[发明专利]一种铝空气电池含金属氧化物的阳极材料及其制备方法

说明书

本发明公开的一种铝空气电池含金属氧化物的阳极材料及其制备方法，所述铝空气电池含金属氧化物的阳极材料按质量百分含量计，包括：CeO₂0.05～0.25％或TeO₂0.5～2％，余量为铝。通过向铝阳极材料中添加适量的CeO₂或TeO₂，利用金属氧化物的添加对电化学活性和耐腐蚀性产生双重影响。一方面，分布在阳极表面上的金属氧化物颗粒成为了钝化膜下不连续的点，从而破坏了钝化膜的致密性和连续性；另一方面，金属氧化物颗粒会在Al表面产生空隙，空隙成为腐蚀起始点，腐蚀产物Al(OH)₃会附着在孔洞和氧化物颗粒上，从而减轻基体的腐蚀。且该阳极材料显现出更好的电化学活性、耐腐蚀性，在高电流密度下放电性能更好。

技术领域

本发明涉及铝空气电池技术领域，尤其涉及一种铝空气电池含金属氧化物的阳极材料及其制备方法。

背景技术

铝空气电池具有高比能、长循环寿命、安全可靠、环境友好等一系列优点，然而铝基体表面的钝化膜降低了阳极活化能力、同时铝阳极的自腐蚀速率很高，这两大缺陷直接影响到铝空气电池的长足发展和商业化应用。

铝本身是一种极其活泼的金属，当将其暴露在空气中时，表面会形成一层致密的氧化膜。而铝在电极极化的过程中，表面也会生成一层氧化膜，这层氧化膜在电极反应中会阻碍铝基体与电质的接触，发生钝化现象。因此需要对铝阳极进行活化处理，铝阳极的活化即打破这层氧化膜的阻碍，使铝基体暴露在电解液中。

合理选择阳极材料以及加工工艺对提高铝空气电池的电化学性能至关重要，而随着电子产业以及新能源产业的高速发展，对铝空气电池的放电性能和寿命提出了更高的要求，导致目前对铝空气电池的研究现状难以满足新能源电池动力条件下的要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝空气电池含金属氧化物的阳极材料及其制备方法，旨在解决现有技术中铝空气电池的阳极材料活化性能较低，以及自腐蚀速率高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种铝空气电池含金属氧化物的阳极材料，按质量百分含量计，包括：CeO₂ 0.05～0.25％或TeO₂ 0.5～2％，余量为铝。

所述的铝空气电池含金属氧化物的阳极材料，其中，所述铝的含量大于或等于99％。

一种如上述的铝空气电池含金属氧化物的阳极材料的制备方法，包括步骤：

在保护气氛下，将纯铝加热至熔化后进行保温得到液态铝，然后向所述液态铝中加入CeO₂或TeO₂，并进行搅拌、保温得到热熔体；

将所述热熔体倒入模具中，浇铸成型并冷却至室温得到锭坯；

将所述锭坯在室温下进行轧制处理；

经轧制处理好的样品在保护气氛下进行退火处理，然后随炉冷却后制得所述铝空气电池含金属氧化物的阳极材料。

所述的铝空气电池含金属氧化物的阳极材料的制备方法，其中，所述保护气氛为氮气或氩气。

所述的铝空气电池含金属氧化物的阳极材料的制备方法，其中，将纯铝加热至730～800℃熔化后，保温15～30分钟得到所述液态铝。

所述的铝空气电池含金属氧化物的阳极材料的制备方法，其中，所述模具为石墨模具。

所述的铝空气电池含金属氧化物的阳极材料的制备方法，其中，所述热熔体倒入所述模具前，先将所述模具预热到180～230℃。