【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阳极材料，尤其涉及一种镁空气电池用mg-sr-in合金阳极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着化石能源的枯竭和对清洁能源需求日益增大，金属空气电池具有能量密度高、无污染，是具有潜力的新型能源。镁及其合金因较负的标准电极电位(-2.37v vs.she)和高理论比能(6.8kwh kg-1)，是一种理想的金属空气电池的阳极，并且我国镁矿的蕴藏量在世界上排名靠前，因此，镁空气电池成本低廉、安全清洁、理论放电电压和能量密度高等优点使其成为具有大规模应用潜力的新型能源储存和转换装置。
2、镁空气电池一般采用中性电解液，如nacl溶液、海水等。镁及其合金在放电过程中被氧化成mg2+，输出电子到外电路，在阴极发生氧化反应，是空气中的氧气和电解液中的水得到电子生成oh-，这就是镁空气电池的反应原理。但在实际使用过程中，镁空气电池在大规模工业生产中的应用严重受限。受限原因一方面在于电池系统内阻，如阳极，阴极极化等，另一方面放电产物吸附和堆积在阳极表面隔离阳极与电解液，减少表面反应面积；导致实际使用电压远小于理论值。同时在放电过程中，由于镁活泼的性质，镁易于发生析氢自腐蚀导致镁基体的无效消耗，降低了阳极效率。
3、因此，有必要研发一种放电平稳，放电电压高且阳极效率高的镁合金阳极材料以延长镁空气电池的使用寿命并实现在大功率用电设备上的应用。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种镁空气电池用mg-sr-in合金阳极材料及其制备方法，以其作为镁空气
2、本专利技术所述镁空气电池用mg-sr-in合金阳极材料化学成分质量百分比为：
3、sr 0.1～2.0wt.％，in 0.1～3.0wt.％，余量为mg及不可避免的杂质。
4、进一步地，所述不可避免的杂质总含量小于0.01wt.％。
5、本专利技术所述镁空气电池用mg-sr-in合金阳极材料的制备方法包括以下步骤：
6、将高纯镁锭、高纯铟锭和镁锶中间合金在保护气氛下熔化，搅拌静置后捞去表面浮渣，保温精炼，精炼完成后浇铸，冷却后得到铸态mg-sr-in阳极材料。
7、进一步地，所述熔化温度为700℃～780℃。
8、进一步地，所述精炼温度为720℃，精炼时间为20min。
9、进一步地，所述保护气氛为氩气。
10、本专利技术的镁空气电池用镁锶铟(mg-sr-in)合金阳极材料用于制备镁空气电池且在使用过程中适用于任意形状。
11、进一步地，所述镁空气电池装置包括mg-sr-in阳极、电解液和商用阴极。
12、本专利技术通过掺杂适量的sr和in元素入纯镁阳极进行微合金化，改变了镁合金的微观组织结构。对于铸态mg-sr-in阳极材料，锶主要以两种形式存在：(1)第二相mg17sr2的形式存在α-mg基体中，条状的mg17sr2沿晶界分布，粒状的mg17sr2分布在晶内；(2)少量的锶以原子的形式固溶在α-mg基体中。锶元素在放电过程中能形成sro改性mgo/mg(oh)2膜层，使耐腐蚀性增强且放电产物易于剥落。mg17sr2能作为弱阴极加速其周围α-mg基体放电溶解，活化阳极反应动力学。
13、铟在镁基体中固溶度较大，因此主要以固溶原子的形式存在于α-mg基体中。放电过程中，铟会被氧化成铟离子到电解液中，随后被镁和锶元素还原成金属铟沉积在阳极和钝化膜层的界面处，从而改善阳极表面与电解液之间的界面条件。铟沉积层一方面可以保持阳极活化面积，加速镁锶铟阳极的活化溶解，提升其电化学活性；另一方面由于铟的高析氢过电位，可以抑制负差数效应，减少自腐蚀析氢。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
15、本专利技术的mg-sr-in合金阳极材料能够增强镁空气电池阳极的耐腐蚀性，活化阳极反应动力学，保持阳极活化面积，抑制负差数效应，减少自腐蚀析氢，能够在放电平稳的同时提高电池的放电电压和阳极效率，显著延长电池的使用寿命。同时，本专利技术的mg-sr-in阳极材料制备工艺简单、成本低，便于推广应用，可用于大功率用电设备。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种镁空气电池用Mg-Sr-In合金阳极材料，其特征在于，化学成分质量百分比为：
2.权利要求1所述的镁空气电池用Mg-Sr-In合金阳极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔化温度为700℃～780℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述精炼温度为720℃，精炼时间为20min。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述保护气氛为氩气。
6.本专利技术的镁空气电池用Mg-Sr-In合金阳极材料用于制备镁空气电池且在使用过程中适用于任意形状。
7.权利要求1所述镁空气电池用镁锶铟合金阳极材料用于制备镁空气电池。
【技术特征摘要】
1.一种镁空气电池用mg-sr-in合金阳极材料，其特征在于，化学成分质量百分比为：
2.权利要求1所述的镁空气电池用mg-sr-in合金阳极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔化温度为700℃～780℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：江海涛，于博文，吴彦欣，张韵，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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