[发明专利]一种铝合金阳极材料及制备方法

说明书

一种铝合金阳极材料及制备方法，所述铝合金阳极材料包括以下质量百分数的组分：Mg 0.5～1.0%，Hg 0.01～0.20%，Ga 0.01～0.20%，Sn 0.02～0.20%，Pb 0.01～0.10%，Sb 0.02～0.20%，Ce 0.02～0.40%，余为Al。本发明方法还公开了所述铝合金阳极材料的制备方法。本发明铝合金阳极材料高活性、抗极化、电压平台高、析氢量低；本发明方法所得铝合金阳极材料抗腐蚀性强，工艺简单，成本低，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种阳极材料及制备方法，具体涉及一种铝合金阳极材料及制备方法。

背景技术

Al/AgO电池是一种新型化学动力储备电池，具有体积小、比功率大、比能量高、激活快、无噪音、工作时不污染环境等优点。铝作为电池的阳极材料有电化当量高（2980A·h·kg^-1），是除锂之外质量比能量最高的金属；电极电位较负（强碱性溶液中的标准电极电位为-2.35V）；铝资源丰富，价格低廉；可广泛应用于碱性电池、中性电池和有机电池等优势。但由于纯铝是一种较活泼的两性金属材料，在碱性电解液中自腐蚀速度较快，并产生大量的氢气，并且自身极化严重，电流效率不高，削弱了其成为需要高的电压和低的腐蚀析氢速度的电池材料的优势。

目前，应用的较多的用于改善铝阳极材料性能的途径主要是：向铝中加入微量合金元素，制成铝合金，以提高铝合金电极电化学活性，减少自腐蚀速率，提高电流效率。

CN 106676343A公开了一种海水电池用铝合金阳极材料及其制备方法，铝合金中各组分质量百分比为：Mg0.4～1.2%、Ga0.01～0.2%、Sn0.01～0.3%、Bi0.01～0.1%、In0.01～0.1%、Pb0.01～0.1%和Ce0.01～0.5%。制备方法为：纯铝块先进行保温，然后在750℃～900℃条件下进行熔炼，再加入纯铝箔包覆的占铝质量百分比为0.4～1.2%Mg、0.01～0.2%Ga、0.01～0.3%Sn、0.01～0.1%Bi、0.01～0.1%In、0.01～0.1%Pb和0.01～0.5%Ce合金元素，保温，浇注于钢模中，均匀化后铣面，然后350～450℃轧制成板材，保温退火后，冷轧制，成品退火，得铝合金阳极材料。但是，所述铝合金材料在开路电压（最高1.920V）、工作时间（最高1285s）、析氢量（静态最低0.67mL/(min·cm²)）上的性能欠佳。

CN 106917010A公开了一种铝合金阳极材料及其铸造方法与应用，所述铝合金阳极材料由以下组分铸造而成：Pb：0.01～0.1wt%；Sn：0.01～0.1wt%；Ga：0.01～0.2wt%；Ti：0.01～0.07wt%；余量为Al。所述铸造方法为：一、精炼合金：（1）分次将纯度为99.99%的纯铝块置入井式炉中， 将铝块加热到700～750℃进行熔化；（2）待所有的铝块完全融化后，将按一定配比称量好的微量金属元素加入到高温井式炉中；（3）待所有组分全部熔化后，使用石墨棒进行搅拌；（4）加入六氯乙烷，除去熔融铝中的废渣；二、浇铸成型：（1）在模具内表面涂上一层脱模剂，加热到150～250℃并保温；（2）将熔融的铝合金倒入模具中，将熔融的铝合金浇铸成铝锭。但是，所述铝合金阳极材料仅公开其开路电位可达-1.82V（vs.Hg/HgO），对于析氢量等关键材料性能参数并未公开。

CN 109778029 A公开了一种含稀土铝合金阳极材料及其制备方法和应用，所述含稀土铝合金阳极材料的组分及质量百分比含量为镁0.5～2%、锡0.02～0.12%、稀土元素0.01～1.0%，余量为铝；所述的稀土元素为锆或钇。所述制备方法是经750～780℃的熔炼浇注后，依次经均匀化处理、热轧固溶和时效处理后得到。但是，所述铝合金材料在开路电压（最高1.97V）、自腐蚀率（最低6.54mg/(cm²·h)）上的性能欠佳，且未公开工作时间等关键材料性能参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高活性、抗极化、电压平台高、析氢量低的铝合金阳极材料。