鋁合金電極材料、其製備方法及其應用與流程
2023-10-25 16:26:43 2
本發明涉及空氣電池技術領域，尤其涉及一種鋁合金電極材料、其製備方法及其應用。
背景技術：
金屬-空氣電池(MAB)具有能量密度高、成本低、綠色無汙染、放電壽命長及使用安全等特點，被稱為「面向21世紀的綠色能源」。MAB的能量密度只取決於金屬電極，金屬電極能量密度越大，則電池的能量密度也越大。鋁-空氣電池因具有能量密度高(2980Ah/kg，僅次於鋰)，價格便宜，儲量豐富等優點，成為近來來MBA領域研究的熱點。
鋁是一種很好的電池陽極材料，標準電極電勢在中性電解質環境中為-1.65V(vs.SCE)，在強鹼性電解質環境中可達到-2.35V(vs.SCE)，但鋁陽極在強鹼性電池中的電極電勢會正移至約-1.5～2.0V；在100mA/cm2的放電電流密度下，電極電勢變為約-1.2V；原因在於：①鋁表面的鈍化膜導致鋁的電化學活性受到抑制；②鋁作為兩性金屬元素，在強鹼性電解質環境下會出現嚴重的析氫腐蝕，導致電極電位正移，電池電流效率降低。
目前，改善鋁合金陽極的電化學性能主要通過添加微量合金元素。合金元素按在鋁合金中的功能主要分為三種：破壞鈍化膜、降低氧化膜電阻的合金元素；形成低溫共熔體合金的合金元素；使鋁活化、降低自腐蝕速度的高析氫過電位的元素。然而，高析氫過電位的元素大多帶有毒性的重金屬，對環境造成汙染，對人體帶來危害，在金屬合金中應該避免使用。同時，在大電流密度工作條件下，鋁合金陽極極化嚴重，穩定工作電位較正，不能滿足動力電源的技術要求，嚴重阻礙了鹼性鋁空氣電池的在實際工業生產中的應用。
因此，開發環保、高性能以及成本低的新型鋁合金電極材料，是鹼性鋁空氣電池開發應用的關鍵問題。
技術實現要素：
本發明解決的技術問題在於提供一種自腐速率低、電化學性能高的鋁合金電極材料，且本申請提供的電極材料環保無汙染。
有鑑於此，本申請提供了一種鋁合金電極材料，包括：
優選的，所述RE選自鈰、鑭、釹、釔、鉺、釓、鐿和鈧中的一種或多種。
優選的，所述Mg的含量為2.5wt％～2.8wt％；
Sn的含量為0.5wt％～0.8wt％；
Ga的含量為0.02～0.05wt％；
RE的含量為0.03～0.05wt％。
本申請還提供了所述的鋁合金電極材料的製備方法，包括以下步驟：
將Al錠熔化後加入Mg、Sn、Ga與Al-RE後進行超聲振動，再靜置、冷卻，得到鋁合金鑄錠；
將所述鋁合金鑄錠固溶處理後進行淬火處理，再進行軋制，得到鋁合金電極材料。
優選的，所述熔化的溫度為700～750℃，所述超聲振動的超聲波的功率為500～1500W，所述超聲振動的時間為60～180s。
優選的，所述固溶處理的溫度為450～550℃，所述固溶處理的時間為3～5h；所述軋制的溫度為150～200℃。
本申請還提供了上述方案所述的或上述方案所述的製備方法所製備的鋁合金電極材料在空氣電池中的應用。
本申請提供了一種鋁合金電極材料，其包括：0.1～3wt％的Mg，0.05～1wt％的Sn，0.01～0.5wt％的Ga，0.02～0.1wt％的RE，與餘量的Al。本發明通過在鋁基體中摻雜了一定量的鎂、錫、鎵以及稀土元素，在提高鋁陽極活性的基礎上，利用稀土元素對晶粒的細化作用，使鋁陽極的腐蝕更均勻，腐蝕速率降低，同時由於上述元素的添加，使鋁合金的電化學性能較好。另一方面，本發明中的添加元素不具有汙染性；稀土元素以鋁稀土中間合金的形式加入，價格較低。
附圖說明
圖1為本發明實施例1製備的鋁合金電極材料腐蝕形貌的SEM照片；
圖2為本發明實施例1製備鋁合金電極材料過程中採用機械攪拌的方式製備鋁合金電極材料的腐蝕形貌的SEM照片；
圖3為本發明實施例1製備鋁合金電極材料過程中未添加稀土元素時製備的鋁合金樣品的腐蝕形貌的SEM照片。
具體實施方式
為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特徵和優點，而不是對本發明權利要求的限制。
本發明實施例公開了一種鋁合金電極材料，包括：
本申請以鋁為基，添加了鎂、錫、鎵與稀土元素，上述元素互相作用互相影響，使得到的鋁合金材料作為空氣電池的陽極材料具有較好的電化學性能與較低的腐蝕速率。
鎂元素具有比鋁更負的電極電位，在純鋁中加入合金元素Mg，使電位負移且比較穩定；加入一定量的鎂到合金體系中，可改善鋁陽極的耐腐蝕性能。但過量Mg與Al及合金元素反應生成的Mg2Al3為陰極相，當Mg相化合物數量較多且在晶界富集嚴重時，不僅腐燭電流密度增大，而且電化學活性降低。本申請所述鎂的含量為0.1～3wt％，在實施例中，所述鎂的含量優選為0.5wt％～3wt％，在實施例中，所述鎂的含量優選為1.5wt％～3wt％，更優選為2.5wt％～2.8wt％。
在鋁合金中添加Sn元素後，鈍化膜表面低價態A13+被高價態Sn4+所取代，從而產生了一個附加的空穴，破壞了氧化膜的緻密性結構，降低了氧化膜的電阻；Sn還能與過量的Mg匹配能形成Mg2Sn第二相，這些第二相是點蝕萌生的敏感部位，在放電過程中形成較多的活性位點，從而破壞鋁陽極表面鈍化膜的連續性，起到活化作用。但是Sn容易在晶界形成偏析相，富錫相容易使晶界優先腐蝕，增大鋁陽極的自腐蝕，因此鋁陽極中Sn元素的加入不宜超過1.0wt％。本申請中所述錫的含量為0.05wt％～1.0wt％，在實施例中，所述錫的含量優選為0.1wt％～1.0wt％，更優選為0.3wt％～1.0wt％，更優選為0.5wt％～0.8wt％。
合金元素Ga能夠改變鋁晶粒在溶解過程中存在的各向異性，使鋁陽極均勻溶解；同時由於Ga熔點極低(29.8℃)，在合金表面為液態，具有良好流動性，可以單原子或多原子形式進入氧化膜缺陷中，起到破壞氧化膜、剝離氧化膜的作用。此外，Ga元素能夠與其它合金元素如Sn等，在較低的工作溫度(60～100℃)下形成低共熔混合物，破壞鋁表面性質穩定且結構緻密的純化膜，但Ga元素的含量高於0.5wt％時，自腐蝕加劇，陽極利用率降低。本申請中鎵的含量為0.01wt％～0.5wt％，在實施例中，所述鎵的含量優選為0.01～0.2wt％，在實施例中，所述鎵的含量更優選為0.02～0.05wt％。
稀土在合金中具有良好的變質作用，主要表現在細化晶粒和枝晶；稀土元素的原子半徑大於鋁原子半徑，性質比較活潑，熔於鋁液中極易填補合金相的表面缺陷，使得新舊兩相界面張力降低，提高了晶核的生長速度，同時還在晶粒與合金液之間形成表面活性膜，阻止生成的晶粒長大，細化合金組織，有利於鋁陽極的均勻腐蝕；添加稀土可以改善鋁合金熔體和熔渣的表面張力、流動性、粘度等物理化學性質，有利於非金屬夾雜的球化，促進其上浮，從而可以有效去除非金屬夾雜；稀土在鋁合金中的存在形式主要包括：固溶在基體Al中，偏聚在相界、晶界和枝晶界，固溶在化合物中或以化合物形式存在，其存在形式與加入量有很大的關係；稀土元素在鋁中的溶解度很小，如La和Ce在鋁中溶解度小於0.05％，過量添加有可能造成稀土元素在晶界富集，阻止其它合金元素向鋁晶格擴散，降低其他合金元素Mg、Sn、Ga等在Al固溶體中的溶解度。另外，稀土元素的加入會改鋁表面氧化膜的結構和性能，進入表面氧化膜的空隙中，影響了原子之間的相互作用，使氧化膜的穩定性增強，保護了鋁基體，提高鋁合金的耐腐蝕性能；添加過量超過2wt％時，形成緻密的氧化膜，從而影響鋁合金的溶解，導致鈍化。所述RE優選選自鈰、鑭、釹、釔、鉺、釓、鐿和鈧中的一種或多種，更優選為輕稀土元素中的La和Ce。本申請所述RE的含量為0.02wt％～0.1wt％，在實施例中，所述RE的含量更優選為0.02wt％～0.08wt％，更優選為0.03wt％～0.05wt％。
本申請還提供了所述鋁合金電極材料的製備方法，包括以下步驟：
將Al錠熔化後加入Mg、Sn、Ga與Al-RE後進行超聲振動，再靜置、冷卻，得到鋁合金鑄錠；
將得到的鋁合金鑄錠固溶處理後進行淬火處理，再進行軋制，得到鋁合金電極材料。
本申請提供了一種鋁合金電極材料的製備方法，其包括：熔煉-固溶處理-淬火處理-軋制，最終得到了鋁合金電極材料。
按照本發明，首先進行熔煉的過程，即將Al錠熔化後再加入Mg、Sn、Ga與Al-RE後進行超聲振動，再靜置、冷卻，得到鋁合金鑄錠。在上述過程中，在熔煉的過程中引進了超聲振動，即將Al錠熔化後加入Mg、Sn、Ga與Al-RE後再進行超聲振動；其中Al-RE鋁稀土中間合金可以自行合成或在市面上購買，Al-RE中RE的質量分數在0％～50％的範圍，優選10～30％。稀土元素及其化合物在熔鑄過程中擴散速度緩慢，使得稀土添加量在達到飽和固溶度之前，便有部分粗大稀土顆粒或金屬間化合物產生於晶內與晶界，即使通過熱處理也只有少部分發生固溶，大部分仍殘存在晶界，呈針狀或斷續網狀分布，使合金組織不均勻，因此通過超聲振動改善稀土化合物在鋁合金中的溶解及分布情況對於合金的耐腐蝕性能的提高至關重要；同時超聲振動對金屬凝固過程產生一定程度的影響，是一種環保的合金製備方法，在鋁合金凝固過程中對熔體進行超聲處理，可以細化合金鑄錠組織，得到均勻細小的等軸晶組織，還有除氣的作用，有利於提高合金的綜合性能。
所述Al錠熔化的溫度優選為700～750℃，更優選為720～750℃，所述Al錠優選為純度為99.9wt％的鋁錠。所述Al錠熔化後再加入Mg、Sn、Ga與Al-RE後進行超聲處理，所述超聲處理為當熔體的溫度接近液相線時，把超聲發射器浸漬進熔體中產生超聲振動。所述超聲振動的功率優選為500～1500W，更優選為600～1000W，所述超聲振動的時間優選為60～180s，更優選為60～120s。在進行超聲振動後，則將得到的鑄體進行靜置、冷卻，即得到鋁合金鑄錠。
本申請然後將得到的鋁合金鑄錠進行固溶處理，固溶處理的作用是使添加元素在鋁基體中進行充分擴散，達到均勻分布。所述固溶處理的溫度優選為450～550℃，更優選為480～500℃，所述固溶處理的時間優選為3～5h，示例的，所述固溶處理的時間優選為3h、4h、4.5h或5h。然後將固溶處理後的鋁合金鑄錠優選置於冷水中進行淬火處理。
本申請最後將淬火處理後的鋁合金進行軋制，以得到鋁合金電極材料。所述軋制的溫度優選為150～200℃，更優選為180～200℃。
本發明還提供了上述方案所述的或上述方案所述的製備方法所製備的鋁合金電極材料在空氣電池中的應用。
本申請所述空氣電池為本領域技術人員熟知的電池，只是其陽極材料為本申請所述鋁合金電極材料，其他本申請沒有特別的限制。示例的，鋁合金電極材料作為空氣電池的陽極材料，陰極由催化層、疏水透氣層、集流層組成，其中催化劑為商用MnO2、活性炭、乙炔黑與聚四氟乙烯按重量比2：4：1：2混合成漿料，該漿料按3～5mg/cm2的擔載量塗覆到金屬空氣電池的氣體擴散層基體上，以一定的燒結程序燒結(350℃燒結1h)即可得到適用於金屬空氣電池的空氣陰極，陰極的活性面積為2×2cm2，電解液為4MKOH水溶液。本申請所述鋁合金電極材料作為空氣電池的陽極材料，使空氣電池具有較好的電性能，且使鋁陽極的腐蝕速率較低。
本發明中在3N純度的鋁基體中，摻雜了一定量的鎂、錫、鎵以及稀土元素，在提高鋁陽極活性的基礎上，利用稀土元素對晶粒的細化作用，使鋁陽極的腐蝕更均勻，腐蝕速率降低。同時，本發明中的添加元素不具有汙染性；稀土元素以鋁稀土中間合金的形式加入，價格較低。
為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明提供的鋁合金電極材料及其製備方法進行詳細說明，本發明的保護範圍不受以下實施例的限制。
實施例1
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：2.6wt％，錫：0.7wt％，鎵：0.03wt％，RE(具體為Al-20％Ce)：0.04wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至735℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入800W功率的超聲振動，導入時間為90s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於490℃的電阻爐中固溶處理4h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在190℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
圖1為本實施例製備的鋁合金電極材料腐蝕形貌的SEM照片。圖2為本實施例製備過程中用機械攪拌(石墨棒攪拌)代替超聲處理製備的鋁合金電極材料腐蝕形貌的SEM照片。由圖1與圖2可知，在熔煉過程中經過超聲處理的鋁合金樣品比機械攪拌的樣品具有更均勻的腐蝕形貌。
圖3為本實施例中未添加稀土元素(即RE含量為0wt％)時鋁合金陽極材料的腐蝕形貌照片。由圖1和圖3對比可見，未添加稀土元素的鋁合金表面自腐蝕非常劇烈，合金在放電過程中質量損失嚴重，造成陽極利用率過低。
實施例2
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：0.1wt％，錫：0.05wt％，鎵：0.01wt％，RE(具體為Al-20％Ce)：0.02wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至700℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入500W功率的超聲振動，導入時間為60s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於450℃的電阻爐中固溶處理3h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在150℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例3
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：3wt％，錫：1wt％，鎵：0.5wt％，RE(具體為Al-20％Ce)：0.1wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至750℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入1500W功率的超聲振動，導入時間為180s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於550℃的電阻爐中固溶處理5h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在200℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例4
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：2.5wt％，錫：0.5wt％，鎵：0.02wt％，RE(具體為Al-20％Ce)：0.03wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至720℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入600W功率的超聲振動，導入時間為60s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於480℃的電阻爐中固溶處理4h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在180℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例5
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：2.8wt％，錫：0.8wt％，鎵：0.05wt％，RE(具體為Al-20％Ce)：0.05wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至750℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；，導入1000W功率的超聲振動，導入時間為120，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於500℃的電阻爐中固溶處理4h，快速置於冷水中，進行淬火處理；將鋁錠在200℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例6
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：0.1wt％，錫：0.05wt％，鎵：0.01wt％，RE(具體為Al-20％La)：0.02wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至700℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入500W功率的超聲振動，導入時間為60s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於450℃的電阻爐中固溶處理3h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在150℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備(超聲處理)的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例7
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：3wt％，錫：1wt％，鎵：0.5wt％，RE(具體為Al-20％La)：0.1wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至750℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入1500W功率的超聲振動，導入時間為180s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於550℃的電阻爐中固溶處理5h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在200℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例8
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：2.5wt％，錫：0.5wt％，鎵：0.02wt％，RE(具體為Al-20％La)：0.03wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至720℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入600W功率的超聲振動，導入時間為60s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於480℃的電阻爐中固溶處理4h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在180℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例9
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：2.6wt％，錫：0.7wt％，鎵：0.03wt％，RE(具體為Al-20％La)：0.04wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至735℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；導入800W功率的超聲振動，導入時間為90s，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於490℃的電阻爐中固溶處理4h，快速置於冷水中進行淬火處理；將鋁錠在190℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
實施例10
以純度為99.9％的鋁錠為基，選取鋁合金陽極各成分比為：鎂：2.8wt％，錫：0.8wt％，鎵：0.05wt％，RE(具體為Al-20％La)：0.05wt％，鋁：餘量。
將計量好的鋁錠置於石墨坩堝中，在惰性氣體保護下，待爐溫升至750℃使鋁熔化完全，攪拌、排渣，然後加入用鋁箔包好的其他合金元素；，導入1000W功率的超聲振動，導入時間為120，然後靜置10min，倒入石墨方舟中自然冷卻；將澆鑄的鋁錠置於500℃的電阻爐中固溶處理4h，快速置於冷水中，進行淬火處理；將鋁錠在200℃下軋壓成厚度2mm厚的鋁合金薄板，切割成工作面積的1cm2的電極，分別用400#、600#、800#、1000#、2000#的砂紙打磨光滑，衝洗、除油、乾燥待用。
以Hg/HgO電極作為參比電極，鉑片為輔助電極，進行半電池測試。自製鋁空氣電池，以上述製備的鋁合金薄板為陽極材料，催化劑為商用MnO2催化劑，擔載量為4mg/cm2，在100mA/cm2電流密度下進行恆流放電1h，測量穩定後的工作電壓，並稱量鋁板放電前後重量，計算鋁陽極的利用率。自腐蝕速率採用排水集氣裝置，在25℃水浴條件下測得。檢測結果如表1所示。
表1實施例1～實施例10製備的鋁合金電極材料的性能數據表
註：工作電位為100mA/cm2電流密度下恆流放電1h測得；
析氫速率為25℃時測得。
以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。