本發明公開了三維自支撐的復合結構電極及其制備方法、鋰空氣電池。其中,所述三維自支撐的復合結構電極的制備方法為:先對聚氨酯海綿材料剪裁成所需的形狀,再碳化處理;將碳化的聚氨酯海綿浸入氧化石墨烯溶液中,取出干燥;將該干燥后的材料浸泡于催化劑溶液,取出晾干,低溫還原就得到了三維自支撐的復合結構電極。該復合結構電極以碳化聚氨酯海綿的纖維為骨架,用作整體的導電網絡,在該碳化聚氨酯海綿纖維的外表及空隙處包裹、填充還原氧化石墨烯和催化劑,以增加該電極的導電性及比表面積,為反應提供大量的活性位點。該電極不含粘結劑,可有效防止電池充放電過程中副反應的發生,從而提高電池的能量密度。
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