Al-Ga-Bi-Pb合金在碱性电解液中的电化学行为

通过失重法,极化曲线、交流阻抗等电化学方法,研究了Al-Ga-Bi-Pb合金在碱性电解液中的电化学行为,用X射线荧光光谱仪对铝合金的组成进行分析,并用扫描电镜(SEM)对合金电极表面形貌进行显微观察。结果表明:向电解液中添加LiOH能一定程度降低Al-Ga-Bi-Pb合金阳极的自腐蚀速率,其最佳浓度为0.02mol/L;500℃保温8h固熔处理,使合金阳极极化减小,放电电位负移。     

锌对铝铟阳极的影响

铝具有优异的电化学性能,是开发电池的理想材料,但在应用上仍存在着一些有待解决的问题。将铝用于性能优于许多其它常用电池的铝 空气电池的阳极材料,通常采用铝 镓系列合金,而铝 铟系列合金的应用由于铝与铟合金化的难度而受到限制。研究了将锌分别作为铝合金添加元素及电解液添加剂引入铝 空气电池用铝 铟阳极中,锌对铝 铟阳极的影响。结果表明,锌能有效地促进铝与铟的合金化;在碱性电解液中,Al In Zn合金电极的腐蚀电位比纯铝的负移了约70mV,表明锌能有效地降低铝阳极极化,使析氢速度大大降低;在中性电解液中,当ZnCl2浓度增至5.8×10-3mol·L-1时,活化电位负移了近300mV,去极化效果最为理想,ZnCl2浓度增至7.7×10-3mol·L-1时,阳极利用率提高至68.4%,自腐蚀电位达到-1.42V,同时对降低铝电极的负差数效应也有较好效果。     

Mg-Hg-Ga电极材料制备新工艺及电性能

采用包套密封熔炼和压力加工技术将镁合金制成薄板;用扫描电镜结合能谱分析、X射线衍射和电化学测试等方法分析了镁合金阳极材料在海水介质中腐蚀前后的微观结构、表面形貌及表面元素的组成和微区成分,并组装Mg/CuCl单体电池进行了电性能测试,用排水法测试了放电时的析氢速率。结果表明:采用新工艺制备的Mg-Hg-Ga合金,成分均匀、无氧化夹杂、无熔剂夹杂;在3.5%NaCl水溶液中具有很负的电极电位和适度的腐蚀速率;其组成的Mg/CuCl单体电池当放电电流密度为200 mA/cm2时放电,工作电压为1.326 V,析氢速率≤0.53 mL/(min·cm2)。该Mg-Hg-Ga合金负极材料可用于高能量密度的镁合金电池。     

铝空气电池的研究进展

铝空气电池制造成本低、比功率高、无毒,是一种很有发展前途的空气电池。但其商业化应用存在氧电极极化、电池不稳定、阳极过腐蚀、非均匀溶解等障碍。对铝合金阳极材料及其热处理与溶解机理、铝空气电池用电解质、空气电极及其催化剂等方面的研究现状进行了综述。铝空气电池的关键技术在于氧电极的催化剂活性及电解质中腐蚀产物Al(OH)3的处理。目前对以上两方面的研究有突破性进展,铝空气电池将成为21世纪理想动力电源。     

铅合金板栅的电化学腐蚀现象研究

用循环伏安法对板栅进行测试,发现板栅的氧化还原反应电位变化范围,说明板栅受到腐蚀。用恒电位法对铝合金板栅进行不同时长的测试,用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)对测试后的铝合金板栅表面进行表征,发现铝合金板栅电极在不同测试时间下发生的表面成分转变及物相变化。固定水浴温度为40℃,恒电位为1.96 V,实验中发现:50 min前恒电位极化的产物都是Pb SO4,而80 min后产物转为Pb O2,直至形成致密的Pb O2膜。同时,从循环伏安曲线上观察到,在高电位下铝合金板栅的腐蚀及析氧共存,造成判断腐蚀行为的困难。     

铝合金阳极活化机理研究进展

铝合金是一种理想的阳极材料,在化学电源和牺牲阳极方面已得到越来越广泛的应用。综述了近年来铝合金阳极在中性和碱性电解液中活化机理的研究情况,铝合金阳极中合金元素在铝阳极活化过程中的作用机理,溶液中阴离子对铝合金阳极活化过程的影响。具体阐述了中性溶液中含In、Hg、Ga等合金元素的铝合金阳极“溶解沉积”机理,以及在碱性介质中铝合金活化钝化的原因;Cl-、OH-等阴离子在铝合金阳极活化过程中的重要作用     

铁在碱性溶液中的阳极行为

用线性电位扫描、循环伏安、恒电位电解及定性分析方法研究了铁电极在碱性溶液中的阳极行为,结果表明:铁在碱性溶液中只有在较高电位下(＞-0.30 V,vs.Hg/HgO)才进入完全钝化区,较低电位下均能发生溶解,产物包括Fe2 和Fe3 .如果碱锰电池正极集流体没有得到很好的保护,铁会溶出,并影响电池的性能.     

铝在碱性电解液中的阳极行为

用电化学方法研究了Al(99.999%￣99.5%)在4mol/LKOH溶液中的阳极行为,结果表明:杂质(Fe,Si,Cu)含量递增,铝的传递电阻变小、腐蚀速度增大,达到稳定开路电位所需时间延长,但50℃时商业铝Al99.82%的极化程度最小,在-1.224V下有400mA/cm2大电流产生;温度升高而铝阳极的活化作用随之增强,但腐蚀也加剧;铝电极在5mmol/LNa2SnO3 4mol/LKOH中的浸泡时间为20min较适合;添加剂Na2SnO3对铝的腐蚀抑制、电化学性能改善都产生有利影响,其最佳浓度为5mmol/L。     

锌电极在含三乙胺、二乙胺电解液中的性能

研究了碱性电解液中添加剂三乙胺[(C2H5)3N]、二乙胺[(C2H5)2NH]及两者混合对锌电极的影响.三乙胺与二乙胺混合,可改善锌电极的腐蚀和钝化性能,腐蚀电位负移了0.01～0.02 V,钝化过电位增加了0.05～0.08 V,且能提高可逆性,当V(KOH)∶V[(C2H5)3N]∶V[(C2H5)2NH]=100∶0.5∶0.5时,效果最好;二乙胺单独使用会降低锌电极的可逆性,不适于单独作为添加剂;三乙胺在改善锌电极性能上没有明显的效果.     

二次碱性锌电极的复合缓蚀剂

通过极化曲线和循环伏安曲线的测量,对二次碱性锌电极中同时添加聚乙二醇600(PEG600)和氢氧化铟[In(OH)3]作为复合缓蚀剂进行了研究.极化曲线的测试结果表明:PEG600和In(OH)3具有明显的缓蚀协同作用,这是由于In(OH)3还原生成的铟覆盖层加强了PEG600的吸附所致;同时发现:由于PEG600的吸附,使得在开路电位附近氢的阴极还原和锌的阳极溶解都在一定程度上受到抑制,但是一旦锌电极阳极极化到其脱附电位,PEG600将从电极表面脱附,并且不再阻碍锌的溶解.从循环伏安曲线推断出:由于复合缓蚀剂的存在,阳极钝化得以推迟,枝晶生长和形变得以抑制;同时也证实了多次循环后复合缓蚀剂可以保持其稳定作用.     

熔盐电渗法制备代汞Zn-Ce合金电极的可行性研究

在NaCl AlCl3熔盐中 ,于无保护气氛条件下 ,用熔盐电渗法进行了锌表面渗铈 ,并用此技术制备了碱锰电池的代汞锌铈合金电极。实验发现 ,恒电流间歇滴定技术 (GITT)曲线中出现了 9个平台或拐点 ,所对应的电极电势分别为 - 5 1mV ,- 1 3 3mV ,- 1 5 4mV ,- 1 95mV ,- 2 46mV ,- 4 1 0mV ,- 5 2 3mV ,- 841mV ,- 1 1 5 9mV ,结合扫描电镜 (SEM )的能谱分析和相图证明形成了 9种锌铈合金 ;利用极化电阻的测定来检验锌合金在 40 %KOH溶液中的抗腐蚀性能 ,并采用正交试验法得到了最优试验条件 ,用最优试验条件制备的Zn Ce合金与纯锌的腐蚀电阻比较 ,结果表明锌与铈形成了耐蚀性的Zn Ce合金分布于锌的晶界 ,铈是碱锰电池负极的有效添加元素。     

熔盐电渗法制备代汞 Zn-La 合金电极的可行性研究

在ＮａＣｌ－ＡｌＣｌ３熔盐中,于无保护气氛条件下,用熔盐电渗法进行了锌表面渗镧,并用此技术制备了碱锰电池的代汞锌镧合金电极。ＧＩＴＴ曲线的测试结合相图及ＳＥＭ分析证明形成了五种锌镧合金。利用极化电阻的测定来检验锌合金在４０％ＫＯＨ溶液中的抗腐蚀性能,正交实验结果证明了镧是碱锰电池负极的良好代汞添加元素。     

锂离子电池集流体的研究

研究了锂离子电池用Cu和Al集流体.用恒电流测试研究了Cu和Al作为不同电极集流体的充放电性能,并用线性扫描伏安法研究了它们的极化曲线.结果表明:Cu和Al分别作为锂离子电池负极和正极集流体时,都具有嵌锂容量小、高电化学稳定性、降低电极极化的特点.     

用于Al-MnO_2电池的一种五元铝合金电极

用电化学方法研究了五元铝合金电极(AA3E)在氯化镁电解液体系中的阳极行为,并测定Al-MnO_2干电池的放电性能.结果表明AA3E在含有混合缓蚀剂1×10~(-3)mol/L(NH_4)_2CrO_4与1×10~(-3)mol/L十二烷基三甲基碘化铵(DTMAI)的1mol/L MgCl_2浴液体系中(pH=2.8)具有优良的活化性能和耐腐蚀性能,当阳极电流密度为40mA/cm~2时,阳极极化电势为-1.061V(vs.SCE),电极效率达99%;Al-MnO_2干电池(R20型)放电性能(即开路电压、短路电流、3.9Ω负荷电压及3.9Ω恒电阻连放时间)均达到国家Zn-MnO_2干电池技术标准,电池贮存一年,电池外壳未发现孔蚀.因此,铝合金(AA3)适宜作为Al-MnO_2电池的负极.     

高活性铝合金阳极材料制备及电性能

用熔铸法和压力加工技术制备了三种不同锡含量的铝合金电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对铝合金电极材料放电后的表面形貌进行了表征,采用排水法测试了合金的析氢速率,借助电化学方法测试了材料的电化学性能。结果表明,铝合金静态析氢量随着锡元素含量增加而减小;研制的新型铝合金负极材料,可望开发用于高比能量的铝合金电池。     

碱性溶液中低汞锌电极及缓蚀剂的研究

利用收集气体、动电位扫描、恒电流极化及模拟电池放电等方法研究了磁性溶液中二元至五元锌合金和(?)缓蚀剂对于降低汞含量的作用效果.结果表明以Zn-0.05%In-0.05%Pb一0.02%Al-0.02%Bi合金粉作为锌(?)辅以0.1%～0.2%(占锌粉质量)的医药中间体缓蚀剂,可将锌电极汞含量从4%降为0.15%.     

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.     

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。     

碱性胶体电解质中添加剂对铝性能的影响

用电化学方法研究了在“4 mol/L KOH 2.0%聚丙烯酸(PAA)”中,添加剂聚乙烯醇(PVA)和Na3PO4对铝阳极电化学性能的影响。当添加2%PVA或8%Na3PO4添加剂时,刚好能使“4 mol/L KOH 2.0%PAA”成为胶体。与“4 mol/LKOH 2.5%PAA”胶体电解质相比,铝的腐蚀电流密度和极化程度降低,开路电位负移,电导率和放电时间增加。8%Na3PO4对铝的电化学性能改善比2%PVA更加明显。     

锡酸钠与邻胺基苯酚对铝阳极的共同抑氢作用

通过恒电流集气、稳态极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了常温及高温下,碱性介质中锡酸钠与邻胺基苯酚对铝阳极的共同抑氢作用。试验结果表明:锡酸钠与邻胺基苯酚对碱性介质中铝阳极的自腐蚀析氢有着很好的抑制作用。温度升高,铝阳极在碱性介质中的自腐蚀加剧,锡酸钠与邻胺基苯酚的抑氢效率提高,且作用平稳。