電流脈沖改善AZ21鎂合金電池電壓滯后的研究.pdf

1、電流脈沖改善AZ21鎂合金電池電壓滯后的研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：鄧玲指導(dǎo)教師：劉渝萍高級工程師陳昌國教授專業(yè)：化學(xué)學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要鎂電池是一種廉價、安全、環(huán)保及高性能新能源電池。但鎂電池的許多問題限制了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，如鎂的化學(xué)活性，在中性和酸性條件下，鎂與水劇烈反應(yīng)，并放出氫氣，使電極利用率降低，并給電池的組裝帶來困難；缺乏適當?shù)膫鲗?dǎo)Mg2的非水介質(zhì)；

2、經(jīng)過放電后就失去良好的存儲能力，因此不能滿足長時間間歇性使用的要求等。鎂電池放電中還存在一個較為普遍的現(xiàn)象——“電壓滯后”，這使得電池在放電初期有一個較大的滯后時間和電位降，其嚴重影響了鎂電池的放電。其解決方法主要集中在電極表面處理；尋找更適合的電解液；使用加工技術(shù)改變鎂合金成分等，但鮮有學(xué)者使用脈沖法來解決該問題，因此，利用脈沖法來降低電壓滯后具有重要的意義。論文通過研究鎂合金作為負極在MgSO4溶液中的滯后情況，利用單脈沖法和雙脈沖

3、法來減少滯后。利用開路電位測試、交流阻抗測試、多電流階躍、掃描電鏡等方法對鎂合金滯后及其加載脈沖后表面膜層進行了深入研究。結(jié)果表明，AZ21鎂合金在MgSO4溶液中浸泡5天后，其滯后時間隨著放電電流密度的增加而減小，當放電電流密度為1.5mAcm2時，滯后時間長達10s；2.5mAcm2為4.2s；6mAcm2為2.2s。加載單脈沖(100ms50mA)，放電電流密度為1.5mAcm2和2.5mAcm2時，滯后時間均縮短至0.2s，電位

4、降分別為4.53V和3.83V。單脈沖(100ms10mA)，放電電流密度為6mAcm2時，滯后時間縮短至0.1s，電位降為4.07V。實驗結(jié)果表明加載脈沖是減小滯后的有效手段，但存在脈沖電位降過高的問題。采用雙脈沖電流法可對此進行改善，結(jié)果表明當脈沖條件為(5mA100ms)(25mA100ms)，放電電流1.5mA和2.5mA時，滯后時間均較短，電位降有所降低。將該條件運用在Mg(NO3)2溶液中，得到的放電曲線較平穩(wěn)，滯后時間短，