海水激活電池用Mg-AL-Sn及Mg-AL-Pb合金陽極材料的電化學(xué)性能研究.pdf

1、鎂陽極材料因其具有較負(fù)的電極電位，放電平穩(wěn)，激活時(shí)間短，比能量高等諸多優(yōu)點(diǎn)，近年來，國內(nèi)外對(duì)其開展的研究工作很多，研發(fā)新型鎂電池材料來適配新型的設(shè)備，具有明確的發(fā)展前景。本研究設(shè)計(jì)了兩種系列的鎂合金電池陽極材料，分別為Mg-Al-Pb系列和Mg-Al-Sn系列合金，期望能應(yīng)用于水下推進(jìn)器的動(dòng)力電池。
　　本研究的實(shí)驗(yàn)方法包括動(dòng)電位極化掃描法、恒電流放電法、交流阻抗法等，配合掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)，金相分析等方法，重

2、點(diǎn)研究了合金元素、熱處理制度、加工工藝等工藝參數(shù)對(duì)鎂合金陽極材料放電性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)于Mg-Al-Pb系列合金，鋁的加入有利于合金放電電位負(fù)移，對(duì)比鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0％，3％和6％的三種Mg-Al-Pb合金，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的合金放電電位最負(fù)。當(dāng)最終退火溫度為473K時(shí)，合金放電過程最平穩(wěn)，放電電壓值可達(dá)到-1.5V(除特殊說明，文中電位均為相對(duì)于飽和甘汞電極電位);對(duì)于Mg-Al-Sn系列合金而言，鋁的加入有利

3、于保持放電電位平穩(wěn)，尤其在放電電流密度為200mA/cm2時(shí)，Mg-1％Sn合金放電電位波動(dòng)大，極化嚴(yán)重，而Mg-6％Al-1％Sn放電電位值非常平穩(wěn)，電位達(dá)到-1.3V。當(dāng)退火溫度為673K時(shí)，合金晶粒出現(xiàn)明顯的長大，導(dǎo)致合金恒電流放電電位正移到-0.9V，且放電平穩(wěn)性降低。交流阻抗實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:兩種系列合金的固-液界面電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制為電化學(xué)活化機(jī)制，且Mg-Al-Pb合金的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct大于Mg-Al-Sn合金的Rct。比較不同電