一种镁银合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及电极材料技术领域，尤其涉及一种镁银合金及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种镁银合金，包括以下质量百分比的组分：Mg：99.70～99.80％，Ag：0.30～0.20％；所述镁银合金包括由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织。本发明专利技术通过利用镁银合金中的Ag较高的析氢过电位抑制析氢副反应的产生，同时，Ag在镁基体中具有高的固溶度，可以有效抑制动态析出相(第二相)的析出，降低第二相与镁基体间的微电耦效应，从而降低析氢副反应。而且本发明专利技术提供的镁银合金具有由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织，有效的抑制“块效应”，进而提高阳极材料的放电效率。高阳极材料的放电效率。高阳极材料的放电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种镁银合金及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电极材料
，尤其涉及一种镁银合金及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]镁空气电池以空气电极为正极，金属镁或镁合金作为负极，中性水溶液作为电解液，空气中的O2通过气体扩散电极到达气
‑
固
‑
液三相界面与金属Mg发生反应而放出电能，其产物无毒并可回收利用，是理想的电池体系。该电池体系具有材料来源丰富，能量密度大，可靠性高，安全且无污染、价格低等优点，具有很广阔的应用前景。
[0003]然而，在实际使用过程中，当镁负极材料和电解液接触后，在放电过程中通常会发生严重的析氢副反应，腐蚀阳极材料，导致阳极效率放电降低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种镁银合金及其制备方法和应用，本专利技术提供的镁银合金在用作镁空气电池的阳极材料时会降低阳极材料的析氢副反应，提高阳极放电效率。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种镁银合金，包括以下质量百分含量的组分：Mg：99.70～99.80％，Ag：0.30～0.20％；
[0006]所述镁银合金包括由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织。
[0007]优选地，所述等轴晶粒的尺寸为8.08～8.64μm；所述拉长变形晶粒的长宽比为6.54～6.75：1。
[0008]本专利技术还提供了上述所述的镁银合金的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将镁原料和银原料混合，在保护气氛下进行熔炼，所得合金熔炼液成型，得到预合金铸锭；
[0010]将所述预合金铸锭依次进行均质化处理和变形处理，得到所述镁银合金。
[0011]优选地，所述熔炼的步骤，包括以下步骤：
[0012]将镁原料在保护气氛下熔融，得到镁液；
[0013]将所述镁液和银原料混合，在保护气氛下依次进行熔化和精炼，得到合金熔炼液。
[0014]优选地，所述熔融的温度为700～730℃，保温时间为20～30min。
[0015]优选地，所述熔化的温度为720～730℃，保温时间为20～30min。
[0016]优选地，所述精炼的温度为745～755℃，保温时间为20～30min。
[0017]优选地，所述均质化处理的方式为固溶处理；所述固溶处理包括依次进行的一级固溶处理和二级固溶处理；所述一级固溶处理的温度为310～330℃，保温时间为1～1.5h；所述二级固溶处理的温度为480～520℃，保温时间为3～4h。
[0018]优选地，所述变形处理为依次进行机械加工和挤压。
[0019]本专利技术还提供了上述所述的镁银合金和上述所述制备方法得到的镁银合金在镁空气电池中作为阳极材料的应用。
[0020]本专利技术提供了一种镁银合金，包括以下质量百分比的组分：Mg：99.70～99.80％，
Ag：0.30～0.20％；所述镁银合金包括由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织。本专利技术通过利用镁银合金中的Ag较高的析氢过电位抑制析氢副反应的产生，同时，Ag在镁基体中具有高的固溶度，可以有效抑制动态析出相(第二相)的析出，降低第二相与镁基体间的微电耦效应，从而降低析氢副反应。而且本专利技术提供的镁银合金具有由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织，有效的抑制“块效应”，进而提高阳极材料的放电效率。
[0021]实施例数据表明，在5mAcm
‑2电流密度下，放电电压达到1.4485V，阳极利用率达到51.14％,放电比容量和比能量分别达到1126.126mAhg
‑1和1631.1937mWhg
‑1。
附图说明
[0022]图1为实施例1制备得到的镁银合金负极材料的金相显微组织图；
[0023]图2为实施例1制备得到的镁银合金负极材料的SEM显微组织图；
[0024]图3为实施例1制备得到的镁银合金负极材料的XRD图；
[0025]图4为实施例1制备得到的镁银合金负极材料在3.5wt％的NaCl溶液中的动电位扫描曲线。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种镁银合金，包括以下质量百分含量的组分：
[0027]Mg：99.70～99.80％，Ag：0.30～0.20％；
[0028]所述镁银合金包括由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织。
[0029]在本专利技术中，所述镁银合金的包括质量百分含量为99.70～99.80％的Mg，优选为99.75％。
[0030]在本专利技术中，所述镁银合金的包括质量百分含量为0.30～0.20％的Ag，优选为0.25％。
[0031]在本专利技术中，所述镁银合金包括由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织。在本专利技术中，所述等轴晶粒的尺寸优选为8.08～8.64μm，更优选为8.36μm；所述拉长变形晶粒的长宽比为6.54～6.75：1，更优选为6.36:1。
[0032]本专利技术还提供了上述所述镁银合金的制备方法，包括以下步骤：
[0033]将镁原料和银原料混合，在保护气氛下进行熔炼，所得合金熔炼液成型，得到预合金铸锭；
[0034]将所述预合金铸锭依次进行均质化处理和变形处理，得到所述镁银合金。
[0035]本专利技术将镁原料和银原料混合，在保护气氛下进行熔炼，所得合金熔炼液成型，得到预合金铸锭。
[0036]在本专利技术中，所述镁原料和银原料的质量比优选为99.70～99.80：0.30～0.20，更优选为99.75：0.25。
[0037]在本专利技术中，所述熔炼的步骤，优选包括以下步骤：
[0038]将镁原料在保护气氛下熔融，得到镁液；
[0039]将所述镁原料和银原料混合，在保护气氛下依次进行熔化和精炼，得到合金熔炼液。
[0040]本专利技术将镁原料在保护气氛下熔融，得到镁液。
[0041]在本专利技术中，所述熔炼前，优选还包括将镁块进行打磨，所述打磨优选为砂轮打磨。在本专利技术中，所述熔炼前，优选还包括将打磨后的镁块进行预热，所述预热的温度优选为200℃，预热时间优选为30min。在本专利技术中，所述预热优选在鼓风干燥箱中进行。
[0042]在本专利技术中，所述镁原料优选为镁块。在本专利技术中，所述镁块的纯度优选＞99.99％。在本专利技术中，所述保护气氛优选为CO2和SF6的混合气，所述混合气中CO2和SF6的体积比优选为40:1。
[0043]在本专利技术中，所述熔融的温度优选为700～730℃，更优选为710～720℃，保温时间优选为20～30min，更优选为25min。
[0044]在本专利技术中，所述熔融后，优选还包括进行扒渣处理。在本专利技术中，所述扒渣的扒渣工具表面优选用涂料涂刷。所述涂料的成分，以质量份数计，优选包括以下质量份数的组分：22～23份氧化锌，更优选为22.5份；110～130份水，更优选为120份；22～23份水玻璃，更优选为22.5份。在本专利技术中，所述涂刷的次数优选为2～3。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁银合金，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：Mg：99.70～99.80％，Ag：0.30～0.20％；所述镁银合金包括由等轴晶粒和拉长变形晶粒组成的双峰组织。2.根据权利要求1所述的镁银合金，其特征在于，所述等轴晶粒的尺寸为8.08～8.64μm；所述拉长变形晶粒的长宽比为6.54～6.75：1。3.权利要求1或2所述的镁银合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将镁原料和银原料混合，在保护气氛下进行熔炼，所得合金熔炼液成型，得到预合金铸锭；将所述预合金铸锭依次进行均质化处理和变形处理，得到所述镁银合金。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的步骤，包括以下步骤：将镁原料在保护气氛下熔融，得到镁液；将所述镁液和银原料混合，在保护气氛下依次进行熔化和精炼，得到合金熔炼液。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯瑨，程伟丽，上官菲儿，史佼艳，王林欣，赵钒旭，蔡宸旸，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：