镁空气电池负极表面改性对其电化学性能的影响

分别以纯镁、AZ31镁合金、WA111(Mg-11%Y-1%Al)镁合金为负极,通过液相沉积法在镁负极表面形成均匀致密的Ca-P生物陶瓷膜层。将MnO_(2)催化剂涂覆在碳纤维布-泡沫镍复合基底上作为空气正极,以3.5%(质量分数)NaCl水溶液作为电解液,研究了表面膜层对镁空气电池电化学性能的影响。通过对比放电后未改性电极和改性电极表面的微观结构,探讨了膜层对电池性能显著影响的原因。结果表明:经过表面改性的镁负极具有更高的负极利用率,放电稳定性也更好;极化曲线和交流阻抗测试显示表面膜层提高了镁负极的耐腐蚀性。该生物陶瓷膜层由宽10μm、长60μm的针叶状二水磷酸氢钙(CaHPO_(4)·2H_(2)O)晶体交织咬合生长而成;这种多孔结构在加强镁负极表面耐腐蚀性的同时,使表面放电产物变得疏松易脱落,无法形成完整致密的钝化膜,从而提高了镁空气电池的放电性能。