[發明專利]一種鎂合金陽極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810067334.9
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108193110A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 劉坤;李道聰;夏昕
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/03;C22F1/06;C23F13/14
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 段曉微;葉美琴

本發明公開了一種鎂合金陽極材料的制備方法，包括退火過程，其特征在于，所述退火為均勻化退火。本發明在制備鎂合金陽極材料時采用均勻化退火，促進Mg₁₇Al₁₂相的剝落，且使鎂基體和Al₈Mn₅顆粒的組成相對均勻，進而促進放電過程，提高了鎂合金陽極材料的電化學活性。

技術領域

本發明涉及陽極材料技術領域，具體涉及一種鎂合金陽極材料的制備方法。

背景技術

鎂合金由于活性高，電池電壓高，電壓范圍寬，功率密度高，密度相對低，電極電位低，壽命長等特點，已被開發成為海水中使用的陽極材料，如聲納浮標，信標，應急設備，氣囊電池和救生衣。AP65是鎂陽極Mg-6％Al-5％Pb(質量分數)主要成分之一。據報道，鋁可以提高鎂合金在氯化鈉溶液中的表面活性，并影響鎂合金的耐蝕性。雖然鉛不環保，鎂合金的活性也會隨鉛的添加而增加。

Udhayan等[R.Udhayan,D.P.Bhatt,J.Power.Sources.63(1996)105-110.]研究了不同濃度的高氯酸鎂溶液中AP65陽極的電化學行為，發現其電極/電解質界面過程由活化控制反應決定。對于海水電池系統中使用的鎂陽極，電化學性能是相當重要的。鎂合金表現出強烈的電化學活性和熱力學負平均電位。然而，由于腐蝕產物覆蓋在陽極表面，導致延遲達到穩定狀態并降低放電速率，所以它們的負電勢顯著減小。

AP65陽極的放電活性由鎂基體的組成和第二相的性質決定，而鑄態陽極中的第二相Mg₁₇Al₁₂相會阻礙放電過程，降低放電活性。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種鎂合金陽極材料的制備方法，以實現提高鎂合金陽極材料電化學活性的目的。

本發明提出的一種鎂合金陽極材料的制備方法，包括退火過程，所述退火為均勻化退火。

優選地，所述制備方法包括如下步驟：

S1、在氬氣的氛圍中將純鎂在電阻爐中熔化后，加入合金元素，保溫，攪拌，得到熔融態合金；

S2、將熔融態合金倒入矩形鋼模具中預熱熔鑄成鑄件后冷卻至室溫，在電阻爐中均勻化退火后，水淬，打磨，拋光，清洗，干燥，得到鎂合金陽極材料。

優選地，S1中，純鎂的純度為99.99％及以上。

優選地，S1中，合金元素包括純鋁、純鉛和Al-30％Mn合金。

優選地，純鋁的純度為99.99％及以上。

優選地，純鉛的純度為99.99％及以上。

優選地，S1中，在500-1000℃的溫度下加入合金元素。

優選地，S1中，保溫的溫度為500-1000℃，時間為10-20min。

優選地，S1中，攪拌的時間為1-10min。

優選地，S2中，預熱的溫度為100-300℃。

優選地，S2中，均勻化退火在稀有氣體的氛圍中進行。

優選地，均勻化退火在氬氣的氛圍中進行。

優選地，S2中，均勻化退火的溫度為300-1000℃，時間為1-72h。

優選地，S2中，采用SiC砂紙進行打磨。

優選地，S2中，采用0.2-1μm金剛石漿料進行拋光。

優選地，S2中，清洗采用乙醇超聲清洗。

優選地，S2中，干燥采用冷空氣干燥。