Sn对Mg-Al-Sn-Zn系海水电池用镁阳极材料组织及电化学性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜和结合能谱仪研究了Sn对镁阳极材料显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;并通过恒电流法、动电位极化法和排水集气法等研究了该镁合金的腐蚀行为和电化学性能.结果表明:合金元素Sn的加入可以抑制棒状β-Mg17Al12相沿晶界析出,随着Sn含量的增大,颗粒相Mg2Sn增多;均匀化处理使大部分β-Mg17Al12相溶解,而残留Mg2Sn未溶相.Sn的加入可以提高镁合金自腐蚀电位和析氢率,当Sn质量分数为1%时镁合金阳极的放电电压和电流效率最大.析氢率随电流密度的增大而增大,当电流密度为20mA.cm-2时电流效率最高,可达82.28%.腐蚀产物主要成分为MgO和Al2O3,且疏松,易脱落,使镁合金阳极的工作电位负而且稳定,可促进电池反应深入进行.     

硅酸钠对空气电池中镁阳极腐蚀行为及放电性能的影响研究

镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,利用镁和空气中的氧分别作为负极和正极的活性反应物可构筑镁空气电池,抑制强活泼性的镁在放电过程中的自腐蚀是提高镁空气电池放电效率的主要手段.本工作研究电解质添加剂硅酸钠对空气电池中镁阳极腐蚀行为及放电性能的影响.动电位极化、电化学阻抗技术,结合浸泡腐蚀形貌观察、X线能谱分析的研究结果...     

空气电池阳极材料及制备工艺对性能的影响研究

根据合金相电化学原理,以Al、Mg为主要成分,添加In、Sn、B等合金元素,熔铸制备了牺牲阳极试样,在ω(NaCl)=3.5%的溶液中,检测各试样的开路电位随时间变化曲线和极化曲线. 可以看出,向Al中加入Mg元素后,合金的开路电位负移;添加B元素使晶粒细化后开路电位负移约70 mV,经350～400 ℃均匀化处理20 h后开路电位负移约150 mV,极化曲线均较处理前更加平缓, 表明Mg对铝有良好的活化作用,In、Sn与铝镁基合金具有良好的电化学相容性;材料组织细化及均匀化处理使自腐蚀电位和工作电位负移,腐蚀电位平稳.     

Sn对AZ61镁合金腐蚀与电化学性能的影响

研究了Sn元素对AZ61镁合金阳极材料显微组织及其在3.5%的氯化钠溶液中的电化学性能和腐蚀速率.结果表明：Sn元素的加入抑制了β相的析出,生成了新的第二相,数量随着Sn含量的增加而增多;Sn元素的加入提高了AZ61镁合金阳极活性,改善了镁合金的电化学性能,随着Sn含量的增加,合金的自腐蚀电位负移,腐蚀速率稍有增加,恒电流放电电位负移,当Sn含量为3%时,AZ61-Sn镁合金阳极材料电化学综合性能明显优于AP65镁合金.     

固溶处理对Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn阳极组织和性能的影响

为了改善铸态Mg-6Al-5Pb-1Zn-0.3Mn(质量分数,%)阳极的加工性能,对其进行固溶退火处理。采用浸泡法、恒电流和动电位极化扫描法及电化学阻抗法,研究不同固溶时间对其在3.5%(质量分数)NaCl中自腐蚀和电化学行为的影响;采用光学显微镜、扫描电镜对其显微组织和腐蚀形貌进行观察。研究结果表明:经400℃固溶24h,粗大的β-Mg17Al12相完全回溶于基体中,枝晶偏析基本消除;与铸态合金相比,晶界附近富Al区的消失使得固溶态合金耐蚀性能降低,晶体缺陷的减少使得放电性能变差;随着固溶时间延长,阴极β-Mg17Al12相的减少使得合金耐蚀性能提高,合金元素固溶度的增大使得合金放电性能提高;在放电过程中,放电产物层不断脱落,维持了镁合金阳极的放电活性。     

膨胀石墨对锂硫电池性能的影响

以热膨胀法制备的膨胀石墨为载硫体,通过熔融法制备出不同含硫量的硫/膨胀石墨复合材料.采用X射线衍射、热重测试、恒流充放电测试、循环伏安法、电化学阻抗谱等多种方法分析了膨胀石墨对锂硫电池电化学性能的影响规律.结果表明:当硫、膨胀石墨质量比为7∶3时,电池具有较高的比容量和较好的循环稳定性,0. 1C首次放电比容量为936 m Ah/g,较纯硫提高了324 m Ah/g;不同倍率下循环50圈以后可逆容量为509m Ah/g,容量保持率为55. 2%,1C倍率下循环100圈后容量保持率为78. 9%,库仑效率接近100%;循环过程中电化学活性最高、极化最小,界面行为良好.     

稀土镧对Mg-7Al-2Zn镁合金阳极材料腐蚀和电化学性能的影响

制备了Mg-7Al-2Zn、Mg-7Al-2Zn-0.05La、Mg-7Al-2Zn-0.10La 3种镁合金阳极材料,研究了稀土镧元素对合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀和电化学性能的影响。采用析氢和自腐蚀测试、扫描电子显微镜、电化学工作站、蓝电测试系统,研究了镁阳极的腐蚀行为和电化学性能。结果表明：镧元素的添加显著抑制了Mg-7Al-2Zn合金的析氢反应,提高了合金的耐蚀性,腐蚀方式由不均匀腐蚀向均匀腐蚀转变。添加少量的La可以保持镁合金的活性。Mg-7Al-2Zn-0.05La合金作为阳极材料时,镁空气电池的放电电压和能量密度达到最大值,分别为0.96 V和1 092.8 mWh·g^-1。     

聚合物膜对锌空气电池空气扩散电极性能的影响

为了研究聚合物膜对空气扩散电极性能的影响，采用辊压法制备出空气扩散电极，并将选用的两种聚合物溶液涂覆于空气扩散电极的透气层，测试了空气扩散电极对氧气和水蒸气的选择性、吸水和失水性能以及用各种空气电极制作的锌空气电池的放电性能．研究结果表明，涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液的空气扩散电极对氧气和水蒸气的分离系数达到2.11；由涂覆一层聚二甲基硅氧烷膜透气层制成的空气扩散电极所装配的AA型锌空气电池不论在干燥环境和在潮湿环境中，都大大提高了电池的放电容量，锌电极的利用率明显提高．     

镁基合金牺牲阳极保护在船舶上应用

由于船体材料含碳量、表面附着物等影响,船体钢板及部件会发生电化学腐蚀而使船体被锈蚀。在现代化船舶上,几乎都安装了船体外钢板及部件防腐蚀保护装置,目前,船用牺牲阳极保护法中最常用的方法是固接锌块于船壳的阴极保护法。然而使用镁牺牲阳极进行阴极保护,是一种更有效更经济的防止金属腐蚀的方法。     

镁、锑掺杂对LiCoO2材料电化学性能的影响

采用SEM、XRD、恒流充放电等方法研究了镁、锑元素掺杂对LiCoO2材料电化学性能的影响。结果表明,镁、锑掺杂在不改变材料晶体结构的情况下,对材料的电化学性能有显著改善作用。两种元素共同掺杂的情况下对LiCoO2材料循环性能以及倍率性能的提升最为明显。     

琼脂对凝胶电解质镁空气电池性能的影响

针对液体电解液安全性低和可塑性低的问题,把不同质量分数的琼脂加入到氯化钠水溶液中制作环保型琼脂凝胶电解质,作为镁空气电池的电解液。通过傅里叶变换红外光谱、离子电导率、腐蚀和电流放电,研究了电池电化学性能。研究结果表明:2.0%琼脂的琼脂凝胶电解质性能最好,其离子电导率为6.952×10~(-2) S·cm~(-1)。组装成电池的放电电压为1.3～1.4 V、电池容量为1.292×10~3 mAh·g~(-1)、能量密度为1.710×10~3 Wh·kg~(-1)。     

空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响

为了研究空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响,采用辊压法制作了单层膜、三层膜和两种不同结构的双层膜分别作为扣式锌空气电池的空气电极;测试了空气电极的透气性、极化曲线;并测试了用各种膜电极制作的扣式锌空气电池的放电性能.研究结果表明,单层膜空气电极的透气性能最好,在相同的极化电位下的极化电流密度最大;三层膜空气电极防漏液性能相对最好;催化层与透气层直接接触的双层膜电极由于具有较好的透气性、放电电流密度较高、防漏性能好并延长了电极使用寿命,因而由其装配所得的扣式锌空气电池具有最长的放电时间和最高的平均工作电压.     

软包装锂离子电池性能研究

研究了以塑料包装取代金属外壳所实现的新型软包装锂离子电池的电化学性能.从软包装锂离子电池的倍率放电性能、电池的高低温放电能力和充放电循环稳定性等方面的研究表明,软包装锂离子电池具有良好电化学性能.软包装锂离子电池既不同于金属外壳锂离子电池,也不同于聚合物锂离子电池,是锂离子电池的一种新型设计.     

Al-Mg-Pb-Sn-Ga铝合金阳极材料组织对电化学性能的影响

研究了冷轧变形量为95%Al-Mg-Pb-Sn-Ga五元铝合金阳极板材不同温度退火处理后的织构和其在4 mol/L NaOH+10 g/L Na2 SnO3溶液中的静态析氢速率与电化学性能.结果表明:此五元铝合金阳极板材,随退火温度的升高、保温时间的延长,立方织构含量增多,在4 mol/L NaOH溶液中反应后,表面腐蚀空隙率增多、深度增加,阳极极化减弱;回复退火处理的五元铝合金板材,析氢速率降低,稳定工作电位负移;再结晶退火时,随退火温度的升高、时间的延长,稳定工作电位的负移程度减少,析氢速率稍有增大.AM0501铝合金阳极板材在250℃-10 h、300℃-3 h回复退火,其在4 mol/LNaOH+10 g/L Na2 SnO3溶液中,恒电流极化时,具有理想的低自腐蚀析氢速率,负的稳定工作电位等电化学综合性能.     

CNTs对MH/Ni电池正极电化学性能的影响

采用化学气相沉积法制备碳纳米管,将碳纳米管作为添加剂掺杂制备MH/Ni电池正极,研究了正极中添加不同含量在不同充放电制度下对电化学性能的影响. 结果表明,在30 mA/g恒电流放电条件下,添加了碳纳米管的模拟电池放电性能并没有得到改善,而且比没有添加的要差些;但在60 mA/g恒电流放电条件下,添加碳纳米管的作用比较明显,添加量为质量分数1%的碳纳米管电化学性能较好,在第40和80次循环时放电容量分别为272.2 mAh/g 和260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳.     

二次相诱发铝空气电池纯铝阳极局部腐蚀研究

铝空气电池由于铝阳极储量丰富、环保经济、配置简单、能量密度高等优势在能源领域显示出巨大的应用潜力。然而铝阳极在碱性电解质中的严重腐蚀大大限制了铝空气电池的实际应用,且有关铝阳极中二次相对腐蚀行为影响的报道很少。本文选用4种不同纯度的纯铝,并采用微观结构表征、电化学测试、原位腐蚀形貌观察、有限元模拟等手段,系统的探究了中二次相对纯铝阳极在碱性介质中局部腐蚀的影响。结果表明:纯铝中存在分布在晶内的团簇相及沿晶界分布的线条状析出相两种二次相,纯铝中的Al–Fe二次相几乎不溶于碱性溶液且在腐蚀过程中充当阴极相,在电偶作用的影响下导致其周围基体发生腐蚀。低纯度铝样品由于晶粒内和晶界处的大量二次相引起的强烈电偶腐蚀而遭受严重的腐蚀。相比之下,高纯铝样品由于二次相尺寸较小且含量较低,腐蚀现象较为轻微。准原位SEM观察表明,铝基体的快速溶解进一步促进了二次相的暴露及脱落。此外,基于有限元模型的模拟电流密度分布表明,二次相加速了团簇相及周围基体的腐蚀速率。本文深入研究了二次相在碱性介质中对纯铝腐蚀的影响,为铝空气电池阳极材料的设计提供了参考。     

等离子体处理影响有机光伏电池阳极表面性能的研究

采用等离子体处理对有机光伏电池阳极表面进行改性,通过X射线光电子能谱、X射线衍射、分光光度计和四探针等测试技术,研究了改性处理对阳极表面性能的影响.结果表明:等离子体优化了表面化学组分,降低了方块电阻.另外,利用处理前后的阳极样品制备了双层结构器件,通过分析其电流-电压特性,进一步研究了改性对其功函数的影响.研究结果表明,阳极改性对改善有机光伏电池的器件性能具有重要作用.     

土壤中宏电池对X70钢腐蚀作用的研究

摘要：利用失重法、电化学阻抗测试技术等方法,研究了X70钢在土壤中的宏电池腐蚀行为。试验结果表明,宏电池粘土中 阳极的腐蚀速率为自然腐蚀速率的307倍。在宏电池阴阳极面积比15∶1情况下,粘土中宏电池阳极的腐蚀速率为阴阳极面积比1∶1时的210倍。随着实验时间的增加,粘土中X70钢自然腐蚀速率逐渐减 小,而宏电池阳极的腐蚀速率一直保持着相当高的腐蚀速率。     

合金元素对铝阳极材料电化学性能和显微组织的影响

通过正交试验设计出一种性能优良的铝合金阳极材料。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)并结合能谱(EDS)研究铝合金的相结构、表面形貌、显微组织和腐蚀产物,采用电化学方法和化学浸泡法研究铝合金阳极的电化学和腐蚀性能,得出Mg,Sn,Ga和In4种元素对铝阳极电化学及腐蚀性能的影响。研究结果表明:Mg是影响铝阳极电化学性能的最主要因素,低含量的Mg有利于提高铝阳极的电化学性能;In是影响析氢的最主要因素,高含量的In有利于抑制析氢。