鎂電池電極材料的電化學行為研究.pdf

1、金屬燃料電池是用鋅、鋁、鎂等活潑金屬代替氫氧燃料電池中的氫作為電池負極材料而得，具有成本低、無毒、無污染、放電電壓平穩(wěn)、高比能量、高比功率、資源豐富、可再生等諸多優(yōu)點，受到人們的普遍關注。當前，金屬燃料電池的負極多以鋅和鋁為主，對鎂及其它金屬的研究則鮮有報道。 電解二氧化錳（EMD）是在一次電池中廣泛應用的正極材料，研究和改善其可充電性使之用于二次電池符合現(xiàn)代綠色環(huán)保型社會發(fā)展的要求。 論文首先用線性電位掃描、Tafel

2、極化曲線、交流阻抗、恒流放電、失重法等方法研究AZ31、AZ61鎂合金的電化學性能，同時考察十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）和六次甲基四胺（HMTA）兩種有機添加劑對它們的緩蝕性能。結果表明：在KOH溶液中，鎂合金保持強烈的惰性，鎂合金在其中放電困難。在中性MgSO4溶液中，鎂合金具有較小的自腐蝕速度和較好的活化性能，可考慮用于鎂電池電解液。線性電位掃描結果顯示在MgSO4溶液中，AZ31合金的電化學活性優(yōu)于AZ61合金，但是恒流放電性能（

3、如電流效率、電極電位、電位滯后等方面）卻不如AZ61合金。兩種合金中鋁含量的不同及鋁參與了電化學反應是導致性能差異的原因。鎂合金的恒流放電過程中，出現(xiàn)嚴重的負差效應，影響其電流效率，放電過程中析氫的加劇和未放電顆粒的脫落是負差效應產生的直觀原因。在研究的濃度范圍內，兩種有機添加劑對AZ31合金具有相似的“反S”型緩蝕規(guī)律，即“增大－減?。龃蟆钡内厔荩瑢Z61合金則無緩蝕效果，緩蝕劑的功效與緩蝕劑濃度和合金表面形貌有密切關系。

4、 論文還用循環(huán)伏安、恒流充放電、微電極技術、XRD等方法研究EMD在MgSO4溶液中的可充電性。結果表明：EMD的充放電過程是H+嵌入和脫出過程，H+的擴散是電極反應的控制過程。EMD經首次放電后，容量衰減較大，后續(xù)循環(huán)基本保持穩(wěn)定；XRD譜圖顯示，EMD經首次放電后同時有具有和不具有電化學活性的兩種物質生成，后者是造成循環(huán)容量損失的原因；微電極循環(huán)伏安掃描也得到同樣容量變化規(guī)律，同時也顯示出有具可逆性的新物質生成，微電極技術較好的揭示