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镁电池负极材料的电化学行为研究

作　者: 张佩红
导　师: 陈昌国
学　校: 重庆大学
专　业: 应用化学
关键词: 镁电池负极材料电化学行为
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 230次
引　用: 2次
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内容摘要

镁电极材料具有成本低、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。但是一直未得到广泛的应用,其中一个主要原因是镁在电解液中极化、腐蚀等情况严重,使其无法达到应用的标准,难以满足现实要求。因此,研究镁合金作为负极材料的电化学行为,有重要的理论意义和实用价值。论文首先用失重、线性电位扫描、交流阻抗、恒流放电等多种方法研究了AZ系列镁合金在1.0 mol/L Mg(ClO4)2溶液中的电化学行为,考察了它们作为镁电池负极材料的性能。浸泡结果表明,AZ21的自腐蚀比AZ31和AZ61严重。线性电位扫描结果表明,AZ21和AZ31的电化学活性优于AZ61,表现为阳极极化小,开路电位负。交流阻抗结果表明,AZ21、AZ31、AZ61的Rt值逐渐增加。在恒电流放电中,AZ31的放电电位负且稳定,在Mg电池中更具应用价值。它的电流效率82%高于AZ21和AZ61,滞后时间2 s,小于AZ21和AZ61。论文进一步研究了AZ31-Al及AZ31-Zn复合负极在1.0 mol/L Mg(ClO4)2溶液中的电化学行为。浸泡结果表明,AZ31-Al复合负极的自腐蚀比AZ31-Zn复合负极小。线性电位扫描结果表明,AZ31-Al复合负极的电化学活性优于AZ31-Zn复合负极,表现为阳极极化小。交流阻抗结果表明,AZ31-Al复合负极的Rt值高于AZ31-Zn复合负极。在恒电流放电中,AZ31-Al复合负极的放电电位较AZ31-Zn复合负极负,电流效率70%高于AZ31-Zn复合负极。电流密度对合金的放电性能影响较大,放电电位随着电流密度的增加逐渐变正,Mg的失重率和失重比例随着电流密度的增大而增大。但其综合性能不及AZ31镁合金。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 论文的研究意义  8
  1.2 镁合金电极材料与镁电池的研究现状  8-17
    1.2.1 镁作牺牲阳极材料  8-9
    1.2.2 镁基贮氢合金电极材料  9
    1.2.3 镁固态电池  9-10
    1.2.4 镁储备电池  10-11
    1.2.5 镁空气电池  11
    1.2.6 镁二次电池  11-13
    1.2.8 镁合金作为电极材料存在的问题  13-15
    1.2.9 镁合金电极材料性能的改进途径  15-17
  1.3 论文的研究目的和研究内容  17-18
2 实验部分  18-25
  2.1 主要实验器材  18
    2.1.1 主要化学试剂及材料  18
    2.1.2 主要实验仪器  18
  2.2 电极的制作  18-20
    2.2.1 参比电极  18
    2.2.2 辅助电极  18-19
    2.2.3 研究电极  19
    2.2.4 复合研究电极  19-20
  2.3 电化学测试方法  20-24
    2.3.1 线性电位扫描伏安法  21-22
    2.3.2 恒电流充放电  22-23
    2.3.3 交流阻抗测试  23-24
  2.4 研究电极自腐蚀速率测试  24-25
3 结果与讨论  25-45
  3.1 AZ 系列镁合金在MG(CL04)2 溶液中的电化学行为  25-32
    3.1.1 自腐蚀行为  25-27
    3.1.2 伏安特性  27-28
    3.1.3 交流阻抗特性  28-30
    3.1.4 恒流放电特性  30-31
    3.1.5 小结  31-32
  3.2 AZ31-AL、AZ31-ZN 复合负极在MG(CL04)2 溶液中的电化学行为  32-45
    3.2.1 自腐蚀行为  33
    3.2.2 伏安特性  33-35
    3.2.3 交流阻抗特性  35-36
    3.2.4 相同电流密度下的恒电流放电特性  36-38
    3.2.5 不同电流密度下的恒电流放电特性  38-44
    3.2.6 小结  44-45
4 结论与展望  45-46
  4.1 主要结论  45
  4.2 展望  45-46
致谢  46-47
参考文献  47-51
附录  51

镁电池负极材料的电化学行为研究

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