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本发明公开了一种金属‑空气二次电池的正极催化剂及基于该正极催化剂的金属‑空气二次电池。所述金属‑空气二次电池的正极催化剂，是富含氧缺陷的纳米级PrOx，或者是PrOx/导电基体复合材料；其中 本发明还提供了基于所述的正极催化剂的金属‑空气二次电池。本发明提供的正极催化剂可以有效提高氧化还原反应中的电子转移和氧吸附，促进M+与O2之间的反应；并且其能高效促进放电产物的分解，降低充电过电位，获得循环稳定性能更加优异的金属‑空气二次电池。

本发明公开了一种高性能金属‑空气电池正极催化剂，由过渡金属氮化物‑过渡金属氧化物异质颗粒和介孔碳基体构成，占催化剂总质量10‑50％的纳米异质颗粒分散于介孔碳基体中；异质颗粒中，氧化物占10‑100％。该催化剂的制备方法：将介孔碳用强酸溶液处理，获得表面官能团化的介孔碳；将其浸入过渡金属盐的水溶液中，搅拌，清洗，加入氨水并搅拌，再次清洗，真空干燥，将所得产物在惰性气氛或真空条件下煅烧。本发明制备方法简单、高效、可控，所得催化剂的活性接近于20wt％Pt/C电催化剂，耐用性优于商用Pt/C电催化剂；用其组装的金属‑空气电池的能量密度、功率密度、稳定性等均与商用Pt/C催化剂所组装的电池相当。

本发明涉及一种金属‑空气电池，其包含：壳体；金属阳极，包括底表面；电解液，金属阳极的至少底表面与电解液的液面接触；阳极支撑件，包括上部、中部和下部，上部的宽度小于中部的宽度；空气阴极，包括上表面和下表面；其中，阳极支撑件的上部支撑金属阳极的底表面，阳极支撑件使得金属阳极的底表面与空气阴极的上表面之间的间距保持为2至5mm。本发明能够大幅增加阳极可用金属数量，从而大大延长金属‑空气电池的工作周期。