镁阳极在海水激活电池中的应用

金属镁拥有较负的标准电极电位(-2.37 V(相对于标准氢电极))、较大的理论比容量(2.2 A·h·g^(-1))和较小的相对密度(1.74 g/cm^3),是一种极具应用前景的海水激活电池阳极材料。概述近几年国内外镁阳极在不同类型海水激活电池中的应用,针对放电过程中金属镁存在的腐蚀产物剥落困难、析氢副反应严重和金属颗粒脱落等问题,探讨合金化、热处理和塑性变形等改性措施对镁阳极电化学性能的影响,为高性能镁阳极材料的制备提供理论依据,同时指出未来镁阳极材料的研究方向。

海水激活电池用Mg-Hg-Ga合金阳极材料的腐蚀行为

通过Mg-3%Hg-2%Ga阳极材料在3.5%NaCl水溶液中的析氢和浸泡实验研究其宏观腐蚀速率,通过动电位极化法和交流阻抗谱分析镁合金的电化学腐蚀行为;用扫描电镜分析镁合金的表面腐蚀形貌,讨论Mg-3%Hg-2%Ga合金的腐蚀机理。研究结果表明:Mg-3%Hg-2%Ga在3.5%NaCl介质中的析氢速率为2.4×10 4mL/(cm2.s),浸泡128 h后,试样表面腐蚀均匀,腐蚀产物易脱落;在10 mV/s的扫描速度下,动电位极化测得腐蚀电流密度为2.41 mA/cm2;在开路电位下测得电极电荷转移阻抗为222.6/cm2,等效电容为8.48×10 4F。Mg-3%Hg-2%Ga阳极材料可开发为海水电池用镁合金阳极材料。

挤压比对海水激活电池用AP65镁合金阳极材料放电性能的影响

AP65镁合金具有较强的放电活性,是一种极具吸引力的大功率海水激活电池用阳极材料.应用于电池阳极的AP65板带材通常采用热挤压等塑性变形方式制备,因而挤压比显著影响AP65的显微组织和放电行为.采用电化学方法结合显微组织表征系统研究不同挤压比(8.2∶1,12.3∶1和24.5∶1)对AP65放电行为的影响,结果表明:当挤压比为12.3∶1时,AP65具有细小而均匀的晶粒尺寸、破碎的第二相Al8Mn5和较低的位错密度.这一显微组织模式导致AP65带材拥有较负的放电电位(-1.780V vs.SCE)和较高的阳极利用率((87.7±0.2)%).因此,在450°C下以0.05 m/s的速度热挤压时,随挤压比增大,AP65镁合金的电化学性能先提高后降低,在挤压比12.3∶1附近AP65镁阳极达到较好放电性能.

AZ镁合金空气电池阳极在NaCl溶液中的电化学性能

采用动电位极化扫描、恒电流放电、化学浸泡法研究不同Al含量AZ31、AZ61、AZ913种AZ镁合金阳极的放电性能和腐蚀电化学行为。结果表明,3种镁合金阳极随Al含量的增加,腐蚀电位发生正移。合金的腐蚀电流密度呈先减小后增大的趋势;25℃的3.5%(质量分数)NaCl溶液中,3种合金阳极的放电电位随放电电流密度的增大而正移。30 mA/cm^2放电电流密度下,AZ61合金具有较负的平均放电电位,随时间延长平均放电电位负移且逐渐趋于平稳,表现出良好的放电性能。随Al含量的增加合金阳极自腐蚀速率有所下降,阳极利用率呈先增大后减小的趋势。3种合金阳极中,AZ61合金中形成大量点状或不连续短条状的β相,金属颗粒脱落较少,阳极利用率较高。

热轧对双相Mg-Li基合金电化学行为的影响

通过电化学测试方法,结合显微组织表征研究热轧对海水激活电池用Mg-3Al-8Li-1Zn-0.4Mn合金阳极电化学行为的影响。研究表明,热轧使合金的两相沿轧制方向呈条状分布,成分均匀,增强放电活性,促使放电电位负移,使其发生均匀的电化学溶解,提高小电流密度下的阳极利用率。热轧使合金中α-Mg边缘的元素富集现象消失,不利于抑制放电过程中的析氢副反应,导致大电流密度下的阳极利用率下降。

Corrosion and discharge performance of Mg-9%Al-2.5%Pb alloy as anode for seawater activated battery

To obtain a new kind of Mg?Al?Pb alloy anode material with low content of Pb, the corrosion and discharge behavior of Mg?9%Al?2.5%Pb (hereafter in mass fraction) alloy were investigated by immersion tests and electrochemical techniques, and compared with those of Mg?6%Al?5%Pb alloy. The results indicate that Mg?9%Al?2.5%Pb alloy exhibits a lower self-corrosion rate and higher utilization efficiency in contrast with Mg?6%Al?5%Pb alloy because of the higher content of Al. As the result of the decrease of Pb content, the discharge activity of Mg?9%Al?2.5%Pb alloy is relatively weaker but still meets the requirement of anode. These results reveal that Mg?9%Al?2.5%Pb alloy with a low content of Pb can serve as a good candidate for the anode material used in seawater activated battery.

NaPO_3与SDBS缓蚀剂对AZ31镁合金空气电池在NaCl电解液中放电性能的影响

研究了以铸态AZ31镁合金为阳极材料的镁空气电池在加入了0.5 g/L NaPO_3、0.5 g/L十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、0.5 g/L NaPO_3+0.5 g/L SDBS作为缓蚀剂的3.5%(质量分数) NaCl电解液中的放电性能,测试了AZ31镁合金在不同缓蚀剂溶液中的自腐蚀速率、动电位极化曲线、EIS谱,并使用SEM观察了阳极材料在不同缓蚀剂溶液中的放电形貌。结果表明,加入缓蚀剂可以较好地抑制析氢腐蚀,提高阳极利用率,弱化阳极极化,提高放电电压。其中在NaPO_3+SDBS缓蚀剂溶液中,镁空气电池阳极腐蚀最弱,缓蚀效率可以达到85%,阳极利用率达到43.2%。