鎂陽(yáng)極材料電化學(xué)性能的研究.pdf

1、本文利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線能譜儀分析了鎂陽(yáng)極材料的顯微組織，采用化學(xué)浸泡析氫實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究了鎂陽(yáng)極材料在3.5 wt.％NaCl溶液中的電化學(xué)性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①通過(guò)改變擠壓溫度(180℃、200℃、250℃)，制備出不同晶粒尺寸的擠壓態(tài)純鎂，研究了晶粒尺寸對(duì)純鎂電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，三種晶粒尺寸不同的擠壓態(tài)純鎂的析氫速率相差不大，但是在放電過(guò)程中卻表現(xiàn)出不同的電化學(xué)行為，其中，250℃擠

2、壓得到的擠壓態(tài)純鎂陽(yáng)極在50 mA cm-2的恒電流密度下放電時(shí)，平均放電電位達(dá)到-1.571 V(vs. SCE)，而且純鎂陽(yáng)極適合在小電流下放電，在大電流放電時(shí)，放電產(chǎn)物將會(huì)很快覆蓋鎂陽(yáng)極表面，使得放電曲線不穩(wěn)定，放電電位隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)正移。②通過(guò)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究了擠壓態(tài)Mg-Al-Sn-Mn鎂合金陽(yáng)極材料的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，適量的Mn元素不但可以有效抑制Mg-Al-Sn-Mn鎂合金陽(yáng)極的自腐蝕行為，而且還與合金中的A

3、l元素形成Al-Mn相提高合金的電化學(xué)活性，經(jīng)正交試驗(yàn)綜合分析得到的擠壓態(tài)Mg-6Al-1Sn-0.4Mn(AT61-0.4Mn)合金的電化學(xué)性能最好，其在50 mA cm-2電流密度下放電時(shí)的平均放電電位為-1.602 V(vs. SCE)，大于正交試驗(yàn)結(jié)果中的其它成分組合。③在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了擠壓態(tài)AT61-0.4Mn-1In和Mg-6Al-6In合金的電化學(xué)性能，探討了 In元素對(duì)鎂合金陽(yáng)極材料的作用機(jī)理。結(jié)果表明，在AT

4、61-0.4Mn合金中添加1 wt.%In元素后對(duì)擠壓態(tài)合金的晶粒尺寸無(wú)明顯影響，且沒(méi)有維持AT61-0.4Mn合金在50mA cm-2電流密度下較負(fù)的放電電位，但有效抑制了擠壓態(tài)合金的自腐蝕行為，提高了利用效率，縮短了合金恒電流放電時(shí)的激活時(shí)間，使放電電位更加平穩(wěn)。擠壓態(tài)Mg-6Al-6In合金陽(yáng)極在50mAcm-2電流密度下放電時(shí)的平均放電電位為-1.713 V(vs. SCE)，比擠壓態(tài)AT61-0.4Mn合金和AT61-0.4M