鋁-空氣電池用鋁合金陽極與電解液添加劑的研究.pdf

1、鋁是世界上最豐富、應用最廣的有色金屬，其電化學性能優(yōu)異，是開發(fā)化學電源和犧牲陽極的理想電極材料。鋁-空氣電池是一種很有發(fā)展前景的高能電池，具有高能、無毒、價廉等優(yōu)點。 本文簡要介紹了鋁一空氣電池和鋁犧牲陽極的發(fā)展歷程及其存在的問題，并總結(jié)了提高鋁-空氣電化學性能的可能途徑。熔融制作了Al-In、Al-In-Zn、Al-In-Bi、Al-In-Pb、Al-In-Zn-Bi、Al-In-Zn-Bi-Pb等系列合金，將它們作為研究電極

2、，并通過測試其SEM和EDAX對其表面形態(tài)進行了分析。通過陽極極化曲線、循環(huán)伏安曲線、析氫曲線、電極電位等性能測試，對4t001·L<'-1>NaOH溶液中In、Zn、Bi、Pb等合金添加元素對鋁陽極所產(chǎn)生的影響進行了研究探討。結(jié)果表明，銦對鋁陽極有活化作用，使鋁的腐蝕電位發(fā)生負移，但同時也會加大析氫副反應的速度；鋅的加入促進了銦的合金化，減少富銦偏析相的形成，而且能極大地降低鋁陽極的析氫反應速率，使其鈍化；鉍的引入有助鋁陽極活化，但同

3、時又會導致析氫速率的提高：鉛的存在使鋁陽極鈍化，有效地抑制了析氫反應，但加大了陽極極化。將這幾種金屬元素分別組成多元鋁合金后，不同元素的互補作用使得鋁電極綜合性能得到更進一步的提高。實驗證明：這幾種金屬元素對鋁合金陽極性能的影響均是通過“溶解．再沉積”機理發(fā)揮作用的。 在中性電解液中選取了ZnCl<,2>和SnCl<,2>兩種添加劑進行研究，在堿性溶液中選取了Ca3(C<,6>H<,5>O<,7>)<,2>·4H<,2>O+Ca

4、SnO<,3>、Na<,2>SnO<,3>、K<,2>MnO<,4>三種添加劑進行研究。通過多種電化學實驗方法測試各種添加劑對Al-In電極在中性及堿性電解液內(nèi)的陽極極化曲線、析氫曲線、陽極利用率、電極電位、自腐蝕電位，并對其效果進行了綜合分析。結(jié)果表明，引入的這5種添加劑均能不同程度地提高Al-In陽極電化學性能，使腐蝕電位負移，抑制析氫反應的發(fā)生，提高陽極利用率。特別是K<,2>MnO<,4>的作用尤其明顯，陽極利用率達到了81.0