AZ31B鎂合金在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為研究.pdf

1、鎂是活潑輕金屬，具有無毒、無污染、來源廣等諸多特點(diǎn)，作為電極材料具有理論容量高、放電電位平穩(wěn)、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，使得鎂金屬材料在電池領(lǐng)域應(yīng)用中具有非常大的潛力。但鎂電極材料在水溶液中易發(fā)生自腐蝕和負(fù)差異效應(yīng)，以及電極放電時(shí)產(chǎn)生的滯后現(xiàn)象，使其無法達(dá)到實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)，這制約著鎂電池在市場中的廣泛應(yīng)用。為解決鎂電池上述問題，目前主要研究的兩個(gè)方向是改變電極材料和電解液成分，但對(duì)電解液的研究大都集中在單組份電解液，對(duì)AZ系列鎂合金電極材料在復(fù)

2、合電解液中的電化學(xué)行為研究則鮮有報(bào)道，因此，本論文重點(diǎn)研究復(fù)合電解液及添加劑對(duì)鎂負(fù)極的電化學(xué)行為影響。
　　本文首先對(duì)比鎂合金負(fù)極在單組分電解液和二組分復(fù)合電解液的中電化學(xué)行為進(jìn)行研究，尋找具有最優(yōu)電化學(xué)性能的復(fù)合電解液。利用開路電位測試、線性電位掃描、交流阻抗測試、Tafel極化曲線、恒流放電測試、失重法、掃描電鏡等方法對(duì)鎂電極在復(fù)合電解液中電化學(xué)性能進(jìn)行了研究，考察了鎂電極在復(fù)合電解液中的電化學(xué)行為以及不同浸泡時(shí)間對(duì)鎂合金表面

3、膜層形貌的影響。得到以下結(jié)果：AZ31B鎂合金在MgSO4-Mg(NO3)2復(fù)合電解液中，隨著MgSO4的濃度增加，開路電位負(fù)移，摩爾比為0.7:9.3復(fù)合電解液中的活化電位最負(fù)，極化程度最低，因此選用該摩爾比的復(fù)合電解液作為基礎(chǔ)電解液，研究在復(fù)合電解液中添加不同添加劑對(duì)AZ31B鎂負(fù)極放電性能的影響。當(dāng)NaF的濃度為30mmol/L，腐蝕速率降低4.8倍，放電電位負(fù)移190mV，滯后時(shí)間縮短至0.72s，鎂負(fù)極的放電性能和耐蝕性都有明

4、顯的提高。當(dāng)六偏磷酸鈉的濃度為30mmol/L時(shí)腐蝕電流密度減少，具有緩蝕作用，且當(dāng)濃度為0.1mol/L時(shí)，放電電位最負(fù)為-1.70V，電位降和滯后時(shí)間最小。當(dāng)十二烷基苯磺酸鈉濃度為0.05mmol/L時(shí)腐蝕電流密度增大，濃度增大至0.15mmol/L時(shí)腐蝕電流密度減少，對(duì)電極緩蝕作用呈現(xiàn)反復(fù)變化的作用。添加劑NaHCO3在單一MgSO4溶液中的緩蝕作用效果不佳，在復(fù)合電解液中的緩蝕作用有明顯提高，且當(dāng)濃度為20mmol/L時(shí)腐蝕電流