[发明专利]一种铝空气电池用阳极材料及其制备方法

摘要

一种铝空气电池用阳极材料及其制备方法，阳极材料由以下质量百分比的成分组成：Ga 0.1～0.2%，Pb 0.05～0.15%，Bi 0.01～0.05%，Ti 0.005～0.015%，B 0.001～0.003%，Fe≤0.003%，Si≤0.003%，Cu≤0.005%，余量为Al和不可避免的其它杂质。其制备方法是：熔化配制铝合金液、炉内喷吹精炼、在线晶粒细化、在线除气过滤、超声搅拌半连续铸造、铸锭均匀化、加热与挤压。本发明通过优化阳极材料的成分组成及其制备工艺，提高材料的洁净度和组织成分均匀性，破坏氧化膜的致密性和连续性，提高材料的电化学活性，减缓析氢自腐蚀速率。本发明铝空气电池用阳极材料具有电化学活性高、析氢自腐蚀速率低和材料利用率高的优点。

主权项

1.一种铝空气电池用阳极材料的制备方法，其特征在于该铝空气电池用阳极材料由以下质量百分比的成分组成：Ga 0.1～0.2％，Pb 0.05～0.15％，Bi 0.01～0.05％，Ti 0.005～0.015％，B 0.001～0.003％，Fe≤0.003％，Si≤0.003％，Cu≤0.005％，余量为Al和不可避免的其它杂质，其它杂质单个含量≤0.002％；其制备方法包括以下步骤：第一步：选用Al‑5Ti‑1B合金杆、纯度≥99.99％的铝锭、纯度≥99.99％的金属镓、纯度≥99.99％的金属铅和纯度≥99.99％的金属铋为原材料；第二步：将铝锭在740～780℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为0.1～0.2％的金属镓、0.05～0.15％的金属铅和0.01～0.05％的金属铋，搅拌熔化成铝合金液；第三步：用纯度≥99.9％的氩气和占原材料总重量为0.5～1％的精炼剂对铝合金液喷吹精炼10～20分钟，扒渣后再静置30～60分钟；第四步：将铝合金液导入流槽，将占原材料总重量为0.1～0.3％的Al‑5Ti‑1B合金杆加入到铝合金液中进行在线晶粒细化处理；第五步：将铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为200～250转/分钟、氩气纯度≥99.9％、氩气流量为1.5～2.5立方米/小时的除气机石墨转子和孔隙度为40～50ppi的泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；第六步：将铝合金液再依次流过设置在流槽上旋转速度为300～350转/分钟、氩气纯度≥99.9％、氩气流量为3～4立方米/小时的石墨转子除气箱和陶瓷管管式过滤箱，进行在线除气过滤处理；第七步：在铸造温度700～740℃、铸造速度100～130毫米/分钟、冷却水压力0.5～1.5MPa、超声波频率15～25kHz和超声波输出功率200～300kW条件下，将铝合金液半连续铸造成铝合金铸锭；第八步：将铝合金铸锭加热至300～400℃均匀化处理2～3小时，再降温至200～300℃继续均匀化处理5～8小时，然后水雾强制冷却至室温；第九步：将铝合金铸锭加热至200～250℃，在挤压速度5～10米/分钟、挤压比20～30、模具温度150～200℃条件下进行挤压成形，冷却后得到铝空气电池用阳极材料。