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。     

AB5型贮氢合金电极充放电过程研究

利用排水集气法、交流阻抗测试技术、充放电曲线研究了AB5贮氢合金电极的充放电过程。结果表明:在实验选择的充放制度下,充电倍率对贮氢电极的充电电位、充电效率及放电倍率对放电性能有明显的影响;在放电过程中,贮氢电极表面电化学反应阻抗随放电深度增加而减小,当放电深度大于80%时电化学反应阻抗又增大。     

Mg-Zn复合负极的电化学行为

采用浸泡失重、线性电位扫描、交流阻抗、计时电位等方法研究了AZ21、AZ31镁合金与Zn复合后在1mol/LMg(ClO4)2溶液中的电化学行为。浸泡失重和交流阻抗结果表明,两种AZ系列镁合金与Zn复合之后,耐腐蚀性明显增强。线性扫描伏安表明,复合电极综合体现了镁合金活化快,锌合金耐蚀性能好的优点。计时电位曲线表明,复合电极放电电位比单一镁合金正移0.2V,放电效率约降低6.6%、7.4%。复合负极材料的探索为研究和开发新型复合负极镁锰电池,代替传统的锌锰电池提供了基础。     

微包覆对贮氢电极性能及放电机理的影响

用交流阻抗法、恒电位阶跃法和模拟电池充放电实验,研究了贮氢合金表面微包覆处理前后在不同的放电时刻电极表面的电化学反应阻抗、氢在合金中的扩散系数和电极的放电性能。结果表明,在放电末期电极表面电化学阻抗的急剧增大是引起贮氢合金电极放电终止的主要因素;微包覆铜和钴可促进氢的扩散并显著降低电化学反应阻抗,推迟阻抗增大的时间,因而提高了电极的放电性能。     

表面氧化对Mg-Hg-Ga合金电化学性能影响

镁合金阳极材料表面处理后在大气中放一段时间,表面极易发生氧化。针对表面氧化对Mg-Hg-Ga合金电化学性能的影响展开研究,首先采用扫描电子显微镜法(SEM)观察了氧化物的表面形貌及分布,通过恒流极化、动电位扫描、交流阻抗等电化学方法,研究了表面氧化对Mg-Hg-Ga合金电化学性能的影响。研究表明:表面氧化后氧化物分布较为均匀致密,合金腐蚀电流密度降低,电极电位升高,这与析氢测试及交流阻抗的结果相吻合。     

铅铋合金在H2SO4溶液中的析氢反应

采用线性电位扫描法、气体收集实验以及电化学阻抗法研究了纯铅电极和铅铋(0.05%Bi)合金电极在硫酸溶液中的析氢反应。阴极极化曲线测量表明,相同电位下,纯铅电极上的析氢电流大于铅铋合金电极上的析氢电流;氢气收集实验表明,相同电位下,纯铅电极上收集到的氢气的体积大于铅铋合金电极;交流阻抗实验表明,在两种电极上的析氢反应均受电荷传递控制,相同电位下,纯铅上的析氢反应电阻小于铅铋合金电极上的反应电阻。铅铋合金中铋的存在对析氢反应起抑制作用,且电位越负,铋的抑制作用越明显。     

镁系列海水电池中影响析氢因素分析

论述了镁合金及镁海水电池在不同温度的氯化钠溶液中,溶液温度与镁合金析氢量的关系,以及在镁系列海水电池中以不同电流密度放电,电流密度与负极镁合金析氢量的关系。研究结果有助于电池设计人员对海水电池设计的把握。     

铅酸蓄电池正极板栅用铅-硒合金的研究

采用线性电位扫描法(LSV)、交流阻抗(EIS)、开路电位(OCP)和腐蚀失重法(恒流腐蚀30 d)等方法研究了铅-硒合金作为铅酸蓄电池正极板栅的性质。实验结果表明,当加入0.01%的硒就能明显增加析氢析氧的过电位,增大析氢和析氧反应的电阻,抑制氢气和氧气的析出,同时合金的相对腐蚀速率较低。     

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。     

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。     

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.     

Ni(OH)2电极交流阻抗与放电容量的关系

利用交流阻抗和恒电流充放电技术研究了Ni(OH)2电极交流阻抗与放电容量的关系.分析了球形Ni(OH)2电极极化过程的动力学和阻抗特征,并应用数理统计方法研究了镍电极的电荷转移电阻和质子扩散阻抗对电极放电容量的影响.研究表明:放电容量与不同荷电状态的电荷转移电阻和质子扩散阻抗的相关性不同,在全放电态时放电容量与上述阻抗的相关性最强,均表现为负相关,但放电容量与质子扩散阻抗的相位角正相关.     

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。     

尖晶石型LiMn2O4的制备和性能研究

利用溶胶-凝胶法制备镧掺杂的锂离子电池正极材料尖晶石型LiLa0.005Mn1.995O4,利用X衍射、循环伏安、充放电测试、交流阻抗等手段对其进行了研究。结果表明样品呈良好的尖晶石结构，在0．3mA／cm^2和3．0～4．1V条件下恒流充放电，其首次放电容量大于110mAh／g，并具有较好的循环可逆性。活性物质在不同的电位下有不同的电化学特征，交流阻抗谱明显不同，并对其进行了合理的解释。     

大功率电池用锌电极代汞缓蚀剂的研究

通过测试锌银蓄电池的析氢量及其电性能,主要研究了三元合金和PbO两种锌负极用代汞缓蚀剂在大功率电池中的实际工作情况.采用动电位极化曲线法研究了使用代汞缓蚀剂的锌负极的自腐蚀电位、析氢过电位.结果表明:所使用的两种代汞缓蚀剂均可有效降低锌负极的析氢量,其中三元合金代汞缓蚀剂的抑氢性能甚至优于HgO.     

机器人铅酸电池材料组织转变及电化学行为

通过对比实验方法研究了机器人铅酸电池Pb-Sb合金的胞/枝晶转变和电化学行为。采用EIS、极化曲线和等效电路分析研究了定向水冷凝固系统制备Pb-2.2%(质量分数)Sb合金试样在室温条件下H_2SO_4溶液中的腐蚀抗性。研究结果表明,胞状组织Pb-2.2%(质量分数)Sb电流密度为树枝晶组织的1/3。Pb-2.2%(质量分数)Sb合金比Pb-1%(质量分数)Sb和Pb-6.6%(质量分数)Sb合金的电流密度低,具有作为铅酸电池正极格栅的应用潜力。低冷却速率(0.6℃/s)的传统铸造工艺可获得粗的胞晶间距,从而获得良好的电化学腐蚀抗性,适用于制备Pb-2.2%(质量分数)Sb合金格栅。     

放电电流密度对DMFC交流阻抗的影响

测试了膜电极组件(MEA)在不同工作电流密度(J)下的交流阻抗谱,并用等效电路L1R1 (CR2)[ QR3(L2R4)]进行拟合.内阻变化最平缓,先减小,后略微增大,变化幅度小于初始值的10％;阴极法拉第阻抗随着电流密度的增大而减小,当J＞ 1.00 A/cm2时,产生的水膜导致三相界面减少后,该阻抗又增大;阳极反应...     

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。     

Co_3O_4电催化BH_4~-及在DBFC燃料电池堆中的应用

将Co_3O_4应用到直接硼氢化物燃料电池(DBFC)阳极催化剂中。循环伏安曲线、交流阻抗谱测试表明,Co_3O_4在碱性溶液中对KBH4的电氧化具有良好的催化作用;在以氢镍电池专用隔膜纸(FS2226-14E)为隔膜的条件下,与LaNiO_3/C双功能空气电极组成DBFC的最大放电功率密度为92 mW/cm~2。在此基础上,设计了一种能够实现物料互联和电子互联的圆柱DBFC堆,该电池堆由6个电池单元(有效电极面积1 cm2)组成的电池堆进行了结构设计,采用3D打印技术进行一次成型,选用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS,密度为1.02 g/cm~3)为电池堆材料,对电池堆的电性能测试表明:开路电压可达6.2 V,最大功率为425 mW(对应的放电电流为120 m A),且具有良好的稳定性。