Al-Ga-In-Bi-Pb合金在NaOH溶液中的电化学行为

以Al-Ga-In-Bi-Pb合金为基础,添加Mg、Mn和Sn等元素制备了4种Al合金阳极,用腐蚀失重法测试了合金的自腐蚀速率,用排水法测试了合金的析氢速率.制备的Al-Ga-In-Bi-Pb系合金在5 mol/L NaOH溶液中均具有较负的开路电压(≤-1.75 V)、较低的自腐蚀速率[≤0.14 mg/(min-cm2),20℃;≤0.22 ms/(min·cm2),60℃]和析氢速率[≤0.10 ml/(rain·cm2),20℃];随着极化电位的增加,各合金均具有高的电化学活性.     

海水电池用Mg-Ga-Hg合金在模拟深海环境下的性能

采用失重法和开路电位、恒流放电等电化学测试方法评价了模拟深海环境下Mg-Ga-Hg合金出厂态和间歇工作过程中的电化学性能。结果表明,在4℃、4 cm/s下,Mg-Ga-Hg合金的开路电位低于-1.95 V且自放电速率较慢;在1~9 m A/cm~2下放电时,稳定工作电位低于-1.90 V,电流效率维持在50%以上。此外,出厂态和间歇工作时的Mg-Ga-Hg合金均可快速启动,适合用作海水电池的负极材料,以满足深海观测仪器长期供电需求。     

海水电池Mg-Er-Zr合金阳极的电化学行为研究

采用析氢实验、动电位极化、交流阻抗法和恒流放电等测试方法研究了Mg-Er-Zr镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并与已经广泛应用的AZ31镁合金进行了性能对比。腐蚀实验的结果表明:Mg-Er-Zr镁合金与AZ31镁合金的自腐蚀速率和电流效率相接近,但Mg-Er-Zr合金的开路电位明显小于AZ31镁合金。恒流放电测试的结果显示,同AZ31合金相比,Mg-Er-Zr镁合金放电时的电极电位更负,放电活性更好,具有良好的应用前景。     

添加剂对铝阳极电化学性能的影响

选择SnCl2和ZnCl2作为中性溶液中的添加剂进行研究,中性母液为0.5mol/L NaCl,Al-In合金电极为工作电极。采用多种电化学实验方法测试各种添加剂对Al-In电极在中性及碱性电解液内的阳极极化曲线、析氢曲线、阳极利用率、开路电压、自腐蚀电位的影响。结果表明,引入的添加剂均能不同程度地提高Al-In阳极电化学性能,使腐蚀电位负移,抑制析氢反应的发生,提高阳极利用率。     

海水电池用镁合金阳极材料制备与性能研究

主要研究了汞含量对材料电性能和自腐蚀的影响。采用密封熔炼的方式制备了高性能海水激活电池用阳极材料Mg-Hg-Ga合金,采用ICP、金相显微镜、恒流极化等测试方法对材料的成分、组织结构及电化学性能进行表征,采用析氢装置测试静态腐蚀速率,采用与氯化亚铜组装成电池放电对其电性能进行测试。实验结果表明,制备的材料都有良好的组织,晶粒细小均匀,成分均匀,放电电位负移,析氢低,激活快,成泥少,放电后表面腐蚀均匀,无局部穿孔。在镓质量含量为1.6%时,最佳汞含量为1.3%,激活最快为0.9 s,放电析氢量最低为0.5 m L/min·cm2。     

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。     

碱性体系中添加剂对铝阳极电化学性能的影响

为了提高碱性电池中铝阳极的活化性能、降低其析氢腐蚀,用析氢速率、开路电压测试和塔菲尔曲线、交流阻抗方法,系统的研究了多种添加剂对铝阳极的电化学性能的影响。结果表明:KCl、MnCl2、K2MnO4、Na2WO3、NH2CH2COOH对铝阳极的开路电位负移和抑制析氢均有良好的效果。复配添加剂K2MnO4+KCl和ZnO+KCl分别对铝阳极具有显著的活化作用,并且对抑制析氢有明显的作用。     

铈对铝合金阳极结构与电化学性能的影响

在Al-In-Zn-Sn合金的基础上,改变稀土Ce的含量,对铝合金阳极结构和电化学性能进行了研究。通过金相显微镜、扫描电镜和能谱对其表面形貌和合金结构进行了分析。通过阳极极化曲线、循环伏安曲线、恒流放电曲线等性能测试,结果表明,稀土Ce的加入使铝合金的晶粒细化,且稀土Ce加入量不大于0.5%时较明显;稀土Ce的加入,偏析相数量增加,自腐蚀电位发生负移,恒流放电性能得到提高,当稀土Ce的加入量为0.3%时,自腐蚀电位负移最大,恒流放电性能最佳。     

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。     

环保型添加剂对铝阳极电化学性能的影响

为了提高铝的耐蚀性以及活化性能,用电化学方法研究了在4 mol/L KOH溶液中,环保型添加剂乌洛托品[六次甲基四胺(CH2)6N4]、吐温-80和明胶对铝阳极(99.999%)电化学性能的影响,结果表明,添加0.5%乌洛托品,不仅使铝的析氢腐蚀速度降低(缓蚀率70%),又能最大程度保持铝阳极的活性(与铝在4 mol/L KOH水溶液中的情况非常接近),开路电位Eocp由-1.765 V负移到-1.865 V.当分别添加0.5%吐温-80和1%明胶时,则铝的缓蚀率达80.54%和74.46%,且Eocp负移出现最大值(-1.950 V和-1.960 V),但铝的极化稍微有所增加.     

锡含量对Pb-Ca-Sn-Al合金性能的影响

采用恒电位阳极极化、线性扫描阴极极化、交流伏安、恒流阳极腐蚀和金相显微观察等方法,研究锡(Sn)在铅钙合金(Pb-Ca-x%Sn-Al)中的作用和锡含量对铅钙合金性能的影响。锡的加入可以细化铅钙合金晶粒。随着锡含量从0.1%增加到2.0%,铅钙合金在1.2 V下腐蚀电流下降55%,腐蚀膜的形成量减少49%,0.5 A/cm~2下恒流阳极腐蚀3 d,失重减少75%;腐蚀膜转化阻抗下降到4.1Ω/cm2;在相同的阴极或阳极极化电位下,析氢或析氧反应速度减小。     

铝合金阳极在碱性介质中的电化学性能

介绍了两种Al Pb In Ga X(X为Mg、Sn)系新型铝合金阳极材料 ;用恒电流方法和动电位方法研究了新型合金阳极在碱性氯化钠介质中的电化学性能 ,分析了介质 pH值、介质温度、极化电流密度对电极电位的影响 ;用金相显微镜、扫描电子显微技术观察了铝合金的微观组织和阳极溶解后的表面腐蚀状态。结果表明 :新型铝合金阳极材料开路电位较纯铝稍低 ;自腐蚀速率急剧降低、电极表面腐蚀溶解均匀 ;新型铝合金在碱性氯化钠介质中不能形成钝化膜 ,阳极极化明显减少 ;在碱性氯化钠 (2 5 %KOH 3 .5 %NaCl)介质中大电流密度 (80 0mA/cm2 )下新型合金阳极材料 (1# 、2 # )的稳定电极电位可分别达到 -1.3 5V、-1.45V (vs .Hg/HgO)。     

Zn-0.3Bi-0.06Ti合金的制备与电化学性能

实验室通过熔炼、轧制等制备无铅的Zn-0.3Bi-0.06Ti合金板带材,并测得其强度、硬度和拉伸性能。利用电化学工作站,通过计时电位法和线性电位扫描法研究Zn-0.3Bi-0.06Ti合金的电化学性能,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段对合金微观组织进行观察和分析。结果发现:在传统制备工艺基础上采用水冷模铸造和轧制前加热工作辊的方法,能够解决无铅电池用锌合金轧制难的问题;通过电化学测试发现Zn-0.3Bi-0.06Ti合金表现出典型的钝化电化学性能,PVi(2 h)测试中合金电极电势在-1.35 V左右保持稳定,但出现明显的点蚀,腐蚀产物由ZnO、Zn(OH)2、Ti3O5和TiO2组成。     

热轧对Mg-Li-Al-Ce合金电极放电性能的影响

应用真空熔炼法制备了三种Mg-Li-Al-Ce合金,用计时电流法和失重法研究了铸态合金电极和热轧合金电极在NaCl溶液中的电化学特性,用SEM观察了合金电极放电表面形貌。结果表明:经过热轧的合金电极比铸态合金电极有较负的开路电位和更大的放电电流及更高的放电效率。随合金中Li含量的增加,电极的放电电流增加但利用率下降。放电或自腐蚀溶解反应优先发生在晶界处。     

Electrochemical performance of Zn-O.3Bi-O.O6Ti alloy

实验室通过熔炼、轧制等制备无铅的Zn-0.3Bi-0.06Ti合金板带材,并测得其强度、硬度和拉伸性能.利用电化学工作站,通过计时电位法和线性电位扫描法研究Zn-0.3Bi-0.06Ti合金的电化学性能,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段对合金微观组织进行观察和分析.结果发现:在传统制备工艺基础上采用水冷模铸造和轧制前加热工作辊的方法,能够解决无铅电池用锌合金轧制难的问题；通过电化学测试发现Zn-0.3Bi-0.06Ti合金表现出典型的钝化电化学性能,PVi(2 h)测试中合金电极电势在-1.35 V左右保持稳定,但出现明显的点蚀,腐蚀产物由ZnO、Zn(OH)2、Ti3O5和TiO2组成.     

一种新型海水电池用镁负极材料的研究

通过正交实验设计出一种新的Mg合金负极材料,研究了几种添加元素对镁合金的电化学性能的影响;用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜结合能谱(SEM)和金相显微镜(EDS)分析了镁合金的相结构、表面形貌和显微组织;采用化学和电化学方法研究了镁合金的化学和电化学性能.结果表明添加合金元素的镁合金内部晶粒尺寸均匀、晶粒细小.具有明显的网状组织;作为负极材料其阳极极化小、工作电位较负且稳定、自腐蚀速度很低,腐蚀产物易剥落,适用于中、小工作电流下工作,其综合性能较AZ31和MB8商用镁合金负极材料要高很多.     

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。     

热处理对Al-Mg-Sn-Ga-X合金阳极组织与电化学性能的影响

研究了Al-Mg-Sn-Ga-X五元铝合金阳极材料热处理对其在4mol/LNaOH+10g/LNa2SnO3介质中的微观组织和电化学性能的影响。利用金相显微镜、透射电镜、扫描电镜观察了显微组织和表面形貌,利用IM6ex型电化学综合测试仪和排水法测试了材料的电化学性能和腐蚀速率。结果表明:在4mol/LNaOH+10g/LNa2SnO3介质中,冷轧后的Al-Mg-Sn-Ga-X五元铝合金阳极板材经回复退火,可以降低其腐蚀速率,并且稳定工作电位负移,有效改善其综合电化学性能;再结晶退火,板材立方织构增多,其腐蚀速率增大,稳定工作电位负移。     

商业化锂离子电池的热稳定性研究

采用加速量热仪(ARC)研究了商业化锂离子电池(LiCoO/石墨)的热稳定特性,主要考察了开路电压、循环次数以及容量对电池的热稳定性影响.ARC测试结果表明,当电池开路电压由3.8 V增至4.4 V时,电池的起始放热反应温度由100℃降低到73℃,并且在同一温度下,电池的自加热速率随电压的升高而增大;在相同条件下,电池的起始放热反应温度几乎不受循环次数(0～400次)及容量大小(710 mAh和780 mAh)的影响.但是,随着循环次数的增加和电池容量的增大,电池的自加热速率增大.另外,为进一步了解电池内部热量来源,分别对充电到4.2 V完整的正负极片进行了热分析.实验结果表明,负极在60℃左右开始放热,而正极在110℃左右开始热分解,但由于正极热分解释放出大量氧气致使电池内压迅速增大,并最终导致电池热失控.