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《鎂合金電池殼體在電池行業(yè)上的應(yīng)用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、鎂合金電池殼體在電池行業(yè)上的應(yīng)用研究楊門栓山西聞喜銀光鎂業(yè)集團擠壓分廠摘要：綜述了鎂合金電池殼體生產(chǎn)過程中的幾個難點問解及解決辦法。關(guān)鍵詞：鎂電池、高純鎂合金、腐蝕、殼體、造粒目前用鎂合金制作電池負極殼體，正受到人們的廣泛關(guān)注，原因是它是一種輕質(zhì)、環(huán)保的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。鎂電化當量2.2An/g,比鋅電化當量0.82An/g大近三倍，電容量卻比同型號鋅錳電池大2倍以上。與同型號鋅錳電池相比成本降低20-30%，甚至更低。鋅的比重比鎂大的多，一個大號鋅錳干電池用鋅材20克，鎂錳大號千電池用鎂材6克，差3倍之多，也就是說一噸鋅材能生產(chǎn)50萬支大號電池的
2、話，一噸鎂材就能生產(chǎn)150萬支大號電池。5號鋅錳干電池用鋅材6.5克，鎂錳干電池用鎂材不到2克，所以將鎂合金殼體代替鋅合金殼體應(yīng)用于電池行業(yè)上，其經(jīng)濟效益是巨大的。鎂合金電池殼體在電池行業(yè)上應(yīng)用存在的問題鎂合金殼體應(yīng)用在干電池上作為電池的負極，其化學(xué)性能是鋅合金無法比擬的。但鎂合金殼體的加工性能一直是困擾鎂干電池發(fā)展的阻力。鎂合金塑性差，延伸率低難于成型，要想在室溫下快速沖壓出鎂電池的負極容器不是件容易的事。我們經(jīng)過上百次的試驗、研究，最終解決了該難題，成品率達到98%，一分鐘達產(chǎn)120支。鎂是工程應(yīng)用中最活潑的金屬，電極電勢低，化學(xué)活性很高，
3、在大多數(shù)的電解質(zhì)溶液中，鎂的溶解速度相當快，會產(chǎn)生大量的氫氣，導(dǎo)致陽極的法拉第效率降低，由于鎂中有害雜質(zhì)的存在，易發(fā)生微觀泵電池腐蝕反應(yīng)，因而鎂的自腐蝕速度快，同時，反應(yīng)時產(chǎn)生致密的Mg(OH)2純化膜，影響了鎂陽極活性溶解。尋找陽極利用率高的鎂合金陽極材料是國際上鎂電池研究的熱點和難點問題之一，其關(guān)鍵是尋找高性能鎂合金材料，減小析氫的腐蝕，解決活化與純化的矛盾。以上問題使該類電池產(chǎn)品在國內(nèi)外的研宄和制造一直處于實驗室研宄階段，電池產(chǎn)品至今無法產(chǎn)品化、商品化。要想把鎂合金應(yīng)用到電池的制造上，鎂合金材料必須具備以下條件：1、鎂合金必須具有良好的擠
4、壓和沖壓性能電池的負極一般都是作成薄板狀和整體殼狀，為了滿足電池的工業(yè)化生產(chǎn)，鎂合金棒材的延伸率必須大于24%以上，必須能在常溫下，快速、低消耗地進行成型加工，電池用棒材AZ61為基礎(chǔ)，厚度一般在0.4?0.6mm之間，殼狀鎂合金筒擠壓用棒材(5號電池)一般在013mm，長度控制在8?9mm之間。2、鎂合金棒材必須采用高純度和有適量利于電池化學(xué)反應(yīng)的其它金屬合金。鎂合金棒材在電池結(jié)構(gòu)中的作用，一是作容器，二是作負極要產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。因此棒材中不利于電池化學(xué)反應(yīng)的其它合金元素不能存在，特別是鐵、鎳、銅、鈷，必須控制在不影響電池性能的基礎(chǔ)上。為了更好
5、的控制鎂合金負極的活化和純化，須在鎂合金棒材中加入一定含量的其它有利金屬，以達到控制鎂合金負極的活化和純化的目的。3、電池用鎂合金棒材制造，主要解決以下幾個問題；①鎂合金的高純度化問題，0解決棒材的塑性和延伸率問題，③在反應(yīng)過程中產(chǎn)生化膜，影響鎂m極活性溶解的問題，④解決純化和活化的矛盾問題。下面是我們解決以上幾個問題的思路和方法1、鎂合金的高純度化問題的解決方法大家知道鎂的高化學(xué)活性使得純鎂及其合金對由于成分和不同合金相引起的內(nèi)電偶腐蝕及與異種金屬接觸的外電偶腐蝕十分敏感。鎂合金中含有多種金屬元素和雜質(zhì)元素，尤其是Fe、Cu、Ni、Co等有害
6、雜質(zhì)元素。這些電極電位很正的陽極雜質(zhì)與Mg基體陽極形成短路的微觀電池。在含水的電解質(zhì)中，氫氣極化反應(yīng)在氫超電位很低的Fe、Cu、Ni、Co等陽極上發(fā)生，使得原電池腐蝕非常嚴重。如商業(yè)純Mg（純度99.9%）在3%的氯化鈉溶液中的腐蝕速度為5?lOOmg（1Ocn2?d）,而高純Mg（純度99.994%）的腐蝕速度為0.15mg（cn2*d）。對于鎂及其合金，應(yīng)嚴格控制雜質(zhì)的含量，使Fe、Cu、Ni三種元素在Mg中的含量低于其極限濃度（Fe:17XW5Cu：10X10'4Ni：5X1（T6）超過極限濃度值后，Mg合金的腐蝕速率急劇增大。雜質(zhì)對鎂腐
7、蝕速率的影響可用經(jīng)驗公式表示為：Vcort=0.04Mg—0.54A1一0.16Zn-2.06Mn+0.24Si+28Fe+121.5Ni+11.7Cu另一方面，由于鎂的標準電極電位很低（-2.37V）當鎂合金與其它金屬接觸或連接時而組成電偶，在電化學(xué)驅(qū)動力（電位差）的作用下，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，鎂作為原電池的負極而嚴重腐蝕。鎂的腐蝕速率與電位差值有關(guān)，二者的開路電位差值越大，腐蝕推動力亦越大，腐蝕越快。從以上的內(nèi)容看，鎂的腐蝕，主要是以化學(xué)腐蝕和電偶腐蝕，通常將金屬內(nèi)部因素構(gòu)成的微觀原電池腐蝕又叫內(nèi)電偶腐蝕，如何克服內(nèi)電偶腐蝕，是鎂合金能否應(yīng)用到
8、電池殼體上的關(guān)鍵所在。根據(jù)以上影響鎂及鎂合金腐蝕的因素來看，只要抓住鎂及鎂合金中最有害的雜質(zhì)Fe、Cu、Ni和Co等。必須嚴格控制這些元素的含量，使它
