锌电极电化学行为研究(Ⅶ)——碱性电解液中汞齐化锌电极的恒相角行为

利用电化学交流阻抗法对锌盘及汞齐化锌盘电极在碱性电液中的电化学行为进行比较研究时,发现汞齐化锌电极在很宽的频率范围内呈现恒相角行为(constant phase element),以分形理论及分形维数对锌电极汞齐化前后的阻抗谱数据进行了分析,结果表明锌电极表面是一个分形表面,汞齐化改善了电极的表面状况,即其表面的分形性质,使其粗糙度下降,从而使分形维数减小,最后成为光滑的平面电极,此时界面无法拉第过程,界面的阻抗行为较为简单.锌电极的阻抗行为是与表面汞齐化前后的分形维数紧密相关的,可通过汞齐化研究如何控制固体电极粗糙度及分形电极表面分形性质的变化.     

锌电极电化学行为研究(Ⅰ)——添加剂对碱液中汞齐化锌膏电极的影响

利用电化学阻抗技术,对碱性电液中汞齐化锌膏电权在有、无添加剂两种情况下充放电过程中的阻抗行为进行了研究,得出了相应的锌膏中有机、无机添加剂的作用机理.     

无汞碱性锌锰电池负极缓蚀剂研究方法

介绍了4种关于碱性锌锰电池锌电极缓蚀剂的研究方法,即析氢法、极化曲线法、交流阻抗法、循环伏安法。对这几种方法进行了比较:腐蚀法简单易行,结果直观;极化曲线法和交流阻抗法可以获得较多的信息;循环伏安法对无汞可充碱性锌锰电池缓蚀剂的研究特别有意义。     

金属单质对锌电极电化学行为的影响

为了寻找碱性溶液中锌电极的代汞缓蚀剂，应用腐蚀实验、极化曲线及循环伏安等方法，研究了Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ和Ｂｉ等金属对锌电极电化学行为的影响。考虑到各种添加剂对锌电极电化学行为的影响主要是在电极与溶液之间的界面上，采用置换反应的方法将所研究的金属添加到锌电极表面。此方法既简单，又能使添加物均匀分布在锌的表面上，有效地影响锌电极的表面性质。实验结果表明：分别将Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ加到锌粉表面能增加锌电极氢的超电势，在腐蚀实验中明显地降低了氢气的析出量，但从阳极极化曲线可以看到这些金属均阻化锌的阳极氧化；Ｂｉ的加入则表现出相反的性质，它降低了氢在锌电极上的析出超电势，故而使含Ｂｉ的锌粉在腐蚀实验中析氢量增加，不过它却能促进锌的阳极氧化反应     

碱性介质中吐温20对锌电极电化学行为的影响

利用循环伏安法以及动电位扫描法考察了吐温20作为电解液添加剂对锌电极在1.0 molL-1 KOH溶液中电化学行为的影响,结果证明适宜浓度的吐温20能显著影响锌电极的电化学行为.吐温20对锌电极具有一定的缓蚀作用,其缓蚀作用主要是由于覆盖效应,吐温20对锌电极在锌电极表面的吸附行为符合Freundlich等温式.适宜浓度的吐温20对锌电极的阴极过程有显著的抑制作用,推断其可有效减缓锌电极产生枝晶和变形.     

不同组织结构的锌电极循环伏安行为研究

在前期研究的基础上,采用循环伏安法考察了不同晶面锌电极、锌多晶电极以及锌多晶织构电极的电化学行为。研究表明,锌单晶(002)晶面电极的氧化还原可逆性优于锌单晶(100)晶面电极,锌单晶(100)晶面电极的氧化和还原能力优于锌单晶(002)晶面电极;而锌多晶体电极的氧化还原性能优于锌单晶电极;对于平板锌电极,位错与其他缺陷的存在不仅提高锌电极的氧化还原反应可逆性,而且提高了电极的氧化以及还原性能,而织构的影响相对较小。     

锌电极(1)

讲述了锌电极在不同电解液中的反应和电极电位,以及锌电极在不同电解液中的极化行为。对锌电极在碱性溶液中的电化学行为,包括活性溶解、钝化、形变、腐蚀等进行了描述,最后讲述了锌电极在有机溶剂中的电化学行为。     

可充无汞碱性锌锰电池电极制备及性能

在无汞锌合金粉中添加无机或有机缓蚀剂制备锌电极,用析氢试验、恒电流放电法、循环伏安法测定缓蚀剂对锌电极性能及抑制锌枝晶生长的影响。在电解MnO2中掺入LiOH和Bi2O3,加入导电剂、粘结剂调浆,涂在发泡镍网上,烘干,压制成MnO2电极,用循环伏安法测定MnO2电极的性能。试验表明,在锌合金粉中添加In2O和PbO可以降低析氢量,加入Bi2O3可以改善电极放电性能;在电解液中加入聚乙烯醇,可以抑制锌枝晶生长,延长锌电极寿命;在EMD中掺入Bi2O3和LiOH,可以提高MnO2电极的可充电性能     

四丁基溴化铵对锌电极的影响

为了抑制在充放电循环过程中锌电极产生的枝晶和形变，利用循环伏安法、交流阻抗法研究了在电解液中添加四丁基溴化铵（Ｃ４Ｈ９）４ＮＢｒ（ＴＢＡＢ）表面活性剂的作用。结果表明：加入１０－４ｍｏｌ／ＬＴＢＡＢ后，在锌电极的循环伏安图上阳极氧化电流和阴极还原电流均随着循环次数的增加而减小；此外，在阴极极化时，锌电极阻抗的复数平面图（ＮＹＱＵＩＳＴ）上出现了表征吸附作用的感抗圆。从而说明添加１０－４ｍｏｌ／ＬＴＢＡＢ，由于其表面吸附作用有利于锌电极的充放电性能，尤其是在阴极极化时，作用更为显著。     

无汞锌—锰干电池的性能研究

用循环伏安和X-射线衍射方法研究了锌在4.8mol/l NH_4Cl+0.64mol/l ZnCl_2溶液中的电化学行为,分析了两种代汞添加剂(PbCl_2、聚乙二醇)及其混合物对锌腐蚀性质的影响,并实际应用这些添加剂于锌—锰干电池中,对无汞电池的性能进行了测试并与含汞电池进行了比较。     

氢氧化钙对碱性锌电极可充性的影响

为提高碱性锌电极的可充性,提出了一种机械混合含钙锌电极,利用其在放电过程中电极表面二价锌与氢氧化钙的反应,得到了具有电化学活性的锌酸钙。用自行设计的电化学分析方法研究了氢氧化钙对锌电极放电产物在碱液中溶解性的影响,通过阳极极化曲线的测量和粉末微电极循环伏安模拟充放电实验,初步考察了氢氧化钙对碱性锌电极阳极放电性能和可充性的影响。结果证明:在锌电极中加入合适含量的氢氧化钙后,能在放电过程中生成具有良好可充性的锌酸钙活性物质;合适的含钙量不会明显影响锌电极的放电性能。     

稀土元素在碱性锌电极中的应用

通过阴极电解的方法在平板锌电极上沉积上了一层稀土氢氧化物膜;用自行设计的电化学分析方法研究了稀土氢氧化物膜对碱性锌电极放电产物在碱液中溶解性的影响;又用循环伏安法进行了模拟充放电实验,并且组装模拟电池进行了充放电实验。结果表明:在电极表面沉积一层稀土氢氧化物膜能有效地阻挡锌电极放电产物在碱液中的溶解,使大部分放电产物保留在电极原有的结构上,因此,有利于克服锌电极在充放电过程中存在的容量损失问题。模拟充放电实验进一步证明:稀土氢氧化物能显著地提高碱性锌电极的循环寿命,减少充放电过程中的容量损失。     

贮氢合金电极的循环伏安和交流阻抗研究

贮氢合金电极的表面处理是改善其电化学性能的有效方法。通过MH电极的循环伏安和电化学阻抗谱研究了碱性溶液中MH电极表面还原处理对其电化学性能的影响。结果表明MH电极表面还原处理后 ,提高了电极的充电效率 ,改善了电极表面的电化学反应活性。通过对MH电极电化学阻抗谱的分析 ,发现这种处理明显降低了电极表面的电化学反应阻抗。     

钴的添加对涂膏型镍电极电化学性能的影响

以发泡镍作为电极基体,将金属Co粉以不同比例添加到氢氧化镍粉末中制备了涂膏型镍电极。采用恒电流充放电测试、循环伏安(CV)及交流阻抗分析(EIS)等方法对镍电极的电化学性能进行了研究。结果表明,Co的添加可以使镍电极的放电比容量、活性物质利用率、抗膨胀能力及循环稳定性等得到明显改善和提高,但Co也会降低镍电极的放电电位,因此其添加量要适当控制,一般以3%～5 %(质量百分数)比较适宜。添加有Co的镍电极具有更高的反应活性及更小的电化学反应阻抗,因而表现出优良的电化学性能。     

锌膏增稠剂对锌电极及锌-空气电池性能的影响

为了改善锌电极及锌-空气电池的性能,通过对比试验分析了羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸钠(PAAS)对锌电极电化学性能以及锌-空气电池放电性能的影响。结果表明:采用CMC与PAAS以一定比例混合用作锌膏增稠剂,使锌膏具有良好的电化学性能和电池放电性能。所装配的AA型锌-空气电池采用10Ω恒阻连续放电方式进行放电,终止电压为0.9V,电池的放电时间达到39h以上,在1.235V左右有一个平坦的放电平台,锌粉的利用率为83.1%,电池的放电容量达到4770mAh。     

锌单晶体(002)和(100)晶面的电化学行为

用塔菲尔曲线外推法、循环伏安法以及充放电法分别研究了锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极在6.0 mol/L的KOH溶液中的电化学行为.结果表明:在6.0 mol/L的KOH溶液中,锌多晶体电极、锌单晶体(002)晶面电极和(100)晶面电极的腐蚀速度依次减小;锌单晶体电极可逆性更优;充放电循环过程中,在锌多晶体电极表面比锌单晶体电极表面更易生长枝晶.     

准中性锌空气电池的研究

采用循环伏安和线性电流扫描等电化学方法系统研究了NaCl、KCl、NH4Cl、(NH4) 2 SO4等电解质溶液对锌电极和空气电极电化学行为以及锌空气电池放电特性的影响。电极电势和电池电压表明NH4Cl电解质特性相对较好 ;而且添加适量KCl既有利于提高电池的工作电压 ,又能减小锌电极的自腐蚀 ;4mol/LNH4Cl 1mol/LKCl是一种放电性能较好的锌空气电池用准中性电解液     

几种含有锌电极的一次电池的电化学

对三种主要商品化的一次电池(勒克朗谢电池、碱性锌—氧化汞电池、碱性锌—二氧化锰电池)的不同电化学机理都采用了自动阻抗测定法作了研究。在某频率范围内的阻抗特性曲线与用高功能计算机技术研究时所提出的模式相匹配,所采用的计算机技术可把实验数据分解成相应每个电极装置特有的动力学过程。研究结果给出应如何解释那些能够确认每个装置内各种临界极限值的阻抗数据,遗憾的是缺少了渗透特性,这在用汞齐化锌粉制造电极的情况下,它是很难理解的。     

锌电极(7)

6锌电极在有机溶剂中的电化学行为6.1锌在纯有机溶剂的电化学行为有机溶剂对锌电极过程动力学与机理的影响还未得到充分的研究,特别是在有机溶剂中锌的阳极溶解和阴极沉积以及腐蚀速率的过程是越来越受到     

锌电极(6)

5.6锌电极的腐蚀(4)无汞化抑制锌电极腐蚀的措施由于汞是有毒物质,对人体和环境十分有害,因而去汞代汞是时代的要求。人们从不同的角度,用不同的方法来达到这一目的,已取得很大的成功。