aCl电解液中 具有优良的放电性能，并且其原材料和制备成本低廉，可作为电池中的阳极材料。另外，该 材料的制备工艺简单，具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明Mg-Pb-Zn系阳极材料的部分BSE组织图。图1中，a为实施例1在 300°C下保温IOOh ;b为实施例2在300°C下保温IOOh ;c为实施例3在300°C下保温IOOh。
[0020] 图2为实施例1~3在300°C退火后的线性极化曲线（扫描速度5mV/s)。图2中， 曲线1为实施例1，曲线2为实施例2,曲线3为实施例3。
[0021] 图3为实施例1退火后在电流密度分别为10mA/cm2和100mA/cm 2下的恒电流放电 曲线。
【具体实施方式】
[0022] 本发明的合金可通过各种传统的Mg合金熔炼技术制备。首先通过利用本研究室 的Mg基多元合金热力学数据库，计算Mg-Zn-Pb系的纵截面相图以及各合金的相分数，通过 对计算结果的分析，设计并确定具有应用前景的合金成分，制定固溶温度以及时效温度。通 过计算设计合理的合金成分，制备出具有均匀分布第二相的Mg基阳极材料。制备工艺包括 以下几个方面：
[0023] 第一步：将原材料表面处理干净后，按成分配比Mg、Zn、Pb。
[0024] 第二步：先将原料镁置于镁合金熔炼炉中，将流速为lL/min的SF6+N 2混合气体通 入炉腔，将炉膛设定温度为730°C开始加热，待纯镁熔化后将合金元素依次加入到镁液中， 并用高纯石墨棒搅拌，使得原材料熔炼均匀，最后浇注于05〇mra的模具中。
[0025] 第三步：将上述的铸材置于氩气气氛下在350~400°C进行均质化10~30min ;接 着在200~300°C时效24~200h，随炉冷却到室温，得到Mg基阳极材料。
[0026] 以下给出具体实施例。
[0027] 实施例1
[0028] 配比Mg为88%，Zn为7%，Pb为5%的合金；先将原料镁置于镁合金熔炼炉中， 将流速为lL/min的SF6+N2混合气体通入炉腔，将炉膛设定温度为730°C开始加热，待纯镁 熔化后将合金元素依次加入到镁液中，并用高纯石墨棒搅拌4~5次，待合金均匀后将镁液 浇注于0:50mm的模具中。在氩气气氛中，将上述的铸态合金放在350°C保温炉中进行均质化 30min ;接着在300°C下时效100h，随炉冷却，得到含有第二相的Mg基阳极材料。
[0029] 实施例2
[0030] 配比Mg为80%，Zn为14%，Pb为6%的合金；先将原料镁置于镁合金熔炼炉中， 将流速为lL/min的SF6+N2混合气体通入炉腔，将炉膛设定温度为730°C开始加热，待纯镁 熔化后将合金元素依次加入到镁液中，并用高纯石墨棒搅拌4~5次，待合金均匀后将镁液 浇注于050mm的模具中。在氩气气氛中，将上述的铸态合金放在350°C保温炉中进行均质化 IOmin ;接着在200°C下时效100h，随炉冷却，得到含有第二相的Mg基阳极材料。
[0031] 实施例3
[0032] 配比Mg为85%，Zn为5%，Pb为10%的合金；先将原料镁置于镁合金熔炼炉中， 将流速为lL/min的SF6+N2混合气体通入炉腔，将炉膛设定温度为730°C开始加热，待纯镁 熔化后将合金元素依次加入到镁液中，并用高纯石墨棒搅拌4~5次，待合金均匀后将镁液 浇注于05Onra的模具中。在氩气气氛中，将上述的铸态合金放在350°C保温炉中进行均质化 20min ;接着在250°C下时效100h，随炉冷却，得到含有第二相的Mg基阳极材料。
[0033] 表1为根据图2的极化曲线利用Nova软件拟合的电化学参数。
[0038] 实施例1~3在300°C退火后在不同电流密度下放电时的平均电位见表2。
【主权项】
1. 一种Mg基阳极材料，其特征在于其成分按质量百分比为：Zn为1~15%，Pb为2~ 10%，余量为Mg。2. 如权利要求1所述一种Mg基阳极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 先将镁置于镁合金熔炼炉中，再将SF6+N2混合气体通入镁合金熔炼炉炉腔，加热，待 镁熔化后将Zn和Pb依次加入到镁液中，搅拌，使得原材料熔炼均匀，最后浇注于模具中； 2) 将步骤1)得到的铸材置于氩气气氛下均质，接着在200~300°C时效24~200h，随 炉冷却到室温，即得Mg基阳极材料。3. 如权利要求2所述一种Mg基阳极材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述 SF6+N2混合气体的流速为lL/min。4. 如权利要求2所述一种Mg基阳极材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述加 热的温度为730 °C。5. 如权利要求2所述一种Mg基阳极材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述搅 拌采用石墨棒搅拌。6. 如权利要求2所述一种Mg基阳极材料的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述模 具采用05_m的模具。7. 如权利要求2所述一种Mg基阳极材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述铸 材置于氩气气氛下均质的条件是置于氩气气氛下在350~400°C均质10~30min。
【专利摘要】一种Mg基阳极材料及其制备方法，涉及Mg基阳极。Mg基阳极材料的成分：Zn为1～15％，Pb为2～10％，余量为Mg。Mg基阳极材料是一种含有第二相活化的廉价Mg基阳极材料，Mg基体中均匀分布具有电化学活性的第二相。先将镁置于镁合金熔炼炉中，再将SF6+N2混合气体通入镁合金熔炼炉炉腔，加热，待镁熔化后将Zn和Pb依次加入到镁液中，搅拌，使得原材料熔炼均匀，最后浇注于模具中；将得到的铸材置于氩气气氛下均质，在200～300℃时效24～200h，随炉冷却到室温，即得Mg基阳极材料。该合金在3.5％NaCl电解液中具有优良的放电性能，原材料和制备成本低廉，可作为电池中的阳极材料。制备工艺简单。
【IPC分类】H01M4/46, C22C23/00, H01M4/08, H01M4/06, H01M6/34
【公开号】CN105226232
【申请号】CN201510673120
【发明人】刘兴军, 王东, 王翠萍, 张锦彬, 黄艺雄, 杨水源, 施展
【申请人】厦门大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月16日