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氧电极催化剂是铝-空气电池研制的关键问题之一；此外,空气电极的结构对铝-空气电池的性能也有极大的影响。本文对空气电极催化剂的合成、空气扩散电极的制作方法进行了比较系统的探索和研究。采用热分解法合成了锰氧化物催化剂Mn304,并采用高能球磨法制备了复合氧化物催化剂。采用XRD、SEM对催化剂进行了表征和物相分析。用极化曲线、交流阻抗技术、恒流放电曲线等电化学手段对催化剂在6mol/L KOH溶液中的电化学性能进行了测试。主要研究结果如下：(1)实验确立了以活性炭／乙炔黑作为催化层的载体,并得到了空气电极的最优工艺：乙炔黑热处理最佳参数为330℃3h；硝酸锰最佳热分解参数为340℃2h；催化剂最佳含量为20%；PTFE最佳含量为30%；活性炭／乙炔黑最佳质量比为4：1；最佳催化膜厚度为0.25mm；泡沫镍作为集流体性能更好。(2)采用热分解法对锰氧化物进行掺杂改性研究,结果发现,催化剂中金属元素锰、镧、钴的最佳摩尔比为1：0.4：0.6。稳态恒电流测试发现,在100mA·cm-2和200mA·cm-2两种不同的电流密度下,Mn:La:Co=1:0.4:0.6电极的电压读数都比MnOx电极要高,掺杂氧化镧和氧化钴还可以提高催化剂在大电流密度下氧还原催化活性的稳定性；氧化镧和氧化钻对锰氧化物的掺杂能显著地减少电化学反应动力学阻抗和氧的扩散阻抗。放电测试表明掺杂后的空气电极的放电平台比未掺杂前分别提高了50mV、70mV、120mV,掺杂氧化镧和氧化钴后显著地改善了铝空气电池的放电性能。(3)采用高能球磨法制备了混合催化剂,极化曲线测试发现,二元催化剂比一元催化剂的极化要小,而三元催化剂则更小；稳态恒电流测试发现,二元、三元催化剂所制备电极的工作电压都比EMD电极要高。La203和CaO的添加能显著地减少电化学反应动力学阻抗和氧的扩散阻抗；放电测试表明,二元、三元催化剂的放电平台比一元催化剂分别提高了70mV、120mV、140mV,添加La203和CaO后显著地改善了铝空气电池的放电性能。