1.一种用于锂空气电池的空气电极炭材料,其特征在于,所述空气电极炭材料为复合结构,包括:支撑层炭材料;和
催化层炭材料,全部或部分覆盖所述支撑层炭材料。
2.如权利要求1所述的空气电极炭材料,其特征在于,所述的支撑层炭材料的比表面2
积为40~4000m/g,所述的支撑层炭材料选自零维炭颗粒、一维炭纳米管/碳纤维、二维石墨烯、三维多孔炭材料中的任意一种或两种以上的组合。
3.如权利要求1所述的空气电极炭材料,其特征在于,所述的催化层炭材料是厚度为
2~100nm的含氮炭材料,任选地,所述含氮炭材料还掺杂有Fe、Co、Mn、Ni或其组合。
4.如权利要求3所述的空气电极炭材料,其特征在于,所述含氮碳材料中氮掺杂量为
1~10%(原子百分比)。
5.一种如权利要求1所述的空气电极炭材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括步骤:(i)在所述支撑层炭材料表面加入含氮前驱体,使其在所述支撑层炭材料表面发生聚合反应;
(ii)所述聚合反应结束后,进行高温碳化处理获得所述空气电极炭材料;
或所述方法包括步骤:
(i’)将所述支撑层炭材料与含氮前驱体以研磨、球磨等方式充分混合得到混合材料;
(ii’)对步骤i’)获得的所述混合材料进行高温碳化处理获得所述空气电极炭材料。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述含氮前驱体选自:苯胺、吡咯、吡啶、咪唑、哌啶、1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐、N-丁基-4-甲基吡啶硝酸盐等含氮化合物。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述含氮前驱体的质量与所述支撑层炭材料的质量之比为20:1~1:20。
8.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的高温碳化处理是指在500~900℃温度下烧结2~10小时,处理气氛为氮气、氩气或氩氢混合气。
9.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤(i)中在所述支撑层炭材料表面还加入有卟啉、酞菁、联吡啶或其组合;和/或所述步骤(i’)中所述混合材料中还混有卟啉、酞菁、联吡啶或其组合。
10.一种权利要求1所述的空气电极炭材料的应用,其特征在于,用于制备高能量密度锂空气电池器件。