海水激活電池Mg-Al-Sn合金陽(yáng)極材料電化學(xué)性能研究.pdf

1、鎂電極材料具有成本低、無(wú)毒、無(wú)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(diǎn)，受到人們的普遍關(guān)注。但是一直未得到廣泛的應(yīng)用，其中一個(gè)主要原因是鎂在電解液中極化、腐蝕等情況嚴(yán)重，使其無(wú)法達(dá)到應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，難以滿(mǎn)足使用要求。因此，研究高活性的合金元素對(duì)鎂合金陽(yáng)極材料的活化作用，研究第二相、合金成分和顯微組織對(duì)鎂合金陽(yáng)極材料性能的影響，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 通過(guò)已有鎂合金陽(yáng)極材料的研究，本論文設(shè)計(jì)了一

2、種不含有毒有害元素的海水激活電池用鎂合金陽(yáng)極材料—Mg-Al-Sn系列鎂合金。通過(guò)設(shè)計(jì)5種不同成分的Mg-Al-Sn系列合金，考察添加不同合金元素含量對(duì)鎂合金陽(yáng)極材料自腐蝕性能和電化學(xué)活性的影響。首先是通過(guò)析氫腐蝕、恒電流電位、動(dòng)電位極化、交流阻抗等方法研究Mg-6％Al-1％Sn、Mg-6％Al-2.5％Sn、Mg-6％Al-5％Sn、Mg-6％Al-7.5％Sn和Mg-6％Al-10％Sn這5種鎂合金陽(yáng)極在人造海水介質(zhì)中的自腐蝕情況

3、和電化學(xué)行為，考察他們作為鎂電池陽(yáng)極材料的性能。析氫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Mg-6％Al-1％Sn具有較活潑的自腐蝕性能;動(dòng)電位極化測(cè)試結(jié)果表明，Mg-6％Al-1％Sn的腐蝕電流密度較其他四種合金比相對(duì)較大;恒電流電位表明Mg-6％Al-1％Sn的電化學(xué)活性?xún)?yōu)于其他四種成分的Mg-Al-Sn合金，表現(xiàn)為陽(yáng)極極化小，開(kāi)路電位較負(fù);交流阻抗結(jié)果表明Mg-6％Al-1％Sn具有最小的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct。與此同時(shí)探討了Mg-Al-Sn系合金在人造海水介

4、質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，第二相粒子Mg2Sn會(huì)在鎂基體和氧化膜之間形成活化點(diǎn)，從而增強(qiáng)了合金的電化學(xué)活性。
　　 通過(guò)已有的Mg-Al-Sn系合金陽(yáng)極材料的研究，本論文進(jìn)一步選取了Mg-Al-Sn系合金中電化學(xué)活性較好的Mg-6％Al-1％Sn合金，與已經(jīng)作為軍用陽(yáng)極材料的AP65合金和非電池用鎂合金AZ31合金進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在人造海水介質(zhì)中Mg-6％Al-1％Sn的自腐蝕活性、電化學(xué)活性均要優(yōu)于合金AP65和AZ31;