[發(fā)明專利]一種鎂合金陽(yáng)極薄板及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910431744.1
• 申請(qǐng)日: 2019-05-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110125201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙虎;王順成;楊莉;周楠;康躍華;黃正華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號(hào): B21C23/21
• 分類號(hào): B21C23/21;B21C29/00;B21B1/38;B21B37/56;B21B37/74;C22F1/06
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉桐亞

本發(fā)明涉及電池用陽(yáng)極薄板領(lǐng)域。提供了一種鎂合金陽(yáng)極薄板的制備方法，包括：將半連續(xù)鑄造退火后的鑄棒擠壓為厚度1～2.5mm的擠壓板，擠壓比為70～170；將擠壓板軋制至目標(biāo)厚度。一種鎂合金陽(yáng)極薄板，采用上述的制備方法制得。制得的鎂合金陽(yáng)極薄板元素分配均勻、組織晶粒細(xì)小均勻、性能穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池用陽(yáng)極薄板領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鎂合金陽(yáng)極薄板及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，海水電池泛指在海洋環(huán)境中以海水作為電解質(zhì)的化學(xué)電源。海水電池采用原電池原理，負(fù)極為金屬材料鎂合金或鎂合金，正極材料為CuCl、AgCl、PbCl₂、AgO、H₂O₂等，電解液為海水。自20世紀(jì)40年代以來(lái)，美國(guó)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家的政府和商業(yè)機(jī)構(gòu)開(kāi)始研究并研制了大功率海水激活動(dòng)力電池，應(yīng)用最為成功的是魚(yú)雷動(dòng)力電池。國(guó)外研制投入使用的大功率海水電池有：Mg/AgCl、Mg/CuCl、Mg/PbCl₂、Al/AgO等體系。除了用于魚(yú)雷動(dòng)力電池，海水電池還用于聲納浮標(biāo)、救生設(shè)備、水下工程人員定標(biāo)示位、氣象氣球等。

大功率海水電池用陽(yáng)極材料為電極電位很低的鎂合金或鎂合金。鎂具有較低的密度、較負(fù)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位和較大的理論比容量等特點(diǎn)，是一種理想的化學(xué)電源用陽(yáng)極材料。鎂的密度為1.74g/cm³，標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-2.363V(vs SHE)，理論比容量為2205A.h/kg，僅低于鋰(3862A.h/kg)和鋁(2980A.h/kg)。商用鎂合金不適于作為陽(yáng)極材料，為了提高鎂合金陽(yáng)極材料綜合性能，一般以合金化的形式往鎂中添加合金元素，如Pb、Hg、Ti、Al、Mn、Li、Sn、Zn等，以減少鎂合金激活時(shí)間、加速放電產(chǎn)物剝落并抑制析氫副反應(yīng)。當(dāng)前，研究較多且成功應(yīng)用于大功率海水激活電池的鎂合金陽(yáng)極材料有英國(guó)鎂電子公司開(kāi)發(fā)的AP65(Mg-6％Al-5％Pb)、AT75(Mg-7％Al-5％Ti)和俄羅斯開(kāi)發(fā)的Mg-Hg-Ga等。

鎂陽(yáng)極材料存在著自腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致陽(yáng)極利用率不高。此外，鎂陽(yáng)極在放電過(guò)程中，其表面通常會(huì)被氫氧化鎂和氧化鎂膜覆蓋，導(dǎo)致活性反應(yīng)面積減小，放電活性減弱，同時(shí)會(huì)造成開(kāi)路電位正移，出現(xiàn)極化現(xiàn)象。針對(duì)以上問(wèn)題，通常通過(guò)添加合金元素和優(yōu)化加工工藝等方式提高鎂陽(yáng)極的綜合性能。

用于動(dòng)力的電池的鎂合金陽(yáng)極材料一般是極薄的板材，甚至厚度小于0.3mm。而鎂合金具有密排六方結(jié)構(gòu)，室溫下可移動(dòng)滑移系較少，塑性變形能力較差。此外，鎂合金陽(yáng)極材料常需加入Pb、Hg等重金屬元素，更加增加了鎂合金塑性變形的難度。因此，如何采用恰當(dāng)?shù)募庸し绞胶蛢?yōu)化全流程加工工藝，是制備高質(zhì)量鎂合金陽(yáng)極薄板的關(guān)鍵。

鑒于此，特提出本申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種鎂合金陽(yáng)極薄板及其制備方法，旨在提供一種元素分配均勻、組織晶粒細(xì)小均勻、性能穩(wěn)定的鎂合金陽(yáng)極薄板。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供的一種鎂合金陽(yáng)極薄板的制備方法，包括：

將半連續(xù)鑄造退火后的鑄棒擠壓為厚度1～2.5mm的擠壓板，擠壓比為70～170；將擠壓板軋制至目標(biāo)厚度。

本發(fā)明還提供了一種鎂合金陽(yáng)極薄板，采用上述的制備方法制得。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的鎂合金陽(yáng)極薄板的制備方法，由于通過(guò)半連續(xù)鑄造獲得元素分配均勻的鑄棒，之后將鑄棒直接擠壓為板材，經(jīng)過(guò)大擠壓比擠壓而破碎鎂合金陽(yáng)極材料的鑄態(tài)組織，最后經(jīng)過(guò)軋制而使得制得的鎂合金陽(yáng)極薄板元素分配均勻、組織晶粒細(xì)小均勻、性能穩(wěn)定，適于規(guī)模化批量生產(chǎn)。

本發(fā)明通過(guò)上述設(shè)計(jì)得到的鎂合金陽(yáng)極薄板由于采用本發(fā)明提供的方法制得，因此，其元素分配均勻、組織晶粒細(xì)小均勻、性能穩(wěn)定，適于規(guī)模化批量生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式