[发明专利]一种电导率表征铝阳极材料电化学活性的方法

说明书

本发明公开了一种电导率表征铝阳极材料电化学活性的方法，涉及铝空气电池制备技术领域。具体表征方法如下：将需表征的铝阳极材料磨样处理后测量其电导率；电导率的数值反比于铝阳极材料的电化学活性，即电导率越低，对应材料的电化学活性越好。本发明的表征方法具有无损、快速、准确、易操作的特点；采用本发明提出的电导率测试表征材料电化学活性的方法，能够快速准确表征电化学活性高的铝阳极材料。

技术领域

本发明涉及铝空气电池制备技术领域，具体涉及一种电导率表征铝阳极材料电化学活性的方法。

背景技术

电池在世界范围内的各个行业和领域发挥着不可或缺的作用，尤其是在汽车、航空、电信、计算机、通讯设备等领域作为起动、备用、动力或储能电源使用。

相对于锂离子电池，铝空气电池具有资源丰富、能量密度高、安全性能好以及副产物附加值高等特点，是一种极具发展潜力的电池。但是作为铝空气电池的阳极材料在使用过程中存在一些问题，其中铝阳极材料在电解质溶液中耐蚀和放电活性之间矛盾是急需解决的关键问题之一。优良的铝阳极材料要求在提高耐蚀性的同时保持较高的放电活性(即较高的放电电压和放电电流)。研究铝阳极材料耐蚀及电化学活性的常规手段包括析氢、失重、电化学分析以及放电行为测试。以上测试手段均属有损检测、且耗时误差较大。

大量的研究事实表明：纯铝表面致密的氧化膜一方面提高了铝阳极材料的耐蚀性，另一方面极大降低了材料的电化学活性。往纯铝阳极材料中加入微合金元素是提高阳极材料电化学活性常用的方法之一，通常加入的合金元素包括Ga、In、Mg、Hg和Sn等。合金元素提高材料的电化学活性实质是合金元素固溶进入铝基体，改变材料表面致密氧化膜的物理属性。通过涡流导电仪测试铝合金电导率是表征铝合金材料固溶及纳米析出程度的常用手段。其测试原理是当载有确定频率和振幅交流电接近铝合金表面时，线圈中交流电产生的交变磁场在铝合金表面和近表面感应产生涡流，感应涡流的磁场反作用于线圈，这种反作用的大小与铝合金表面和近表面的电导率有关。通过以电导率单位标定的仪器可直接测出导电体的电导率。由于铝阳极材料一般加入合金元素的量极少，大部分合金元素固溶进入铝基体，容易导致基体晶格畸变，降低电子在材料中传导，使材料电导率下降。

发明内容

针对目前表征铝阳极材料电化学活性手段存在的诸多问题，本发明的提供了一种电导率表征铝阳极材料电化学活性的方法，通过测量铝阳极材料表面电导率，定量表征微合金元素在铝基体中的固溶度，从而快速表征和筛选电化学活性较高的阳极材料。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种电导率表征铝阳极材料电化学活性的方法，其特征在于，将需表征的铝阳极材料磨样处理后测量其电导率；电导率的数值反比于铝阳极材料的电化学活性，即电导率越低，对应材料的电化学活性越好。

优选地，测量电导率的仪器为涡流电导仪。

优选地，所述铝阳极材料的电化学活性包括铝阳极材料在碱性溶液中的放电电流和放电电压。

优选地，所述铝阳极材料包括二元铝阳极材料、三元阳极材料、四元铝阳极材料。

优选地，铝阳极材料磨样处理的具体方法为：对铝阳极材料依次采用不同型号的金相砂纸进行打磨，使用的金相砂纸由粗到细，最后使用的金相砂纸的型号为1800#-2500#中的任一型号。

优选地，测量电导率时，对磨样处理后的样品的多个不同部位分别测量其电导率，最终电导率取不同区域的平均值。

与现有技术相比，本发明有以下优点：