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。     

碱性电解液中缓蚀剂对铝电极性能的影响

通过析氢实验、极化曲线测试、放电性能测试,研究了在6 mol/L NaOH电解液中添加不同浓度Na2SnO3和由Na2SnO3、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成的复合缓蚀剂对铝合金电极析氢速率和电化学性能的影响.实验结果表明:缓蚀剂的加入能不同程度抑制铝合金电极的析氢腐蚀,提高阳极利用率,改善铝阳极的电化学性能,一定浓度配比的复合缓蚀剂的效果要比单一缓蚀剂效果明显.在添加有0.025 mol/L Na2SnO3和10 mg/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的复合缓蚀剂电解液中,铝电极的析氢腐蚀受到明显抑制,缓蚀效率达93.4％,同时表现出较好的电化学性能.     

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。     

碱性电解液中的添加剂对铝阳极行为的影响

铝阳极在碱性电解液中的析氢腐蚀严重、阳极利用率低.选择K2MnO4和[Ca3(C6H5O7)2 CaSnO3]作为4 mol/L KOH电解液的添加剂,研究它们对铝阳极行为的影响.结果表明:两种添加荆的引入均降低了析氢反应,使腐蚀电位负移,阳极利用率分别提高到81.0%(6.3 × 10-4mol/L K2MnO4)和56.3%[饱和Ca3(C6H5O7)2和CaSnO3各10.0 ml].     

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。     

碱性电池中锌电极添加剂的研究

利用加阴极过电位的方法研究了几种有机添加剂在二次碱性电池中对锌枝晶生长的抑制作用［1］。并测量了锌电极在这些有机添加剂存在下的阳极极化曲线,以恒量其对锌电极阳极行为的影响。利用腐蚀实验比较了这些添加剂在锌上抑制析氢速度的大小［2］。结果证明：在碱液中加入0．2％的十六烷基三甲基溴化胺和加入各0．2％的硫脲及聚乙二醇均可抑制锌枝晶的生长,而且对锌电极的阳极极化也不产生严重的影响,还可在一定程度上延缓锌在碱液中的腐蚀速度。因此,这几种有机添加剂有望作为可充碱性电池中锌电极的添加剂。     

化学镀铟锌电极在KOH溶液中的析氢行为

采用析氢实验、线性电位扫描和交流阻抗法,研究了Zn电极、In电极和化学镀铟锌电极在碱性溶液中的析氢行为.结果表明:镀铟锌电极能提高锌表面的析氢过电位,有效抑制锌的析氢反应和锌在碱性溶液中的自腐蚀.锌表面的铟层越厚,这种抑制作用越强;但铟对锌在碱性溶液中的阳极行为影响不大.     

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     

有机复配添加剂对锌电极电化学性能的影响

介绍了一种高效有机复配添加剂ST,它由阴离子表面活性剂S和非离子表面活性剂T复配而成。通过析氢实验、极化曲线测试、放电实验、SEM等分析测试方法,研究了复配添加剂ST对锌电极电化学性能的影响,并对其作用机理进行了探讨。实验结果表明,S和T具有明显的协同作用,T的加入使S在锌电极表面上的饱和吸附浓度显著降低,并且吸附分布更加均匀。ST的添加,有效地降低了析氢量,抑制了锌电极的腐蚀;通过对锌电极表观形貌的改善,达到了延迟钝化的效果,显著提高了活性物质利用率。     

锌在KOH溶液中的析氢及其测量

锌在KOH溶液中是不稳定的,会发生电化学腐蚀,即锌的阳极反应与水的阴极反应组成的共轭析氢反应,所以锌在碱性溶液中属于析氢腐蚀。讨论了影响锌腐蚀的因素,锌在碱性溶液中的腐蚀速度与温度、KOH溶液的浓度及电解液的组成（含ZnO及其添加剂）等因素有关。锌的析氢腐蚀速度可用简单有效的量气法来测量,并介绍了几种可振动且分刻度为0．05mL的简单量气管。     

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。     

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,添加剂Ca(OH)2、C4H4O6KNa以及Na2SnO3对铝阳极(99.999%)电化学性能的影响.结果表明:添加饱和Ca(OH)2 C4H4O6KNa能有效抑制腐蚀,当c(C4H4O6KNa)=15 mmol/L时,Al的缓蚀率达83.54%,且开路电位Eocp负移出现最大值达-1.751 V;添加10 mmol/L Na2SnO3在4 mol/L KOH 15 mmol/L C4H4O6KNa 饱和Ca(OH)2中,不仅使铝的腐蚀速度进一步降低(缓蚀率达86.35%),又能最大程度提高铝阳极的活化,Eocp负移程度最大达-1.800 V.     

电解液组成对Al/AgO电池性能的影响

用恒电流放电技术和扫描电子显微镜(SEM)研究了添加缓蚀剂Na2SnO3的含量和反应产物NaAlO2的浓度对Al/AgO电池在20%NaOH溶液中的电压、析氢速率和铝阳极表面形貌的影响。结果表明:在NaOH溶液中添加Na2SnO3,可以降低铝阳极的析氢速率,减少铝的阳极极化,改变铝阳极的腐蚀形貌;加入NaAlO2阻碍铝阳极的溶解,降低了Al/AgO电池的电压,不利于Sn的析出,使铝阳极的析氢速率增大。     

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.     

碱性铝-空气电池用铝合金阳极的研究进展

近年来,通过研制各种新型铝合金阳极及相应电解质的添加剂,使铝-空气电池的研究取得了很大的进展.从铝阳极的反应活化、钝化机理、添加合金元素的影响和缓蚀剂等方面,综述了近几十年来,国内外碱性铝-空气电池合金阳极材料的发展和应用概况.     

降低水电解中阳极析氧过电位的研究进展

综述了通过降低阳极析氧过电位来减少碱性水电解制氢能耗的研究进展。降低水电解中阳极析氧过电位的方法主要有阳极表面修饰法和添加剂法。添加剂法简单易行,并显示出了降低水电解能耗的较大潜力。     

亚硫酰基存在下石墨负极界面的SEI膜机制

使用恒电流充放电和粉末微电极循环伏安方法研究了亚硫酰基添加剂对碳酸丙烯酯(PC)基电解液电化学嵌脱锂性能的影响。研究表明, 所使用的亚硫酰基添加剂可以有效地抑制石墨负极在PC基电解液中首次充电过程的层离现象, 添加剂活性基团的吸电子能力是决定添加剂在电极表面固体电解质相界面(SEI)膜形成电位的重要因素, 成膜电位与Li 在电解液中的溶剂化状况无关,表明电解液组分在电极界面的还原反应, 特别是还原反应的初始反应是电子从电极本体到电解液组分活性中心的迁移。在所使用的亚硫酰基添加剂中, 亚硫酸乙烯酯(ES)可以在碳负极/电解液相界面形成优良的SEI膜, 有望在石墨类负极材料的锂离子蓄电池中得到应用。     

环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护

用循环伏安、充放电仪、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了环己苯和三乙胺对锂离子蓄电池的过充保护作用以及对电池综合电性能的影响。研究表明,环己苯在4.7V(vs.Li/Li )发生电聚合反应,生成导电聚合物膜聚环己苯使电池自放电至安全状态,防止了电池的过充;三乙胺与氢质子反应,不但提高了电池的过充能力,而且有效地抑制了电池的膨胀;环己苯与三乙胺的联合应用可使方型锂离子蓄电池(型号:063048)耐2C-10V的过充;在正常充放电状态下,环己苯的加入不影响电池的综合电性能。     

作为水下电源的金属半燃料电池

以金属(镁、铝等)为燃料,以过氧化氢或海水中溶解氧为氧化剂的金属半燃料电池是一类特殊的燃料电池,具有比能量高,放电电压稳定,存储寿命长,无生态污染以及机械充电时间短等优点,是极佳的水下电源。阐述了作为水下电源的金属半燃料电池的国内外研究进展、存在的问题及今后的研究方向。