[发明专利]一种Zn改性废铝易拉罐制备铝阳极材料的方法及应用

说明书

本发明提供了一种Zn改性废铝易拉罐制备铝阳极材料的方法及应用，涉及铝空气电池制备技术领域。制备方法包括以下步骤：(1)将废铝易拉罐压制成饼；(2)往清洗后的坩埚内加入压制的铝饼，加热至500～550℃，保温10～30min，进行脱漆处理；(3)继续升温至680～760℃，保温直至废铝易拉罐完全熔化；(4)加入铝熔体精炼剂，进行除气除渣处理；(5)加入Zn单质，加入量为铝熔体质量的0.1～0.5％；(6)静置12～20min，将铝熔体浇铸凝固，制备得到铝空气电池阳极材料。本发明制备的铝空气电池阳极材料具有工艺简单、成本低以及放电性能优良的特点，易于实现工业化生产，对于废铝易拉罐的高附加值利用具有重要的价值。

技术领域

本发明涉及空气电池制备技术领域，具体涉及一种Zn改性废铝易拉罐制备铝阳极材料的方法及应用。

背景技术

目前，全世界每年消费的易拉罐超过2100亿只，消耗铝近300万吨，约占全球铝总消耗量的15％。据调研，目前我国废铝易拉罐超过2100亿只。与通过电解铝矿石生产3004/3003铝合金相比，使用再生易拉罐用铝材只需消耗3％的能源。因此，高附加值利用废铝易拉罐具有非常重要的社会和经济价值。其中将废铝易拉罐制备成铝空气电池阳极材料是实现废铝易拉罐高附加值应用的可行途径。

在已公开的专利中(公开号：CN201910574176.0)，发现废铝易拉罐经熔炼处理制备的铝阳极材料在NaOH和NaCl溶液均能正常放电，但存在耐蚀性较差，铝阳极利用率较差的问题。针对以上问题，通过Zn改性废铝易拉罐制备铝阳极材料，该技术能够大幅提高易拉罐阳极材料在NaOH溶液中耐蚀性及铝空气电池的放电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性回收易拉罐制备铝阳极材料及其应用，可实现废铝易拉罐高附加值应用，制备得到的铝阳极材料可应用于铝空气电池中。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种Zn改性废铝易拉罐制备铝阳极材料的方法，包括以下步骤：

(1)将废铝易拉罐压制成厚度为2～3cm的铝饼，未做任何脱漆以及罐盖和罐身分离处理；

(2)往清洗后的坩埚内加入压制的铝饼，加热至500～550℃，保温10～30min，进行脱漆处理；

(3)继续升温至680～760℃，保温直至废铝易拉罐完全熔化；

(4)加入铝熔体精炼剂，进行除气除渣处理；

(5)随后向步骤(4)所得的铝熔体中加入Zn单质，Zn单质的加入量为铝熔体质量的0.1～0.5％；

(6)静置12～20min，将铝熔体浇铸凝固，制备得到铝空气电池阳极材料。

优选地，步骤(2)中，加热至500℃，保温10min。

优选地，所述铝熔体精炼剂的加入量为铝熔体质量的0.35％～0.5％。

优选地，所述铝熔体精炼剂由以下重量百分比的成分组成：氯化钠29％、氯化钾55％、氟化钙8.5％、氟硅酸钠7.5％。

优选地，步骤(5)中，Zn单质的加入量为铝液质量的0.1％。

优选地，步骤(6)中，静置15min。

由本发明方法制备得到的铝阳极材料应用于铝空气电池的碱性电解液以及铝空气电池的中性电解液中。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、废铝易拉罐含有较多的铁杂质元素，该杂质元素对铝阳极的耐蚀性及放电性能均有不利影响；本发明拟利用合金元素锌对废铝易拉罐阳极材料的有益作用，提高废铝易拉罐阳极耐蚀及在铝空气电池中放电性能。