锌铟合金电极在KOH溶液中电化学行为的研究

采用析氢实验、线性电位扫描和交流阻抗法,研究了锌、铟和锌铟合金电极在碱性溶液中的电化学行为。结果表明,合金中的铟能提高锌表面的析氢过电位,有效抑制缓解锌上的析氢反应和锌的阳极氧化,从而抑制锌在碱液中的自腐蚀。合金中铟的含量越高,这种抑制作用越强。此外,合金中的铟能扩大锌的活化电位区,有效改善锌在KOH溶液中的放电性能。     

化学镀层对无汞碱锰电池性能的影响

用化学沉积表面处理的方法在碱性锌锰电池负极集电体上镀一层致密的铟、锌、锡单层和锌铟、锡铟、锌锡双层。由动态析氢装置和动电位扫描方法测量 ,发现铜集电体表面上沉积以上单、双层金属都显著地提高无汞锌电极的氢超电势 ,有效地抑制了锌电极在KOH溶液中的析氢量。集电体表面化学沉积铟、锌、锡单层或锌铟、锌锡、锡铟双层用来生产无汞碱锰电池完全达到这类电池放电的技术标准     

铟在无汞碱性锌锰电池中的应用

铟是碱性锌锰电池无汞化代汞添加剂必不可少的组分。铟具有低的电阻率、高的可塑性、高的析氢过电位和高的化学稳定性。铟的这些特性使其在碱性锌锰电池中较好地起到代汞的作用。主要的代汞作用包括提高锌粉的析氢过电位、降低锌粉之间以及锌粉与集流体之间的接触电阻、提高电池的抗振动能力和提高锌的活性。铟在碱性锌锰电池中的使用包括制成锌铟合金粉、集流体上镀铟和在碱液中加入三氧化二铟或氢氧化铟等     

合金元素对锌电极电化学行为的影响

利用线性电位慢扫描法,分别测定了Al、Bi、Ca、In与Zn构成的合金电极在碱性电解液中的极化曲线;利用收集气体和恒阻放电的方法,测定了Zn-In-Bi-Al和Zn-In-Bi-Ca合金电极的析气行为和放电性能.结果表明:Al、Ca和In可提高锌阳极溶解的交换电流密度;Ca、Al、Bi可降低锌表面析氢的交换电流密度,并使锌电极在碱性溶液中的稳定电位负移.Zn-In-Bi-Al和Zn-In-Bi-Ca可提高锌电极的综合性能,且Zn-In-Bi-Ca更好.     

锌粉在碱性介质中的析氢行为

通过析氢量测试研究了三种不同来源的锌粉在碱性锌电池电解质（ＫＯＨ溶液）中的动态析氢行为以及电解质浓度和两种有机抑制剂及一种无机抑制剂对析氢行为的影响,对锌粉在碱性介质中的析氢动力学进行了讨论。针对析氢反应的特性,选择的无机析氢抑制剂包含的主要成分为能与锌作用后形成高氢过电位合金薄层的无机化合物和助溶剂,因而可以减缓锌电极上析氢反应的阴极过程或提高阴极反应的位垒;而有机析氢抑制剂的主要成分为能在锌表面形成极薄吸附保护层的表面活性剂,它能有效地抑制锌电极上析氢反应的阳极过程或提高阳极反应的位垒。实验结果表明：所用析氢抑制剂的抑制效率可以达到大约１３％。同时还提出了筛选应用于干电池中的析氢抑制剂的基本思想。     

铟在碱性溶液中的电化学行为

采用线性电位扫描和循环伏安法研究铟在碱性溶液中的电化学行为。铟在碱性溶液中表现为一种典型的活化-钝化金属,当向阳极扫描时发生两步氧化:第1步为金属铟被氧化为1价铟,并能使铟初步钝化,第2步为初步钝化膜中的1价铟进一步氧化为3价铟,使铟完全钝化。当完全钝化的铟电极作阴极扫描时发生两步还原。第1步为3价铟还原为1价铟,第2步为1价铟被还原为金属铟。     

碱性体系中含氟表面活性剂对锌电极的影响

通过析氢实验,测量了5种含氟表面活性剂在碱性体系中对锌粉表面析氢速度的影响。并且和传统缓蚀剂———HgCl2进行了相同条件下的对照实验,初步肯定了这类表面活性剂对锌电极可能产生的缓蚀作用。在此基础上,又对10种含氟表面活性剂对锌电极在碱性体系中的阴、阳极极化曲线进行了考查。结果发现,其中有几种表面活性剂对锌电极的阳极行为影响不大,但对其阴极行为确有较大影响。接着又进一步考查了几种典型的含氟表面活性剂对多孔锌电极在碱性溶液中循环伏安特性的影响。结果一致表明,这类表面活性剂对锌电极在碱性体系中的阴、阳极行为都有不同程度的作用。和传统使用的有毒的汞盐相比较,它们对锌电极的阳极行为的影响还不算很大,但对其阴极行为的影响就表现得比较明显了。说明它们具有较强的抑制析氢的能力。综合几项实验结果,我们认为,只要经过认真筛选,这类含氟表面活性剂中的大部分都有可能成为碱性电池中锌电极的代汞缓蚀剂。它们的缓蚀机理主要取决于它们的高表面活性、强抗氧化能力和它们在锌表面所具有的较强的吸附特性。由于材料来源、实验条件和时间等因素的限制,本文对于这类表面活性剂在锌电极上的作用机理的研究还不够深入,今后还将继续开展这方面的工作。另外,通过恒电位电沉积实验还证明,这类表面活性剂对抑制锌枝晶生长也具有十分明显的作用。这也为它们作为二次锌电极的添加剂提供了一定的依据。     

碱性溶液中缓蚀剂对锌电化学行为的影响

介绍了无机、有机以及复合缓蚀剂对锌在碱性溶液中电化学行为的影响。无机缓蚀剂主要用于提高锌表面的析氢过电位,而有机缓蚀剂主要是降低锌表面的反应活性,因此含无机和有机缓蚀荆的复合添加剂往往缓蚀效果更好。     

氧化锌对碱性锌锰电池锌电极的影响

通过对锌电极的电性能测量和锌粉的析氢试验,揭示了氧化锌在碱性电解质中对锌的电性能有影响,且对锌有缓蚀作用,使锌的电位升高,析氢过电位增大,阳极极化增大,析氢量下降等。试验结果可能有助于改进碱性锌锰电池负极工艺。在碱性电解质中含有2%wt的氧化锌就足以满足锌负极的工艺需要。     

含氟表面活性剂在碱性锌电极中的应用

测量了锌电极在含有不同浓度含氟表面活性剂的碱液中的析气速率和锌电极的极化曲线。实验表明 :表面活性剂FSA ,FC 10 0 ,FSP ,FC 99及FC 43 0 ,FC 170C是有效的缓蚀剂 ,它们对锌电极的阳极行为没有明显的抑制作用 ,这些表面活性剂还能提高锌酸根的沉积过电位 ,使锌电极的钝化电位正移。含氟表面活性剂有希望成为碱性锌电极的代汞缓蚀剂。     

Fe2O3在碱锰电池电解液中的溶出及危害

研究了Fe2 O3 在 9mol/LKOH溶液中的溶解行为以及溶出铁对锌腐蚀的影响。通过定量和定性分析表明 ,Fe2 O3 在9mol/LKOH溶液中能够溶出。析氢实验表明 ,溶出铁加速了锌粉的腐蚀 ,其作用机理为在碱液中的铁能够与锌发生置换反应并在锌上沉积 ,沉积铁与锌粉构成微电池 ,氢在铁上析出 ,从而加速锌的腐蚀。     

碱性电解液中几种铁化合物的溶出及危害

研究了Fe3O4,FeSO4和Fe2(SO4)3在9mol/LKOH溶液中的溶出行为以及溶出铁对锌腐蚀的影响。通过定性分析和析氢实验,发现Fe3O4,FeSO4和Fe2(SO4)3在9mol/LKOH溶液中能够溶出,溶出的铁加速了锌粉的腐蚀,锌将碱液中的铁置换并沉积在锌粉上,降低了析氢过电位。3种铁化合物在碱性溶液中的溶解度和加速锌腐蚀的程度依次为FeSO4>Fe2(SO4)3>Fe3O4。     

化学镀铟集流体对锌粉析氢行为的影响

采用析氢量动态测试方法研究了化学镀铟集流体铜钉与不同产地无汞、低汞锌粉相互作用的动态过程。结果表明：集流体铜钉经无氰化学镀铟处理后,能够降低与锌粉的接触电阻,抑制锌粉腐蚀和氢气的析出。     

锌粉形貌对碱性锌锰电池性能的影响

研究了 3种颗粒形貌不同而成分相同的锌粉在碱液中的稳定性 ,并检测用这 3种锌粉制作的LR6型无汞碱锰电池性能。锌粉的析气试验表明针状锌粉在碱液中浸泡 3天后析气量最低 ;以针状锌粉膏制成的电池大电流放电容量可提高约 30 % ;电池有很好的抗震性、贮存性。     

锌和铋在KOH溶液中的析氢行为比较

采用气体收集实验、阴极极化曲线和电化学阻抗测量,研究了锌(Zn)和铋(Bi)电极在氢氧化钾溶液中的析氢反应。结果表明:Zn和Bi的析氢行为明显不同,当电位高于-1.92 V时,在相同电位下,Zn电极上收集的氢气体积、反应电流均大于Bi;而电位低于-1.92 V时,在相同电位下,Zn电极上收集的氢气体积及反应电流均小于Bi。     

无汞含铟浆层纸

在无汞碱性锌锰电池生产中,所用的无汞合金锌粉都含有铟、铋等元素,其中与铟有关的,有含铟锌筒和含铟电解液。叙述了用三氯化铟代替氯化汞作锌缓蚀剂生产的无汞浆层纸的配方与生产工艺。无汞含铟浆层纸可用于无汞高功率电池。为了考察三氯化铟作缓蚀剂的缓蚀效果,试制了含杂质量较高的天然二氧化锰的高容量电池并进行了贮存试验。试验结果表明：铟作为锌锰电池的代汞缓蚀剂是有效的。