铝空气电池关键技术研究进展.pdf

摘要：,金属铝是一种很高的能量载体，是开发电池的理想电极材料。铝一直没有成功的运用于电化学能量储存和转换技术，是由于金属铝表面有一层保护膜，导致了电极电位显著低于理论值且电压行为明显滞后，而在活化状态下铝的抗腐蚀下降。这些问题限制了铝阳极的早期开发和应用。近年来通过开发各种新型的铝合金阳极材料及相应电解质的添加剂，铝-空气电池的研究取得了很大的进展。,本文分别以99.99％的工业精铝和99.999％的高纯铝做为铝基体，选择添加Ga、In、Pb、Sn、Mg、Mn六种合金元素，制备了Al-In和Al-Ga两个主要系列的各四种成分的合金阳极。对如何减小铝合金阳极铸件过程中常易出现的三种缺陷，提出了一些较好的措施。通过自腐蚀、开路电位、动电位极化和电化学阻抗谱实验研究了该系列阳极在强碱性的4MNaOH溶液体系中的电化学行为，用扫描电镜观察了阳极腐蚀后的表面形貌，并考察了合金成分、介质温度及添加缓蚀剂对合金阳极性能的影响，分析了铝合金阳极在强碱性溶液中的活化溶解机理。,结果表明：铝合金阳极能否活化受到不止一个因素的影响，活性点的数量以及沉积于活性点的单质金属或合金的流动性是铝阳极活化的关键，活性点越多，沉积金属的流动性越强，即活性点的活性越高，铝阳极就越容易被活化；制备的Al-In-Mg-Sn-Pb阳极试样在4MNaOH+0.04MNa2SnO3溶液中综合性能最好，能在25℃-60℃的温度范围内稳定工作，且具有更小的自腐蚀速率、更负的开路电位和更低的阳极极化；其次是Al-In-Mg-Mn和Al-Ga-In-Mg-Pb阳极试样，它们都有望做碱性铝-空气电池阳极材料。