[发明专利]一种镁电池负极材料及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种镁电池负极材料，其特征在于：镁电池负极材料是经过7道次轧制的镁合金板材，总的压下量为70%，轧制温度为350℃，道次间保温10分钟，板材的金相组织为等轴晶粒，组织致密。镁合金板材是以镁为基体并添加一些元素的合金，Al元素含量5.5‑7.0%，Zn元素含量0.5‑1.5%,Mn元素含量0.15‑0.50%。本发明的镁电池负极材料适用于圆柱形镁一次电池、镁空气电池、镁海水电池。使用本发明的镁电池负极材料生产的镁电池性能指标明显超过现有的镁电池技术标准。

技术领域

本发明涉及一种化学电源构成材料，尤其属镁电池负极材料及其制备工艺。

背景技术

目前应用较多的价格相对低廉的是锌锰干电池，但是，其也存在诸多问题，例如：汞污染严重、电池容量低、仅适合长时间小电流工作。

目前给，全世界都在致力于减少电池的污染，中国更是制定了严格的计划，要实现无汞化，但是在电池上实现无汞相对来说，比较困难；提高电池容量对生产设备、材料等都有更高的要求；因次，这两大难题意味着要加大电池的生产成本。镁资源丰富，价格低廉，标准电势较负，比容量大，是一种非常好的负极材料。目前金属镁的冶炼方法有很大的进步，使得镁工业的资源利用率提高，生产成本降低，为镁合金的应用提供了便利条件。

本发明目的在于提供一种价格低廉、性能优异、容易实现大量生产的镁电池负极材料，尤其是圆柱形镁一次电池负极材料、镁空气电池负极材料、镁海水电池负极材料，使其具备较低的生产成本和较高的性能指标。

发明内容

采用轧制技术能够比较好的实现电化学阳极反应过程中对负极材料组织的要求，其中以半连续轧制技术生产的板材最适合当作镁电池负极材料，半连续轧制技术可以经济地生产镁电池负极材料，提高其性能指标。所谓半连续轧制技术就是：将一块10 mm厚的镁合金板材，先在350℃下保温30min，然后经第一道次轧制变为7.5 mm厚，经第二道次轧制变为6 mm厚，经第三道次轧制变为5 mm厚，经第四道次轧制变为4.25 mm厚，经第五道次轧制变为3.7 mm厚，经第六道次轧制变为3.3 mm厚，经第七道次轧制变为3 mm厚，总的压下量为70%，道次间在350℃下保温10分钟；经过半连续轧制技术生产出来的镁合金板材，其金相组织特点是等轴晶粒，可以减缓镁电池负极材料自腐蚀反应以及表面的钝化反应，在理论上满足电化学反应过程中对材料金相组织的要求。

具体实施方式

实施例一

本发明的镁电池负极材料是采用半连续轧制技术从10 mm厚的镁合金板材轧制成3 mm厚的镁合金板材，镁电池负极材料的厚度根据电池的型号进行选取。

镁电池负极材料成分是以镁为基体的材料，按重量百分比计，Al元素含量为5.5-7.0% ，Zn元素含量为0.5-1.5%,Mn元素含量为0.15-0.50%，最佳成分为：5.96%的Al元素，0.23%的Mn元素，0.67%的Zn元素，其余为Mg元素。

采用与镁锰干电池相同的结构形式，使用镁电池负极材料作为镁锰干电池的阳极板。

本实施例未述部分与现有技术相同。

实施例二

本发明的镁电池负极材料可以作为镁海水电池的阳极板；本实施例未述部分与现有技术相同。

实施例三

本发明的镁电池负极材料可以作为圆柱形镁一次电池的阳极板；本实施例未述部分与现有技术相同。

实施例四

本发明的镁电池负极材料可以作为镁空气电池的阳极板；本实施例未述部分与现有技术相同。

本发明进行了组装镁空气电池实验，各项性能良好，指标明显高于同型号的普通镁锰干电池的军用标准，并且有更好的低温放电性能及耐高温储存性能。

实验结果表明，本发明镁电池负极材料制备工艺简单，价格低廉，无污染问题，综合性能好。