[發(fā)明專利]一種多元負極材料鎂合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010102338.3
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN112746207B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童匯
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22F1/06;C22C1/03;H01M4/90;H01M12/06
• 代理公司: 長沙大勝專利代理事務所(普通合伙) 43248
• 代理人: 陸僖

一種多元負極材料鎂合金及其制備方法，所述多元負極材料鎂合金包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：Al 4～8%，Pb 3～7%，Mn 0.2～0.4%，Zn 0.5～1.0%，In 0.6～1.0%，Ga 0.8～4.0%，Hg 0.7～1.7%，Ce 0.1～0.3%，余為Mg。所述制備方法為：（1）制備Mg?Hg中間合金；（2）依次將Al、Pb、Mn、Zn、In、Ga、Mg?Hg中間合金和Ce加入Mg熔體中，攪拌熔煉，保溫靜置；（3）半連續(xù)鑄造，均勻化退火，熱擠壓開坯，熱軋制，即成。本發(fā)明多元負極材料鎂合金高活性、抗極化、電壓平臺高、激活時間短、放電時間長；本發(fā)明方法簡單，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎂合金及其制備方法，具體涉及一種多元負極材料鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

我國的鎂合金陽極材料廣泛使用作為犧牲陽極，或者使用于小電流密度放電的陽極材料。但是，現(xiàn)有的鎂合金陽極材料使用過程中腐蝕不均勻、電壓平臺不穩(wěn)定，電壓下降速率較快，難以推廣應用，且鎂合金薄板加工技術(shù)難度大，加工工序較復雜。

CN110373562A公開了一種鎂-空氣電池用AP65鎂合金陽極材料及其制備方法和應用，所述制備方法包括以下步驟：S1：將鈰和釔改性的鑄態(tài)AP65鎂合金于400～420℃下進行保溫處理后，淬火處理，然后處理為鎂屑，高能球磨細化晶粒，得AP65鎂合金納米晶粉末，研磨；S2：將研磨后的AP65鎂合金納米晶粉末于真空環(huán)境，380～430℃下進行放電等離子燒結(jié)，即得所述鎂-空氣電池用AP65鎂合金陽極材料；所述鈰和釔改性的鑄態(tài)AP65鎂合金由如下質(zhì)量分數(shù)的元素組成：Al 5.5～6.5%，Pb 4.5～5.5%，Ce 0.05～0.15%，Y 0.05～0.15%和Mg 87.70～89.90%。但是，僅公開了所述AP65鎂合金陽極材料在小電流密度（≤20mA·cm^-2）下的放電性能，未公開在大電流密度（≥100mA·cm^-2）下的放電性能，且電流效率低。

CN110492094 A公開了一種常溫塑性變形—快速固結(jié)鎂合金陽極材料及其制備方法和應用，所述制備方法包括以下步驟：S101：將鈰和釔改性的鑄態(tài)AP65鎂合金處理為鎂屑，高能球磨細化晶粒，得AP65鎂合金納米晶粉末，研磨；S102：將研磨后的AP65鎂合金納米晶粉末于真空環(huán)境，100～200℃下預處理后，于400～420℃下，進行放電等離子燒結(jié)，即得所述鎂合金陽極材料；或者S201：將鈰和釔改性的鑄態(tài)AP65鎂合金處理為鎂屑，高能球磨細化晶粒，得AP65 鎂合金納米晶粉末，研磨；S202：將研磨后的AP65鎂合金納米晶粉末于真空環(huán)境，400～420℃下進行放電等離子 燒結(jié)，再于真空環(huán)境，100～200℃下熱處理，即得所述鎂合金陽極材料；所述鈰和釔改性的鑄態(tài)AP65鎂合金由如下質(zhì)量分數(shù)的元素組成：Al5.8～6.2%，Pb4.8～5.2%，Ce0.05～0.15%，Y0.05～0.15%和Mg87.70～89.90%。但是，僅公開了所述AP65鎂合金陽極材料在小電流密度（≤20mA·cm^-2）下的放電性能，未公開在大電流密度（≥100mA·cm^-2）下的放電性能，且電流效率低。

CN107868921A公開了一種鎂合金陽極軋制板材及其制備方法和應用，所述制備方法包括以下步驟：S1.將鎂、鋁、鉛、鋅和錳放入石墨坩堝中，將真空熔煉爐內(nèi)氣壓抽至0.2～2.4Pa后，再充入氬氣，直到其氣壓達到0.03～0.06MPa，然后將充分攪拌的熔體澆鑄于爐內(nèi)的不銹鋼坩堝中，得鑄態(tài)鋅和錳改性的AP65鎂合金鑄錠；S2.在氬氣保護氣氛下，將鑄態(tài)鋅和錳改性的AP65鎂合金均勻化退火后水淬；S3.將均勻化退火的AP65鎂合金預熱，加熱軋輥，在相鄰兩個軋制道次之間對AP65板材進行中間退火，進行多道次熱軋，控制軋制變形量，得鎂合金陽極軋制板材。但是，僅公開了所述AP65鎂合金陽極材料在較大電流密度（180mA·cm^-2）下的放電性能，未公開在大電流密度（300mA·cm^-2）下的放電性能。