[發明專利]一種海水鋁-空氣電池用陽極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811347871.5
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109295350B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 張海濤;吳子彬;郭成;王東濤;秦克;班春燕;崔建忠
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;C22F1/04;H01M4/46
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

1.一種海水鋁-空氣電池用陽極材料，其特征在于：所述陽極材料為鋁合金，所述鋁合金，按質量百分比由下述成分組成：Sn：0.5～1.5％，Ga：0.005～0.05％，Mg：0.2～1％，Zn：0.5～1.5％，雜質含量≤0.30％，余量為鋁。

2.根據權利要求1所述的材料，其特征在于：所述陽極材料的工作電位為1.30～1.50V，電流效率為86～94％。

3.權利要求1所述海水鋁-空氣電池用陽極材料的制備方法，其特征在于：包括熔煉、除氣、扒渣、鑄造和熱處理的步驟；

其中，所述熔煉步驟為：以工業純鋁以及工業純鎵、工業純錫、工業純鎂、工業純鋅為原料，按要求配比進行配料，先將工業純鋁加熱到750～780℃熔化，溫度控制在720～740℃，向熔體中加入低熔點合金元素，待合金元素熔化后對熔體進行攪拌，所述低熔點合金元素為Sn、Ga、Mg、Zn；

所述鑄造步驟為：在鑄造溫度為720℃～740℃、鑄造速度為200～400mm/min、鑄造冷卻水壓為0.10MPa的條件下按半連續鑄造法制備得到厚為5～10mm的陽極板材。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述熱處理步驟為：將鑄造所得板材冷卻到室溫后放入箱式電阻爐中，升溫至400～530℃，保溫6～24h后再把樣品放入水中淬火處理。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述除氣、扒渣步驟為：將熔體在740～750℃下導入靜置爐，向靜置爐中通入混合氣體，通入時間為5～10min，然后再通入惰性氣體，隨后靜置，用石墨工具扒除熔體表面的浮渣，

所述混合氣體為氬氣與六氯乙烷粉末構成的混合氣體，其中，六氯乙烷50g/m³。

6.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述低熔點合金元素以高純鋁箔包覆的形式用鐘罩壓入，壓入時間為2～4min。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述熔煉步驟中，所述攪拌是將熔體進行電磁攪拌5～15min，并且整個過程通入氬氣保護氣。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述除氣步驟中，所述惰性氣體為氬氣，通入10～15min；所述靜置時間為10～20min。

9.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述方法在熱處理后包括表面處理和密封保存的步驟，具體為：

表面處理：將鑄造所得板帶進行剪切，然后使用鋼刷除去板帶表面氧化皮，之后進行清洗、吹干；

密封保存：將經表面處理的板帶，放入密封袋保存。