一种镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镁空气电池负极材料Mg‑Bi‑Ca‑In合金及其制备方法，属于镁空气电池电极材料技术领域。所述合金包括如下重量百分比的组份：Mg：96.4~98.0wt.%，Bi：1.8~2.2wt.%，Ca：0.1~0.7 wt.%，In：0.1~0.7 wt.%，在Ar+N

【技术实现步骤摘要】
一种镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金及其制备方法
本专利技术涉及一种镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金及其制备方法，属于镁空气电池电极材料

技术介绍
近年来，能源危机和环境污染等问题日益严重，人们渴望寻求一种新型的绿色替代能源材料。在此背景下，金属空气电池由于其具有能量密度高、对环境友好和材料储量丰富等一系列优点，有望替代传统的燃料电池。早在上世纪70年代左右，国内外就有了很多关于镁-空气电池的研究。主要关注点在于负极材料、电解液以及电池体系上。相比于其他空气电池，镁空气电池由于其较高的放电电压，较高的理论比容量和能量密度等一系列优点受到了越来越多的人关注。但是镁合金本身的自腐蚀速率较快和电压滞后现象的存在在一定程度上限制了镁空气电池的发展。研究表明，通过合金化和塑性变形复合工艺，可以通过改变镁合金的晶粒结构、取向、第二相形貌和分布以及调控放电产物形貌，在一定程度上能够改善镁合金的放电性能。然而，高合金化会导致合金成本和自腐蚀速率的增加，因此本专利技术开发出了一种采用短流程制备的适用于镁空气电池负极材料用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金，其特征在于：包括如下重量百分比的组份：Mg：96.4~98.0wt.%，Bi：1.8~2.2wt.%， Ca：0.1~0.7 wt.%，In：0.1~0.7 wt.%，具有弥散分布在合金基体上的Mg

【技术特征摘要】
1.一种镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金，其特征在于：包括如下重量百分比的组份：Mg：96.4~98.0wt.%，Bi：1.8~2.2wt.%，Ca：0.1~0.7wt.%，In：0.1~0.7wt.%，具有弥散分布在合金基体上的Mg3Bi2和Mg2Bi2Ca增强相和均匀的等轴晶组织。


2.一种权利要求1所述的镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步，坯料制备：按比例将纯度均大于99.9%的纯Mg、纯Bi、纯In和Mg-30%Ca中间合金放在石墨坩埚中通过坩埚电阻炉熔炼，熔炼过程中采用N2+Ar混合气体保护液面，待所有合金元素熔化后，在730~740℃下保温20~30分钟，保温后向熔炼合金液中加入镁合金精炼剂进行精炼，精炼完毕后静置20～35分钟，在725~740℃下将熔液倒入金属模具中获得圆柱体试样坯料；
第二步，挤压变形：对铸造后的的坯料直接经过机械加工制成挤压坯料，所述挤压坯料的直径为55~60mm，高为50~55mm，挤压前坯料在280~320℃保温20~60分钟，得到挤压棒材的直径为12mm。


3.根据权利要求2所述的镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金的制备方法，其特征在于：所述混合气体中N2和Ar体积比为6:1~2。


4.根据权利要求2所述的镁空气电池负极材料Mg-Bi-Ca-In合金的制备方法，其特征在于：所述镁合金精炼剂添加量为熔炼合金质量的1~2%。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：程伟丽，成世明，谷熊杰，刘洋，余晖，王红霞，王利飞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14