一种镁-空气电池用阳极带材及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108682867A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810286074.4(22)申请日2018.03.30(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市大学城外环西路100号(72)发明人陈远业王乃光施志聪潘庭锋刘琛祺(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人张燕玲杨晓松(51)Int.Cl.H01M4/88(2006.01)H01M12/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种镁-空气电池用阳极带材及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于化学电源电极材料领域，公开了一种镁-空气电池用阳极带材及其制备方法和应用。其制备方法包括：将镁、铝、铅和镁-稀土中间合金放入石墨坩埚中，充入氩气，将搅拌的熔体浇铸于炉内的不锈钢坩埚中，得到铈和钇改性的铸态AP65镁合金；在氩气保护气氛下，将该镁合金均匀化退火后水淬；经预热后进行热挤压，控制挤压变形量，得到一系列不同厚度的镁合金带材。本发明通过合金化和挤压变形调控AP65镁合金的显微组织，使其在开路电位下具有较好的耐蚀性、在一定电流密度下放电能均匀溶解并抑制析氢，从而具备较高的开路电压、放电电压以及较高的阳极利用率，适合作为镁-空气电池阳极材料。CN108682867ACN108682867A权利要求书1/1页1.一种镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于包括如下具体步骤：S1.将镁、铝、铅、镁-铈和镁-钇中间合金放入石墨坩埚中，将真空感应熔炼炉内气压抽至0.1～2.0Pa后再充入氩气，直到其气压达到0.04～0.06MPa，然后将充分搅拌的熔体浇铸于炉内的不锈钢坩埚中，得到铈和钇改性的铸态AP65镁合金铸锭；S2.在氩气保护气氛下，将铈和钇改性的铸态AP65镁合金均匀化退火后水淬；S3.将均匀化退火的AP65镁合金放进挤压筒内预热，并在不同挤压比下分别进行热挤压，得到一系列不同厚度的镁-空气电池用阳极带材。2.根据权利要求1所述镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述铈和钇改性的铸态AP65镁合金铸锭中包括5.7～6.7wt.％的Al，4.6～5.6wt.％的Pb，0.08～0.18wt.％的Ce，0.08～0.18wt.％的Y和87.34～89.54wt.％的Mg。3.根据权利要求1所述镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述铸锭的尺寸为4.根据权利要求1所述镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于：步骤S2中所述退火的温度为400～410℃，所述退火的时间为23～24h。5.根据权利要求1所述镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述预热的温度为430～450℃，所述预热的时间为55～65min；所述热挤压时的温度为430～450℃。6.根据权利要求1所述镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述挤压筒内径为125mm，长度为1000～1200mm。7.根据权利要求1所述镁-空气电池用阳极带材的制备方法，其特征在于：步骤S3中所述挤压的挤压比分别为6.82:1、10.23:1、20.45:1。8.一种由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到镁-空气电池用阳极带材。9.根据权利要求8所述的镁-空气电池用阳极带材在镁-空气电池领域中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述镁-空气电池用阳极带材应用于镁-空气电池的开路电压达到1.813～1.868V，在10mAcm-2的输出电压在1.289～1.350V，在10mAcm-2的阳极利用率达到51.6～64.1％。2CN108682867A说明书1/6页一种镁-空气电池用阳极带材及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于化学电源电极材料领域，具体涉及一种镁-空气电池用阳极带材及其制备方法和应用。背景技术[0002]镁空气电池能量密度高，可使用温度范围宽(-20～80℃)，原材料来源丰富且成本低，在移动电子设备电源、海洋水下设备电源、自主式潜航器电源和备用电源等领域具有广阔的应用前景。这类电池采用高活性镁合金作为阳极，通过阳极材料在电解液中的活化溶解提供电流。目前常用的高活性镁阳极材料包括Mg-Hg-Ga、Mg-Al-Pb、Mg-Al-Tl等。其中AP65镁合金(Mg-6wt.％Al-5wt.％Pb)对环境污染相对较小，拥有较高的开路电压和放电电压，在大电流密度(≥100mAcm-2)下阳极利用率高。然而，该镁合金在小电流密度(≤20mAcm-2)下金属颗粒局部脱落严重，导致其阳极利用率较低，放电性能下降。发明内容[0003]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的首要目的