本發(fā)明涉及一種電池用鋁合金負(fù)極材料及其制備方法，屬于新型能源材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

金屬鋁是一種非?；顫姷年?yáng)極材料，它的標(biāo)準(zhǔn)電位很負(fù)，在堿性電解質(zhì)溶液中是-2.4V（vs標(biāo)準(zhǔn)氫電極），在中性電解質(zhì)溶液中是-1.6V（vs標(biāo)準(zhǔn)氫電極）。鋁的電化學(xué)當(dāng)量很大，有2980Ah/Kg，而且鋁的儲(chǔ)量豐富、成本低、反應(yīng)產(chǎn)物不會(huì)造成環(huán)境污染，是作為電池理想的負(fù)極材料。

在電解質(zhì)溶液中，鋁的化學(xué)活性高，其表面很容易被氧化鋁的膜層保護(hù)起來(lái)，使電化學(xué)反應(yīng)很難持續(xù)進(jìn)行，造成比較嚴(yán)重的極化現(xiàn)象。所以，此時(shí)鋁的電極電位會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離其理論電位值，造成放電電壓絕對(duì)值降低，放電功率減少，難以實(shí)現(xiàn)作為電池的負(fù)極材料進(jìn)行使用。此外，在堿性電解質(zhì)環(huán)境下，鋁負(fù)極會(huì)與電解液中的水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量氫氣，造成對(duì)其電化學(xué)反應(yīng)控制變得困難。這些問(wèn)題，可以通過(guò)在鋁中添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，調(diào)控其電化學(xué)反應(yīng)特性，降低在電解液中鋁合金負(fù)極材料的極化程度，從而大幅度提高鋁的放電電壓絕對(duì)值。同時(shí)，通過(guò)工藝條件的控制，對(duì)鋁合金中的合金相種類、成份、尺寸、分布方式等特征進(jìn)行調(diào)控，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁合金負(fù)極放電過(guò)程中的析氫、腐蝕速率等參數(shù)進(jìn)行影響，從而達(dá)到滿足放電性能的要求。

為提高電池負(fù)極用鋁的放電性能，一些前期的研發(fā)工作，開(kāi)展了鋁合金中添加不同合金元素的研究方法。專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01410731938.0）提出了在鋁中加入7種不同元素構(gòu)成八元鋁合金負(fù)極材料的方法。這7種添加元素是鋰、錳、鎵、銦、錫、鎂、鉍，然后獲得一種高性能的新型鋁空氣電池用八元鋁合金負(fù)極，提高了鋁負(fù)極的能量密度，降低了負(fù)極的析氫速率，提高了負(fù)極的利用率。但是，該方法加入的合金元素種類過(guò)多，要讓這么多的元素在鋁基體中均勻分布，很難實(shí)現(xiàn)。而且，加入如此多的合金元素，工藝復(fù)雜，需要配置大量大中間合金，制成的鋁合金負(fù)極材料成分和性能的穩(wěn)定性差，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中很難保證放電性能的穩(wěn)定性。

專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01510561492.6）簡(jiǎn)化了鋁基體中添加元素的數(shù)量和種類，其合金成分為Al-Zn-Ga-In，加入鋅、鎵、銦元素后，可以提高鋁基體的電化學(xué)活性，降低自腐蝕速率，提高鋁合金負(fù)極放電電位，適合在堿性電解液中使用。根據(jù)該專利

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
可知，該鋁合金負(fù)極材料是在100mA/cm²電流密度條件下放電10h獲得的放電電壓值，一般來(lái)說(shuō)，隨著放電電流密度的增加和放電時(shí)間的延長(zhǎng)，負(fù)極材料的放電電壓會(huì)急劇下降，失去電池服役功能。因此，要是在大電流密度下長(zhǎng)時(shí)間放電，還需要進(jìn)一步針對(duì)鋁合金負(fù)極材料進(jìn)行改進(jìn)，滿足作為動(dòng)力電源使用時(shí)，大電流密度下放電的使用要求。

專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01610390916.1）也對(duì)鋁合金負(fù)極鋁合金進(jìn)行了成分改進(jìn)，其開(kāi)發(fā)的鋁合金負(fù)極材料中，添加的是鎂、鉍、錳三種元素，并將該鋁合金負(fù)極材料組裝成鋁合金空氣電池進(jìn)行放電。

而日本專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01180010891.3）是在鋁基體中添加0.0001%~8%含量的鎂，并控制鋁基體中鐵和硅的含量分別為0.0001%～0.03%和0.0001%～0.02%。這樣可以有效調(diào)控鋁合金的腐蝕行為，裝配成鋁空氣電池后放電效果更好。

總體上，在鋁合金負(fù)極材料上，現(xiàn)有資料報(bào)道：已經(jīng)有開(kāi)發(fā)Al-Zn，Al-Te，Al-Ga，Al-In等二元合金，Al-Zn-In、Al-Zn-Sn、Al-Zn-Hg、Al-Mg-Mn、Al-Ga-Mn、Al-In-Mg等三元合金，以及上述的四元乃至八元合金。從鋁負(fù)極材料服役效果上來(lái)看，合金元素的添加對(duì)電化學(xué)性能的影響，除了添加的元素種類和含量會(huì)對(duì)材料的放電性能產(chǎn)生重要影響之外，添加合金元素后獲得的鋁合金負(fù)極材料的塑性加工和熱處理方法，也是重要的影響因素，這些工藝因素，會(huì)直接影響到添加到合金元素采用何種狀態(tài)或相態(tài)存在與鋁基體中，直接影響鋁基體的化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)變的活性、持續(xù)性和穩(wěn)定性。

因此，選擇合適種類的鋁基體添加元素，調(diào)整合金元素恰當(dāng)?shù)奶砑恿恳约芭浜线m當(dāng)?shù)匿X負(fù)極材料的塑性成形工藝和熱處理工藝，實(shí)現(xiàn)多因素之間的最佳搭配，是制備動(dòng)力電池用鋁合金負(fù)極材料的關(guān)鍵。尤其是，針對(duì)不同的放電條件，需要設(shè)計(jì)不同的鋁合金負(fù)極材料的成分和制備工藝，例如需要在500mA/cm²～1000mA/cm²大電流密度下，作為動(dòng)力電源放電時(shí)，就需要鋁合金負(fù)極材料中的元素種類的選擇、含量和其加工及熱處理工藝實(shí)現(xiàn)最佳的搭配，才能滿足大功率放電的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種在大電流密度下放電的電池用鋁合金負(fù)極材料，通過(guò)在鋁基體中添加精選的合金元素，并調(diào)整合金元素恰當(dāng)?shù)奶砑恿恳约芭浜线m當(dāng)?shù)闹苽涔に?，?shí)現(xiàn)多因素之間的最佳搭配，保證負(fù)極在500mA/cm²～1000mA/cm²大電流密度下具有足夠的放電電位，從而滿足動(dòng)力電池對(duì)大功率服役條件的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種電池用鋁合金負(fù)極材料，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成：0.001%～1%鑭，0.001%～1%鎵，0.001%～1%鎂，0.001%～1%銦，余量為鋁。

優(yōu)選的，一種電池用鋁合金負(fù)極材料由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成： 0.01%～0.1%鑭，0.01%～0.1%鎵，0.01%～0.1%鎂，0.01%～0.1%銦，余量為鋁；

更優(yōu)選的，一種電池用鋁合金負(fù)極材料由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成：鑭0.02%，鎵0.05%，鎂0.05%，銦0.05%，余量為鋁。

上述鋁、鑭、鎵、鎂和銦的純度≥99.9%；優(yōu)選的，所述鋁、鑭、鎵、鎂和銦的純度≥99.99%。

本發(fā)明還提供了一種制備上述電池用鋁合金負(fù)極材料的方法，其包括如下步驟：

S1：分別取鋁及合金元素鑭、鎵、鎂、銦，按設(shè)定的成分配比配料；

S2：在保護(hù)條件下，將鋁在高溫容器中熔化，待鋁溶化后，加入合金元素鑭、鎵、鎂、銦，待全部溶化后，攪拌、降溫、靜置、澆筑，得鑄錠；

S3：將S2得到的鑄錠進(jìn)行第一次熱處理，退火溫度為400℃～500℃，保溫時(shí)間為12～24h，冷卻，取出鑄錠；

S4：將S3得到的鑄錠在室溫下進(jìn)行軋制處理，然后將變形的鑄錠在熱處理爐中進(jìn)行第二次熱處理，退火溫度為300℃～350℃，保溫時(shí)間為0.5～1h，冷卻，該步驟可以按同等變形量和熱處理工藝重復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極板材；

S5：將S4得到的滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極板材在熱處理爐中進(jìn)行第三次熱處理，退火溫度為100℃～250℃，保溫時(shí)間為1～8h，冷卻，得成品。

作為優(yōu)選方案：S2步驟中合金元素鑭、鎵、鎂、銦的加入順序熔點(diǎn)溫度由高到低，依次加入，具體為：先加入鑭，待鑭熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵。

作為優(yōu)選方案：S2具體步驟為：在氬氣保護(hù)條件下，溫度為720℃～750℃時(shí)將鋁在高純度石墨坩堝中熔化，待鋁熔化后，在鋁熔體中加入鑭，待鑭熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵，待合金元素全部溶化后，攪拌、降溫至700℃～720℃，700℃～720℃下靜置10～15min后澆注在金屬鑄鐵模具中，得到鑄錠，所述模具采用循環(huán)水冷卻。整個(gè)熔化過(guò)程，采用氬氣保護(hù)熔體，減輕高溫條件下鋁熔體的氧化。

作為優(yōu)選方案：S3步驟中所述冷卻為在室溫的水中進(jìn)行淬火冷卻。

作為優(yōu)選方案：S4步驟中所述冷卻為從熱處理中取出后在空氣中冷卻。

作為優(yōu)選方案：S5步驟中所述冷卻為隨熱處理爐冷卻。

作為優(yōu)選方案：S4步驟中軋制時(shí)每道次變形量為5%以內(nèi)，當(dāng)累計(jì)總變形量達(dá)到50%～70%時(shí)，將變形的鑄錠進(jìn)行第二次熱處理。

本發(fā)明提供了一種優(yōu)選的電池用鋁合金負(fù)極材料的制備方案，其具體步驟是：

S1：按設(shè)定的鋁合金負(fù)極材料的成分配比，在電子天平上稱量相應(yīng)質(zhì)量的鋁及合金元素；

S2：在氬氣保護(hù)條件下，溫度為720℃～750℃時(shí)將鋁在高純度石墨坩堝中熔化，待鋁熔化后，在鋁熔體中加入鑭，待鑭熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵，合金元素加入順序按熔點(diǎn)溫度由高到低，依次加入；待合金元素全部溶化后，攪拌、降溫至700℃～720℃，700℃～720℃下靜置10～15min后澆注在金屬鑄鐵模具中，得到鑄錠，所述模具采用循環(huán)水冷卻；整個(gè)熔化過(guò)程，采用氬氣保護(hù)熔體，減輕高溫條件下鋁熔體的氧化；

S3：脫模后獲得的鋁合金鑄錠進(jìn)行第一次熱處理，退火溫度為 400℃～500℃，溫度12～24h，然后將其直接在室溫的水中進(jìn)行淬火冷卻，取出鑄錠；

S4：將S3得到的鑄錠在室溫下進(jìn)行軋制加工，每道次變形量控制在5%以內(nèi)，但是可以多次變形，當(dāng)累積的變形量達(dá)到50%～70%時(shí)，將變形的鋁合金放入預(yù)熱300℃～350℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行第二次熱處理，熱處理時(shí)間為0.5~1h，然后從爐中取出直接在空氣中冷卻；該步驟可以按同等變形量和熱處理工藝重復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料；

S5：最后一次變形結(jié)束后，將獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料，放入100℃～250℃溫度范圍的熱處理爐中進(jìn)行第三次熱處理，保溫1～8h，然后隨爐冷卻，獲得最終產(chǎn)品。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、四種添加元素（鑭、鎵、鎂、銦）對(duì)鋁合金負(fù)極材料放電能力的提升有明顯的效果。其中，添加鑭（La）可以細(xì)化鋁合金的顯微組織結(jié)構(gòu)，細(xì)化晶粒，熔煉鑄造時(shí)，添加稀土鑭（La）可以去氧除渣，凈化合金熔體，去除雜質(zhì)影響，確保合金的高純度，控制雜質(zhì)含量，降低雜質(zhì)含量對(duì)電池用鋁合金負(fù)極材料放電性能的不利影響；元素鎵（Ga）固溶在鋁基體中，會(huì)和鋁形成“汞齊”，使鋁原子通過(guò)這種含鎵的化合物與電解質(zhì)發(fā)生活化反應(yīng)，達(dá)到活化鋁基體的作用，從而破壞鋁表面致密的氧化膜，是電化學(xué)反應(yīng)可以深入到鋁基體的內(nèi)部，維持鋁的活性，因此鎵是鋁負(fù)極材料中的一種活性元素；元素鎂（Mg）提高鋁基體的力學(xué)性能，改善電池鋁負(fù)極板材的成形性，鎂可以減少鋁基體的自腐蝕，同時(shí)減少在鋁負(fù)極放電過(guò)程中形成析氫反應(yīng)的陰極合金相的形成；元素銦（In）有較大的析氫過(guò)電位值，可以明顯降低鋁負(fù)極在電化學(xué)反應(yīng)中的析氫，同時(shí)對(duì)鋁基體也有一定的活化作用。

2、雜質(zhì)元素在鋁基體中往往造成鋁的自腐蝕嚴(yán)重，同時(shí)降低電化學(xué)反應(yīng)中鋁的放電電位，因此，優(yōu)選方案中，本發(fā)明中對(duì)合金組元的雜質(zhì)總體含量進(jìn)行了控制，高純度的鋁合金負(fù)極材料，可以確保放電性能的穩(wěn)定。同時(shí)，各組元（La、Ga、Mg、In）的含量均低于1%，屬于鋁合金中微合金化元素，可以實(shí)現(xiàn)添加合金元素的合理調(diào)控。

3、針對(duì)鋁合金負(fù)極材料加工的不同階段，分別使用高溫長(zhǎng)時(shí)間，中溫短時(shí)間，和低溫長(zhǎng)時(shí)間三類不同的熱處理工藝與變形工藝的配合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋁合金負(fù)極材料成分、組織結(jié)構(gòu)和合金相的最優(yōu)化調(diào)控。首先，針對(duì)鑄錠高溫長(zhǎng)時(shí)間退火，可以確保鋁合金負(fù)極材料在高溫下各合金元素通過(guò)擴(kuò)散機(jī)制分布更加均勻；其次，中溫短時(shí)間退火，可以實(shí)現(xiàn)鋁合金的晶粒尺寸控制，獲得細(xì)小彌散的鋁基體再結(jié)晶晶粒；最后的低溫長(zhǎng)時(shí)間退火，可以確保合元素形成彌散分布的合金相，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性質(zhì)的均勻分布。

4、本發(fā)明獲得的鋁合金負(fù)極材料，生產(chǎn)工藝流程短，各種工藝參數(shù)容易控制，確保鋁合金負(fù)極產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)生產(chǎn)成本低，有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1中，三種熱處理工藝對(duì)鋁合金負(fù)極材料顯微組織影響效果。（a）高溫退火（400℃下12h）后，合金鑄造組織中一些粗大的第二相固溶到鋁基體中，減少了合金相的偏析；（b）中溫退火（300℃下0.5h）后，合金中第二相化合物彌散分布，并由于進(jìn)行了軋制加工，第二相沿軋制方向排列；（c）低溫退火（100℃下1h）后，第二相均勻析出，此時(shí)減少了第二相排列的方向性，合金相分布更加細(xì)小均勻，有利于鋁負(fù)極材料電化學(xué)性能的均勻性。

圖2是實(shí)施例2鋁合金負(fù)極材料分別經(jīng)三種熱處理工藝后在1000 mA/cm²大電流密度下放電后的樣品表面形貌。（a）經(jīng)過(guò)高溫長(zhǎng)時(shí)間退火（500℃下24h）后放電，樣品表面的腐蝕是不完全均勻的，有溝壑、孔洞等，這是由于鑄態(tài)合金高溫長(zhǎng)時(shí)間退火后，晶粒尺寸比較粗大的原因；（b）中溫短時(shí)間退火（350℃下1h）后放電，由于軋制加工的原因，放電腐蝕形貌也有明顯的方向性，腐蝕的溝壑較深，腐蝕不均勻，這說(shuō)明放電過(guò)程也不會(huì)平穩(wěn)；（c）低溫退火（250℃下8h）后，腐蝕形貌明顯均勻細(xì)致，熱處理可以細(xì)化軋制后鋁合金負(fù)極的晶粒尺寸和有利于第二相的細(xì)小彌散析出，從而使腐蝕過(guò)程更均勻，也有利于放電過(guò)程的穩(wěn)定。

圖3是實(shí)施例1，2，3三種鋁合金負(fù)極材料分別在(a)650 mA/cm2，(b)800 mA/cm2和(c)1000 mA/cm2三種不同電流密度下放電的電壓隨時(shí)間變化的曲線?？梢?jiàn)合金在大電流密度下都維持了較高的電壓值。尤其是實(shí)施例3中的合金3（Alloy 3），因?yàn)槠浼兌茸罡?，元素添加配比?jīng)過(guò)優(yōu)化，因此放電電壓值最負(fù)，電壓絕對(duì)值最高，放電性能最好。

圖4是實(shí)施例3和普通商用純鋁（純度<99.9%）在1000 mA/cm2大電流密度下放電時(shí)，放電電壓值的對(duì)比?？梢?jiàn)實(shí)施例3中鋁合金負(fù)極材料的放電電壓絕對(duì)值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通商用純鋁材料，說(shuō)明通過(guò)微合金化元素的添加和熱處理工藝的實(shí)施，鋁合金負(fù)極材料的電化學(xué)性能得到了大幅度的提升。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對(duì)本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。

若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段；若未特別指明，實(shí)施例中所用試劑均為市售。

實(shí)施例1

一種電池用鋁合金負(fù)極材料，由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成：0.001%鑭（La），0.001%鎵（Ga），0.001%鎂（Mg），0.001%銦（In），余量為鋁。所有組分的純度要求≥99.9%。

上述電池用鋁合金負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：按設(shè)定的鋁合金負(fù)極材料的成分配比，在電子天平上稱量相應(yīng)質(zhì)量的鋁及其他幾種合金元素（鑭、鎵、鎂、銦）；

S2：將高純度石墨坩堝，在電阻爐中升溫到720℃，放入金屬鋁，待鋁熔化后，在鋁熔體中加入鑭，待熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵；合金元素加入順序按熔點(diǎn)溫度由高到低，依次加入；待合金元素全部溶化后，攪拌、降溫至700℃，700℃下靜置10min后澆注在金屬鑄鐵模具中，得到鑄錠，所述模具采用循環(huán)水冷卻；整個(gè)熔化過(guò)程，采用氬氣保護(hù)熔體，減輕高溫條件下鋁熔體的氧化；

S3：脫模后獲得的鋁合金鑄錠進(jìn)行第一次熱處理，將鑄錠在400℃溫度下保溫12h，然后將其直接在室溫的水中進(jìn)行淬火冷卻，取出鑄錠；

S4：將S3得到的鑄錠在室溫下進(jìn)行軋制加工，每道次變形量控制在5%以內(nèi)，當(dāng)累積的變形量達(dá)到50%時(shí)，將變形的鋁合金放入預(yù)熱300℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行第二次熱處理，熱處理時(shí)間為0.5h，然后從爐中取出直接在空氣中冷卻；該步驟可以按同等變形量和熱處理工藝重復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料；

S5：最后一次變形結(jié)束后，將獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料，放入100℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行最終熱處理，保溫1h，然后隨爐冷卻，獲得最終產(chǎn)品。

實(shí)施例2

一種電池用鋁合金負(fù)極材料，由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成： 1%鑭（La），1%鎵（Ga），1%鎂（Mg），1%銦（In），余量為鋁。所有組分純度要求≥99.9%。

上述電池用鋁合金負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：按設(shè)定的鋁合金負(fù)極材料的成分配比，在電子天平上稱量相應(yīng)質(zhì)量的鋁及合金元素（鑭、鎵、鎂、銦）；

S2：將高純度石墨坩堝，在電阻爐中升溫到750℃，放入金屬鋁，待鋁熔化后，在鋁熔體中加入鑭，待熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵；合金元素加入順序按熔點(diǎn)溫度由高到低，依次加入；待合金元素全部溶化后，攪拌、降溫至720℃，720℃下靜置15min后澆注在金屬鑄鐵模具中，得到鑄錠，所述模具采用循環(huán)水冷卻；整個(gè)熔化過(guò)程，采用氬氣保護(hù)熔體，減輕高溫條件下鋁熔體的氧化；

S3：脫模后獲得的鋁合金鑄錠進(jìn)行第一次熱處理，將鑄錠在500℃溫度下保溫24h，然后將其直接在室溫的水中進(jìn)行淬火冷卻，取出鑄錠；

S4：將S3得到的鑄錠在室溫下進(jìn)行軋制加工，每道次變形量控制在5%以內(nèi)，當(dāng)累積的變形量達(dá)到70%時(shí)，將變形的鋁合金放入預(yù)熱350℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行第二次熱處理，熱處理時(shí)間為1h，然后從爐中取出直接在空氣中冷卻；該步驟可以按同等變形量和熱處理工藝重復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料；

S5：最后一次變形結(jié)束后，將獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料，放入250℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行最終熱處理，保溫8h，然后隨爐冷卻，獲得最終產(chǎn)品。

實(shí)施例3

一種電池用鋁合金負(fù)極材料，由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成： 0.02%鑭（La），0.05%鎵（Ga），0.05%鎂（Mg），0.05%銦（In），余量為鋁；所有組分的純度≥99.99%。

上述電池用鋁合金負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：按設(shè)定的鋁合金負(fù)極材料的成分配比，在電子天平上稱量相應(yīng)質(zhì)量的鋁及合金元素（鑭、鎵、鎂、銦）；

S2：將高純度石墨坩堝，在電阻爐中升溫到730℃，放入金屬鋁，待鋁熔化后，在鋁熔體中加入鑭，待熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵；合金元素加入順序按熔點(diǎn)溫度由高到低，依次加入；待合金元素全部溶化后，攪拌、降溫至710℃，710℃下靜置12min后澆注在金屬鑄鐵模具中，得到鑄錠，所述模具采用循環(huán)水冷卻；整個(gè)熔化過(guò)程，采用氬氣保護(hù)熔體，減輕高溫條件下鋁熔體的氧化；

S3：脫模后獲得的鋁合金鑄錠進(jìn)行第一次熱處理，將鑄錠在450℃溫度下保溫18h，然后將其直接在室溫的水中進(jìn)行淬火冷卻，取出鑄錠；

S4：將S3得到的鑄錠在室溫下進(jìn)行軋制加工，每道次變形量控制在5%以內(nèi)，當(dāng)累積的變形量達(dá)到60%時(shí)，將變形的鋁合金放入預(yù)熱320℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行第二次熱處理，熱處理時(shí)間為45min，然后從爐中取出直接在空氣中冷卻；該步驟可以按同等變形量和熱處理工藝重復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料；

S5：最后一次變形結(jié)束后，將獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料，放入150℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行最終熱處理，保溫4h，然后隨爐冷卻，獲得最終產(chǎn)品。

實(shí)施例4

一種電池用鋁合金負(fù)極材料，由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成： 0.01%鑭（La），0.01%鎵（Ga），0.01%鎂（Mg），0.01%銦（In），余量為鋁；所有組分的純度≥99.99%。

上述電池用鋁合金負(fù)極材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：按設(shè)定的鋁合金負(fù)極材料的成分配比，在電子天平上稱量相應(yīng)質(zhì)量的鋁及合金元素（鑭、鎵、鎂、銦）；

S2：將高純度石墨坩堝，在電阻爐中升溫到740℃，放入金屬鋁，待鋁熔化后，在鋁熔體中加入鑭，待熔化后，按順序加入鎂、銦、鎵；合金元素加入順序按熔點(diǎn)溫度由高到低，依次加入；待合金元素全部溶化后，攪拌、降溫至710℃，710℃下靜置13min后澆注在金屬鑄鐵模具中，得到鑄錠，所述模具采用循環(huán)水冷卻；整個(gè)熔化過(guò)程，采用氬氣保護(hù)熔體，減輕高溫條件下鋁熔體的氧化；

S3：脫模后獲得的鋁合金鑄錠進(jìn)行第一次熱處理，將鑄錠在430℃溫度下保溫20h，然后將其直接在室溫的水中進(jìn)行淬火冷卻，取出鑄錠；

S4：將S3得到的鑄錠在室溫下進(jìn)行軋制加工，每道次變形量控制在5%以內(nèi)，當(dāng)累積的變形量達(dá)到60%時(shí)，將變形的鋁合金放入預(yù)熱330℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行第二次熱處理，熱處理時(shí)間為50min，然后從爐中取出直接在空氣中冷卻；該步驟可以按同等變形量和熱處理工藝重復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料；

S5：最后一次變形結(jié)束后，將獲得滿足尺寸規(guī)格的鋁合金負(fù)極材料，放入180℃溫度的熱處理爐中進(jìn)行最終熱處理，保溫5h，然后隨爐冷卻，獲得最終產(chǎn)品。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。