鋁-空氣電池用鋁合金負(fù)極的合金化研究.pdf

1、面對(duì)能源緊缺、環(huán)境污染等重大問(wèn)題，迫切需要開(kāi)發(fā)新型綠色能源。鋁-空氣電池具有安全、廉價(jià)、環(huán)保的特點(diǎn)，是近年新型綠色能源的發(fā)展方向之一。鋁合金作為鋁-空氣電池的負(fù)極，也是鋁-空氣電池研究的重點(diǎn)。本文采用量子化學(xué)計(jì)算的方法，從理論上計(jì)算了二元鋁合金體系的能量，選出合金化元素。在此基礎(chǔ)上，采用陽(yáng)極極化曲線、恒流放電測(cè)試、利用率、XRD、XRF等方法，對(duì)冶煉的鋁合金的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征，并將研制的鋁合金組裝進(jìn)鋁-空氣電池，研究了電池的功率密度

2、。
　　量子力學(xué)計(jì)算表明，合金化元素Sn、Zn、Pb、Mg、Te、In、Ga與金屬鋁形成二元合金的能量由高至低的順序?yàn)椋篈l(-450 eV)>Al-Sn(-489 eV)>Al-Zn(-665 eV)>Al-Pb(-968 eV)>Al-Mg(-1369 eV)>Al-Te(-1457 eV)> Al-In(-1954 eV)>Al-Ga(-2447 eV)。Al-In和Al-Ga合金的活性最高。
　　對(duì)研制的二元鋁合金在

3、堿性電解液中的性能測(cè)試結(jié)果表明，Al-In合金的開(kāi)路電位最負(fù)，Al-0.13 In合金的開(kāi)路電位為-1.58V。Al-Mg合金的陽(yáng)極電流密度最高，Al-0.4Mg合金的陽(yáng)極電流密度達(dá)到60.4mA/cm2。Al-Pb合金的利用率最高，Al-0.7Pb合金的利用率達(dá)到81.1％。所研制二元鋁合金的陽(yáng)極電流密度由小到大的排列排序?yàn)椋?Al-Te(42.4mA/cm2)

4、Al-Pb(44.5mA/cm2)

5、序?yàn)椋篈l-In(72.6%)　　對(duì)研制的三種三元鋁合金的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，Al-0.02Ga-0.7Pb合金的利用率最高，達(dá)到了80.2%。Al-0.5Pb-0.4Zn合金的開(kāi)路電位最負(fù)，為1.490V。Al-0.5Pb-0.3Mg合金的陽(yáng)極電流密度最高，為56.9mA/cm2。
　　由三