[发明专利]一种空气电池用铝合金阳极材料及其制备方法、空气电池

说明书

本发明涉及一种空气电池用铝合金阳极材料及其制备方法、空气电池。该铝合金阳极材料，由以下重量百分比的组分组成：Zn 0.05‑5％、Mg 0.02‑3％、In 0.01‑3％、Ga 0.02‑5％、Sb 0.05‑5％，余量为Al。本发明提供的空气电池用铝合金阳极材料，在铝的基础上添加镁、锌、铟、稼和锑，从合金化的方面降低铝阳极材料的自腐蚀速率并提高其电化学性能。

技术领域

本发明属于空气电池领域，具体涉及一种空气电池用铝合金阳极材料及其制备方法、空气电池。

背景技术

金属空气电池是新一代绿色蓄电池，其具有制造成本低、无毒、比能量高、原材料可回收利用等特点。目前研究较多的金属空气电池有锌空气电池、铝空气电池和锂空气电池等，在电位序中，铝比锌更活泼，可以获得较高的电池电压，且一个铝原子可以放出三个电子，而一个锌原子释放出两个电子，因而铝空气电池可提供较高的电池能量。此外，铝属于廉价金属，相应的铝空气电池的研究具有广阔的应用前景。

铝作为空气电池的阳极材料有其独特的优点：(1)电化学当量高，铝的电化学当量为2980Ah/kg，为除锂外最高的金属；(2)电极电位较负，在中性溶液中其标准电极电位为-1.66V(vs.SHE)，在碱性溶液中其标准电极电位为-2.35V(vs.SHE)，对阳极材料来说，电位越负，电池越能提供更大的电动势；(3)铝的资源丰富，价格低廉。

目前，空气电池用铝阳极材料与锌阳极材料相比，存在的首要问题就是铝在碱性溶液中的自腐蚀析氢很严重，造成阳极利用率大大降低，这个问题严重阻碍了铝空气电池的商业化应用。为了减小铝的自腐蚀速率，一般都采用纯度较高的铝(≥99.9％)及添加某些具有高析氢过电位的合金元素对铝进行合金化。

公布号为CN105140596A的中国专利申请公开了一种空气电池用铝合金阳极材料、制备方法及铝空气电池，该铝合金阳极材料由以下重量百分比的组分组成：Zn 0.05-6％、Ga 0.05-4％、In 0.01-2％，余量为Al。该铝合金阳极材料在碱性电解液中应用时，需另外在电解液中添加能降低铝阳极自腐蚀速率的薰衣草精油，以使阳极材料的自腐蚀速率达到2.93mg/cm²·h，但该自腐蚀速率仍处于较高水平，阳极材料在碱性电解液中的使用性能仍有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气电池用铝合金阳极材料，以解决现有铝合金阳极材料在碱性电解液中的自腐蚀速率较大的问题。

本发明的第二个目的在于提供一种空气电池用铝合金阳极材料的制备方法，以解决现有铝合金阳极材料在碱性电解液中的自腐蚀速率较大的问题。

本发明的第三个目的在于提供一种空气电池，以解决现有铝空气电池在碱性电解液中阳极自腐蚀速率较大的问题。

为实现上述目的，本发明的空气电池用铝合金阳极材料的技术方案是：

一种空气电池用铝合金阳极材料，由以下重量百分比的组分组成：Zn 0.05-5％、Mg 0.02-3％、In 0.01-3％、Ga 0.02-5％、Sb 0.05-5％，余量为Al。