本发明专利技术公开了一种高效镁干电池，它由镁合金作为负极材料，以该镁合金总重量为基准，该镁合金中含有Ca 0.01～0.3％、Sn 0.05～0.5％、Y 0.01～0.03％、Ce 0.01～0.1％、Nd 0.1～0.5％和In 0.02～0.2％。本发明专利技术在镁电极中添加破坏镁氧化膜结构的合金化元素，可有效促进腐蚀产物的脱落，降低自腐蚀速度，大大提高镁负极利用率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种电池，具体设及一种高效儀干电池。
技术介绍
儀的化学活性高，电负性为1. 31，标准电极电位为-2. 36V，用儀作负极材料的电 池，理论比容量为2. 22Ah/g，在常见的金属中，仅比裡、侣小，远远大于锋。同时，儀在地壳 中的储量非常丰富，所W儀及其合金价格低廉，且儀及其绝大多数化合物都无毒，对环境友 好。可见，儀及其合金作阳极（负极）在电池领域有很大的应用潜力。然而儀合金用作电 池负极材料时，由于自腐蚀速度大、阳极利用率低，尤其是阳极极化严重等原因，使得其工 作电位正移较大，难W满足工业需求。另一方面，儀合金在电解质中覆盖着一层纯化膜，运 层纯化膜会纯化儀电极，导致儀干电池在使用时电压之后时间较长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种既可W减少儀负极腐蚀且电压滞后时间可 控制的一种高效儀干电池。 本专利技术提供的技术方案提供一种高效儀干电池，它由儀合金作为负极材料，W该 儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0.01~0.3%、Sn 0.05~0.5%、Y 0.01~ 0. 03%、Ce 0.0 l ~0. l%、Nd 0. 1 ~0. 5%和 In 0. 02 ~0. 2%。 阳005] 本专利技术的儀合金中杂质化< 0. 002 %、Ni < 0. 001 %。 由于化、Y、Ce和Nd的添加，细化了儀合金晶粒，改善了微观组织的电化学均匀性， 缩小电化学活性差异，从而减少了微观原电池腐蚀，整个电极表面腐蚀均匀，同时由于Ga、 In元素的添加，增大了正极氨析出反应的过电位，使氨去极化反应减慢，从而发生微观原电 池腐蚀溶解过程阻滞，姿服饰速度降低，阳极利用率高。 另一方面，In和Sn为低烙点合金元素，且均匀分布于儀合金晶界处，随着儀电极 的反应而溶解，破坏了纯化膜的结构，促进氧化膜的溶解，使得较为完整致密的纯化膜变成 疏松多孔、易脱落的腐蚀产物，从而增加电化学反应活性点，使得其阳极反应极化变弱，减 少了电压滞后时间。 儀合金中还含有1~10%的侣，和0.5~5%的锋，运是因为侣可W进一步减轻儀 的腐蚀反应，即可W避免儀的自放电，并且侣可W在儀电极表面形成纯化膜，起保护作用， 同时它还具有良好的延展性能，可W同儀相烙融而使组织细化，从而也降低了腐蚀。侣又会 使合金形成致密氧化膜而使滞后时间增加，因而加入锋可W促使合金进一步细化，降低腐 蚀，同时加入锋又减少了侣的晶粒聚集，使儀电极腐蚀比较均匀，因而减弱侣的电压滞后现 象。 该合金中还含有0. 2~0.6%的儘。儀金属中一般都含有杂质铁，儘的加入可与侣 生成MnAle,铁溶于其中而被除去。本领域技术人员通过常规手段可W正确的确定儘的加入 量。 本专利技术的一种高效儀干电池采用的电解质为含有儀的面盐，或者儀的含氧盐的溶 液，儀的面盐为M浊。或MgCl2,儀的含氧盐为Mg (Cl〇4)2。 铭酸盐中的ClQ：r离子向金属表面移动，并使儀合金的表面生成难溶的铭酸儀与 =价铭酸盐的复合膜，阻碍反应粒子的传输从而抑制阳极反应，抑制金属的阳极溶解，具体 可 W是 Li2Cr〇4、Na2Cr〇4、（畑4)2化〇4。 与现有技术相比，本专利技术具有W下有益效果： 1)本专利技术在儀电极中添加破坏儀氧化膜结构的合金化元素，可有效促进腐蚀产 物的脱落，从而增加了电化学反应活性点，使得阳极反应极化变弱，儀负极抑制处于活性溶 解，维持电池稳定工作。 2)本专利技术的儀电极中加入了细化合金晶粒的元素，改善了儀电极微观组织的电 化学均匀性，缩小了电化学活性差异，从而减少了微观原电池的腐蚀，使得整个电极表面腐 蚀均匀，且高氨过电位元素的加入，增大了正极氨析出反应的过电位，从而降低了自腐蚀速 度，大大提高儀负极利用率。【具体实施方式】 W下具体实施例对本专利技术作进一步阐述，但不作为对本专利技术的限定。 实施例1 儀电极：W该儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0.01%、Sn 0.05%、Y 0.0 l%、Ce 0.0 l%、Nd 0. 1 %和 In 0. 02%，余量为 Mg。 阳0化]电解质为Imol/L的Mg(Cl〇4)2溶液，添加0. 1%的Li 2化〇4。 实施例2 儀电极：W该儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0. 3 %、Sn 0. 5%、Y 0. 03%、Ce 0. 1%、Nd 0. 5%和 In 0. 2%，余量为 Mg。 电解质为Imol/L的M浊。溶液，添加0. 1 %的化2化〇4。 阳0巧实施例3 儀电极：W该儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0.01%、Sn 0.05%、Y 0. 01%、Ce 0. 01%、Nd 0. 1%和 In 0. 02%、Al 1%、Zn 0. 5%、余量为 Mg。 电解质为Imol/L的Mg (Cl〇4) 2溶液，添加0. 1 %的Li 2化〇4。 阳〇2引实施例4 阳0%] 儀电极：W该儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0. 3 %、Sn 0. 5%、Y 0. 03%、Ce 0. 1%、Nd 0. 5%和 In 0. 2%、Al 10%、Zn 5%、余量为 Mgo 电解质为Imol/L的MgClz溶液，添加0. 1 %的（NH 4) 2化〇4。 阳0測实施例5 儀电极：W该儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0. 1 %、Sn 0.2%、Y 0. 02%、Ce 0. 06%、Nd 0. 3%、In 0. 15%、Al 6%、Zn 2. 5%、Mn 0. 2%，余量为 Mgo 电解质为Imol/L的Mg (Cl〇4) 2溶液，添加0. 1 %的Li 2化〇4。 阳0川实施例6 儀电极：W该儀合金总重量为基准，该儀合金中含有化0.2%、Sn 0.35%、Y 0.015%、Ce 0.08%、Nd 0.4%、In 0.08%、A1 3%、Zn 4%、Mn 0.6%，余量为 Mgo 阳〇3引 电解质为Imol/L的Mg (Cl〇4) 2溶液，添加0. 1 %的Li 2〇〇4。 对照例1 W纯儀为儀负极，儀重量含量为99. 97%。 电解质为Imol/L的Mg (Cl〇4) 2溶液，添加0. 1 %的Li 2化〇4。 对照例2W儀合金AZ31为儀负极，Al重量含量为3. 2903%、化重量含量为0. 8232%，余量 为Mg。 电解质为Imol/L的Mg (Cl〇4) 2溶液，添加0. 1 %的Li 2化〇4。 阳〇4〇] 实验例 W实施例1、3、5、6和对照例1~2的儀合金为原料，将其切割成截面积为lcm2的 圆片，在丙酬中清洗表面的机油等杂质，然后依次用400#、600#、800#、1000#的金相砂纸水 磨至表面光滑，酒精冲洗后冷风吹干，用作为一种高效儀干电池的负极材料，准确测量儀合 金面积并称量其质量。 本实验中，在电解质溶液中采用饱和氯化钟甘隶电极SCE作参比电极，标准电极 电位为0.2412V(VS S肥）。除特殊注明外，在结果部分中的电极电位都是对应参比电极而 得。1、儀电极自腐蚀速率测试 W44] 准确测出待测儀电极的表面积（S)和初重（m。)，将其投入到含有50ml溶液的烧 杯中，为防止式样与烧杯底接触影响测试数据，烧杯底放一些塑料线，W将试样托起。浸 泡一定时间后将试样取出，清本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高效镁干电池，它由镁合金作为负极材料，其特征在于：以该镁合金总重量为基准，该镁合金中含有Ca 0.01～0.3％、Sn 0.05～0.5％、Y 0.01～0.03％、Ce 0.01～0.1％、Nd 0.1～0.5％和In 0.02～0.2％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄静，方耀增，李铮，
申请(专利权)人：黄静，方耀增，李铮，
类型：发明
国别省市：广西;45
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