[發(fā)明專利]一種鋁燃料電池的陽極及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810039360.0
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108321398B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬潤芝;施建
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州謳德新能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/88
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 胡擁軍;趙賽

本發(fā)明提供一種鋁燃料電池的陽極，包括先將原料提純，再將原材料一起混合熔煉，制成鋁合金溶液；最后將熔煉后的鋁合金溶液通過專用模具固化成型，并保溫沉淀，后再進(jìn)行室溫冷卻，制成鋁合金坯料，鋁合金坯料再次升溫并通過擠壓設(shè)備擠壓成型；本發(fā)明還涉及一種鋁燃料電池的陽極制備方法。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)制備的鋁合金容易出現(xiàn)偏析、鋁合金組織不均勻的不足，改善燃料電池的陽極在使用放電時能夠均勻腐蝕的能力，有效抑制氧化膜的形成，同時提高陽極的電化學(xué)轉(zhuǎn)換率和利用率，在大電流和倍率放電的情況下，提高燃料電池的整體穩(wěn)定性和可靠性，為增大鋁合金燃料電池的功率提供可能。本發(fā)明符合新能源發(fā)展的趨勢，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池陽極材料制備方法，尤其涉及一種鋁燃料電池的陽極及制備方法。

背景技術(shù)

燃料電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能和熱能的新型電池，其與常規(guī)電池的不同之處在于，只要有燃料和氧化劑供給，就會有持續(xù)不斷的電力輸出。它因具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、啟動快、電池壽命長、比功率、比能量高等優(yōu)點(diǎn)，而在固定發(fā)電系統(tǒng)、現(xiàn)場用電源、分布式電源、空間飛行器電源及交通工具用電源方面有廣闊的應(yīng)用前景。而與傳統(tǒng)電池相比，燃料電池的能量至少要高10倍。目前燃料電池主要包括堿性燃料電池磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固態(tài)氧化次燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池等，不管何種燃料電池，其結(jié)構(gòu)中都必然包括陽極、陰極和位于陽極和陰極之間的電解質(zhì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，陽極材料主要采用以下幾種：

一、氫-氧燃料電池，電池的陽極材料是氫(H2)。氫燃料在使用、運(yùn)輸、儲存方面存在一定安全隱患，而且把氫氣制造成電極材料的成本非常高，其貯存價格、催化電極的制造價格也非常的高昂。

二、鋅-空燃料電池，電池采用鋅基金屬(鋅合金)作為陽極，鋅合金陽極與空氣中的水分子容易產(chǎn)生氧化、潮解現(xiàn)象，而且與空氣中的二氧化碳化合容易生成碳酸鹽化合物，影響金屬陽極性能，所以鋅合金陽極不能長期存放；而且電池中的電解液必須是堿性的氫氧化合物溶液，否則就達(dá)不到對鋅-空燃料電池中的鋅合金陽極腐蝕、催化的效果，然而，堿性的氫氧化合物溶液無論是對人還是環(huán)境都有很大的危害。

三、其它燃料供電系統(tǒng)(例如：質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池)：其與氫-氧燃料電池的陽極材料的性質(zhì)、制造、使用基本上接近。

四、鎂合金燃料電池，是本申請人在授權(quán)號為CN102005577B的專利中提供的“一種鎂合金燃料電池的陽極及其制備方法”，采用鎂基金屬(鎂合金)作為陽極，具有能產(chǎn)生較強(qiáng)的電流、導(dǎo)電率高、持續(xù)時間長、效率高、無污染的優(yōu)點(diǎn)。對于與鎂相近的鋁，其地表儲備含量更大，生產(chǎn)制造應(yīng)用領(lǐng)域更廣，作為燃料電池的陽極材料更合適，但以現(xiàn)有技術(shù)制備的鋁合金存在著偏析、鋁合金組織不均勻不足，導(dǎo)致燃料電池壽命短、效能低，即高性能的鋁合金燃料電池還難以在市場上推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁燃料電池的陽極及制備方法，陽極偏析量小于千分之一，且陽極組織均勻，同時抑制氫氣的產(chǎn)生，從而提高燃料電池的電池效能。

本發(fā)明提供一種鋁燃料電池的陽極，所述燃料電池的陽極為鋁合金，鋁合金包括由鋁、鎂、鋯、鋰、鋅、鈣、銦組成，所述鋁合金各組分的質(zhì)量百分比含量為：

余量的鋁。

進(jìn)一步地，所述鋁合金各組分的質(zhì)量百分比含量為：

余量的鋁。

進(jìn)一步地，所述鋁合金表面設(shè)有氧化膜；所述氧化膜厚度小于6微米。

進(jìn)一步地，所述鋁的純度大于等于99.95％。