[发明专利]一种负极材料镁合金及其制备方法

说明书

一种负极材料镁合金及其制备方法，所述负极材料镁合金包括以下质量百分数的组分：In 0.6～1.0%，Ga 0.8～4.0%，Hg 0.7～1.7%，Ce 0.1～0.3%，余为Mg。所述制备方法为：（1）制备Mg‑Hg中间合金；（2）依次将In、Ga、Mg‑Hg中间合金和Ce加入Mg熔体中，搅拌熔炼，保温静置，得混合熔体；（3）半连续铸造，均匀化退火，热挤压开坯，热轧制，即成。本发明负极材料镁合金高活性、抗极化、电压平台高、析氢量适中；本发明方法工艺简单，成本低，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种镁合金及其制备方法，具体涉及一种负极材料镁合金及其制备方法。

背景技术

在我国的交通运输、国防军工等领域的轻量化要求下，对镁合金材料的需求量大。但现有镁合金材料粗加工多，深加工少。

特别是，镁合金作为电极材料电压平台稳定、析氢量适中，适合做电池材料。但是，镁合金薄板加工技术难度大，加工工序较复杂，难以推广应用。

CN105296772A公开了一种负极材料镁合金的制备方法，步骤1：在一纯镁锭坯上钻一盲孔； 将含纯镁的合金元素装入盲孔；步骤2：用密封塞将盲孔密封后，将纯镁锭坯置入中空包套，充入惰性气体后，密封焊接；步骤3：置于坩埚中，对坩埚加热至720℃～740℃时停止加热，保温 0.5～5小时，取出中空包套在地上反复滚动3～10分钟，再将坩埚升温到720℃～740℃，保温0.1～2小时，再取出中空包套在地上反复滚动3～10分钟后，冷却；步骤4：去掉中空包套，取出镁合金锭坯；步骤5：对步骤4的镁合金锭开坯，得到镁合金，再将镁合金轧制成薄板，即成。但是，该方法复杂，产量低，且析氢量为0.5mL/min·cm²。

CN108707909A公开了一种深海环境用七元系铝合金牺牲阳极材料及其制备方法，包括以下步骤：（1）材料预处理：准确称取所述原料配比，将锌锭、铟锭、铝硅合金、铝铈合金、铝钛合金、铝镁合金和铝锭用铝箔包裹，放入干燥箱中，在200℃下干燥24h，取出备用；（2）铝合金牺牲阳极材料的制备：将步骤（1）中的铝锭与铝硅合金在电阻炉中熔化，熔炼温度为700～780℃，熔炼时间为20～40min，通入氩气搅拌精炼；然后依次将锌锭、铟锭、铝铈合金、铝钛合金和铝镁合金加入到电阻炉中升温至810℃，恒温10min后搅拌，搅拌完成后恒温10min，通入氩气进行精炼，精炼完成后保温10min后降温至750℃，在铸铁模具中进行浇铸，自然冷却后，得到铝合金牺牲阳极材料。但是，电流效率仅为85%。

CN105755338A公开了海水电池用镁合金负极材料的制备方法，步骤（1），真空密封熔炼以纯度≥99.98%的镁为原料，在镁中添加质量百分比为0.4～2.5%的Hg、1.2～2.8%的Ga和0.001～0.1%的Ce形成混合材料，将所述混合材料置于中频熔炼炉中真空状态下加热至700～760℃进行材料熔炼，保温时间为10～30min，形成成分分布均匀的混合材料；步骤（2），均匀化退火将步骤（1）熔炼出分布均匀的混合材料进行380～450℃均匀化退火，保温12～48h后，自然冷却至室温，完成材料的均匀化退火过程；步骤（3），热挤压将步骤（2）退火后的材料和挤压筒加热到 350～450℃，保温3～8小时，在挤压力为5～30MPa，挤压速度为1～10m/min时，对退火后的材料热挤压成厚度为0.5～2mm的板子；步骤（4），热轧制将步骤（3）制成的板子以1～10m/min的速度加热到350～450℃，以每道次压下量控制在10～30%，进行3～8道次的往复轧制；每轧制一道次进行一次中间退火，中间退火温度为250～450℃，退火时间为30～90min，压制成镁合金薄板；步骤（5），去应力退火将步骤（4）制成的镁合金薄板进行180～350℃的去应力退火，保温时间为20～90min，自然冷却后，即成。但是，析氢量较高，工作时间还不够长。