在资源日益消耗的今天,寻找优秀的可替代能源成为亟待解决的重要问题。以镁及其镁合金为阳极的镁空气电池是一种新兴的金属空气电池,它具有高的理论电压、高的理论比容量、高的理论比能量等优点。在提升镁空气电池阳极的放电性能的研究中,仍面临着两大挑战。首先,由于镁具有活泼的化学性质,在阳极的放电过程中,镁阳极会在电解质溶液中发生自腐蚀。自腐蚀消耗的镁并不能用于放电,因此,自腐蚀会严重降低电池的阳极利用率。由于自腐蚀加速了镁阳极的消耗,所以电池的使用寿命也将大大缩短。其次,阳极在放电过程中会产生大量以Mg（OH）2为主的放电产物,随着放电的持续进行,放电产物也会不断在阳极积累,最终造成严重的阳极极化。目前,解决上述两种问题的主要方案有合金化和提升镁自身的性能两种方案。铟具有稳定的化学性质,在提升镁的放电活性和耐蚀性等方面具有重要意义。根据目前的研究,在镁中添加铝元素不仅能够提升镁的机械强度,而且还能提升镁的耐蚀性能。同时,镁铝系合金经过科研人员的研究,已经成为一种非常成熟的合金体系。通过调研发现,热处理以及塑性变性工艺能够调控镁的微观组织,提升镁的耐蚀性能。因此,本文将以镁铟系以及镁铝系合金为基础添加其他合金元素,并通过热处理以及热挤压调控实验合金的微观结构,进一步提升阳极的放电性能和耐蚀性能。具体的研究如下:（1）首先,通过常规熔炼等手段制备了一系列不同成分的Mg-In合金,研究In含量对合金微观结构以及放电性能的影响。然后通过对Mg-In合金进行固溶处理进一步改善合金的微观组织。具体结论如下:Mg-In合金中不存在第二相,铸态合金主要以枝晶为主,经过固溶处理后,枝晶变为等轴晶粒。通过电池放电实验发现,Mg-3In合金的放电电压和阳极利用率均高于纯Mg,这是由于Mg-3In合金具有更加疏松的放电产物层和均匀溶解的表面。（2）研究了Ca含量对Mg-In合金的微观结构和放电性能的影响,研究了热挤压对Mg-In-Ca合金微观结构和放电性能的影响。具体结论如下:Ca的添加明显细化了合金晶粒,同时也引入了第二相Mg2Ca相,Mg2Ca相主要分布在晶界处,经过热挤压处理后,Mg2Ca相被挤碎并弥散分布在镁基体中。其中Mg-3In-3Ca合金具有优异的阳极利用率和比容量,这得益于Ca的添加细化了合金的晶粒尺寸。通过对去除放电产物的表面进行成分分析,发现表面沉积了大量的In,这显著减小了放电产物与阳极之间的吸附力,形成了更加疏松的放电产物层。同时,Mg2Ca相的出现加速了镁基体的溶解,均匀分布的Mg2Ca相使阳极溶解更加均匀。（3）研究了Sn含量对Mg-Al合金微观结构和放电性能的影响,研究了热挤压对Mg-Al-Sn合金微观结构和放电性能的影响。具体结论如下:在Mg-Al合金阳极中添加Sn后,阳极的利用率和比容量得到提升。但是当Sn含量过高时,Mg-Al-Sn合金的阳极利用率反而下降低,原因是Mg2Sn相含量过高,Mg2Sn相能够增大了析氢速率,降低了Mg-Al-Sn合金的耐蚀性。对Mg-Al-Sn合金进行热挤压后,合金的阳极利用率略微有所下降。网状的Mg17Al12相是抵御腐蚀的屏障,在挤压过程中,Mg17Al12相被挤碎,抵御腐蚀的能力减弱,导致合金的阳极利用率减弱。但是,挤压态合金表面形成的放电产物更加疏松,去除放电产物的表面溶解更加均匀,易于放电产物的脱落,反观铸态Mg-Al-Sn合金的腐蚀表面呈网状结构,存在大量腐蚀间隙,间隙可以储存放电产物,这不利于放电产物的脱落。通过查阅相关文献,简单汇总了镁空气电池最新的研究进展,镁空气电池阳极利用率低的状况依然存在。然而,本文制备的Mg-3In-3Ca合金具有较高的阳极利用率,在汇总的阳极合金中,Mg-3In-3Ca合金具有最高的阳极利用率,为后续的镁空气电池的研究提供了参考。