本发明制备方法具有工艺简单、成本低廉、环境友好、可重复性强、可大量制备的特点，所制备的Ag-石墨烯复合电催化材料质量轻、比能量大、安全无毒，具有较好的电化学储能性能，作为一种新型纳米电催化材料，所述Ag-石墨烯复合电催化材料为便携可穿戴的柔性铝空气电池、超级电容器、固态燃料电池等电极材料的研究和应用提供了原料基础。
附图说明
图1为本发明Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料的制备工艺流程图；
图2为本发明采用Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料制备铝空气阳极的工艺流程图；
图3为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料的SEM图，a为实施例1中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为1:1时的SEM图，b为实施例2中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为2:1时的SEM图，c为实施例3中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为3:1时的SEM图；
图4为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料中含有Ag、石墨烯特征峰的XRD图；
图5为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料中碳材料质量的Raman图；
图6为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料在不同扫描速率（扫描速率分别为10、20、30、50、100 mV s-1）下的循环伏安图，图6a中前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为1:1，图6b中前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为2:1，图6c中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为3:1；
图7为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料在1A/g电流密度下的恒流充放电图；
图8为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料在不同转速下（转速分别为400、900、1600rpm）的电催化氧还原性质图，图8a中前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为1:1，图8b中前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为2:1，图8c中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为3:1。
具体实施方式
以下实例将结合附图对本发明作进一步说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，所使用的原料、试剂没有特殊说明均为常规市售产品。
实施例1
一种铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a、将AgNO3和氧化石墨烯（GO）以1:1的质量比混合，得到混合原料，记作AgNO3/GO-25，将400 mg混合原料加入800ml的去离子水中，并放入超声波清洗机中超声分散1h，得到混合溶液；
b、将步骤a的混合溶液转移至磁力搅拌器中室温下搅拌20h，向搅拌好的混合溶液中滴加10ml 80%的水合肼溶液，并水浴加热到95℃下保温24 h，得到黑色溶液；
c、将步骤b的黑色溶液倒入抽滤漏斗中进行过滤，将得到的滤饼依次用无水乙醇和去离子水进行洗涤至中性，将洗涤后的滤饼放入马弗炉中于40℃下干燥4-6小时，得到铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料，记作Ag/RGO-25；制备得到的铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料作为催化剂可以应用于制备铝空气电池。
实施例2
实施例2铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料的制备方法与实施例1的不同之处在于，步骤a中AgNO3和氧化石墨烯（GO）混合时的质量比为2:1，得到的混合原料记作AgNO3/GO-50；步骤b中将步骤a的混合溶液搅拌10h，步骤c中最终得到的铝空气电池Ag/还原氧化石墨烯复合电催化材料记作Ag/RGO-50。
实施例3
实施例3铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料的制备方法与实施例1的不同之处在于，步骤a中AgNO3和氧化石墨烯（GO）混合时的质量比为3:1，得到的混合原料记作AgNO3/GO-75；步骤b中将步骤a的混合溶液搅拌15h，步骤c中最终得到的铝空气电池Ag/还原氧化石墨烯复合电催化材料记作Ag/RGO-75。
性能测试
图3为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料的SEM图，a为实施例1中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为1:1时的SEM图，b为实施例2中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为2:1时的SEM图，c为实施例3中当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为3:1时的SEM图，从图中可以看出，随着AgNO3和氧化石墨烯的质量比的提高，得到的Ag/还原氧化石墨烯复合电催化材料中石墨烯上银颗粒的含量是逐渐增加；
当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为1:1时的样品上的银颗粒的粒径大多都小于100nm，且银颗粒的分布较少。当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为2:1时的样品上的银纳米颗粒数量增多，但在石墨烯表面分布均匀，颗粒的平均直径~60nm。随着硝酸银添加量的增多，当前驱体AgNO3和氧化石墨烯的质量比为3:1时，生成的银颗粒团聚现象严重，导致银和的比表面积减小，且颗粒尺寸不均匀。
图4为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料中含有Ag、石墨烯特征峰的XRD图。图5为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料中碳材料质量的Raman图。图4中26.1°处的峰为氧化石墨烯的特征峰，这表明在制备Ag/RGO时大量的氧化石墨（GO）被水合肼还原成氧化石墨烯（RGO），在保持总质量一定的前提下，随着样品中银的含量不断提高，石墨烯的含量不断减少，在XRD图中表现为RGO特征峰的峰强逐渐减小，38.1°、44.3°、64.4°、77.4°衍射峰分别对应立方相银的（111）、（200）、（220）、（311）晶面，XRD图谱表明该物质为立方相银与石墨烯的复合物。
图6为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料在不同扫描速率（扫描速率分别为10、20、30、50、100 mV s-1）下的循环伏安图，从图6中可以看出，随着扫描速率的增加，两峰位分别朝着电压绝对值增大的方向偏移。实施例1、2、3中三个产物的氧化峰与还原峰之间的电流差在0-0.01 A之间，电流差小，说明氧化还原反应的可逆性好。
根据比电容计算公式可知，闭合曲线积分面积越大，比电容越大，其中Ag/RGO-50的样品的闭合曲线积分面积最大，其次为Ag/RGO-25的样品，Ag/RGO-75的样品的闭合曲线积分面积最小。因此，可以粗略判断出其比电容大小关系为Ag/RGO-50 > Ag/RGO-25> Ag/RGO-75。
图7为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料在1A/g电流密度下的恒流充放电图。图7中Ag/RGO-50、Ag/RGO-75样品在电压为0.1 V处出现明显的氧化还原平台。根据恒流充放电比电容计算公式，在1A g-1电流密度下，Ag/RGO-25、Ag/RGO-50和Ag/RGO-75的样品的比电容分别为23.5 Fg-1、102Fg-1、71.5Fg-1。随着Ag含量的增加，复合材料的比电容先增大，随后减小，这主要是由于适量的Ag纳米颗粒能够抑制石墨烯的重新堆垛，石墨烯与Ag的协同效应，其电化学性能增强。但过量的Ag颗粒不仅出现大量团聚，而且使得石墨烯的可利用比表面积降低，进而复合材料的电化学性能减弱。
图8为本发明实施例1、2、3制备得到的Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料在不同转速下（转速分别为400、900、1600rpm）的电催化氧还原性质图，测试时，将Ag/RGO-25、Ag/RGO-50和Ag/RGO-75的样品以0.6mg/cm2的负载量滴涂在圆盘上并干燥形成薄膜电极测得的结果，0.8-1 V时样品处于动力学控制区，此时ORR反应速率很慢，电流密度约等于零。
从图8中可以看出，0.5-0.8 V处随着电位势差逐渐降低升高，电流密度迅速增大，进入混合动力区，电势降低到0.5 V后电流密度不再随电势的减小而继续减小，形成一个电流密度平台，该平台上切线的斜率接近于0，切点电流密度即为极限电流密度。由于极限电流密度越大，催化剂 ORR 催化活性越好，不同转速下混合动力区的图像重合度越高催化剂稳定性越好，所以硝酸银质量占比分别为25%、50%的Ag/RGO-25和Ag/RGO-50催化剂性能稳定，而75%的图像重合度低，催化稳定性明显不佳。此外，圆盘电极转速越大极限电流越大，结果符合扩散动力学规律。
应用例1
将实施例1中制备得到的铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料Ag/RGO-25作为催化剂应用于制备柔性铝空气电池，具体的制备方法如下：
（一）制备空气电极
（1）分别称取14 g Ag/RGO-25、10 g Vulcan导电炭黑（导电碳源）、6 g活性炭（牌号科密欧）一同加入至200ml的无水乙醇中，并于球磨罐中进行混合球磨1 h，球磨过程中，少量多次加入PTFE（聚四氟乙烯），具体的，PTFE加入的总质量为Ag/RGO-25、Vulcan导电炭黑和活性炭总质量的60%，边加入边混合均匀，直至加入后得到球磨样品为黑色塑性泥状；
（2）将步骤（1）中球磨样品放入粗辊机（辊缝为2.5mm）中辊压至矩形，成型后，再将左右两端向中间对折并顺时针旋转90°再放入粗辊机中反复多次辊压（约15次），直到表面无褶皱，得到粗辊样品材料；
（3）将步骤（2）粗辊样品材料中放入细辊机（辊缝为1.8mm）辊压1次，辊压后将两端向中间对折并顺时针旋转90°辊压1次，重复以上步骤1次，然后再将细辊机的辊缝调至0.8mm再次辊压，得到催化膜材料；
（4）将步骤（3）得到催化膜材料，按照白纸、防水膜层（材质为PTFE）、集流网层（材质为镀镍集流铜网）、防水膜层（材质为PTFE）、催化层（催化膜材料）、白纸的顺序叠合后，放入精密压延机中进行辊压，辊距0.43mm，辊压后干燥，熔融烧结制得空气电极复合体，具体的，此步骤中空气电极复合体的辊压制备方法采用现有技术中的方法即可；
（5）将空气电极复合体放入马弗炉中，10℃下放置30 min，然后在100 min内匀速升至290℃，再于290℃保温30 min，最后自然冷却即可得到空气电极；
（二）制备柔性铝空气电池
（6）配置含有NH4C1、三乙醇胺(TEA)、NaNO3的溶液，其中NH4C1的浓度为2 mol/L，三乙醇胺(TEA)的浓度为0.1 mol/L，NaNO3的浓度为0.05 mol/L，并用HCl调节溶液pH至3后加入质量为溶液质量3％的羧甲基纤维素，再用磁力搅拌器搅拌30 min，然后静置4 h，使电解质充分凝胶化，制得液体状的凝胶电解质；
（7）将滤纸浸泡在凝胶电解质中2 min后，按照铝箔电极、浸泡后的滤纸、空气电极的顺序依次将三者装配起来，并用保鲜膜覆盖表面减少水分流失，最终制得柔性铝空气电池A。
应用例2
将实施例2中制备得到的铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料Ag/RGO-50作为催化剂应用于制备柔性铝空气电池B，具体的方法步骤与应用例1相同。
应用例3
将实施例3中制备得到的铝空气电池Ag-还原氧化石墨烯复合电催化材料Ag/RGO-75作为催化剂应用于制备柔性铝空气电池C，具体的方法步骤与应用例1相同。
试验例
对应用例1、2、3中制备的柔性铝空气电池A、B、C分别进行电化学性能和氧还原电催化性能检测，结果显示，在1.0 A g-1时，当应用例2制备的柔性铝空气电池B的比电容可达为102 Fg-1，且出现类似电池的放电平台。
氧还原电催化性能测试表明，应用例2制备的柔性铝空气电池B的综合ORR性能最佳，其起始电位和极限电流密度均高于实施例1中Ag/RGO-25制备得到的柔性铝空气电池A和实施例3中Ag/RGO-75制备得到的柔性铝空气电池C。
综上，结合Ag/RGO-25、Ag/RGO-50、Ag/RGO-75三种材料的结构特性和形貌表征结果，以及制备得到的柔性铝空气电池的电化学性能，说明本发明中最终柔性铝空气电池B具有的优异的ORR性能得益于添加适量的硝酸银含量时，石墨烯原位表面生长的Ag纳米颗粒分布均匀，有效抑制了石墨烯的重新堆垛，二者协同作用结果促进了铝空气电池电催化活性的提高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将固体AgNO3和固体氧化石墨烯混合，得到混合原料，将混合原料加入水中，超声处理1-2h，得到混合溶液；
b、将步骤a的混合溶液搅拌10-20h，加入水合肼溶液，并水浴加热到90-95℃下保温12-24 h，得到黑色溶液；
c、将步骤b的黑色溶液进行过滤，滤饼洗涤至中性后，于40-45℃下干燥4-6小时，得到铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a混合原料中AgNO3和氧化石墨烯的质量比为（1-3）：1；步骤a中所用水为去离子水，混合原料与去离子水固液比为（0.5-0.75）g：1mL。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中加入的水合肼溶液为10-15ml；步骤b中加入的水合肼溶液中水合肼质量分数为80%。
4.采用权利要求1~3任一所述方法制备得到的铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料。
5.权利要求4所述铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料作为催化剂在制备铝空气电池中的应用，其特征在于，所述铝空气电池为柔性铝空气电池。
6.权利要求4所述铝空气电池Ag-石墨烯复合电催化材料作为催化剂制备铝空气电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将Ag-石墨烯复合电催化材料、导电碳源、活性炭加入无水乙醇中，混合后，进行球磨1-2 h，得到黑色塑性泥状球磨样品；
（2）将步骤（1）中球磨样品依次进行粗辊压和细辊压，得到催化膜材料；
（3）将步骤（2）得到催化膜材料与防水膜层、集流网层复合制备空气电极复合体，将空气电极复合体先预热再升温至280-300℃，保温20-30 min，然后自然冷却，得到空气电极；
（4）配置含有NH4C1、三乙醇胺、NaNO3的溶液，并用HCl调节溶液pH至3后加入羧甲基纤维素，搅拌混合20-30 min，然后静置3-4 h，制得液体状的凝胶电解质；
（5）将滤纸浸泡在凝胶电解质中1-2 min后，将空气电极与铝箔电极、浸泡后的滤纸装配，制备柔性铝空气电池。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（1）中Ag-石墨烯复合电催化材料、导电碳源、活性炭的质量比为（2-3）：（1-2）：1，；步骤（1）中碳源为Vulcan导电炭黑；步骤（1）球磨过程中，加入聚四氟乙烯，聚四氟乙烯加入的质量为Ag-石墨烯复合电催化材料、导电碳源和活性炭总质量的60%。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（3）中空气电极复合体的具体加热步骤为：将空气电极复合体在10℃下放置30 min，然后在100 min内匀速升至290℃，再于290℃保温30 min。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（4）溶液中NH4C1的浓度为2 mol/L，三乙醇胺的浓度为0.1 mol/L，NaNO3的浓度为0.05 mol/L，加入的羧甲基纤维素质量为溶液质量的3％。
10.采用权利要求6~9任一所述方法制备得到的铝空气电池。
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