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《重庆大学》 2006年
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镁电池电极材料的电化学性能研究

司玉军  
【摘要】: 金属燃料电池是用锌、铝、镁等活泼金属代替氢氧燃料电池中的氢作为电池负极材料而得,具有成本低、无毒、无污染、放电电压平稳、高比能量、高比功率、资源丰富、可再生等诸多优点,受到人们的普遍关注。当前,金属燃料电池的负极多以锌和铝为主,对镁及其它金属的研究则鲜有报道。 电解二氧化锰(EMD)是在一次电池中广泛应用的正极材料,研究和改善其可充电性使之用于二次电池符合现代绿色环保型社会发展的要求。 论文首先用线性电位扫描、Tafel极化曲线、交流阻抗、恒流放电、失重法等方法研究AZ31、AZ61镁合金的电化学性能,同时考察十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和六次甲基四胺(HMTA)两种有机添加剂对它们的缓蚀性能。结果表明:在KOH溶液中,镁合金保持强烈的惰性,镁合金在其中放电困难。在中性MgSO4溶液中,镁合金具有较小的自腐蚀速度和较好的活化性能,可考虑用于镁电池电解液。线性电位扫描结果显示在MgSO4溶液中,AZ31合金的电化学活性优于AZ61合金,但是恒流放电性能(如电流效率、电极电位、电位滞后等方面)却不如AZ61合金。两种合金中铝含量的不同及铝参与了电化学反应是导致性能差异的原因。镁合金的恒流放电过程中,出现严重的负差效应,影响其电流效率,放电过程中析氢的加剧和未放电颗粒的脱落是负差效应产生的直观原因。在研究的浓度范围内,两种有机添加剂对AZ31合金具有相似的“反S”型缓蚀规律,即“增大-减小-增大”的趋势,对AZ61合金则无缓蚀效果,缓蚀剂的功效与缓蚀剂浓度和合金表面形貌有密切关系。 论文还用循环伏安、恒流充放电、微电极技术、XRD等方法研究EMD在MgSO4溶液中的可充电性。结果表明:EMD的充放电过程是H+嵌入和脱出过程,H+的扩散是电极反应的控制过程。EMD经首次放电后,容量衰减较大,后续循环基本保持稳定;XRD谱图显示,EMD经首次放电后同时有具有和不具有电化学活性的两种物质生成,后者是造成循环容量损失的原因;微电极循环伏安扫描也得到同样容量变化规律,同时也显示出有具可逆性的新物质生成,微电极技术较好的揭示EMD的电化学性质。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM912

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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2 山东 张振友 张宗峰;手机常见故障排除经验点滴[N];电子报;2007年
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4 本报记者 王俊鸣;小小病毒+薄薄电池=大大能量[N];科技日报;2006年
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9 杨柳;北京抽检19种结果仅9种合格[N];中国消费者报;2004年
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